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生物选修1《生物技术实践》专题2 微生物的培养与应用课题3 分解纤维素的微生物的分离精练
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这是一份生物选修1《生物技术实践》专题2 微生物的培养与应用课题3 分解纤维素的微生物的分离精练，共6页。试卷主要包含了下列不属于纤维素酶用途的是，刚果红染色时,加入刚果红应在等内容，欢迎下载使用。
1.下列不属于纤维素酶用途的是( )。
A.可作为消化剂,用于治疗消化不良、食欲不振
B.可制成加酶洗涤剂,去除污渍
C.可减轻环境污染,水解森林废物
D.可作为能源供其他生物使用
解析:纤维素酶能专一性地去除纤维素,不能作为能源供其他生物使用。
答案:D
2.微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是( )。
A.C1酶和CX酶 B.C1酶和葡萄糖苷酶
C.CX酶和葡萄糖苷酶D.C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
解析:纤维素酶属于复合酶,至少包含C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。其中C1酶和CX酶将纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖。
答案:A
3.配制的培养基成分是纤维素粉、NaNO3、Na2HPO4、KH2PO4、MgSO4、KCl、酵母膏、水解酪素,该培养基能使下面哪种微生物大量繁殖?( )
A.酵母菌B.自生固氮菌
C.各种细菌D.纤维素分解菌
解析:该培养基中加入了纤维素粉,而只有纤维素分解菌能利用纤维素。
答案:D
4.用添加纤维素和刚果红的培养基培养纤维素分解菌,结果是( )。
A.菌落的周围出现红色B.菌落的周围出现紫色
C.菌落的周围出现蓝色D.菌落的周围出现透明圈
解析:纤维素和刚果红能形成红色复合物,而纤维素被纤维素酶分解后,纤维素—刚果红复合物无法形成。纤维素分解菌能合成分泌纤维素酶,因此用添加纤维素和刚果红的培养基培养纤维素分解菌,菌落周围会出现透明圈。
答案:D
5.分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是( )。
①稀释倒平板法 ②涂布平板法 ③单细胞挑取法 ④选择培养分离
A.①② B.②③④
C.②③D.①③④
解析:分离土壤中纤维素分解菌,先进行选择培养,增大纤维素分解菌的浓度,再梯度稀释,涂布平板,培养,单细胞挑取以获得纯培养。稀释倒平板法是先进行梯度稀释,然后分别取不同稀释液少许,与已溶化并冷却至50 ℃左右的琼脂培养基混合、摇匀后,倒入灭菌的培养皿中,制成可能含菌的琼脂平板,保温一定时间即可出现菌落。涂布平板法是先将溶化的培养基倒入无菌平皿,制成无菌平板,冷却凝固后,再将一定量的某一稀释度的样品液涂布在整个平板表面,经培养后形成单个的菌落。
答案:B
6.在纤维素分解菌的鉴定实验中,纤维素酶的测定方法一般是( )。
A.对纤维素进行定量测定
B.对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定
C.对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定
D.对纤维素分解菌进行定量测定
解析:纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
答案:B
7.在纤维素分解菌发酵产纤维素酶浓度的检测实验中,实验变量和因变量分别是( )。
A.加入葡萄糖还是蒸馏水、纤维素酶的浓度
B.加入葡萄糖还是蒸馏水、纤维素的浓度
C.加入纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水、葡萄糖含量的变化
D.加入纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水、纤维素酶的浓度
解析:纤维素分解菌发酵产纤维素酶浓度的检测实验思路:将等量的滤纸分别放入等量的蒸馏水中,至少设置2组→向一组添加纤维素分解菌的发酵液,另一组作为对照添加等量的蒸馏水→在适宜的条件下反应相同的一段时间→检测葡萄糖的含量。由此不难理解:实验的自变量(实验变量)是向反应物中添加纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水,因变量为葡萄糖的浓度,葡萄糖的浓度越大,说明发酵液纤维素酶的浓度越大,没有葡萄糖,说明没有纤维素酶。葡萄糖的浓度可用班氏试剂进行定量检测。
答案:C
8.秸秆处理是解决农村环境问题的关键措施,以下做法没有直接涉及微生物作用的是( )。
A.秸秆还田
B.加工为青饲料饲喂牛、羊,被其消化利用
C.投入沼气池生产沼气
D.粉碎后与纤维素酶混合加工为生产生物能源的原料
解析:秸秆的主要成分为纤维素,其还田的过程是纤维素分解菌等各种异养微生物将其分解为无机物的过程。牛、羊的肠胃中生活着与牛、羊共生的微生物,其中某些种类的微生物能将青饲料中的纤维素分解为葡萄糖供牛、羊吸收利用。沼气池生产沼气的过程是一些异养厌氧微生物发酵的过程。纤维素酶的合成与分泌是纤维素分解菌的作用,但纤维素酶处理秸秆的过程没有直接涉及纤维素分解菌等微生物的作用。
答案:D
9.刚果红染色时,加入刚果红应在( )。
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时
A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.④⑤
解析:刚果红染色有两种方法:方法一是在长出菌落的培养基上添加刚果红,方法二是在倒平板的时候就在培养基中加入刚果红。
答案:C
10.在实验室里,从土壤里分离出自生固氮菌所需的培养基属于( )。
A.天然培养基B.鉴别培养基
C.选择培养基D.液体培养基
解析:利用不加氮源的培养基能够分离出自生固氮菌,该培养基从功能角度来说属于选择培养基,从物理状态来说是固体培养基,从成分来源来说是人工合成培养基。
答案:C
11.纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质,它们的基本组成单位依次是( )。
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:纤维素是多糖,基本单位是葡萄糖;纤维素酶是蛋白质,基本单位是氨基酸;控制纤维素酶合成的物质是核酸,基本单位是核苷酸。
答案:B
12.下列有关分解纤维素的微生物的分离的叙述,错误的是( )。
A.纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵
B.对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后,无需再进行其他实验
C.纤维素酶的测定方法,一般是对所产生的葡萄糖进行定量测定
D.纤维素酶是一种复合酶
解析:初步筛选只是分离纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶实验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种;纤维素酶的测定方法,一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
答案:B
13.下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程,据此回答有关问题。
土壤
取样梯度
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,统
计并计算每克
样品中细菌数
(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌,从高温热泉中寻找耐热菌,这说明筛选目的菌株要
。
(2)某同学根据需要,配制了纤维素分解菌的培养基如下,整个实验过程严格执行无菌操作。
如果将其中的纤维素粉换成葡萄糖,菌落数将
。
(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,本实验宜采用 法,原因是
。
解析:(2)该培养基属于选择培养基,只允许可利用纤维素的微生物生长繁殖。如将纤维素粉换成葡萄糖,微生物数量将增加,因为绝大多数的微生物都能利用葡萄糖。(3)实验目的是分离并统计分解纤维素的微生物,为实现该目的需要得到标准的菌落和确定接种液的体积,而平板划线法难以形成标准的菌落和确定接种液的体积,稀释涂布平板法能满足这两个要求。
答案:(1)根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找 (2)明显多于选择培养基上的菌落数 (3)稀释涂布平板 平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数
14.现在大力提倡无纸化办公,但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸,其主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工作流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在 的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以 为碳源,并在加入 的培养基上筛选周围有 的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶液的活性 (选填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”),可以通过 进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择木霉,则②中获得的酶是 酶。该酶至少包括 三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是 ,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意 ,④过程要注意避免 。
解析:(1)废纸的主要成分是木质纤维,因而使其糖化的酶应为纤维素酶,由此得知①中的产酶微生物应该大多分布在富含纤维素的环境中。能分解纤维素的微生物的分离筛选需要用到以纤维素为唯一碳源的培养基,若想直接从此选择培养基中筛选出分解纤维素的微生物,则可以利用直接在培养基中加入刚果红的方法,挑选周围有透明圈的菌落。(2)由于个体差异,不同菌的产酶量不一定相同,因此可以通过对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定来确定。(3)分解纤维素的酶是一种复合酶,包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等组分。(4)在工业生产上通常利用酵母菌对葡萄糖液进行发酵产生酒精。发酵过程中要注意保证无氧条件,避免染上杂菌,使发酵失败。
答案:(1)富含纤维素(或落叶较多等) 纤维素 刚果红 透明圈
(2)不一定相同 对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖
(3)纤维素 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
(4)酵母菌 发酵装置密闭(或保证无氧条件等) 杂菌污染
15.利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案,并回答相关问题。
【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小;用呈色反应表示葡萄糖的生成量。
【实验材料】三种微生物(A~C)培养物的纤维素酶提取液,提取液中酶蛋白浓度相同。
【实验步骤】
(1)取四支试管,分别编号。
(2)在下表各列的一个适当位置,填写相应试剂的体积,并按表内要求完成相关操作。
(3)将上述四支试管放入37 ℃的水中,保温1 h。
(4)在上述四支试管中分别加入 试剂,摇匀后,进行 处理。
(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
【实验结果】
【分析讨论】
(1)该实验中的对照组是 号试管。
(2)实验组试管中呈现的颜色均是 ,但深浅不同。
(3)上述结果表明:不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是 。
(4)你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是 。
(5)从解决能源问题的角度考虑,开发这种纤维素酶的意义在于 。
解析:本题实验目的是比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。根据实验目的确定自变量为不同微生物提取液,因变量为葡萄糖的生成量,其余为无关因素(如不同微生物的提取液量、pH 7.5的缓冲液量和纤维素悬浮液量),应该等量。4号试管为空白对照组,其未加入微生物提取液,故应该加入1.5 mL的蒸馏水以保证总体积为2.0 mL。实验结果通过与斐林试剂共热生成砖红色沉淀的颜色深浅程度进行判断,分析实验结果可知,微生物B提取液与斐林试剂反应颜色最深,最具有研究价值。不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是不同酶的空间结构不同。开发纤维素酶的意义在于葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纤维素代替化学能源。
答案:【实验步骤】(2)
(4)斐林 水浴加热
【分析讨论】(1)4 (2)砖红色
(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空间结构不同)
(4)微生物B
(5)葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纤维素代替化学能源(言之有理即可)
纤维素粉
NaNO3
Na2HPO4·7H2O
KH2PO4
5 g
1 g
1.2 g
0.9 g
MgSO4·7H2O
KCl
酵母膏、水解酪素
—
0.5 g
0.5 g
适量
—
试管号
试剂(mL)
1
2
3
4
蒸馏水
1.4
1.4
1.4
pH 7.5的缓冲液
0.2
0.2
0.2
纤维素悬浮液
0.3
0.3
0.3
微生物A提取液
0.1
微生物B提取液
微生物C提取液
0.1
总体积
2.0
2.0
2.0
2.0
微生物A
提取物
微生物B
提取物
微生物C
提取物
颜色深浅程度
+
+++
++
试管号
试剂(mL)
1
2
3
4
蒸馏水
1.5
pH 7.5的缓冲液
0.2
纤维素悬浮液
0.3
微生物A提取液
微生物B提取液
0.1
微生物C提取液
总体积
1.下列不属于纤维素酶用途的是( )。
A.可作为消化剂,用于治疗消化不良、食欲不振
B.可制成加酶洗涤剂,去除污渍
C.可减轻环境污染,水解森林废物
D.可作为能源供其他生物使用
解析:纤维素酶能专一性地去除纤维素,不能作为能源供其他生物使用。
答案:D
2.微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是( )。
A.C1酶和CX酶 B.C1酶和葡萄糖苷酶
C.CX酶和葡萄糖苷酶D.C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
解析:纤维素酶属于复合酶,至少包含C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。其中C1酶和CX酶将纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶则将纤维二糖分解成葡萄糖。
答案:A
3.配制的培养基成分是纤维素粉、NaNO3、Na2HPO4、KH2PO4、MgSO4、KCl、酵母膏、水解酪素,该培养基能使下面哪种微生物大量繁殖?( )
A.酵母菌B.自生固氮菌
C.各种细菌D.纤维素分解菌
解析:该培养基中加入了纤维素粉,而只有纤维素分解菌能利用纤维素。
答案:D
4.用添加纤维素和刚果红的培养基培养纤维素分解菌,结果是( )。
A.菌落的周围出现红色B.菌落的周围出现紫色
C.菌落的周围出现蓝色D.菌落的周围出现透明圈
解析:纤维素和刚果红能形成红色复合物,而纤维素被纤维素酶分解后,纤维素—刚果红复合物无法形成。纤维素分解菌能合成分泌纤维素酶,因此用添加纤维素和刚果红的培养基培养纤维素分解菌,菌落周围会出现透明圈。
答案:D
5.分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是( )。
①稀释倒平板法 ②涂布平板法 ③单细胞挑取法 ④选择培养分离
A.①② B.②③④
C.②③D.①③④
解析:分离土壤中纤维素分解菌,先进行选择培养,增大纤维素分解菌的浓度,再梯度稀释,涂布平板,培养,单细胞挑取以获得纯培养。稀释倒平板法是先进行梯度稀释,然后分别取不同稀释液少许,与已溶化并冷却至50 ℃左右的琼脂培养基混合、摇匀后,倒入灭菌的培养皿中,制成可能含菌的琼脂平板,保温一定时间即可出现菌落。涂布平板法是先将溶化的培养基倒入无菌平皿,制成无菌平板,冷却凝固后,再将一定量的某一稀释度的样品液涂布在整个平板表面,经培养后形成单个的菌落。
答案:B
6.在纤维素分解菌的鉴定实验中,纤维素酶的测定方法一般是( )。
A.对纤维素进行定量测定
B.对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定
C.对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定
D.对纤维素分解菌进行定量测定
解析:纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
答案:B
7.在纤维素分解菌发酵产纤维素酶浓度的检测实验中,实验变量和因变量分别是( )。
A.加入葡萄糖还是蒸馏水、纤维素酶的浓度
B.加入葡萄糖还是蒸馏水、纤维素的浓度
C.加入纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水、葡萄糖含量的变化
D.加入纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水、纤维素酶的浓度
解析:纤维素分解菌发酵产纤维素酶浓度的检测实验思路:将等量的滤纸分别放入等量的蒸馏水中,至少设置2组→向一组添加纤维素分解菌的发酵液,另一组作为对照添加等量的蒸馏水→在适宜的条件下反应相同的一段时间→检测葡萄糖的含量。由此不难理解:实验的自变量(实验变量)是向反应物中添加纤维素分解菌的发酵液还是蒸馏水,因变量为葡萄糖的浓度,葡萄糖的浓度越大,说明发酵液纤维素酶的浓度越大,没有葡萄糖,说明没有纤维素酶。葡萄糖的浓度可用班氏试剂进行定量检测。
答案:C
8.秸秆处理是解决农村环境问题的关键措施,以下做法没有直接涉及微生物作用的是( )。
A.秸秆还田
B.加工为青饲料饲喂牛、羊,被其消化利用
C.投入沼气池生产沼气
D.粉碎后与纤维素酶混合加工为生产生物能源的原料
解析:秸秆的主要成分为纤维素,其还田的过程是纤维素分解菌等各种异养微生物将其分解为无机物的过程。牛、羊的肠胃中生活着与牛、羊共生的微生物,其中某些种类的微生物能将青饲料中的纤维素分解为葡萄糖供牛、羊吸收利用。沼气池生产沼气的过程是一些异养厌氧微生物发酵的过程。纤维素酶的合成与分泌是纤维素分解菌的作用,但纤维素酶处理秸秆的过程没有直接涉及纤维素分解菌等微生物的作用。
答案:D
9.刚果红染色时,加入刚果红应在( )。
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤长出菌落时
A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.④⑤
解析:刚果红染色有两种方法:方法一是在长出菌落的培养基上添加刚果红,方法二是在倒平板的时候就在培养基中加入刚果红。
答案:C
10.在实验室里,从土壤里分离出自生固氮菌所需的培养基属于( )。
A.天然培养基B.鉴别培养基
C.选择培养基D.液体培养基
解析:利用不加氮源的培养基能够分离出自生固氮菌,该培养基从功能角度来说属于选择培养基,从物理状态来说是固体培养基,从成分来源来说是人工合成培养基。
答案:C
11.纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质,它们的基本组成单位依次是( )。
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:纤维素是多糖,基本单位是葡萄糖;纤维素酶是蛋白质,基本单位是氨基酸;控制纤维素酶合成的物质是核酸,基本单位是核苷酸。
答案:B
12.下列有关分解纤维素的微生物的分离的叙述,错误的是( )。
A.纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵
B.对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后,无需再进行其他实验
C.纤维素酶的测定方法,一般是对所产生的葡萄糖进行定量测定
D.纤维素酶是一种复合酶
解析:初步筛选只是分离纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶实验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种;纤维素酶的测定方法,一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
答案:B
13.下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程,据此回答有关问题。
土壤
取样梯度
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,统
计并计算每克
样品中细菌数
(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌,从高温热泉中寻找耐热菌,这说明筛选目的菌株要
。
(2)某同学根据需要,配制了纤维素分解菌的培养基如下,整个实验过程严格执行无菌操作。
如果将其中的纤维素粉换成葡萄糖,菌落数将
。
(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,本实验宜采用 法,原因是
。
解析:(2)该培养基属于选择培养基,只允许可利用纤维素的微生物生长繁殖。如将纤维素粉换成葡萄糖,微生物数量将增加,因为绝大多数的微生物都能利用葡萄糖。(3)实验目的是分离并统计分解纤维素的微生物,为实现该目的需要得到标准的菌落和确定接种液的体积,而平板划线法难以形成标准的菌落和确定接种液的体积,稀释涂布平板法能满足这两个要求。
答案:(1)根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找 (2)明显多于选择培养基上的菌落数 (3)稀释涂布平板 平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数
14.现在大力提倡无纸化办公,但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸,其主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工作流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在 的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以 为碳源,并在加入 的培养基上筛选周围有 的菌落。
(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶液的活性 (选填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”),可以通过 进行定量测定。
(3)根据测定结果,①环节常选择木霉,则②中获得的酶是 酶。该酶至少包括 三个组分。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是 ,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意 ,④过程要注意避免 。
解析:(1)废纸的主要成分是木质纤维,因而使其糖化的酶应为纤维素酶,由此得知①中的产酶微生物应该大多分布在富含纤维素的环境中。能分解纤维素的微生物的分离筛选需要用到以纤维素为唯一碳源的培养基,若想直接从此选择培养基中筛选出分解纤维素的微生物,则可以利用直接在培养基中加入刚果红的方法,挑选周围有透明圈的菌落。(2)由于个体差异,不同菌的产酶量不一定相同,因此可以通过对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定来确定。(3)分解纤维素的酶是一种复合酶,包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶等组分。(4)在工业生产上通常利用酵母菌对葡萄糖液进行发酵产生酒精。发酵过程中要注意保证无氧条件,避免染上杂菌,使发酵失败。
答案:(1)富含纤维素(或落叶较多等) 纤维素 刚果红 透明圈
(2)不一定相同 对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖
(3)纤维素 C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
(4)酵母菌 发酵装置密闭(或保证无氧条件等) 杂菌污染
15.利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案,并回答相关问题。
【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小;用呈色反应表示葡萄糖的生成量。
【实验材料】三种微生物(A~C)培养物的纤维素酶提取液,提取液中酶蛋白浓度相同。
【实验步骤】
(1)取四支试管,分别编号。
(2)在下表各列的一个适当位置,填写相应试剂的体积,并按表内要求完成相关操作。
(3)将上述四支试管放入37 ℃的水中,保温1 h。
(4)在上述四支试管中分别加入 试剂,摇匀后,进行 处理。
(5)观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
【实验结果】
【分析讨论】
(1)该实验中的对照组是 号试管。
(2)实验组试管中呈现的颜色均是 ,但深浅不同。
(3)上述结果表明:不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是 。
(4)你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是 。
(5)从解决能源问题的角度考虑,开发这种纤维素酶的意义在于 。
解析:本题实验目的是比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。根据实验目的确定自变量为不同微生物提取液,因变量为葡萄糖的生成量,其余为无关因素(如不同微生物的提取液量、pH 7.5的缓冲液量和纤维素悬浮液量),应该等量。4号试管为空白对照组,其未加入微生物提取液,故应该加入1.5 mL的蒸馏水以保证总体积为2.0 mL。实验结果通过与斐林试剂共热生成砖红色沉淀的颜色深浅程度进行判断,分析实验结果可知,微生物B提取液与斐林试剂反应颜色最深,最具有研究价值。不同来源的纤维素酶,虽然酶蛋白浓度相同,但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是不同酶的空间结构不同。开发纤维素酶的意义在于葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纤维素代替化学能源。
答案:【实验步骤】(2)
(4)斐林 水浴加热
【分析讨论】(1)4 (2)砖红色
(3)不同酶的氨基酸序列不同(不同酶的空间结构不同)
(4)微生物B
(5)葡萄糖可用作制取酒精的原料或用纤维素代替化学能源(言之有理即可)
纤维素粉
NaNO3
Na2HPO4·7H2O
KH2PO4
5 g
1 g
1.2 g
0.9 g
MgSO4·7H2O
KCl
酵母膏、水解酪素
—
0.5 g
0.5 g
适量
—
试管号
试剂(mL)
1
2
3
4
蒸馏水
1.4
1.4
1.4
pH 7.5的缓冲液
0.2
0.2
0.2
纤维素悬浮液
0.3
0.3
0.3
微生物A提取液
0.1
微生物B提取液
微生物C提取液
0.1
总体积
2.0
2.0
2.0
2.0
微生物A
提取物
微生物B
提取物
微生物C
提取物
颜色深浅程度
+
+++
++
试管号
试剂(mL)
1
2
3
4
蒸馏水
1.5
pH 7.5的缓冲液
0.2
纤维素悬浮液
0.3
微生物A提取液
微生物B提取液
0.1
微生物C提取液
总体积
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