(共40张PPT)
课题3 分解纤维素的微生物的分离
一、纤维素与纤维素酶
必备知识·自主学习
二、纤维素分解菌的筛选
三、实验设计和课题延伸
1.流程:
(1)土壤取样:采集土样时,应选择富含_______的环境
纤维素
【易错辨析】
1.纤维素酶与葡萄糖苷酶的作用一样。
(
)
分析:纤维素酶是一种复合酶,其中包含葡萄糖苷酶,葡萄糖苷酶能将纤维二糖
分解成葡萄糖。
2.纤维素酶具有专一性和高效性等特点。
(
)
3.培养纤维素分解菌的培养基中应含有无机碳源。
(
)
分析:纤维素分解菌的代谢类型为异养型,培养基中应含有有机碳源。
×
√
×
4.选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。
(
)
分析:选择培养基能筛选出某种微生物,鉴别培养基能鉴定微生物的种类。
5.在添加刚果红的培养基上可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(
)
6.纤维素分解菌纯化培养中不能采用平板划线法。
(
)
分析:纤维素分解菌纯化培养中常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板
法。
×
√
×
关键能力·合作学习
一、纤维素与纤维素酶
1.纤维素与纤维素酶的比较:
纤维素
纤维素酶
本质
多糖
蛋白质
种类
天然纤维素
商品纤维素
包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
单体
葡萄糖
氨基酸
来源
棉花、木材、作物秸秆等
纤维素分解菌
作用
与果胶构成植物的细胞壁
水解纤维素
2.纤维素与纤维素酶关系图解:
易错提醒:
与纤维素酶有关的三点提醒
(1)纤维素酶不是单一酶,而是一种复合酶,包括多种组分,各组分之间协同作用,单一的组分无法独立的彻底分解纤维素。
(2)该酶也具有专一性,只能分解纤维素。
(3)该酶发挥作用也需要温和的条件,包括适宜的温度和pH
等。
【选修对接必修】对接必修1:糖类和酶
(1)木材、作物秸秆等富含纤维素,纤维素是植物_______的主要成分,其化学
本质是_____,基本单位是_______。
(2)纤维素酶的化学本质是_______,酶是具有催化作用的有机物,绝大多数是
_______,少数是____。
(3)酶的特性:_______、专一性、_________比较温和。
细胞壁
多糖
葡萄糖
蛋白质
蛋白质
RNA
高效性
作用条件
【典题通关】
下列关于纤维素酶的叙述中,错误的是
( )
A.纤维素酶只有一种,只能将纤维素分解为葡萄糖
B.纤维素酶是一种复合酶,至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分
C.纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖,为微生物提供营养物质
D.分解纤维素的细菌、真菌和放线菌,都是通过产生纤维素酶来分解纤维素的
【解题关键】解答本题的关键是明确纤维素酶的组成、功能和分解纤维素的微生物。
【解析】选A。纤维素酶是一种复合酶,一般认为至少包括三种组分——C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,其中C1酶和CX酶将纤维素分解为纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖。
【误区警示】(1)不明确纤维素酶是复合酶,包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。
(2)不知道纤维素的基本组成单位是葡萄糖。
【互动探究】
(1)上题中分解纤维素的细菌能否在不含纤维素但富含其他有机物的环境中生
存?为什么?
提示:能。纤维素分解菌分解纤维素只是为了利用纤维素作为碳源,其他有机物
若可提供碳源,也可以。
(2)题中纤维素酶能在微生物细胞内分解纤维素吗?为什么?
提示:不能。多数细胞不能直接吸收纤维素,一般来说,纤维素酶都是分泌到细
胞外分解纤维素的。
【跟踪小练】
1.
在分离分解纤维素的微生物的实验中,下列关于土壤取样的叙述,错误的是
( )
A.可选取深层的土壤作为样品
B.可选取树林中多年落叶形成的腐殖土作为样品
C.可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品
D.可把滤纸埋在土壤中经过30天左右,再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌
【解析】选A。深层土壤中纤维素含量少,纤维素分解菌的数量也少。
2.下列生物能分解纤维素的是
( )
①人 ②兔 ③牛 ④蘑菇 ⑤纤维杆菌
A.①②③④⑤
B.②③⑤
C.②③④⑤
D.③⑤
【解析】选C。兔、牛为食草动物,其肠道内有分解纤维素的微生物,蘑菇、纤维杆菌能分泌纤维素酶分解纤维素;而人不能消化纤维素。
3.纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质,组成它们的基本单体依次
是
( )
A.葡萄糖、葡萄糖和氨基酸
B.葡萄糖、氨基酸和核苷酸
C.氨基酸、氨基酸和核苷酸
D.淀粉、蛋白质和核酸
【解析】选B。纤维素属于多糖,其基本单体是葡萄糖;纤维素酶的化学本质是蛋白质,其基本单体是氨基酸;控制纤维素酶合成的物质是DNA,其基本单体是脱氧核苷酸。
二、纤维素分解菌的筛选
1.选择培养基与鉴别培养基:
选择培养基
鉴别培养基
特殊
成分
控制某一条件(如唯一氮源)或加入某种物质(如青霉素)
加入某种指示剂或化学药品
目的
抑制其他微生物生长,促进目的菌的生长
与微生物的代谢产物或培养基中的成分发生特定反应
用途
培养、分离出特定微生物
鉴别不同的微生物
举例
培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素,抑制细菌生长;用以尿素作唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌
可用伊红—美蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,菌落呈黑色)
2.纤维素分解菌的富集培养:
(1)培养基特点:纤维素分解菌的选择培养用的是富含纤维素的培养基,而不是以纤维素为唯一碳源的培养基。
(2)培养结果:由于培养基中加入了酵母膏和水解酪素等,因此培养基上除得到大量的纤维素分解菌外,也有其他微生物的存在。
(3)进一步筛选:需根据微生物的菌落特点继续进行鉴别培养以筛选纤维素分解菌。
(4)选择培养的实质:纤维素分解菌的选择培养实质是富集培养,以便得到大量目的微生物。
3.纤维素分解菌的进一步鉴定:
(1)鉴定原理:通过微生物发酵,看能否产生纤维素酶。发酵的方法分为固体发酵和液体发酵。若发酵产物中有纤维素酶,则菌种是分解纤维素的细菌。
(2)纤维素酶的鉴定方法:通过测定纤维素酶水解纤维素产生的葡萄糖,来鉴定纤维素酶的产生。由于葡萄糖在50～65
℃的斐林试剂中水浴加热1～2
min,可形成砖红色沉淀,以此判断微生物是否产生了纤维素酶将纤维素分解成葡萄糖。
4.从土壤中分离纤维素分解菌实验的注意事项:
(1)在实验操作中必须注意无菌操作。
(2)梯度稀释和涂布培养具体步骤可参照课题2中的相关操作进行。
(3)本实验需要设置对照,将题中的选择培养基换成不具有筛选作用的培养基,其余不变,观察最终纤维素分解菌的菌落数目。
5.微生物的鉴别方法:
(1)菌落特征鉴别法:根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别。
(2)指示剂鉴别法:如以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种微生物后,培养基变红说明该种微生物能够分解尿素。
(3)染色鉴别法:如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物。
6.筛选微生物的三种方法:
(1)单菌落挑取法:利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面,直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物。
(2)选择培养法:利用选择培养基对微生物进行选择培养,直接获得目的微生物。
(3)鉴别培养法:利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征,然后筛选目的微生物。
易错提醒:
关于纤维素分解菌筛选的三点警示
(1)纤维素分解菌的选择培养基中的碳源除纤维素外,酵母膏和水解酪素也可起碳源的作用。
(2)在纤维素分解菌的选择培养基中生长的不只有纤维素分解菌。因此,选择培养后要进行鉴别培养,才能获得纤维素分解菌。
(3)若在倒平板时就加入刚果红,则出现透明圈的菌落不一定都是纤维素分解菌,也可能是有些微生物降解色素而形成透明圈。
【典题通关】
富集培养是微生物学中最强有力的技术手段之一,主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同,设定环境条件,使仅适应该条件的微生物旺盛生长,从而使其在微生物群落中的数量大大增加,人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。富集条件可根据所需分离微生物的特点,从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择,如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等。如图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。
(1)实验原理是_____________________________________________________
____________________。?
(2)本实验所需培养基为__________,碳源为___________。?
(3)①～③重复培养的目的是___________。?
(4)⑤的菌落中大部分是能降解___________的微生物。?
(5)⑥为__________组,⑦为____________组,设置⑥的目的是____________?
____________________。?
(6)⑤→⑥采用____________法。?
【解题关键】解答本题关键应明确:
(1)注意培养基配制的原则及成分。
(2)掌握实验设计的一般技巧:
①实验原理与选择培养基用途的统一性。
②实验设计中对照原则的应用。
【解析】(1)本实验是利用对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基,经富集培养,选择出能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物。(2)本实验所用培养基是以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基,培养的微生物是能降解对羟基苯甲酸的微生物。(3)经过①～③的重复培养,增大了分解对羟基苯甲酸微生物的比例。(4)⑤的菌落中大部分是能降解对羟基苯甲酸的微生物。(5)⑥为对照组,⑦为实验组,设置⑥的目的是说明通过富集培养,的确得到了目的微生物。
(6)⑤→⑥采用了单菌落挑取法。
答案:(1)利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基,经富集培养,选择出能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物
(2)选择培养基 对羟基苯甲酸
(3)增大分解对羟基苯甲酸微生物的比例
(4)对羟基苯甲酸
(5)对照 实验 说明通过富集培养的确得到了目的微生物
(6)单菌落挑取
【误区警示】(1)不能通过材料的描述获取有效信息。
(2)不会从实验目的分析实验所用的培养基类型。
(3)不知道实验设计的一般原则,实验设计的一般原则包括对照原则、单一变量原则、平行重复原则、可操作性原则。
【互动探究】题中在接种到⑥的培养基操作过程中关键是什么?应注意哪些事项?
提示:无菌操作;接种环在火焰上灼烧灭菌,烧红的接种环在空气中冷却,打开培养皿盖成一条缝隙,挑取菌落接种到试管中,并将试管口通过火焰,塞好棉塞,盖上培养皿盖,接种环在火焰上灼烧,杀灭残留微生物。
【方法规律】目的微生物的选择方法
(1)利用平板划线法或稀释涂布平板法接种在固体平板培养基上,根据目的微生物特定的菌落特征挑选目的微生物。
(2)利用选择培养基直接筛选目的微生物。
(3)利用鉴别培养基,鉴别目的微生物。
【跟踪小练】
1.在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是
( )
A.分解尿素的细菌
B.硝化细菌
C.分解纤维素的细菌
D.乳酸菌
【解题关键】解答本题应明确两点:
(1)题目中的关键信息——刚果红。
(2)刚果红染色法的原理及实验现象。
【解析】选C。分解纤维素的细菌能将纤维素分解,刚果红—纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
【互动探究】上题中为什么会出现透明圈?
提示:分解纤维素的细菌能产生纤维素酶,当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
2.以纤维素为唯一碳源筛选出细菌,试分析此类微生物在生态系统中的作用与下列哪种生物类似
( )
A.硝化细菌
B.蓝藻 C.蚯蚓 D.牛
【解析】选C。硝化细菌属于自养型微生物,在生态系统中属于生产者;蓝藻属于光能自养型微生物,是生态系统中的生产者;纤维素分解菌能够以纤维素为唯一碳源并将其分解为无机物,所以纤维素分解菌属于生态系统中的分解者。蚯蚓属于生态系统中的分解者;牛属于生态系统中的消费者。课时素养评价
六 分解纤维素的微生物的分离
(30分钟 100分)
一、选择题(共6小题,每小题6分,共36分)
1.以农作物秸秆等含纤维素丰富的材料为原料,经加工可制成燃料乙醇,这种“绿色能源”的开发备受关注。农作物秸秆经预处理后,应该选用某种酶进行水解处理,使之转化为发酵所需的葡萄糖。你认为这种酶可从以下哪种微生物中提取
( )
A.制作腐乳的毛霉
B.酿制果醋的醋酸菌
C.生长在腐木上的霉菌
D.土壤中分解尿素的微生物
【解析】选C。农作物秸秆的主要成分是纤维素,处理秸秆的酶应为纤维素酶。毛霉产生的主要是蛋白酶和脂肪酶,A项错误;醋酸菌能够利用葡萄糖或乙醇,B项错误;生长在腐木上的霉菌能够分解利用腐木中的纤维素,可以产生纤维素酶,C项正确;土壤中分解尿素的微生物能够产生脲酶,利用的是尿素,D项错误。
2.加工橘子罐头,采用酸碱处理脱去橘络,会产生严重污染。目前使用酶解法去除橘络,可减少污染。下列生长在特定环境中的4类微生物,不能产生所需酶的是
( )
A.生长在麦麸上的黑曲霉
B.生长在酸奶中的乳酸菌
C.生长在棉籽壳上的平菇
D.生长在木屑上的木霉
【解题关键】解答本题时需明确两点:
(1)橘络的主要成分是纤维素。
(2)能够分解纤维素的微生物生活在富含纤维素的环境中。
【解析】选B。橘络的主要成分是纤维素,用纤维素酶就可处理;A项中生长在麦麸上的黑曲霉,C项中生长在棉籽壳上的平菇,D项中生长在木屑上的木霉都生活在富含纤维素的环境中,都能产生纤维素酶。牛奶中不含纤维素,因此B项生长在酸奶中的乳酸菌不能产生纤维素酶。
3.美国研究人员通过对大肠杆菌进行基因改造,可以使它将植物纤维逐渐转化为生物燃料。这种细菌不仅能以传统生物能源技术中使用的蔗糖为原料,还能将广泛存在于植物纤维中的半纤维素分解合成为燃料物质。若要将这种大肠杆菌分离出来,应将它们接种在
( )
A.不含氮源的培养基上
B.含有蛋白胨的固体培养基上
C.只含半纤维素而无其他碳源的选择培养基上
D.不含营养要素的培养基上
【解析】选C。微生物生长繁殖所需的营养物质分为碳源、氮源、水和无机盐。要将能分解半纤维素的大肠杆菌分离出来应选用选择培养基。因此可以添加基因改造后的大肠杆菌能利用而其他杂菌不能利用的碳源来达到分离选择所需细菌的目的。
4.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是
( )
A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
B.富集培养这一步可省略,但培养分离的纤维素分解菌少
C.经稀释培养后,用刚果红染色
D.对照组可用等量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上
【解题关键】纤维素分解菌的筛选实验流程为土壤取样、选择培养、梯度稀释、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上、挑选产生透明圈的菌落。
【解析】选A。经选择培养后,再经梯度稀释,才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,A错误;富集培养可省略,但培养分离的纤维素分解菌少,B正确;经稀释培养后,纤维素分解菌可以用刚果红染色进行鉴别,C正确;实验组中培养基上含有纤维素,对照组中培养基上不含纤维素,两组都涂等量的培养液,D正确。
5.在从土壤中分离出分解纤维素的微生物的实验中,先进行选择培养,再进行刚果红染色法分离。先选择培养的目的是
( )
A.浓缩目标菌种
B.除去杂菌,获得能分解纤维素的纯菌种
C.杀灭不需要的微生物
D.在微生物的菌落上获得纤维素分解菌
【解析】选A。在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到浓缩目标菌种的作用,A项正确;该培养基中的化学成分不能杀灭微生物,不能得到单一菌种,B、C项错误;选择培养时用液体培养基,微生物在培养液中繁殖,不能获得目标菌落,D项错误。
【知识总结】纤维素分解菌的分离过程分析
纤维素分解菌的分离实验要通过多步实验操作才能确保得到纯的纤维素分解菌,实验过程中均有杂菌生长。
(1)选择培养基上的菌体:由于纤维素分解菌的选择培养基不是以纤维素为唯一碳源,而是富含纤维素的培养基,因此选择培养得到的菌体中含有多种杂菌。
(2)鉴别培养基上的菌体:有透明圈的菌落也可能不是纤维素分解菌,因为会出现假阳性反应。
(3)经过发酵产纤维素酶的实验证明具有产纤维素酶能力的菌体,才是纤维素分解菌。
6.（2020·江苏高考）为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是（
）
A.倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C.该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D.菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
【解析】选B。本题主要考查平板划线法的相关使用技巧。倒平板后不需要晃动，A错误；Ⅰ区、Ⅱ区没有出现单菌落，说明细菌数量太多，故应从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；出现单菌落即达到了菌种纯化的目的，C错误；刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，D错误。
二、非选择题(共4小题,共64分)
7.(17分)β-甘露聚糖酶能分解甘露糖,在食品、医药等方面有着广泛的应用,从土壤中筛选能产生该酶的枯草芽孢杆菌。回答下列问题:
(1)稀释:在污水沟、死树桩旁采集土样,在培养前一般要进行稀释,其目的是_________________________________________________________。?
(2)分离和筛选:获得稀释的菌液后,一般采取__________法,将其接种于选择培养基上,该培养基的配制要求是____________________。?
(3)纯化:培养中发现,在菌落周围出现了________,挑取直径较大的菌落以________法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。?
(4)
其他探究:某小组欲比较两种牙膏的抑菌效果,用含有金黄色葡萄球菌的培养基做实验,结果如图,图中b的作用是________。请写出实验思路:____________
________________________________________________________________________________________________。?
【解析】(1)稀释的目的是降低菌液浓度,以便在培养基上形成单个菌落。
(2)接种微生物常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,因此获得稀释的菌液后,一般采取涂布平板法,将其接种于选择培养基上;要筛选能产生β-甘露聚糖酶(能分解甘露糖)的枯草芽孢杆菌,应该用以甘露糖为唯一碳源的培养基。
(3)培养中发现,在菌落周围出现了透明圈,挑取直径较大的菌落以平板划线法接种,在相同的培养条件下,进行再次筛选,最终可得到纯化菌株。
(4)该实验的目的是比较两种牙膏的抑菌效果,根据对照原则和单一变量原则,图中b的作用是作为对照,实验思路是:将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况。
答案:(1)在培养基表面形成单个菌落
(2)涂布平板 把甘露糖作为唯一碳源
(3)透明圈 平板划线
(4)对照 将等量的两种不同牙膏涂布在a、c处,b处不涂牙膏,观察a、b、c周围透明圈的出现情况
8.(19分)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由三种组分组成的复合酶,其中葡萄糖苷酶可将____________分解成____________。?
(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤维素形成__________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的__________。?
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):
成分
酵母膏
无机盐
淀粉
纤维素粉
琼脂
CR溶液
水
培养基甲
+
+
+
+
-
+
+
培养基乙
+
+
+
-
+
+
+
注:“+”表示有,“-”表示无。
据表判断,培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是__________________________;培养基乙__________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是_____________________________
____________________________________________________________________________________________。?
【解析】(1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用,如下图:
纤维素纤维二糖葡萄糖
(2)刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物无法形成,出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基应为固体培养基,且需要以纤维素为唯一碳源。
答案:(1)纤维二糖 葡萄糖 (2)红 透明圈
(3)不能 液体培养基不能分离单菌落 不能 培养基乙中没有纤维素粉,不会形成CR-纤维素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌菌落
9.(16分)(2020·大同高二检测)有研究者拟从中药渣肥堆的样本中筛选高产纤维素酶菌株,以期为纤维素酶制剂研制提供基础。回答下列问题:
(1)从中药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌的原因是_____________________
____________________。纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素酶由______________组成。?
(2)以下是分离分解纤维素菌的流程示意图:
从物理性质上看,A、B培养基分别为____________和__________培养基;它们的功能分别是____________与________________。?
【解析】(1)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,而中药渣富含纤维素。纤维素酶是复合酶,包含C1酶、
CX酶、葡萄糖苷酶。
(2)从物理性质上看,A、B培养基分别为液体和固体培养基;它们的功能分别是选择培养目的(纤维素分解)菌和增加目的(纤维素分解)菌的数量与分离纯化与鉴别目的菌株。
答案:(1)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,而中药渣富含纤维素 C1酶、
CX酶、葡萄糖苷酶
(2)液体 固体 选择培养目的(纤维素分解)菌和增加目的(纤维素分解)菌的数量 分离纯化与鉴别目的菌株
10.(12分)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是___________________
___________。?
(2)纯化菌株时,通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有__?_____________。?
(3)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是____________________________,该实验设计是否合理?为什么?________________________________。?
【解题指南】(1)图示信息:利用选择培养基分离降解苯磺隆的菌株,取菌株产生的蛋白酶分解苯磺隆。
(2)关键知识:微生物的培养基成分、微生物的接种、对照原则。
【解析】本题考查微生物的培养及对照实验的设计原则。
(1)微生物的培养基主要含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养物质;选择培养基只允许特定种类的微生物生长,又要抑制或阻止其他种类微生物生长,因而必须以苯磺隆为唯一碳源,只让目的菌株生长繁殖。
(2)接种环要先灼烧灭菌冷却后划线,而且要从上一次划线末端而非空白处划线,不冷却会烫死上一次划线末端的菌株,而且从空白处划线会无菌株。
(3)从图乙上清液中加入蛋白酶溶液可知,蛋白酶是用于水解上清液中的某蛋白质的,由此可判定实验假设是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白酶,但是还需要设计不加入蛋白酶的对照组。
答案:(1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖
(2)接种环 ①接种环灼烧后未冷却;②划线未从第一区域末端开始划线
(3)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白酶 不合理,缺少空白对照
