新課標創(chuàng)新人教生物選修1 專題2 課題3 分解纖維素的微生物的分離

一、纖維素與纖維素酶1纖維素(1)化學本質：由C、H、O三種元素組成，基本組成單位是葡萄糖，是地球上含量最豐富的多糖類物質。(2)來源：棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物，此外木材、作物秸稈等也富含纖維素；纖維素是構成植物細胞壁的主要成分之一。2纖維素酶(1)組成：纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種組分，即C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。(2)作用原理 (3)實驗驗證纖維素酶的作用試管濾紙條緩沖液pH4.8纖維素酶(7080 U/mL)條件結果11 cm×6 cm10 mL1_mL將兩支試管固定在50 mL的錐形瓶中，在搖床上以140 r/min的轉速振蕩反應1 h完全分解21 cm×6 cm11 mL/基本無變化二、纖維素分解菌的篩選1方法 2原理三、實驗設計和操作1土壤取樣：選擇富含纖維素的環(huán)境。2選擇培養(yǎng)(1)目的：增加纖維素分解菌的濃度，確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。(2)操作方法：將土樣加入裝有30 mL選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)12_d，直至培養(yǎng)液變混濁，也可重復選擇培養(yǎng)。3梯度稀釋4涂布培養(yǎng)：將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上。5篩選菌株：剛果紅染色法，挑選產生透明圈的菌落。四、課題延伸纖維素分解菌的鑒定 1為確定得到的透明圈中的菌落是纖維素分解菌，需要進行發(fā)酵產纖維素酶的實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。2纖維素酶的測定方法，一般是采用對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產生的葡萄糖進行定量測定。 共研探究纖維素分子的結構如圖所示，結合教材回答下列問題：1纖維素纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質。纖維素能被土壤中某些微生物產生的纖維素酶分解。2纖維素酶(1)纖維素酶是一種復合酶，它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)纖維素酶作用過程3纖維素分解菌的篩選(1)利用剛果紅染色法篩選纖維素分解菌。(2)纖維素分解菌的篩選常用的有兩種方法，一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應；另一種是在倒平板時就加入剛果紅。(3)剛果紅染色法篩選的原理是什么？(4)培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈不一定是纖維素分解菌的作用，因為剛果紅可與多糖類化合物產生紅色復合物，若多糖為淀粉，產生淀粉酶的微生物也可使培養(yǎng)基產生透明圈?？偨Y升華兩種剛果紅染色法的比較 項目內容方法一方法二過程培養(yǎng)基上長出菌落覆蓋質量濃度為1 mg/mL的CR溶液倒去CR溶液加入NaCl溶液倒掉NaCl溶液出現(xiàn)透明圈配制CR溶液滅菌按照1 mL CR/200 mL培養(yǎng)基比例混勻倒平板培養(yǎng)出現(xiàn)透明圈優(yōu)點顯示出顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用操作簡便，不存在菌落混雜問題缺點制作繁瑣，加入剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜由于瓊脂、土豆汁中均含有淀粉類物質，可能使產生淀粉酶的微生物也形成透明圈，即假陽性反應；有些微生物具有降解色素的能力，它們會降解剛果紅形成透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分對點演練1下列有關剛果紅染色法的敘述，不正確的是()A剛果紅可以在細菌菌落形成前倒平板時加入B剛果紅可以在菌落形成后加入C在菌落形成前倒平板時加入，剛果紅不需要滅菌D在菌落形成后加入剛果紅時，剛果紅不需要滅菌解析：選C利用剛果紅篩選纖維素分解菌時，剛果紅可以在細菌菌落形成前倒平板時加入，也可以在菌落形成后加入。在細菌菌落形成前倒平板時加入，要進行滅菌，以防雜菌的侵入，影響纖維素分解菌菌落的形成；在菌落形成后加入剛果紅，則不需要滅菌。共研探究1實驗流程土壤取樣選擇培養(yǎng)(此步可省略)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產生透明圈的菌落。(1)涉及的生物技術主要有培養(yǎng)基的制作、無菌操作技術、稀釋涂布平板法、選擇培養(yǎng)基的作用、土壤取 樣等。(2)實驗步驟剖析土壤取樣采取土樣時，可以選擇富含纖維素的環(huán)境。由于生物與環(huán)境的相互依存關系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對較高，因此從這種環(huán)境中獲得目的微生物的概率要高于普通環(huán)境。選擇培養(yǎng)a目的：增加纖維素分解菌的濃度，確保能夠從樣品中分離得到所需要的微生物。b操作方法：將土樣加入裝有30 mL選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)12_d，直至培養(yǎng)液變混濁，也可重復選擇培養(yǎng)。c在分離分解纖維素的微生物的實驗流程中，進行選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素分解菌的濃度；使能夠適應人工設置的營養(yǎng)條件的微生物得到迅速地繁殖，而不適應的微生物的繁殖得到抑制。選擇培養(yǎng)的環(huán)節(jié)是否需要設置，可根據(jù)樣品中目的微生物數(shù)量的多少來確定。為什么對挑選產生透明圈的菌落作進一步的鑒定？提示：產生透明圈的菌落可能是能產生淀粉酶的微生物，也可能是能降解剛果紅的菌種，所以需要進一步鑒定。2兩種培養(yǎng)基纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基配方1纖維素粉5 gNaNO31 gNa2HPO4·7H2O1.2 gKH2PO40.9 gMgSO4·7H2O0.5 gKCl0.5 g酵母膏0.5 g水解酪素0.5 g將上述物質溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基配方2CMCNa510 g酵母膏1 gKH2PO40.25 g瓊脂15 g土豆汁100 mL將上述物質溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL(1)功能方面：培養(yǎng)基配方1為纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基中的唯一碳源是纖維素粉，只有能利用它的纖維素分解菌才能生存。培養(yǎng)基配方2為纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基。在該培養(yǎng)基中加入剛果紅溶液，在該培養(yǎng)基上生長的纖維素分解菌分泌纖維素酶，因此菌落周圍會形成透明圈。(2)物理性質方面：培養(yǎng)基配方1為纖維素分解菌的液體培養(yǎng)基，利用這種培養(yǎng)基可以增加纖維素分解菌的濃度。培養(yǎng)基配方2為纖維素分解菌的固體培養(yǎng)基，原因是添加了瓊脂成分，可以在培養(yǎng)基上形成我們肉眼可見的菌落。(3)若設置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應控制的變量是將纖維素粉改為葡萄糖。3分解纖維素微生物的分離實驗的三個易誤點(1)培養(yǎng)基的制作是否合格：對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長，則說明培養(yǎng)基制作合格。(2)選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落：如果觀察到產生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。(3)分離的結果是否一致：由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易得到的是細菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，學生也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結果。總結升華1對纖維素分解菌篩選流程的說明(1)為確定得到的細菌是否是纖維素分解菌，還需進行發(fā)酵產生纖維素酶的實驗。因為形成透明圈的菌落與其他微生物菌落可能出現(xiàn)混雜現(xiàn)象，而且產生透明圈的菌落可能是產生淀粉酶的微生物，也可能是降解剛果紅的菌種。(2)流程中的“選擇培養(yǎng)”是否需要，應根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來確定。(3)本實驗的流程與課題2的流程有一定的區(qū)別。課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上，分離得到菌落。本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。2纖維素分解菌的篩選過程中所用兩種培養(yǎng)基的比較(1)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，利用液體培養(yǎng)基能使營養(yǎng)成分充分消耗，以增加纖維素分解菌的濃度。(2)纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，因為需要在培養(yǎng)基上形成我們肉眼可見的菌落。(3)在上述選擇培養(yǎng)基中能以纖維素作為碳源和能源的微生物可以正常生長，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長；而在上述鑒別培養(yǎng)基中，絕大多數(shù)微生物都可以正常生長?！疽族e易混】判斷某個選擇培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應設立基礎培養(yǎng)基進行對照；若判斷所使用的培養(yǎng)基滅菌是否徹底，應設立不接菌種的該培養(yǎng)基進行空白對照。對點演練2下列關于分離纖維素分解菌的實驗的敘述，錯誤的是()A經選擇培養(yǎng)后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上B選擇培養(yǎng)這一步可省略C經稀釋涂布平板后，用剛果紅對長出菌落的培養(yǎng)基染色D對照組可用同樣量的培養(yǎng)液涂布到不含纖維素的培養(yǎng)基上解析：選A經選擇培養(yǎng)后，再經稀釋，才能將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上；選擇培養(yǎng)可省略；經稀釋涂布平板后，用剛果紅對長出菌落的培養(yǎng)基染色；設置對照能證明經選擇培養(yǎng)的確得到了欲分離的微生物。1鑒定纖維素分解菌時，可以使用剛果紅對其染色，剛果紅染色法有兩種常用方法，兩種剛果紅染色法的結果是()A均會出現(xiàn)透明圈 B方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn)C均不會出現(xiàn)透明圈 D方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)解析：選A兩種剛果紅染色法染色的時間不同，但結果一樣，均出現(xiàn)透明圈。2下列為從土壤中篩選纖維素分解菌的實驗設計，其中正確的是()A土壤取樣梯度稀釋選擇培養(yǎng)涂布平板挑選菌落B土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布平板挑選菌落C土壤取樣梯度稀釋選擇培養(yǎng)挑選菌落D土壤取樣梯度稀釋涂布平板選擇培養(yǎng)挑選菌落解析：選B正確的流程是“土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布平板挑選菌落”，其中選擇培養(yǎng)的目的是增加纖維素分解菌的濃度，因此需要在稀釋涂布平板之前進行，最后根據(jù)菌落的特征挑選纖維素分解菌。3纖維素分解菌的篩選原理是()A剛果紅可以與纖維素形成紅色復合物B剛果紅可以與水解后的纖維二糖和葡萄糖形成紅色復合物C剛果紅可以與纖維素酶形成紅色復合物D剛果紅可以與纖維素分解菌結合形成紅色復合物解析：選A剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖及葡萄糖發(fā)生這種反應，也不與纖維素酶或纖維素分解菌結合形成紅色復合物。4生物乙醇是以生物為原料生產的可再生能源。我國利用農作物廢棄物(秸稈)生產乙醇，其技術流程為：纖維素酶解酵母發(fā)酵蒸餾成品。獲取纖維素酶的成本能否下降，是能否實現(xiàn)生物乙醇工業(yè)化生產的關鍵因素。纖維素酶可以從能分解纖維素的細菌的培養(yǎng)液中提取。某同學設計了如下分離土壤中纖維素分解菌的實驗流程：土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋鑒別培養(yǎng)。(1)最好選擇怎樣的環(huán)境采集土樣？_。(2)以下是一種培養(yǎng)基的配方：纖維素粉5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO4·7H2O 1.2 g、KH2PO4 0.9 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏0.5 g、水解酪素0.5 g(蒸餾水定容到1 000 mL)。該培養(yǎng)基能夠增加樣品中纖維素分解菌的濃度，其原理是_。(3)為了鑒別纖維素分解菌和進一步純化菌種，可以在鑒別培養(yǎng)基中加入_染液，將篩選獲得的菌液稀釋后用_法接種到鑒別培養(yǎng)基上，然后挑選產生_的菌落作為菌種進行擴大培養(yǎng)。(4)纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產量如何呢？請設計實驗進行檢測。_。解析：富含纖維素的土壤中，含有以纖維素為碳源的纖維素分解菌，且數(shù)量多。題目中纖維素為含纖維素酶的微生物提供碳源和能源，不能分解纖維素的微生物由于缺乏碳源而不能正常生長繁殖，因此該培養(yǎng)基具有選擇作用。纖維素量一定，且時間一定時，纖維素酶產量與分解產生的葡萄糖數(shù)量成正比。答案：(1)選擇纖維素豐富的土壤環(huán)境(2)培養(yǎng)基中纖維素是主要碳源，有利于纖維素分解菌生長，同時抑制其他微生物生長(3)剛果紅涂布平板透明圈(4)向定量纖維素分解菌培養(yǎng)液中加入定量纖維素，定時測量葡萄糖產量的變化【基礎題組】1不能與剛果紅反應生成紅色復合物的是()A纖維二糖B纖維素CCMCNa D淀粉解析：選A剛果紅可以與多糖物質形成紅色復合物，但不與纖維二糖、葡萄糖、麥芽糖等發(fā)生反應。2下列關于纖維素的敘述中，不正確的是()A纖維素是由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物B纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，是因為這些微生物能產生纖維素酶C植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素D自然界中的各種生物均能把纖維素分解成葡萄糖，從而為生物體提供能量解析：選D自然界中部分能夠合成纖維素酶的生物才能分解纖維素。3微生物體內能夠使纖維素分解成纖維二糖的酶是()AC1酶和CX酶BC1酶和葡萄糖苷酶CCX酶和葡萄糖苷酶DC1酶、CX酶和葡萄糖苷酶解析：選A纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種組分，其中C1酶和CX酶能將纖維素分解成纖維二糖，而葡萄糖苷酶能將纖維二糖分解成葡萄糖。4要將能分解纖維素的細菌從土壤中分離出來，應將它們接種在()A加入指示劑的鑒別培養(yǎng)基上B含有蛋白胨的固體培養(yǎng)基上C只含纖維素粉而無其他碳源的選擇培養(yǎng)基上D含四大營養(yǎng)要素的培養(yǎng)基上解析：選C選擇纖維素分解菌的培養(yǎng)基中應含有該種 菌生長發(fā)育所需的營養(yǎng)條件，且其他菌種在這種培養(yǎng)基中不能生存。5加工橘子罐頭，采用酸堿處理脫去中果皮(橘絡)，會產生嚴重污染。目前使用酶解法去除橘絡，可減少污染。下列生長在特定環(huán)境中的4類微生物，不能產生所用酶的有()A生長在麥麩上的黑曲霉B生長在酸奶中的乳酸菌C生長在棉籽殼上的平菇D生長在木屑上的木霉解析：選B橘絡的主要成分是纖維素，用纖維素酶就可處理；A項中生長在麥麩上的黑曲霉，C項中生長在棉籽殼上的平菇，D項中生長在木屑上的木霉都生活在富含纖維素的環(huán)境中，都能產生纖維素酶。牛奶中不含纖維素，因此B項生長在酸奶中的乳酸菌不能產生纖維素酶。6多選為了從牛的瘤胃中分離出能夠分解纖維素的微生物，下列實驗操作及敘述不科學的是()A在富含纖維素的培養(yǎng)基上長出的菌落即為纖維素分解菌B將培養(yǎng)基和實驗器材進行嚴格的消毒滅菌C將提取的胃液進行系列稀釋后接種培養(yǎng)D接種后在適宜溫度和充足氧條件下培養(yǎng)解析：選AD纖維素分解菌在富含纖維素的培養(yǎng)基上能夠形成生長優(yōu)勢，但并不是只有纖維素分解菌生長，因此需要用剛果紅染色法進行鑒別培養(yǎng)，A項錯誤。牛胃的缺氧環(huán)境只允許厭氧型的纖維素分解菌生長，因此培養(yǎng)牛胃中的纖維素分解菌應提供適宜的溫度和無氧環(huán)境，D項錯誤。培養(yǎng)基和實驗器材消毒滅菌是為了防止雜菌污染，B項正確。為了得到單細胞菌落，提取的胃液需先進行系列稀釋后接種培養(yǎng)，C項正確。7在分離分解纖維素的微生物實驗中，關于土壤取樣的敘述不正確的是()A可選取深層的土壤作為樣品B可選取樹林中多年落葉形成的腐殖土作為樣品C可選取樹林中多年積累的枯枝敗葉作為樣品D可把濾紙埋在土壤中經過30天左右，再選取已爛的濾紙作為樣品解析：選A深層土壤中纖維素含量少，纖維素分解菌的數(shù)量也少。8在分離纖維素分解菌過程中往往需要振蕩，其作用不包括()A使細菌能與培養(yǎng)基混合均勻B使細菌能充分吸收氧氣C使細菌能快速繁殖D防止細菌失水解析：選D纖維素分解菌屬好氧型細菌，充分振蕩，一方面可促進細菌與培養(yǎng)基混合均勻，有利于其吸收營養(yǎng)，另一方面讓細菌能充分與空氣接觸，有利于吸收氧氣，以上兩方面都能促進細菌快速繁殖?！灸芰︻}組】9選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類微生物的特殊營養(yǎng)要求或對一些物理、化學抗性而設計的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來。為選擇酵母菌和硝化細菌，應選用的培養(yǎng)基分別為()A伊紅美藍培養(yǎng)基、含青霉素培養(yǎng)基B含青霉素培養(yǎng)基、無機培養(yǎng)基C無機培養(yǎng)基、含青霉素培養(yǎng)基D含青霉素培養(yǎng)基、伊紅美藍培養(yǎng)基解析：選B酵母菌是真菌，通常可以用含青霉素的培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)，因為青霉素抑制細菌生長，但不抑制真菌生長。硝化細菌為自養(yǎng)型生物，能夠利用氨轉變?yōu)閬喯跛岷拖跛崴尫诺哪芰?，把無機物轉變?yōu)橛袡C物以維持自身生命活動，利用無機培養(yǎng)基可進行選擇培養(yǎng)。10在加入剛果紅的培養(yǎng)基中會出現(xiàn)透明圈，產生的透明圈是()A剛果紅與纖維素形成的復合物B剛果紅與纖維二糖形成的復合物C纖維素分解后形成的葡萄糖導致的D以纖維素分解菌為中心形成的解析：選D剛果紅可以與纖維素結合形成紅色復合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。當纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。11使用剛果紅染色時，加入剛果紅應在()制備培養(yǎng)基時梯度稀釋時倒平板時涂布時長出菌落時A BC D解析：選C常用的剛果紅染色法有兩種，一種是先培養(yǎng)微生物，長出菌落后再加入剛果紅進行顏色反應；另一種是倒平板時就加入剛果紅。最終，兩種染色法都可以在培養(yǎng)基上觀察到以纖維素分解菌為中心的透明圈。12下列有關分解纖維素微生物的分離的敘述，不正確的是()A纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵B對分解纖維素的微生物進行了初步篩選后，無需再進行其他實驗C纖維素酶的測定方法，一般是對所產生的葡萄糖進行定量的測定D纖維素酶是一種復合酶解析：選B初步篩選只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產生纖維素酶的實驗。13現(xiàn)在大力提倡無紙化辦公，但是仍然不可避免地每年要產生大量的廢紙，其主要成分是木質纖維，人類正努力將其轉化為一種新的資源乙醇。如圖是工業(yè)上利用微生物由纖維素生產乙醇的基本工作流程，請回答相關問題：(1)自然界中環(huán)節(jié)需要的微生物大多分布在_的環(huán)境中。將從土壤中獲得的微生物培養(yǎng)在以_為唯一碳源、并加入_的培養(yǎng)基上篩選周圍有_的菌落。(2)如上所述的篩選中獲得了三個菌落，對它們分別培養(yǎng)，并完成環(huán)節(jié)，且三種等量酶液中酶蛋白濃度相同，則你認為三種酶液的活性_(填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”)，可以通過_進行定量測定。(3)環(huán)節(jié)常選擇木霉，中獲得的酶是_酶。該酶至少包括_三個 組分。(4)生產中可以滿足環(huán)節(jié)的常見菌種是_，為了確保獲得產物乙醇，環(huán)節(jié)要注意_，過程要注意避免_。解析：(1)從富含纖維素的環(huán)境中可以獲得富含纖維素酶的微生物，這類微生物的純化培養(yǎng)是在以纖維素為唯一碳源，并加入剛果紅的培養(yǎng)基上篩選周圍有透明圈的菌落而獲得的。(2)由于三個菌落中的細菌數(shù)目可能不同或者產酶能力不同，從三個菌落中獲得三種等量酶液中酶蛋白濃度相同，其活性也不一定相同；可以通過對纖維素酶分解纖維素后所產生的葡萄糖進行定量測定來確定三種酶液的活性。(3)木霉中產生的纖維素酶包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶三個組分。(4)生產中獲得乙醇的常見菌種是酵母菌，酵母菌在無氧條件下進行無氧呼吸產生酒精，因此生產中注意保證無氧條件，還要注意避免雜菌的污染。答案：(1)富含纖維素(其他答案合理也可，如落葉較多等)纖維素剛果紅透明圈 (2)不一定相同對纖維素酶催化纖維素分解后所產生的葡萄糖(3)纖維素C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶(4)酵母菌發(fā)酵裝置密閉(或保證無氧條件等)雜菌污染14有些微生物含有纖維素酶，通過對這些微生物的研究和應用，使人們能夠利用秸稈等廢棄物生產酒精，用纖維素酶處理服裝面料等。纖維素酶可以通過微生物進行發(fā)酵生產，為了提高酶的產量，請你設計一個實驗，利用誘變育種的方法，獲得產生纖維素酶較多的菌株。(1)寫出實驗步驟：第一步：將培養(yǎng)好的生產菌株分成A、B兩組，_，B組不作處理。第二步：制備含有_的固體培養(yǎng)基。第三步：把A組的大量菌株接種到多個含有_的固體培養(yǎng)基上，同時接種_，把它們置于相同的條件下培養(yǎng)。第四步：一段時間后，取培養(yǎng)基用_染色，觀察記錄_。(2)預期實驗結果及結論：aA組中菌落周圍的透明圈與B組相比較大，說明 _。b_。c_，說明誘變育種獲得了低纖維素酶產量的菌種。(3)若要獲得純凈的高產菌株，需進行_或_操作。解析：(1)要得到高產纖維素酶的菌株，必須先進行誘變處理，而突變是不定向的，所以要經過篩選。設計實驗要遵循對照原則和單一變量原則。實驗分兩組，實驗組用誘變劑處理，對照組不作處理。要檢測纖維素分解菌產纖維素酶的能力，應用含纖維素的鑒別培養(yǎng)基，根據(jù)形成的透明圈的大小，來判斷產纖維素酶能力的高低。整個過程中，注意對照組和實驗組的其他條件應完全相同。(2)預期實驗結果，誘變組和對照組相比，透明圈大小可能相同，可能較大，可能較小，所以需要分情況討論，當然，真正想得到的是透明圈較大的菌株，即產纖維素酶能力強的菌株。(3)一般初次分離得到的都不是純凈的細菌，需進一步純化培養(yǎng)，可通過平板劃線法或稀釋涂布平板法進行純化培養(yǎng)。答案：(1)A組用一定劑量的誘變劑處理纖維素纖維素B組(未處理)的菌株剛果紅菌落周圍透明圈的大小情況(2)a.誘變育種獲得了纖維素酶產量高的菌種bA組中菌落周圍的透明圈與B組相同，說明誘變育種沒有使菌株發(fā)生變化cA組中菌落周圍的透明圈與B組相比較小(3)平板劃線稀釋涂布平板15.一種廣泛使用的除草劑(含氮有機物)在土壤中不易被降解，長期使用可污染土壤。為修復被該除草劑污染的土壤，可按下面程序選育能降解該除草劑的細菌(已知該除草劑在水中溶解度低，含一定量該除草劑的培養(yǎng)基不透明)。(1)制備土壤浸出液時，為避免菌體濃度過高，需將浸出液進行_處理。(2)要在長期使用該除草劑的土壤中分離出目的菌，從物理性質、用途方面來看，上述培養(yǎng)皿中培養(yǎng)基的特點是_。(3)在劃線培養(yǎng)時，只有很少的菌落出現(xiàn)，大部分細菌在此培養(yǎng)基上不能生長的主要原因是_或有氧條件抑制了這些細菌的生長。 (4)在固體培養(yǎng)基上形成的菌落中，無透明圈菌落利用的氮源主要是_，有透明圈菌落利用的氮源主要是_，據(jù)此可篩選出目的菌。實驗結果如圖，AE五種菌株中，_是最理想菌株。(5)科研人員用射線處理該細菌獲得兩個突變株M和N，然后對突變株M和N進行實驗，結果如表所示：接種的菌種一般培養(yǎng)基實驗處理及結果M不生長添加營養(yǎng)物質甲，能生長N不生長添加營養(yǎng)物質乙，能生長MN能生長不添加營養(yǎng)物質甲、乙，都能生長突變株M不能在一般培養(yǎng)基上生長的原因是_。突變株M和N混合在一起接種于一般培養(yǎng)基中能生長的最可能原因是_。解析：(1)制備土壤浸出液時，為避免菌體濃度過高，需將浸出液進行稀釋處理。(2)從物理性質方面來看，題圖中的培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基；從用途方面來看，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。該除草劑為含氮有機化合物，降解該除草劑的細菌可以該除草劑為氮源。故該培養(yǎng)基中除加入除草劑外，不能再含有其他氮源，以選擇出能降解該除草劑的細菌。(3)在以該除草劑為唯一氮源的培養(yǎng)基上，不能降解該除草劑的細菌(除具有固氮能力的細菌外)是不能生長的。(4)含一定量該除草劑的培養(yǎng)基不透明，形成透明圈是該除草劑被某些細菌降解的結果。(5)突變株M的生長依賴于營養(yǎng)物質甲，突變株N的生長依賴于營養(yǎng)物質乙。不添加營養(yǎng)物質甲和乙，二者混合培養(yǎng)時都能生長，最可能的原因是突變株M為突變株N提供了營養(yǎng)物質乙，突變株N為突變株M提供了營養(yǎng)物質甲。答案：(1)稀釋(2)在無氮固體培養(yǎng)基中添加了該除草劑(3)培養(yǎng)基中缺少這些細菌可利用的氮源(4)氮氣該除草劑E(5)突變株M缺乏合成營養(yǎng)物質甲所需要的酶突變株M生長需要營養(yǎng)物質甲，突變株N可以提供；突變株N生長需要營養(yǎng)物質乙，突變株M可以提供版權所有:中國好課堂