2025年上學(xué)期高三生物分解纖維素的微生物的分離試題一、選擇題（每題6分，共30分）纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，下列關(guān)于纖維素分解菌篩選的敘述，正確的是（）A.篩選纖維素分解菌時(shí)，培養(yǎng)基中需添加葡萄糖作為唯一碳源B.剛果紅染色法可通過是否產(chǎn)生透明圈直接鑒別纖維素分解菌C.平板劃線法接種后，需將培養(yǎng)皿倒置在37℃恒溫箱中厭氧培養(yǎng)D.純化培養(yǎng)時(shí)，若培養(yǎng)基污染出現(xiàn)雜菌，則雜菌一定能合成纖維素酶某研究團(tuán)隊(duì)從青貯飼料中分離產(chǎn)纖維素酶的微生物，下列操作錯(cuò)誤的是（）A.從菌種庫取出菌株后，需在無菌條件下用劃線法活化菌株B.篩選培養(yǎng)基應(yīng)以纖維素為唯一碳源，并加入瓊脂制備固體培養(yǎng)基C.培養(yǎng)過程中，需將溫度控制在30℃左右以維持菌株的最適代謝活性D.可用滅菌牙簽蘸取單菌落點(diǎn)種在剛果紅培養(yǎng)基上進(jìn)行二次鑒定下列關(guān)于微生物培養(yǎng)技術(shù)的敘述，正確的是（）A.玻璃器皿、接種環(huán)、實(shí)驗(yàn)者雙手均需通過高壓蒸汽滅菌法滅菌B.選擇培養(yǎng)可提高目的菌濃度，若省略此步驟會(huì)導(dǎo)致分解菌數(shù)量減少C.對纖維素分解菌計(jì)數(shù)時(shí)，需將培養(yǎng)液直接涂布在鑒別培養(yǎng)基上D.酵母菌發(fā)酵產(chǎn)酒精時(shí)，需向發(fā)酵罐中持續(xù)通入無菌空氣以提高產(chǎn)量嗜熱厭氧桿菌H是一種能高效降解纖維素的工程菌，其最適生長溫度為55-75℃。下列關(guān)于該菌的應(yīng)用優(yōu)勢，錯(cuò)誤的是（）A.高溫條件可抑制雜菌生長，減少發(fā)酵過程中的污染風(fēng)險(xiǎn)B.發(fā)酵產(chǎn)物乙醇在50℃以上可快速蒸餾，降低分離成本C.厭氧代謝無需通氣裝置，可簡化發(fā)酵設(shè)備并節(jié)約能源D.與真菌相比，其產(chǎn)生的纖維素酶熱穩(wěn)定性更低，易失活為構(gòu)建產(chǎn)乙醇工程菌，研究人員將雙功能醇醛脫氫酶基因（Adh）導(dǎo)入嗜熱厭氧桿菌。下列相關(guān)敘述正確的是（）A.需設(shè)計(jì)含限制酶識別序列的引物，以保證Adh基因正確插入質(zhì)粒B.重組質(zhì)粒導(dǎo)入后，需在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中篩選不含目的基因的菌落C.該工程菌通過降低乙醇脫氫酶活性，使副產(chǎn)物乙酸的產(chǎn)量顯著提高D.發(fā)酵過程中需嚴(yán)格控制pH為酸性，以維持Adh基因的高效表達(dá)二、填空題（每空3分，共45分）纖維素是由__________連接而成的多糖，是植物細(xì)胞壁的主要成分。分解纖維素的微生物可分泌纖維素酶，該酶是一種復(fù)合酶，包括__________、__________和葡萄糖苷酶，其中葡萄糖苷酶可將__________分解為葡萄糖。從土壤中篩選纖維素分解菌時(shí)，常用的選擇培養(yǎng)基以__________為唯一碳源，鑒別時(shí)需加入__________染料，該物質(zhì)可與纖維素形成__________色復(fù)合物。若菌落周圍出現(xiàn)__________，則說明該菌株能分泌纖維素酶。在“秸稈→糖液→乙醇”的轉(zhuǎn)化過程中：（1）糖液制備時(shí)，需通過__________法脫色，以排除雜質(zhì)對葡萄糖濃度測定的干擾；（2）酒精發(fā)酵階段，酵母菌的代謝類型為__________，其在發(fā)酵液__________（填“表層”或“底層”）大量繁殖；（3）當(dāng)酒精濃度達(dá)到11.4%時(shí)發(fā)酵停止，若施以負(fù)壓促進(jìn)乙醇揮發(fā)，發(fā)酵速率會(huì)__________（填“加快”或“減慢”），原因是__________。某同學(xué)采用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)纖維素分解菌，步驟如下：①將土壤樣品加入無菌水中制成10^-1稀釋液；②依次稀釋至10^-5濃度；③取10^-5稀釋液0.1mL涂布平板，重復(fù)3次；④培養(yǎng)后，3個(gè)平板的菌落數(shù)分別為48、52、50。則每克土壤中活菌數(shù)約為__________個(gè)。若某平板出現(xiàn)菌落蔓延現(xiàn)象，其原因可能是__________（答出一點(diǎn)即可）。三、實(shí)驗(yàn)題（共25分）為探究溫度對纖維素分解菌活性的影響，某興趣小組從溫泉和寒帶森林土壤中分別分離得到菌株A（37℃最適溫度）和菌株B（10℃最適溫度），設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)材料：兩種菌株的活化菌液、羧甲基纖維素鈉（CMC）培養(yǎng)基、剛果紅溶液、恒溫培養(yǎng)箱等。實(shí)驗(yàn)步驟：①配制CMC培養(yǎng)基，滅菌后倒平板，共制備18個(gè)平板；②將平板分為6組，每組3個(gè)，分別標(biāo)記為A-10℃、A-37℃、A-55℃、B-10℃、B-37℃、B-55℃；③在每組平板中央接種0.1mL對應(yīng)菌液，置于相應(yīng)溫度下培養(yǎng)48h；④加入剛果紅溶液染色，測量并記錄透明圈直徑（D）與菌落直徑（d）的比值（D/d）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：|組別|A-10℃|A-37℃|A-55℃|B-10℃|B-37℃|B-55℃||------------|-------|-------|-------|-------|-------|-------||D/d平均值|1.2|2.8|1.0|2.5|1.3|0.8|回答問題：（1）步驟①中，CMC培養(yǎng)基的碳源是__________，其作用是__________。（2）該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________和__________，因變量是__________。（3）根據(jù)結(jié)果，菌株A在__________℃條件下分解纖維素能力最強(qiáng)，判斷依據(jù)是__________。（4）若要進(jìn)一步比較兩種菌株的纖維素酶活性，可測定__________，該指標(biāo)與D/d值呈__________（填“正相關(guān)”或“負(fù)相關(guān)”）。（5）菌株B來自寒帶森林土壤，其在低溫環(huán)境下仍能高效分解纖維素的意義是__________。四、綜合題（共55分）木質(zhì)纖維素是地球上最豐富的可再生資源，利用基因工程技術(shù)構(gòu)建高效降解菌株是實(shí)現(xiàn)其資源化利用的關(guān)鍵。下圖為嗜熱厭氧桿菌H的代謝途徑及Adh基因表達(dá)載體構(gòu)建示意圖。（1）菌株篩選（10分）從溫泉底部取樣后，需將樣品置于__________（填“有氧”或“無氧”）條件下培養(yǎng)，以獲得嗜熱厭氧桿菌。初步篩選時(shí)，培養(yǎng)基中除纖維素外，還需添加NaNO3、K2HPO4等物質(zhì)，其作用是__________。（2）基因工程操作（15分）①構(gòu)建Adh基因表達(dá)載體時(shí)，需在引物1的5’端添加__________（填限制酶名稱）的識別序列，以保證基因正向插入。若引物1序列為5’-CGGAATTCATG……-3’，則引物2的序列應(yīng)為5’-__________-3’（需包含BamHⅠ識別序列：5’-GGATCC-3’）。②將重組質(zhì)粒導(dǎo)入嗜熱厭氧桿菌后，需在含__________的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以篩選成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的工程菌。（3）代謝調(diào)控分析（15分）工程菌通過過量表達(dá)Adh基因，使乙醇產(chǎn)量提高、乙酸產(chǎn)量下降。結(jié)合代謝途徑，分析其機(jī)理：__________。（4）發(fā)酵優(yōu)勢與應(yīng)用（15分）與傳統(tǒng)酵母菌相比，嗜熱厭氧桿菌H發(fā)酵產(chǎn)乙醇的優(yōu)勢有：①__________；②__________；③。若要將該技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，還需解決的問題有（答出兩點(diǎn)即可）。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題B2.A3.B4.D5.A二、填空題葡萄糖（或β-1,4糖苷鍵）；C1酶；CX酶；纖維二糖纖維素；剛果紅；紅；透明圈（1）活性炭吸附（2）異養(yǎng)兼性厭氧型；表層（3）加快；乙醇對酵母菌的毒性降低5.0×10^7；涂布時(shí)菌液未充分稀釋（或培養(yǎng)溫度過高導(dǎo)致菌落蔓延）三、實(shí)驗(yàn)題（1）羧甲基纖維素鈉（CMC）；提供碳源并篩選纖維素分解菌（2）菌株類型；溫度；D/d平均值（或透明圈直徑與菌落直徑的比值）（3）37；該溫度下D/d值最大，說明單位菌落產(chǎn)生的纖維素酶活性最高（4）纖維素酶的催化反應(yīng)速率（或葡萄糖生成量）；正相關(guān)（5）適應(yīng)寒冷環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)四、綜合題（1）無氧；提供氮源、無機(jī)鹽（或營養(yǎng)物質(zhì)）（2）①EcoRⅠ；CGGGATCCTTA……（或含BamHⅠ識別序列的反向互補(bǔ)序列）②潮霉素（或其他標(biāo)記基因?qū)?yīng)的抗生素）（3）Adh