【生物】2018届一轮复习人教版选修一微生物的培养与应用考点 17页

‎　微生物的培养与应用 ‎1.(10分)下表是某微生物培养基的配方。请分析回答下列问题：‎ 世纪金榜导学号77982853‎ 编号 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 成分 ‎(NH4)2SO4‎ KH2PO4‎ FeSO4‎ CaCl2‎ H2O 含量 ‎0.4g ‎4.0g ‎0.5g ‎0.5g ‎100mL ‎(1)从培养基的营养成分看，此培养基可用来培养的微生物同化作用类型是__________。利用该培养基培养微生物时，微生物所需要的碳源来自_______‎ ‎__________。‎ ‎(2)此表中含有的微生物的营养成分包括_________________________。‎ ‎(3)若除去该培养基中的①后再加入不含氮元素的有机物，则此培养基可培养的微生物种类是________________________。‎ ‎(4)培养基若加入氨基酸，则它可充当的营养成分是________________________‎ ‎_____________________________________。‎ ‎(5)若要观察微生物的菌落的特点，培养基中还应添加的成分是______________‎ ‎_________________________。‎ ‎【解题指南】(1)隐含信息：‎ ‎①表格中的成分均为无机物。‎ ‎②表格中的成分中不含凝固剂。‎ ‎(2)必备知识：‎ ‎①不含有机物的培养基只能培养自养型微生物。‎ ‎②无氮培养基可以培养自生固氮微生物。‎ ‎③观察菌落的特点需用固体平板培养基。‎ ‎【解析】(1)从培养基的成分看，该培养基无有机物，因此可以培养自养型微生物，微生物所需的碳源只能由空气中的CO2提供。‎ ‎(2)该培养基中的成分包括微生物需要的氮源、无机盐和水。‎ ‎(3)①是该培养基中唯一的氮源，去掉后则成为无氮培养基，可用于培养自生固氮微生物，因为自生固氮微生物可以利用大气中的N2作为氮源。但是自生固氮微生物是异养型生物，因此自生固氮微生物的培养基还应含有有机物。‎ ‎(4)在培养基中加入氨基酸，可以为微生物提供碳源、氮源和特殊营养物质。‎ ‎(5)微生物的菌落需要在固体培养基的表面生长，因此培养基中需要添加凝固剂(琼脂)，使液体培养基凝固成固体培养基。‎ 答案：(1)自养型　空气中的CO2‎ ‎(2)水、无机盐、氮源 ‎(3)自生固氮微生物 ‎(4)碳源、氮源和特殊营养物质 ‎(5)凝固剂(琼脂)‎ ‎【延伸探究】‎ ‎(1)本题(3)中所涉及的微生物和自养型微生物相同吗？为什么？‎ 提示：不同。自养型微生物可以利用空气中的二氧化碳作为碳源，培养基中可以不含碳源；自生固氮微生物可以利用空气中的氮气作为氮源，培养基中可以不含氮源。‎ ‎(2)添加到培养基中的一种化合物只能作为培养基的一种营养成分吗？举例说明。‎ 提示：不一定，如本题中的(NH4)2SO4既可以作为氮源，又可以作为无机盐。‎ ‎2.(12分)自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，回答有关问题。　 世纪金榜导学号77982854‎ ‎(1)实验步骤：‎ ‎①制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。‎ ‎②为了得到更加准确的结果，你选用________法接种样品。‎ ‎③适宜温度下培养。‎ ‎(2)结果分析：‎ ‎①测定大肠杆菌数目时，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是________，其理由是________。‎ A.一个平板，统计的菌落数是230‎ B.两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240‎ C.三个平板，统计的菌落数分别是210、50和520，取平均值260‎ D.四个平板，统计的菌落数分别是210、300、240和250，取平均值250‎ ‎②一同学在稀释倍数为105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每毫升样品中的菌落数是________(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)。‎ ‎【解析】本题考查微生物的计数方法，可从两种接种方法的优缺点和统计菌落数目时应注意的问题入手解答该题。为了得到更加准确的结果，应用稀释涂布平板法接种样品。‎ ‎(1)选取多个菌落数相差不大的平板计数，取其平均值。‎ ‎(2)根据公式“C÷V×M”可得，每毫升样品中的菌落数是234÷0.1×105=2.34×108。‎ 答案：(1)②涂布平板 ‎(2)①D　在设计实验时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性；在分析实验结果时，要考虑所设置的重复组的结果是否相当 ‎②2.34×108‎ ‎【易错提醒】关于稀释涂布平板法计数的两个提示 ‎(1)正确理解“选择菌落数在30～300的平板”：并不是只要得到三个“菌落数在30～300的平板”即可，而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30～300的平板”且无较大差异，说明实验操作是合格的，才能按照计算公式进行计算。‎ ‎(2)正确处理实验数据：微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况，则应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地舍弃后进行计数。‎ ‎3.(10分)(2017·大庆模拟)研究人员从土壤中筛选获得能降解苯酚的细菌菌株，以降解工业废水中的苯酚，其主要步骤如图甲所示。请回答下列问题：　‎ ‎ 世纪金榜导学号77982855‎ ‎(1)图甲②中培养目的菌株的选择培养基中应以______为唯一碳源，从功能上讲，该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要测定②中活细菌数量，采用的接种方法是[　]____________([　]填图乙中“A”或“B”)。在显微镜下用血球计数板直接计数所得到的数目往往比实际活菌数目偏大，原因是________________。‎ ‎(2)若要长期保存目的菌株，不采用图甲中⑦的保存方法，而用_______________的方法。实验结束后，使用过的培养基应该进行____________________处理后才能倒掉。‎ ‎(3)在接种到图甲中⑥之前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是________________。若要比较不同菌株降解苯酚能力的大小，请写出设计思路：___________________________________。‎ ‎【解析】(1)在将样品稀释涂布到能鉴别降解苯酚的细菌的培养基上之前，可通过选择培养增加该细菌的浓度，以确保能够从样品中分离出所需要的微生物，所以图甲②中培养目的菌株的选择培养基中应以苯酚为唯一碳源。统计样品中微生物数目的方法有间接计数法和显微镜直接计数法，显微镜直接计数法不能区分死菌与活菌，故统计的数目往往比实际活菌数目大；若要统计活菌数目，最常用的方法是稀释涂布平板法。‎ ‎(2)采用题图甲中⑦的方法保存，菌种易污染或产生变异，若要长期保存目的菌株，可以用甘油管藏的方法。实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，以防止污染环境。‎ ‎(3)接种到图甲中⑥之前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生，若有则说明培养基已经被污染了，应重新配制培养基进行实验。若要比较不同菌株降解苯酚能力的大小，可以用苯酚含量相同的培养液培养不同菌株，培养一段时间后，测定培养液中苯酚含量。‎ 答案：(1)苯酚　选择　[B]稀释涂布平板法(全对才可)　显微镜直接计数法不能区分死菌与活菌 ‎(2)甘油管藏　灭菌 ‎(3)检测平板灭菌是否合格　用苯酚含量相同的培养液培养不同菌株，一定时间后，测定培养液中苯酚含量 ‎4.(12分)我国规定每升饮用水中大肠杆菌不能超过3个。某兴趣小组尝试对某品牌饮用水的大肠杆菌含量进行检测，操作简图如图甲，伊红美蓝培养基配方如图乙。回答下列相关问题：‎ 世纪金榜导学号77982856‎ ‎(1)图甲中滤膜的孔径应________(填“大于”或“小于”)大肠杆菌。受此启发，对某些不耐高温的试剂可以怎样除菌？________。‎ ‎(2)配制图乙中的基础培养基时，除了水分、无机盐以外，还应加入________(一种营养成分)，以及________。伊红美蓝培养基上生长的大肠杆菌菌落呈现黑色，从功能上划分，该培养基属于________培养基。‎ ‎(3)该小组通过统计________的数目，计算出单位体积样品中大肠杆菌数目，理论上他们的统计值比实际值________(填“偏高”或“偏低”)，理由是___________‎ ‎____________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)由图甲可知滤膜的孔径应小于大肠杆菌，受此启发，可以用滤膜过滤的方法对不耐高温的试剂除菌。‎ ‎(2)培养基一般含有碳源、氮源、水和无机盐，乳糖可提供碳源，还应加入氮源，加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基。该培养基上生长的大肠杆菌菌落呈现黑色，属于鉴别培养基。‎ ‎(3)培养基表面生长的一个黑色菌落，来源于样品中的一个活大肠杆菌，可以通过统计黑色菌落数目，计算出单位体积样品中大肠杆菌数目，当两个或多个大肠杆菌连在一起时，平板上观察到的是1个菌落，因此统计值比实际值偏低。‎ 答案：(1)小于　用滤膜过滤除菌　(2)氮源　琼脂　鉴别　(3)黑色菌落　偏低　两个或多个大肠杆菌连在一起时，平板上只能观察到1个菌落 ‎5.(10分)金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题。‎ ‎(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于____________生物，从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。‎ ‎(2)7.5%NaCl肉汤培养基可为微生物提供的营养成分包括__________________，用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是______________。‎ ‎(3)接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。‎ ‎(4)经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现______的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是____________________________。‎ ‎【解题指南】(1)隐含信息：①图中培养瓶没有密封。‎ ‎②振荡培养可以增加培养基中的溶解氧。‎ ‎③图中接种工具是接种环。‎ ‎(2)关键方法：用含有高浓度的NaCl的培养基可以筛选金黄色葡萄球菌。‎ ‎【解析】(1)带“菌”字的生物中，“菌”字前有“杆”“球”“弧”“螺旋”等表示形态的字的都是细菌，如大肠杆菌、肺炎双球菌、葡萄球菌、霍乱弧菌等都是细菌。因此金黄色葡萄球菌属于细菌，为原核生物；在培养的过程中由于没有密闭且进行振荡培养，由此可以判断金黄色葡萄球菌属于好氧细菌，可进行有氧呼吸。‎ ‎(2)7.5%NaCl肉汤培养基中含有蛋白质、水分和NaCl，所以提供的营养物质为碳源、氮源、水和无机盐；高浓度的盐溶液可以抑制其他微生物的生长，而金黄色葡萄球菌可以耐受高浓度的盐溶液，从而起到选择培养的作用。‎ ‎(3)接种环的灭菌方法是灼烧灭菌法。‎ ‎(4)根据题意，“金黄色葡萄球菌在血平板上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色”，所以如果经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现周围存在透明圈的菌落，可以初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌。为了增强实验说服力，应设置空白对照实验，即设置不接种鲜牛奶(或接种无菌水)的对照实验，若对照组不出现周围存在透明圈的菌落，则说明金黄色葡萄球菌一定来自鲜牛奶。‎ 答案：(1)原核　有氧　(2)碳源、氮源、水和无机盐　增加金黄色葡萄球菌的数量 ‎(3)灼烧　(4)周围存在透明圈　设置不加鲜牛奶(接种无菌水)、其他操作均相同的对照组 ‎6.(12分)(2017·兰州模拟)纤维素为白色、无气味的纤维状结构物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂，而纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。下表为鉴别纤维素分解菌的培养基配方，如图为培养菌落的染色结果。据此回答相关问题：‎ CMC-Na 酵母膏 KH2PO4‎ 琼脂 土豆汁 ‎5～10g ‎1g ‎0.25g ‎15g ‎100mL ‎(1)由配方表可知，培养微生物通常需要______、______、水、无机盐和生长因子五类成分。从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在富含________的环境中采集土样。‎ ‎(2)纤维素分解菌可分泌纤维素酶，其为一种复合酶，至少包括三种组分，即________酶、Cx酶和________酶。其中能将纤维二糖水解为葡萄糖的酶是________酶。‎ ‎(3)参考题图，在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法，这种方法可通过是否产生________来对纤维素分解菌进行初步筛选，因为该染料并不和纤维素水解后的________和葡萄糖发生颜色反应。‎ ‎(4)图示结果中，若已知2菌落中为淀粉分解菌，而1和3两种菌为纤维素分解菌或色素分解菌。请你设计一个简便的方法来鉴别1和3。‎ ‎___________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)培养微生物通常需要碳源、氮源、水、无机盐和生长因子五类成分。从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在富含纤维素的环境中采集土样。‎ ‎(2)纤维素酶包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分，其中能将纤维二糖水解为葡萄糖的酶是葡萄糖苷酶。‎ ‎(3)筛选纤维素分解菌通常用刚果红染色法。由于刚果红染料不和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖发生颜色反应，因此在纤维素分解菌的菌落周围出现不变红的透明圈。‎ ‎(4)由于色素分解菌分解的是色素，因此添加刚果红染料，如果显色说明原有色素被分解，若不显色，则说明原有色素还存在，不显色是因为纤维素被分解。‎ 答案：(1)碳源　氮源　纤维素 ‎(2)C1　葡萄糖苷　葡萄糖苷 ‎(3)刚果红　透明圈　纤维二糖 ‎(4)向1和3滴加一定量的刚果红染料溶液，若1(或3)中不显出红色，则1(或3)为纤维素分解菌；反之，若显出红色，则为色素分解菌 ‎7.(10分)(2017·四平模拟)某实验小组欲从豆油污染的土壤中筛选出高效降解脂肪的菌株。请依据题意回答：‎ ‎(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养。‎ ‎(2)为避免培养基污染，需将培养皿呈________状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行________处理。为了排除培养基被污染，需设置接种等量________的培养基作为空白对照。‎ ‎(3)为了筛选出菌株，可将适量的________试剂滴加在平板中的菌落周围，洗去浮色后，如果菌落周围出现____________，则说明此种菌能够分泌脂肪酶。‎ ‎(4)纯化菌种时，为了对活菌计数，常采用________法接种于新的培养基平板上。‎ ‎【解析】(1)欲从豆油污染的土壤中筛选出高效降解脂肪的菌株，应将土壤样品稀释液接种于以豆油为唯一碳源的固体培养基上进行培养。‎ ‎(2)为避免培养基污染，需将培养皿呈倒置状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行梯度稀释(或系列稀释)处理。为了排除培养基被污染，需设置接种等量无菌水的培养基作为空白对照。‎ ‎(3)由于苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ能将脂肪染成橘黄色或红色，因此为了筛选出菌株，可将适量的苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)试剂滴加在平板中的菌落周围，洗去浮色后，如果菌落周围出现透明圈，则说明此种菌能够分泌脂肪酶。‎ ‎(4)对活菌计数常采用的方法是稀释涂布平板法。‎ 答案：(1)豆油(或脂肪)　(2)倒置　梯度稀释(或系列稀释)　无菌水　‎ ‎(3)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 透明圈　(4)稀释涂布平板 ‎8.(12分)炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病，炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状，对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的宿主专一性，通过实验确诊。‎ ‎①细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。‎ ‎②细菌鉴定：实验流程如图所示。‎ ‎(1)挑选可疑菌落制片后，用____________观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。‎ ‎(2)实验所用液体培养基的碳源为________(填“无机碳”或“有机碳”)。‎ ‎(3)接种可疑菌落后，35℃培养24h，液体培养基变浑浊，原因是___________‎ ‎________________，对照组试管中应加入______________，与实验组同时培养6h后，若实验组液体培养基的浑浊度比对照组________________(填“高”或“低”)，则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。‎ ‎(4)对排除的疑似患者及易感人群，可接种炭疽杆菌疫苗，刺激机体产生相应抗体。与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞外，还有________________和________________。‎ ‎【解题指南】(1)图示关键信息：噬菌体液用生理盐水配制。‎ ‎(2)题干关键信息：由“炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病”可知，炭疽杆菌营寄生生活，为异养型生物。‎ ‎【解析】‎ ‎(1)炭疽杆菌是原核生物，为单细胞生物，观察它的结构应借助显微镜。(2)实验所用培养基的碳源应为有机碳，因为炭疽杆菌为异养型微生物。(3)35℃培养24h，细菌大量繁殖会导致液体培养基变浑浊，对照组不能含有噬菌体，根据等量原则故应该加入等量的生理盐水，实验组加入噬菌体液后，由于噬菌体能够使炭疽杆菌死亡，故实验组液体培养基的浑浊度比对照组低。(4)抗体是由体液免疫过程产生，参与体液免疫的细胞有T细胞、B细胞、吞噬细胞、浆细胞等。‎ 答案：(1)显微镜　(2)有机碳 ‎(3)细菌大量繁殖　等量生理盐水　低 ‎(4)吞噬细胞　浆细胞 ‎9.(12分)(能力挑战题)解磷微生物能分解有机磷，可降低水体富营养化程度。下图是从湖泊污泥中筛选解磷微生物的过程示意图，下表是分离纯化的结果。请回答下列问题：‎ 记录项目：透明圈直径/菌落直径 菌落编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎48小时 ‎1.6‎ ‎2.8‎ ‎3.0‎ ‎72小时 ‎2.2‎ ‎1.2‎ ‎5.0‎ ‎96小时 ‎2.3‎ ‎1.2‎ ‎4.2‎ ‎(1)培养基的成分主要有牛肉膏、蛋白胨、NaCl及无菌卵黄液，其中________主要提供有机磷。从土壤中富集解磷微生物时，应选用________(填“固体”或“液体”)培养基。‎ ‎(2)在倒平板前，应对玻璃器皿和培养基灭菌，灭菌方法是________。配制成10-1浓度稀释液时，用无菌移液管从富集液的上清液中吸取1mL，移入盛有________mL无菌水的试管中，并依次配制10-2～10-10的梯度稀释液。‎ ‎(3)分析菌种的分离纯化结果，应选择________号菌落进行扩大生产，原因是______________。‎ ‎【解题指南】解答本题的关键：‎ ‎(1)图中关键信息：过程①为梯度稀释操作、过程②得到的平板上菌落分布均匀，过程③得到的平板上的菌落分布不均匀。‎ ‎(2)表中关键信息：3号菌落透明圈直径/菌落直径最大。‎ ‎(3)透明圈直径/菌落直径与微生物的解磷能力呈正相关。‎ ‎【解析】(1)卵黄液中含有磷脂较多，因此主要提供有机磷的物质是无菌卵黄液。微生物的富集培养最好用液体培养基，这有利于微生物与培养基的接触，充分利用培养基中的营养物质。‎ ‎(2)玻璃器皿和培养基的灭菌通常用高压蒸汽灭菌，玻璃器皿也可以单独用干热灭菌法灭菌。进行梯度稀释时，配制成10-1浓度稀释液时，用无菌移液管从富集液的上清液中吸取1mL，移入盛有9mL无菌水的试管中。‎ ‎(3)由表可知，3号菌落透明圈直径/菌落直径最大，由于透明圈直径/菌落直径与微生物的解磷能力呈正相关，说明3号菌落的解磷能力最强，可以进行扩大生产。‎ 答案：(1)无菌卵黄液　液体 ‎(2)高压蒸汽灭菌　9‎ ‎(3)3　3号菌落透明圈直径/菌落直径最大，解磷能力强(3号菌落具有相对较大的透明圈，解磷能力强)‎