2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)真題精練第十一章生物技術(shù)與工程第38練微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用課件

第38練

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用1[2021天津·1,4分,難度★★☆☆☆]下列操作能達(dá)到滅菌目的的是 (

)A.用免洗酒精凝膠擦手B.制作泡菜前用開水燙洗容器C.在火焰上灼燒接種環(huán)D.防疫期間用石炭酸噴灑教室C【解析】

用免洗酒精凝膠擦手、制作泡菜前用開水燙洗容器、防疫期間用石炭酸噴灑教室,這三種操作都屬于消毒,A、B、D項(xiàng)不符合題意;在火焰上灼燒接種環(huán)屬于滅菌,C項(xiàng)符合題意?！局R(shí)總結(jié)】結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍消毒殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學(xué)藥劑消毒法用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等紫外線消毒法接種室、接種箱或超凈工作臺(tái)等滅菌殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子灼燒滅菌法微生物的接種工具等干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具等高壓蒸汽滅菌法培養(yǎng)基等2[2021北京·12,2分,難度★★☆☆☆]人體皮膚表面存在著多種微生物,某同學(xué)擬從中分離出葡萄球菌。下述操作不正確的是(

)A.對配制的培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B.使用無菌棉拭子從皮膚表面取樣C.用取樣后的棉拭子在固體培養(yǎng)基上涂布D.觀察菌落的形態(tài)和顏色等進(jìn)行初步判斷C【解析】

通常采用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,A項(xiàng)正確;從皮膚表面分離出葡萄球菌,可用無菌棉拭子從皮膚表面取樣,B項(xiàng)正確;不能直接用取樣后的棉拭子在固體培養(yǎng)基上涂布,C項(xiàng)錯(cuò)誤;一般情況下,不同微生物形成的菌落的形態(tài)和顏色等特征不同,可根據(jù)菌落的特征對細(xì)菌的種類進(jìn)行初步判斷,D項(xiàng)正確。3[2020江蘇·19,2分,難度★★★☆☆]為純化菌種,在鑒別培養(yǎng)基上劃線接種纖維素降解細(xì)菌,培養(yǎng)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是 (

)A.倒平板后需間歇晃動(dòng),以保證表面平整B.圖中Ⅰ、Ⅱ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量均太多,應(yīng)從Ⅲ區(qū)挑取單菌落C.該實(shí)驗(yàn)結(jié)果因單菌落太多,不能達(dá)到菌種純化的目的D.菌落周圍的纖維素被降解后,可被剛果紅染成紅色B【解析】

倒平板后無需間歇晃動(dòng),A錯(cuò)誤;圖中Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量太多,Ⅲ區(qū)的細(xì)菌數(shù)量較少,可從Ⅲ區(qū)挑取單菌落,B正確;Ⅲ區(qū)中存在單菌落,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到菌種純化的目的,C錯(cuò)誤;剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物,但不能和纖維素水解后的纖維二糖和葡萄糖形成紅色復(fù)合物,因此菌落周圍的纖維素被降解后,不能被剛果紅染成紅色,D錯(cuò)誤。4[2021山東·14,2分,難度★★★☆☆]解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色。將不能直接吸收脂肪的甲、乙兩種菌分別等量接種在醇溶青瓊脂平板上培養(yǎng)。甲菌菌落周圍呈現(xiàn)深藍(lán)色,乙菌菌落周圍不變色,下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.甲菌屬于解脂菌B.實(shí)驗(yàn)中所用培養(yǎng)基以脂肪為唯一碳源C.可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行對比D.該平板可用來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力B【解析】

解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用,脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果甲菌菌落周圍呈現(xiàn)深藍(lán)色可知,甲菌屬于解脂菌,A正確;據(jù)題意可知,乙菌不能在以脂肪為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長,B錯(cuò)誤;可以將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行觀察,對比兩種菌分泌脂肪酶的能力,C正確;可以根據(jù)平板上菌落周圍深藍(lán)色面積大小,比較解脂菌分泌脂肪酶的能力,D正確。5[2022遼寧·15,2分,難度★★★☆☆]航天科技為避免航天器在執(zhí)行載人航天任務(wù)時(shí)出現(xiàn)微生物污染風(fēng)險(xiǎn),需要對航天器及潔凈的組裝車間進(jìn)行環(huán)境微生物檢測。下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A.航天器上存在適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)匱乏等環(huán)境的極端微生物B.細(xì)菌形成菌膜黏附于航天器設(shè)備表面產(chǎn)生生物腐蝕C.在組裝車間地面和設(shè)備表面采集環(huán)境微生物樣品D.采用平板劃線法等分離培養(yǎng)微生物,觀察菌落特征C【解析】

不同微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求不同,航天器上可能存在適應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)匱乏等環(huán)境的極端微生物,A正確。由于微生物無處不在,故只在組裝車間地面和設(shè)備表面采集環(huán)境微生物樣品遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還應(yīng)在航天器內(nèi)部、空氣等處取樣,進(jìn)行微生物檢測,C錯(cuò)誤。6[2023廣東·10,2分,難度★★★☆☆]角度創(chuàng)新研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌。根據(jù)堆肥溫度變化曲線(如圖)和選擇培養(yǎng)基篩選原理來判斷,下列最可能篩選到目標(biāo)菌的條件組合是 (

)A.a點(diǎn)時(shí)取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B.b點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C.b點(diǎn)時(shí)取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D.c點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基D【解析】該實(shí)驗(yàn)的目的是篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌,應(yīng)該用以角蛋白為唯一氮源的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選培養(yǎng),且應(yīng)該在高溫條件下取樣,即c點(diǎn)時(shí)取樣,D符合題意。7[2020山東·20,3分,難度★★★★☆]野生型大腸桿菌可以在基本培養(yǎng)基上生長,發(fā)生基因突變產(chǎn)生的氨基酸依賴型菌株需要在基本培養(yǎng)基上補(bǔ)充相應(yīng)氨基酸才能生長。將甲硫氨酸依賴型菌株M和蘇氨酸依賴型菌株N單獨(dú)接種在基本培養(yǎng)基上時(shí),均不會(huì)產(chǎn)生菌落。某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),將M、N菌株混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋后再涂布到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后出現(xiàn)許多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落,將這些菌落分別接種到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后均有菌落出現(xiàn)。該同學(xué)對這些菌落出現(xiàn)原因的分析,不合理的是(

)A.操作過程中出現(xiàn)雜菌污染B.M、N菌株互為對方提供所缺失的氨基酸C.混合培養(yǎng)過程中,菌株獲得了對方的遺傳物質(zhì)D.混合培養(yǎng)過程中,菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變B【解析】

若操作過程中出現(xiàn)雜菌污染,則基本培養(yǎng)基上會(huì)有雜菌生長,從而出現(xiàn)菌落,A正確;若M、N菌株互為對方提供所缺失的氨基酸,則M、N菌株混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋后再涂布到基本培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后會(huì)出現(xiàn)許多由單個(gè)細(xì)菌形成的菌落,但由于M、N菌株的遺傳物質(zhì)沒有改變,將這些菌落分別接種到基本培養(yǎng)基上時(shí),培養(yǎng)后不會(huì)再有菌落出現(xiàn),B錯(cuò)誤;若混合培養(yǎng)過程中,菌株獲得了對方的遺傳物質(zhì)或菌株中已突變的基因再次發(fā)生突變,都會(huì)造成遺傳物質(zhì)改變,則混合培養(yǎng)一段時(shí)間,充分稀釋涂布到基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)后會(huì)有菌落出現(xiàn),將這些菌落再分別接種到基本培養(yǎng)基上培養(yǎng)后,也會(huì)有菌落出現(xiàn),C、D正確。8[2020全國Ⅰ·37,15分,難度★★★★☆]某種物質(zhì)S(一種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解,會(huì)對環(huán)境造成污染,只有某些細(xì)菌能降解S。研究人員按照下圖所示流程從淤泥中分離得到能高效降解S的細(xì)菌菌株。實(shí)驗(yàn)過程中需要甲、乙兩種培養(yǎng)基,甲的組分為無機(jī)鹽、水和S,乙的組分為無機(jī)鹽、水、S和Y?；卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶通常采用

的方法進(jìn)行滅菌。乙培養(yǎng)基中的Y物質(zhì)是

。甲、乙培養(yǎng)基均屬于

培養(yǎng)基。

(2)實(shí)驗(yàn)中初步估測搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/mL,若要在每個(gè)平板上涂布100μL稀釋后的菌液,且保證每個(gè)平板上長出的菌落數(shù)不超過200個(gè),則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋

倍。

(3)在步驟⑤的篩選過程中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)培養(yǎng)基中的S超過某一濃度時(shí),某菌株對S的降解量反而下降,其原因可能是

(答出1點(diǎn)即可)。

(4)若要測定淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù),請寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟:

。

(5)上述實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同,但都能為細(xì)菌的生長提供4類營養(yǎng)物質(zhì),即

。

【參考答案】(除標(biāo)明外,每空2分)(1)高壓蒸汽滅菌瓊脂選擇(2)104(3)S的濃度超過某一值時(shí)會(huì)抑制菌株的生長(4)取淤泥加入無菌水中,涂布(或稀釋涂布)到乙培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后計(jì)數(shù)(3分)(5)水、碳源、氮源和無機(jī)鹽【解題思路】(1)實(shí)驗(yàn)過程中,對盛有水或培養(yǎng)基的搖瓶進(jìn)行滅菌時(shí),常采用高壓蒸汽滅菌法。據(jù)題圖分析可知,乙培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,與甲培養(yǎng)基相比,其特有的組分Y物質(zhì)應(yīng)是凝固劑瓊脂。甲、乙培養(yǎng)基均只允許能利用物質(zhì)S作為氮源和碳源的微生物生長,因此均為選擇培養(yǎng)基。(2)據(jù)題意,假設(shè)至少將搖瓶M中的菌液稀釋X倍,才能保證稀釋后的100

μL菌液中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)不超過200個(gè),初步估測搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/mL,則稀釋之前100

μL菌液中有2×106個(gè)細(xì)菌,可得2×106×(1/X)=200,則X=104,因此至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋104倍。(3)在篩選過程中,若培養(yǎng)基中S濃度過高,可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞失水,進(jìn)而抑制菌株的生長。(4)將含有能降解S的細(xì)菌的淤泥加入無菌水中,進(jìn)行適當(dāng)稀釋后,利用稀釋涂布平板法,取適量的菌液涂布到乙培養(yǎng)基上,在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng),一段時(shí)間后,統(tǒng)計(jì)菌落數(shù),即可估算出淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)。(5)本實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩種培養(yǎng)基所含有的組分雖然不同,但都能為細(xì)菌的生長提供的營養(yǎng)物質(zhì)是水、碳源、氮源和無機(jī)鹽。9[2023全國乙·37,15分,難度★★★★☆]某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)利用作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的小型實(shí)驗(yàn),其主要步驟是:先將粉碎的作物秸稈堆放在底部有小孔的托盤中,噴水浸潤、接種菌T,培養(yǎng)一段時(shí)間后,再用清水淋洗秸稈堆(清水淋洗時(shí)菌T不會(huì)流失),在裝有淋洗液的瓶中接種酵母菌,進(jìn)行乙醇發(fā)酵(酒精發(fā)酵),實(shí)驗(yàn)流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)在粉碎的秸稈中接種菌T,培養(yǎng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)菌T能夠?qū)⒔斩捴械睦w維素大量分解,其原因是

。

(2)采用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌,可以用淋洗液為原料制備培養(yǎng)基,培養(yǎng)基中還需要加入氮源等營養(yǎng)成分,氮源的主要作用是

(答出1點(diǎn)即可)。通常,可采用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。在使用該方法時(shí),為了達(dá)到良好的滅菌效果,需要注意的事項(xiàng)有

(答出2點(diǎn)即可)。

(3)將酵母菌接種到滅菌后的培養(yǎng)基中,擰緊瓶蓋,置于適宜溫度下培養(yǎng)、發(fā)酵。擰緊瓶蓋的主要目的是

。但是在酵母菌發(fā)酵過程中,還需適時(shí)擰松瓶蓋,原因是

。發(fā)酵液中的乙醇可用

溶液檢測。

(4)本實(shí)驗(yàn)收集的淋洗液中的

可以作為酵母菌生產(chǎn)乙醇的原料。與以糧食為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇相比,本實(shí)驗(yàn)中乙醇生產(chǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)是

。

【參考答案】(除標(biāo)明外,每空2分)(1)菌T可以分泌纖維素酶(2)用于合成蛋白質(zhì)、核酸等含氮物質(zhì)待滅菌的物品不宜放置過擠;必須將鍋內(nèi)的冷空氣充分排出;滅菌完畢后,不可立即打開排氣閥,待壓力表的壓力降到零時(shí),才能打開;錐形瓶與試管口不要與桶壁接觸,以免冷凝水淋濕包裹瓶口的紙而透入棉塞(3)創(chuàng)造無氧環(huán)境,利于酒精的產(chǎn)生

酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2會(huì)導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)升高,及時(shí)排出CO2可以防止發(fā)酵瓶破裂酸性重鉻酸鉀(4)葡萄糖(1分)提高了能量利用率、減少了對環(huán)境的污染、保障糧食安全【解題思路】(1)纖維素的分解需要纖維素酶的催化。(2)氮源主要用于菌體細(xì)胞中蛋白質(zhì)、核酸等含氮物質(zhì)的合成。①待滅菌的物品不要裝得太擠,以免妨礙蒸汽流通而影響滅菌效果;②錐形瓶與試管口不要與桶壁接觸,以免冷凝水淋濕包裹瓶口的紙而透入棉塞;③擰緊固定蓋子的螺栓,注意要同時(shí)旋緊相對的兩個(gè)螺栓,使螺栓松緊一致,不漏氣;④充分排出鍋內(nèi)的冷空氣;⑤滅菌結(jié)束后,切斷熱源,讓滅菌鍋內(nèi)溫度自然下降,當(dāng)壓力表的壓力降到零時(shí),打開排氣閥,旋松螺栓,打開蓋子,取出滅菌物品。如果提前打開排氣閥,鍋內(nèi)壓力突然下降,滅菌容器內(nèi)的液體會(huì)沖出容器,造成污染。(3)酒精發(fā)酵離不開酵母菌,酵母菌是兼性厭氧型微生物,在有氧條件下,酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,大量繁殖,在無氧條件下,酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。要使酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵,需要?jiǎng)?chuàng)造無氧環(huán)境。酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程中,會(huì)不斷產(chǎn)生二氧化碳,要適時(shí)擰松瓶蓋放出CO2,以免發(fā)酵瓶破裂。在酸性條件下,橙色的重鉻酸鉀溶液可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色。(4)菌T可分泌纖維素酶,纖維素酶可以將纖維素分解成葡萄糖。用秸稈替代糧食生產(chǎn)乙醇,一方面提高了能量利用率,減少了環(huán)境污染,另一方面減少了對糧食的消耗,從而保障糧食安全。10[2021湖南·21節(jié)選,12分,難度★★★★☆]大熊貓是我國特有的珍稀野生動(dòng)物,每只成年大熊貓每日進(jìn)食竹子量可達(dá)12~38kg。大熊貓可利用竹子中8%的纖維素和27%的半纖維素。研究人員從大熊貓糞便和土壤中篩選纖維素分解菌。回答下列問題:(1)為篩選纖維素分解菌,將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以

為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),該培養(yǎng)基從功能上分類屬于

培養(yǎng)基。

(2)配制的培養(yǎng)基必須進(jìn)行滅菌處理,目的是

。檢測固體培養(yǎng)基滅菌效果的常用方法是

。

(3)簡要寫出測定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)的實(shí)驗(yàn)思路

。

。

(4)為高效降解農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物,研究人員利用從土壤中篩選獲得的3株纖維素分解菌,在37℃條件下進(jìn)行玉米秸稈降解實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表所示。在該條件下纖維素酶活力最高的是菌株

,理由是

。

菌株秸稈總重(g)秸稈殘重(g)秸稈失重(%)纖維素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32【參考答案】(除標(biāo)明外,每空1分)(1)纖維素選擇(2)殺滅培養(yǎng)基中的微生物(2分)將滅菌的固體培養(yǎng)基放置在適宜的溫度下培養(yǎng)后,觀察是否長出菌落(3)取一定量的大熊貓新鮮糞便,用無菌水對其進(jìn)行梯度稀釋,在適宜稀釋倍數(shù)下用稀釋涂布平板法接種到以纖維素為唯一碳源的剛果紅固體培養(yǎng)基上,培養(yǎng)后計(jì)數(shù),再進(jìn)行纖維素分解菌的活菌數(shù)計(jì)算(4分)(4)C

C菌株纖維素降解率最高,推測該菌株纖維素酶活力最高(2分)【解題思路】(1)在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中,纖維素分解菌能夠很好地生長,其他微生物則不能生長。為篩選纖維素分解菌,將大熊貓新鮮糞便樣品稀釋液接種至以纖維素為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),該培養(yǎng)基從功能上分類屬于選擇培養(yǎng)基。(2)配制的培養(yǎng)基常采用高壓蒸汽滅菌法進(jìn)行滅菌,目的是殺死培養(yǎng)基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培養(yǎng)基中的微生物對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。為檢測滅菌效果可對培養(yǎng)基進(jìn)行空白培養(yǎng),即將未接種的培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間,若無菌落出現(xiàn),說明培養(yǎng)基滅菌徹底,否則說明培養(yǎng)基滅菌不徹底。(3)為測定大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù),常采用稀釋涂布平板法,在適宜的條件下對大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌進(jìn)行純化并計(jì)數(shù)時(shí),對照組應(yīng)該涂布等量的無菌水。將大熊貓新鮮糞便樣液稀釋適當(dāng)倍數(shù)后,取0.1

mL涂布到若干個(gè)平板(每個(gè)稀釋度至少涂布三個(gè)平板),對菌落數(shù)在30~300個(gè)的平板上的菌落進(jìn)行計(jì)數(shù),則可根據(jù)公式推測大熊貓新鮮糞便中纖維素分解菌活菌數(shù)。(4)測定酶活力時(shí)可以用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。由表格可知,在37

℃條件下,接種菌株C后秸稈殘重最小,失重最多,纖維素降解率最大,說明該菌株產(chǎn)生的纖維素酶活力最大。11[2022廣東·21,12分,難度★★★★☆]以“科學(xué)號(hào)”考察船為背景,培養(yǎng)民族自豪感,同時(shí)注重知識(shí)的遷移運(yùn)用研究深海獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學(xué)號(hào)”考察船對中國南?？瓶贾?中國科學(xué)家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品,分離、鑒定得到新的微生物菌株并進(jìn)一步研究了其生物學(xué)特性?；卮鹣铝袉栴}:(1)研究者先制備富集培養(yǎng)基,然后采用

法滅菌,冷卻后再接入沉積物樣品,28℃厭氧培養(yǎng)一段時(shí)間后,獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物,為了獲得純種培養(yǎng)物,除了稀釋涂布平板法,還可采用

法。據(jù)圖分析,擬桿菌新菌株在以

為碳源時(shí)生長狀況最好。