名师面对面2017高考生物大一轮复习生物技术实践微生物的培养与应用直击高考选修1新 6页

第2讲 微生物的培养与应用 一、选择题 ‎1．(2015年江苏)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是(　　)‎ A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖 B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上 C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落 D．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上 ‎【答案】D ‎【解析】在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的压力降到零时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子；倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边；接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再挑取菌落；在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。‎ ‎2．(2015年上海)在涂布有大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片，d处滤纸片浸有无菌水。培养后的结果如下图。以下判断错误的是(　　)‎ A．a处抑菌效果小于b处　 B．b处的滤纸片没有沥干 C．c处抗生素无效 D．d为对照 ‎【答案】A ‎【解析】透明圈大的抑菌效果好，透明圈小的抑菌效果弱。d为空白对照，与d处的比较可说明a处抑菌效果与b处相当，A错误；b处透明圈不规则，可说明b处的滤纸片没有沥干，B正确；c处的与d处相同，说明c处抗生素无效，C正确。‎ ‎3．(2014年天津)MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是(　　)‎ 组别 培养基中的添加物 MRSA菌 ‎1‎ ‎100 μg/mL蛋白质H 生长正常 ‎2‎ ‎20 μg/mL青霉素 生长正常 ‎3‎ ‎2 μg/mL青霉素＋100 μg/mL蛋白质H 死亡 A．细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的 B．第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌 C．实验还需设计用2 μg/mL青霉素做处理的对照组 D．蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素 ‎【答案】C ‎【解析】细菌是原核细胞，无细胞核，A错误；第2组和第3组对比说明使用低浓度青霉素和高浓度蛋白质H可杀死MRSA菌，B错误；本实验缺少2μ g/mL的对照组，C正确；抗生素是由微生物产生的具有抗菌作用的物质，而蛋白质H是乳腺细胞产生，不属于抗生素，D错误。‎ 二、非选择题 ‎4．(2015年江苏)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：‎ ‎(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是__________(填序号)。‎ ‎①酒精灯　②培养皿　③显微镜　④无菌水 ‎(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是____________ _______________________________________________________________________。‎ ‎(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口黏附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是_____________________________________________________________。‎ ‎(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见上图)。图中降解圈大小与纤维素酶的__________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是__________(填图中序号)。‎ ‎(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株__________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是__________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】(1)③　(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果　(3)避免培养基污染棉塞 ‎(4)量与活性　①　(5)J4　发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高 ‎　【解析】(1)在样品稀释和涂布平板步骤中需要用酒精灯灭菌，培养皿用于盛放培养基培养细菌，无菌水做稀释的溶剂，此处唯一用不到的是显微镜。(2)在涂布平板时，要取少量菌悬液滴加到培养基表面，因为如果滴加菌悬液过多，菌悬液就会堆积在培养基表面，会影响分离效果。(3)在向试管内分装含琼脂的培养基时，如果试管口粘附有培养基，就很容易使棉塞受到污染，因此，需要用无菌的酒精棉球将试管口擦拭干净。(4)因为刚果红可以与纤维素形成红色复合物，且不与纤维素降解产物反应。所以在刚果红培养基平板上，筛选到的有透明降解圈的是纤维素被降解的结果，降解圈大小由纤维素酶的活性和量决定。图中菌落①的降解圈最大，因此其降解纤维素的能力最强。(5)考虑到人工瘤胃的发酵过程会使发酵液酸性增加，温度升高，从图中可以看出，在高温和低pH条件下J4菌株中的纤维素酶的活性较高，因而该菌株更适合用于人工瘤胃发酵。‎ ‎5．(2014年新课标Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：‎ ‎(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________________________解成__________。‎ ‎(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成__________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的__________。‎ ‎(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：‎ 培养基 酵母膏 无机盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 CR溶液 水 甲 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 乙 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 注：“＋”表示有，“－”表示无。‎ 据表判断，培养基甲__________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________________________；培养基乙__________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_______________________________________________。‎ ‎【答案】(1)纤维二糖　葡萄糖　(2)红　透明圈　(3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌 ‎　【解析】(1)纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红可与纤维素形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。用含有刚果红的纤维素培养基培养纤维素分解菌时，由于纤维素被分解，红色复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(3)培养基甲未使用琼脂，为液体培养基，不能用于分离单菌落。含有纤维素和刚果红(CR)的培养基可分离和鉴别纤维素分解菌。‎ ‎6．(2014年新课标Ⅱ)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：‎ ‎(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_________________________ _____________________________________________________________________________；‎ 然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为__________。‎ ‎(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过__________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是__________________________________________________。‎ ‎(3)示意图A和B中，__________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。‎ ‎(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中__________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高__________的利用率。‎ ‎【答案】(1)检测培养基平板灭菌是否合格　3.8×107‎ ‎(2)灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落　(3)B　(4)溶解氧　营养物质 ‎【解析】(1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，可依据是否产生菌落确定培养基的灭菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式(C÷V)×M得，1 mL水样中菌株数为(38÷0.1)×100＝3.8×104，故每升水样中的活菌数为3.8×107。(2)利用接种环接种时，接种环需灼烧灭菌。利用平板划线法分离细菌时，第二次及以后划线，总是从上一次划线的末端开始，可以将聚集的菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面，即B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量，同时使菌体与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率，从而提高细菌的生长速度。‎ ‎7．(2014年四川)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。‎ ‎(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、____________________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是____________________ ______________________________________________________________________。‎ ‎(2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和__________，这些植物激素一般需要事先单独配制成__________保存备用。‎ ‎(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是__________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有____________________________。‎ ‎(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是______________________________，该实验设计是否合理？为什么？________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】(1)氮源和无机盐　筛选出能利用苯磺隆的微生物 ‎(2)细胞分裂素　母液　(3)接种环　①接种环灼烧后未冷却；②‎ 划线未从第一区域末端开始　(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质　不合理，缺少空白对照 ‎【解析】(1)微生物生长所需要的主要营养物质包括：碳源、氮源、水和无机盐。使用选择培养基是因为它是允许特定的微生物生长和增殖，同时又能抑制或阻止其他微生物生长和增殖的培养基，该实验所用培养基只有能利用苯磺隆的微生物才能正常生长和增殖。(2)植物组织培养常需要添加的植物激素有生长素和细胞分裂素，调整二者的比例可以诱导脱分化和再分化。MS培养基的成份一般先分别配制成母液备用。(3)平板划线法接种时常使用接种环划线。第二区域只有第一条线无菌落，而其他的划线却有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线时将菌种烫死，而后接种环冷却，能正常划线，也可能是第一次划线时划线未从第一区域末端开始，使接种环上无菌种。(4)题中实验将取得的菌种培养液过滤后离心，上清液加入蛋白酶处理后，测得其对苯磺隆的降解率，意为假设菌种能产生降解苯磺隆的蛋白质类酶，若用蛋白酶处理后，可使该酶分解，苯磺隆降解率下降，则假设成立。但由于缺乏空白对照，不能比较蛋白酶处理是否降低苯磺隆降解率，该实验不能得出相应结论。‎