2020年高考生物一輪復習 核心素養(yǎng)提升練 三十八 選修 1.2 微生物的培養(yǎng)與應用（含解析）.doc

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微生物的培養(yǎng)與應用 (30分鐘　100分) 1.(9分)(2019廣西三市聯(lián)考)在炎熱的夏天，新鮮的肉若不及時處理，不久其表面便因微生物生長出現(xiàn)黏液狀物質(zhì)。通過菌落特征可確認此微生物為細菌。請回答以下問題： (1)培養(yǎng)細菌常用到選擇培養(yǎng)基。培養(yǎng)基中不加入_________可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。 (2)微生物接種最常用的是平板劃線法和_____法。后一種方法還可用于活菌計數(shù)，其原理是__________________。除了上述的活菌計數(shù)法外，_____________也是測定微生物數(shù)量的常用方法。 (3)分解尿素的細菌的分離，需在培養(yǎng)基中加入_________指示劑。而分解纖維素的微生物的分離，需在培養(yǎng)基中加入_________(染料)來篩選。 【解析】(1)自養(yǎng)型微生物可以利用無機碳源合成有機物，因此培養(yǎng)基中不加入有機碳源可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。(2)微生物常用的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，其中稀釋涂布平板法還可以用于菌種的計數(shù)，其原理是：當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面的一個菌落來源于稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計菌落數(shù)，就能推測樣品中的活菌數(shù)；此外微生物還可以用顯微鏡直接計數(shù)。(3)微生物的鑒定常用鑒別培養(yǎng)基，在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，觀察是否變紅，可用來鑒定分解尿素的細菌；在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中加入剛果紅，觀察是否有透明圈產(chǎn)生，可用來鑒定纖維素分解菌。 答案：(1)有機碳源 (2)稀釋涂布平板　當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面的一個菌落來源于稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計菌落數(shù)，就能推測樣品中的活菌數(shù)　顯微鏡直接計數(shù) (3)酚紅　剛果紅 2.(10分)生物興趣小組嘗試運用所學的知識對某河段的大腸桿菌的數(shù)量進行檢測。請回答下列相關問題： (1)配制培養(yǎng)基時加入的乳糖屬于培養(yǎng)基成分中的_______。對培養(yǎng)基進行滅菌時，一般使用___________(填儀器名稱)。滅菌后，待冷卻至50 ℃左右時，在酒精燈火焰附近________。大腸桿菌在伊紅美藍培養(yǎng)基上生長呈黑色菌落，從功能上劃分，該培養(yǎng)基屬于_______培養(yǎng)基。 (2)在接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間，這樣做的目的是_______________________________。 (3)檢測大腸桿菌含量時，將1 mL河水樣品稀釋10倍，在3個平板上分別接入0.1 mL稀釋液；經(jīng)適當培養(yǎng)后，3個平板上的黑色菌落數(shù)分別為62、65和68。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為_______個。 (4)該小組通過統(tǒng)計菌落的數(shù)目，計算出單位體積樣品中大腸桿菌數(shù)目，理論上他們的統(tǒng)計值比實際值_______(填“偏高”或“偏低”)，理由是___________________________________。 【解析】(1)乳糖是二糖，由C、H、O三種元素組成，可以為微生物的培養(yǎng)提供碳源。培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基一般使用高壓蒸汽滅菌鍋進行滅菌。滅菌后，待冷卻至50 ℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。大腸桿菌在伊紅美藍培養(yǎng)基上生長呈黑色菌落，從功能上劃分，該培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基。(2)在接種前，隨機取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間，作為空白對照，以檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格。(3)3個平板上的黑色菌落數(shù)分別為62、65和68，則3個平板上黑色菌落的平均數(shù)為65，因此每升樣品中的活菌數(shù)=650.11 000 10=6.5106(個)。(4)由于在培養(yǎng)過程中兩個或多個大腸桿菌連在一起時，平板上只能觀察到1個菌落，因此理論上他們的統(tǒng)計值比實際值偏低。 答案：(1)碳源　高壓蒸汽滅菌鍋　倒平板　鑒別 (2)檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格　(3)6.5106 (4)偏低　兩個或多個大腸桿菌連在一起時，平板上只能觀察到1個菌落 3.(10分)莠去津是一種含氮農(nóng)藥，在土壤中不易降解，為修復被其污染的土壤，可按下面程序選育能降解莠去津的細菌(目的菌)。請據(jù)圖回答：(已知莠去津在水中溶解度低，含過量莠去津的固體培養(yǎng)基不透明) (1)由圖推斷，從A瓶到C瓶液體培養(yǎng)的過程稱為_______，目的是____。 (2)在將C瓶菌種接種到固體培養(yǎng)基之前通常要進行_______，將菌種接種到固體培養(yǎng)基的方法有平板劃線法和_______法，從圖中看本實驗采用的是_______(填“前者”或“后者”)。 (3)一段時間后，培養(yǎng)基出現(xiàn)無透明圈和有透明圈兩種菌落，我們篩選的目的菌是菌落中________的細菌，該菌落生長所需的氮元素主要來自_______。 (4)為弄清固體培養(yǎng)基中的非目的菌落來自C瓶菌種還是培養(yǎng)基，應如何設置對照組？___________________________________。 【解題指南】(1)關鍵信息：“莠去津是一種含氮農(nóng)藥”“含過量莠去津的固體培養(yǎng)基不透明”。 (2)隱含信息： ①無氮培養(yǎng)基+過量莠去津為以莠去津為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基。 ②圖中菌落分布均勻的培養(yǎng)基是利用稀釋涂布平板法接種獲得的。 【解析】(1)圖中從A瓶到C瓶液體培養(yǎng)的過程稱為選擇培養(yǎng)，目的是初步選擇能降解莠去津的細菌(目的菌)并提高其密度。 (2)將菌種接種到固體培養(yǎng)基的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法兩種，由圖中固體培養(yǎng)基上的菌落分布可知，該接種方法是稀釋涂布平板法，包括梯度稀釋操作和涂布平板操作。 (3)根據(jù)題目信息“莠去津在水中溶解度低，含過量莠去津的固體培養(yǎng)基不透明”可知，能夠降解莠去津的目的菌分解莠去津，使菌落周圍出現(xiàn)透明圈，因此可以選擇菌落周圍存在透明圈的細菌。由于培養(yǎng)基中只有莠去津一種氮源，因此分解莠去津的微生物所需的氮元素主要由莠去津提供。 (4)為弄清固體培養(yǎng)基中的非目的菌落來自C瓶菌種還是培養(yǎng)基，應設置滅菌后不接種菌種的培養(yǎng)基，與實驗組放在相同條件下培養(yǎng)，若培養(yǎng)基上無菌落出現(xiàn)，則非目的菌落來自C瓶菌種，若培養(yǎng)基上出現(xiàn)菌落，則說明非目的菌落可能來自培養(yǎng)基。 答案：(1)選擇培養(yǎng)　初步選擇能降解莠去津的細菌(目的菌)并提高其密度 (2)梯度稀釋　稀釋涂布平板　后者 (3)有透明圈　莠去津 (4)配制的培養(yǎng)基滅菌后不接種菌種，與實驗組放在相同條件下培養(yǎng) 4.(10分)水污染是全球性的環(huán)境問題，微生物降解是水污染治理的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于化工污水中的一種難以降解的大分子有機物，PVA分解菌能產(chǎn)生PVA酶分解PVA，PVA與碘作用時能產(chǎn)生藍綠色復合物，當PVA被分解時藍綠色復合物消失，形成白色透明斑，請回答下列問題： (1)要從土壤中篩選出能高效分解PVA的細菌，應采用以_____為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，實驗中還應設置對照組。將菌液稀釋相同的倍數(shù)，對照組培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)目應明顯_______(填“多于”或“少于”)選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目，從而說明選擇培養(yǎng)基具有篩選作用。 (2)要測定土壤稀釋液中微生物的數(shù)目，可在顯微鏡下用_________計數(shù)板直接計數(shù)。若將100 mL含有PVA分解菌的土壤樣品溶液稀釋104倍后，取0.1 mL稀釋液均勻涂布在選擇培養(yǎng)基表面，測得菌落數(shù)的平均值為160個，空白對照組平板上未出現(xiàn)菌落，則100 mL原菌液中有PVA分解菌_______個。 (3)要鑒定分離出的細菌是否為PVA分解菌，培養(yǎng)PVA分解菌的培養(yǎng)基中除了加入必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要加入_______用于鑒別PVA分解菌。要比較不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA濃度的上述培養(yǎng)基來培養(yǎng)不同菌株，一定時間后，通過測定________來確定不同菌株降解PVA能力的大小。 【解析】(1)要從土壤中篩選出能高效分解PVA的細菌，應采用以聚乙烯醇(PVA)為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，目的是淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的細菌。實驗中設置的對照組培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)目應明顯多于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目，因為對照組沒有淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的細菌。(2)在顯微鏡下計數(shù)微生物細胞的數(shù)量可直接用血細胞計數(shù)板計數(shù)。根據(jù)題意，100 mL原菌液中PVA分解菌的數(shù)量為1600.1104100=1.6109(個)。(3)根據(jù)題意可知，要鑒定分離出的細菌是否為PVA分解菌，培養(yǎng)PVA分解菌的培養(yǎng)基中除了加入必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要加入碘用于鑒別PVA分解菌。要比較不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA濃度的上述培養(yǎng)基來培養(yǎng)不同菌株，一定時間后，通過測定白色透明斑的大小(直徑)來確定不同菌株降解PVA能力的大小。 答案：(1)聚乙烯醇(PVA)　多于 (2)血細胞　1.6109　 (3)碘　白色透明斑的大小(直徑) 5.(10分)如圖表示分離、純化及保存枯草芽孢桿菌菌株的簡要過程，回答下列問題： (1)將土壤表層泥土稀釋液煮沸15 min后獲得的樣品中，仍含有一些活的菌種，原因是____________________。 (2)圖中將菌種接種到平板1的方法是___________；將菌種接種到平板2之前，接種工具常用_______法進行滅菌。為了逐步分離、純化得到目的菌種，平板1和平板2中的培養(yǎng)類型都應該屬于_______培養(yǎng)基。對于頻繁使用的菌種可接種到題圖試管中的_______培養(yǎng)基上臨時保藏。 (3)用稀釋涂布平板法在5個平板上都接種稀釋倍數(shù)為104的樣品液0.1 mL，培養(yǎng)一段時間后，平板長出來的菌落數(shù)分別為182、160、168、175和190，據(jù)此推測，每毫升樣品液中的細菌數(shù)量為________個。稀釋涂布平板法能夠通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)來推測樣品中的活菌數(shù)目，原因是________。 【解析】(1)煮沸消毒法不能殺死細菌的全部芽孢和孢子，因此土壤表層泥土稀釋液煮沸15 min后獲得的樣品中，仍含有一些活的菌種。(2)分析題圖可知，圖示平板1利用涂布器進行涂布，即題圖中將菌種接種到平板1的方法為稀釋涂布平板法；將菌種接種到平板2之前，接種工具常用灼燒滅菌(或灼燒)法進行滅菌。為了逐步分離、純化得到目的菌種，平板1和平板2中的培養(yǎng)類型都應該屬于選擇培養(yǎng)基。對于頻繁使用的菌種可接種到題圖試管中的固體斜面培養(yǎng)基上臨時保藏。(3)每毫升樣品液中的細菌數(shù)量為(182+160+168+175+190) 50.1104=1.75107(個)。當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，因此稀釋涂布平板法能夠通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)來推測樣品中的活菌數(shù)目。 答案：(1)煮沸消毒法不能殺死細菌的全部芽孢和孢子　(2)稀釋涂布平板法　灼燒滅菌(或灼燒)　選擇　固體斜面 (3)1.75107　當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌 6.(10分)為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量，并進行了細菌分離和培養(yǎng)等工作?；卮鹣铝袉栴}： (1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中細菌含量。將1 mL水樣稀釋1 000倍，在3個平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液；經(jīng)適當培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37，據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為_______個。 (2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌。操作時，接種環(huán)通過_______滅菌，為了將聚集的菌體逐步稀釋以便獲得單個菌落，在第二次及以后的劃線時，一定要___________，示意圖A和B中，_______表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果。通常，對獲得的純菌種可以依據(jù)___________對細菌進行初步的鑒定和分類。 (3)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進行靜置培養(yǎng)，另一部分進行振蕩培養(yǎng)。結果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中_______的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高_______的利用率。 【解析】(1)由題意知，1 mL水樣中的菌落數(shù)是(39+38+37)30.11 000 =3.8105，每升水樣中的活菌數(shù)為3.8105103=3.8108(個)。(2)接種環(huán)用灼燒法進行滅菌。在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣做的目的是通過劃線次數(shù)的增加，將聚集的菌體逐漸稀釋分散，使每次劃線時菌體的數(shù)目逐漸減少，以便獲得由單個細胞繁殖而來的單個菌落。圖A是用平板劃線法接種培養(yǎng)后得到的結果，圖B表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結果?？梢砸罁?jù)菌落的形狀、大小等特征對細菌進行初步的鑒定和分類。(3)振蕩培養(yǎng)可以增加液體培養(yǎng)基的氧氣含量；同時還能使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。 答案：(1)3.8108 (2)灼燒　從上一次劃線的末端開始劃線　B　菌落的形狀、大小等特征 (3)溶解氧　營養(yǎng)物質(zhì) 7.(11分)金黃色葡萄球菌是一種具有高度耐鹽性的微生物，可引起人類肺炎、腸炎等疾病。金黃色葡萄球菌在血平板(培養(yǎng)基中添加適量血液)上生長時，可破壞菌落周圍的紅細胞，使其褪色。 如圖為定性檢測鮮牛奶中是否存在金黃色葡萄球菌的操作流程，請回答下列相關問題： (1)按細胞結構分類，金黃色葡萄球菌屬于_________生物，從培養(yǎng)過程分析，金黃色葡萄球菌可進行_______呼吸。 (2)7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基為微生物提供的營養(yǎng)成分包括______________，用7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)的主要目的是_________________。 (3)操作中在血平板上的接種方法是__________________，接種操作前后需要對接種工具進行___________滅菌。 (4)在制備血平板時需將pH調(diào)節(jié)至___________(填“微酸性”或“微堿性”)后滅菌，待培養(yǎng)基________后，再加入適量血液。按培養(yǎng)基功能分類，血平板屬于________培養(yǎng)基。 (5)經(jīng)多次規(guī)范操作、重復實驗，血平板上均出現(xiàn)___________的菌落，初步證明鮮牛奶中存在金黃色葡萄球菌，但鮮牛奶供應商仍認為此菌并非鮮牛奶所攜帶，因此，要對本操作進行完善，完善的方案是____________________。 【解析】(1)金黃色葡萄球菌是一種細菌，屬于原核生物。培養(yǎng)過程沒有進行密閉處理，故金黃色葡萄球菌可進行有氧呼吸。(2)7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基可為微生物提供生長所需要的碳源、氮源、水和無機鹽。用7.5% NaCl肉湯培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)是為了增加高度耐鹽性的金黃色葡萄球菌的數(shù)量。(3)圖示用的接種工具是接種環(huán)，說明在血平板上接種的方法是平板劃線法。接種工具在接種前后都要進行滅菌處理。(4)金黃色葡萄球菌的生長環(huán)境為弱堿性，培養(yǎng)基在滅菌前要先調(diào)節(jié)pH，因金黃色葡萄球菌能破壞紅細胞，使其褪色，血平板上出現(xiàn)周圍存在透明圈的菌落，說明有金黃色葡萄球菌，故血平板是鑒別培養(yǎng)基。(5)為增強實驗結論的嚴謹性，應增加空白對照組。 答案：(1)原核　有氧 (2)碳源、氮源、水和無機鹽　增加高度耐鹽性的金黃色葡萄球菌的數(shù)量 (3)平板劃線法　灼燒　(4)微堿性　冷卻　鑒別 (5)周圍存在透明圈　設置不加鮮牛奶，其他操作均相同的對照組 1.(15分)為探究大腸桿菌CV101菌株和CV103菌株的營養(yǎng)需求，某團隊在營養(yǎng)成分相同的含醋酸鹽的培養(yǎng)液中分別接種CV101菌株和CV103菌株，并置于相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，每隔一段時間統(tǒng)計兩種菌株的生長狀況。實驗數(shù)據(jù)如圖所示，回答下列問題： (1)醋酸鹽培養(yǎng)基從物理性質(zhì)上來看屬于________培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基主要應用是________；從功能上來看屬于_______培養(yǎng)基。 (2)由圖可知：更適應醋酸鹽培養(yǎng)基環(huán)境的菌株是_________，其依據(jù)是________________________。原因是__________________________。 (3)若要統(tǒng)計培養(yǎng)30小時后醋酸鹽培養(yǎng)基中的CV101活菌數(shù)，可采用_______法；為保證能在固體培養(yǎng)基上獲得單個菌落，接種前，需取1 mL該菌液進行_______處理。 【解析】(1)根據(jù)題干信息分析，某團隊在營養(yǎng)成分相同的含醋酸鹽的培養(yǎng)液中分別接種CV101菌株和CV103菌株，因此該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，有利于菌種的擴大培養(yǎng)；從功能上看其屬于選擇培養(yǎng)基。(2)據(jù)題圖分析可知，在一定時間內(nèi)，CV101菌株在該培養(yǎng)基中數(shù)量持續(xù)增多，而CV103菌株的數(shù)量減少且維持在較低水平，說明CV101菌株能以醋酸鹽為碳源，因此CV101菌株是更適應醋酸鹽培養(yǎng)基環(huán)境的菌株。(3)常用的微生物接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法，其中后者可以用于菌種的計數(shù)；為保證能在固體培養(yǎng)基上獲得單個菌落，接種前，需取1 mL該菌液進行梯度稀釋處理。 答案：(1)液體　擴大培養(yǎng)　選擇 (2)CV101菌株　在一定時間內(nèi)，CV101菌株在該培養(yǎng)基中數(shù)量持續(xù)增多，而CV103菌株的數(shù)量減少且維持在較低水平　CV101菌株能以醋酸鹽為碳源 (3)稀釋涂布平板　梯度稀釋 2.(15分)(2018南昌模擬)纖維素分解菌是人們生活中應用廣泛的一種微生物，其中含有的纖維素酶(蛋白質(zhì)類物質(zhì))能夠分解纖維素。回答下列有關問題： (1)組成纖維素的單體是_______。在某真菌細胞中與纖維素酶合成分泌直接有關的具膜細胞器是_______________。 (2)在篩選纖維素分解菌的過程中，人們發(fā)明了_______染色法，這種方法能夠通過_______直接對微生物進行篩選。 (3)利用人工誘變的方法處理某纖維素分解菌后，如何從其中篩選出分解纖維素能力強的生產(chǎn)用菌種？請簡要寫出： ①實驗思路：___________________________________。 ②從突變的不定向性角度，預測觀察到的實驗結果(提示：培養(yǎng)基中纖維素被降解后，產(chǎn)生纖維素酶的菌落周圍將會出現(xiàn)明顯的透明圈)：__________________________________。 【解析】(1)組成纖維素的單體(基本單位)是葡萄糖。某真菌細胞中合成的纖維素酶屬于分泌蛋白，在分泌蛋白的合成和分泌過程中，依次通過的細胞結構是：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細胞膜，整個過程需要線粒體提供能量，其中細胞膜不屬于細胞器，核糖體沒有膜結構?？梢?，在某真菌細胞中與纖維素酶合成分泌直接有關的具膜細胞器是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體。 (2)剛果紅可與纖維素形成紅色復合物，當纖維素被纖維素酶水解后，剛果紅-纖維素復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。據(jù)此，在篩選纖維素分解菌的過程中，人們發(fā)明了剛果紅染色法，這種方法能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選。 (3)結合對(2)分析可知：欲篩選纖維素分解菌，需在加入剛果紅、且以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)相應的微生物，當形成菌落以后，可以根據(jù)菌落周圍是否產(chǎn)生透明圈進行篩選，且透明圈越大，分解纖維素能力越強。由于基因突變具有不定向性，因此在培養(yǎng)基中可能有透明圈較大的菌株，也可能有透明圈較小的菌株。 答案：(1)葡萄糖　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體　(2)剛果紅　顏色反應　(3)①將誘變得到的纖維素分解菌培養(yǎng)在含有纖維素和剛果紅的培養(yǎng)基中，選出透明圈大的菌株為生產(chǎn)用菌株　②在培養(yǎng)基中可能有透明圈較大的菌株，也可能有較小的菌株 【方法技巧】篩選微生物的三種方法 (1)單菌落挑取法：利用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種到固體平板培養(yǎng)基表面，直接根據(jù)微生物菌落的特征利用單菌落挑取的方法獲得目的微生物。 (2)選擇培養(yǎng)法：利用選擇培養(yǎng)基對微生物進行選擇培養(yǎng)，直接獲得目的微生物。 (3)鑒定培養(yǎng)法：利用鑒定培養(yǎng)基使目的微生物菌落呈現(xiàn)特有的特征，然后篩選目的微生物。