近年高考生物大一轮复习生物技术实践第2讲微生物的培养与应用课后提能演练新人教版选修1(2021年整

2019高考生物大一轮复习生物技术实践第2讲微生物的培养与应用课后提能演练新人教版选修1
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第2讲微生物的培养与应用
1．某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样品中活菌数目，培养基配方如下。

将各种物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL，再经高温灭菌，制成固体培养基备用.
KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O蛋白胨葡萄糖尿素琼脂
1。

4 g2。

1 g0。

2 g 1.0 g10.0 g 1.0 g15.0 g
菌?________(填“能”或“不能"),原因是____________________________________________________
______________________________________________________________ __________。

(2）培养基用__________________法灭菌，培养皿用______法灭菌,待培养基冷却到______(填“20”“30"“40”或“50")℃左右时,在____________附近倒平板，等平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,可以防止______________________________________。

(3）要统计每克土壤样品中活菌数目,宜采用____________法接种，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的________就能大约推测出样品中的活菌数。

(4）培养分解尿素的细菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。

对于固体培养基应采用的检测方法是____________________________________________________________ ______________________________________________________________ __________。

（5)某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL）______________个。

【答案】(1）不能培养基含蛋白胨,尿素不是唯一氮源，不能选择出只
以尿素为氮源的微生物(或培养基含蛋白胨，蛋白胨中含有氮元素）（2）高压蒸汽灭菌干热灭菌50 酒精灯火焰培养皿盖上的水珠落入培养基而造成污染
（3)（稀释)涂布平板菌落数目
（4)将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生
（5)2。

34×109
【解析】（1）据表分析，表中的蛋白胨可以为微生物的生存提供氮源，所以不能分离尿素分解菌，筛选纤维素分解菌需要以纤维素作为唯一的氮源。

(2)微生物培养中的培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌，玻璃器皿可以使用干热灭菌;倒平板时需要培养基冷却至50 ℃左右时在酒精灯火焰旁进行,等平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，可以防止培养皿盖上的水珠落入培养基造成污染。

(3）固体培养基上的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法，稀释涂布平板法适用于微生物的统计计数，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积,统计平板上的菌落数目或平均菌落数能够推测样品中的活菌数。

（4）检测培养基是否被污染，需要将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生,如果有菌落说明被污染，否则没有被污染。

（5）依据公式得每克样品中菌落数＝C/V×M＝(234/0.1）×106＝2.34×109（个)。

2．据报道，某地空气样本中检测出A、B、C 三种抗生素的耐药性基因。

只有存在于某种活菌中的耐药性基因才能感染人体。

为研究此地空气中是否存在这些耐药性活菌，某研究小组做了以下实验，步骤如下。

①配制培养基并灭菌;
②制作无菌平板，并收集、培养空气中的活菌;
③对步骤②得到的活菌进行分离纯化；
④设置若干实验组和对照组,进行相关操作；
⑤将各组平板置于适宜温度的恒温箱中培养一段时间，观察菌落的生长情况。

回答下列问题：
（1)步骤①中的灭菌方法是__________________________________________________。

（2)步骤③中接种的方法是________________________________________________.
(3）若步骤②中得到的菌落类型有5种，则步骤④中需要设计至少________个实验组，对实验组的操作是______________________________________________________。

（4）若将所得菌落接种到含有________培养基中，形成的菌落呈________色,则表明可能存在大肠杆菌.从功能角度分析此培养基属于________培养基。

【答案】（1）高压蒸汽灭菌法
（2）平板划线法(或稀释涂布平板法）
(3)15 接种每种活菌的培养基中分别添加A、B、C抗生素
（4)伊红-美蓝黑鉴别
【解析】(1）培养基的灭菌方法一般是高压蒸汽灭菌法.（2）微生物常见的接种的方法平板划线法和稀释涂布平板法。

（3）根据实验目的可知,要在“空气样本中检测出A、B、C 3种抗生素的耐药性基因”,并且步骤②中得到的菌落类型有5种，因此步骤④中需要设计至少3种抗生素×5种菌落＝15个实验组，对实验组的操作是接种每种活菌的培养基中分别添加A、B、C 抗生素。

（4）若将所得菌落接种到含有伊红—美蓝培养基中，形成的菌落呈黑色，则表明可能存在大肠杆菌；从功能角度分析此培养基属于鉴别培养基。

3．无菌操作是微生物接种技术的关键；传统发酵技术和微生物分离、纯化、应用过程及植物组织培养和动物细胞培养过程中，均要无菌操作。

回答下列相关问题：
（1）消毒和灭菌是两个不同的概念，灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。

消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。

下列哪些事物适用于消毒处理______。

①皮肤②饮用水③牛奶④注射器⑤培养皿
⑥接种环⑦培养基⑧果汁⑨酱油⑩手术刀
A．①②③⑧⑨B．④⑤⑥⑦⑩
C．①②③④⑤⑥⑧D．以上全部
(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行____________，接种前要进行________________,在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在无菌条件下进行。

(3）下图是利用______________法进行大肠杆菌接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

为达到这一目的,操作上应注意：
①每次划线前要________________；
②冷却后从上一区划线末端开始划；
③首尾区________.
(4)利用培养基不仅可以分离培养大肠杆菌，也可以进行植物组织培养。

与大肠杆菌培养明显不同的是，用于组织培养的培养基中还需要加入________。

（5)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败,原因可能是______________________________________________________________ ______________________________________________________________ __________。

【答案】(1）A
（2)调节pH 高压蒸汽灭菌
（3）平板划线①灼烧接种环③不连接(不重叠)
(4)植物激素
(5)青霉素杀死了乳酸菌
【解析】(1)由消毒和灭菌的概念可知:皮肤、饮用水、牛奶、果汁、酱油适用于消毒。

（2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调节pH，接种前要进行高压蒸汽灭菌。

(3)由题图可知，利用平板划线法进行大肠杆菌接种，操作时应注意：①每次划线前要灼烧接种环;③首尾区不连接。

（4）植物组织培养的培养基中还需加入植物激素。

(5）青霉素为抗生素,可以杀死乳酸菌.
4．高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。

研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如下图所示.请据图回答：
(1)Ⅰ号培养基从物理状态来看,属于固体培养基,配制时要加入________作为凝固剂，从用途来看属于选择培养基,应以________作为唯一碳源。

（2)配制固体培养基的基本步骤是( ）
A．计算→称量→倒平板→溶化→灭菌
B．计算→称量→溶化→倒平板→灭菌
C．计算→称量→溶化→灭菌→倒平板
D．计算→称量→灭菌→溶化→倒平板
(3）溶化时，烧杯中加入琼脂后要不停地________，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。

对培养基灭菌的方法一般为____________________。

(4）①过程是__________，②过程所使用的接种方法是________________法。

(5）部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放______________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，挑选相应的菌落,接种到Ⅱ号培养基进一步分离纯化后，再对菌种进行________培养。

【答案】（1）琼脂淀粉（2)C
(3）搅拌高压蒸汽灭菌
(4)稀释涂布分离（5)淀粉酶扩大
【解析】固体培养基通常加入琼脂作为凝固剂。

本实验的目的是获得产生高温淀粉酶的嗜热菌,故其选择培养基中应以淀粉作为唯一碳源.配制固体培养基的基本步骤是计算→称量→溶化→灭菌→倒平板.配制培养基加热溶化时,要注意加入琼脂后要不断搅拌,防止琼脂糊底和溢出。

对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法.仔细观察题图可知,过程①是菌液稀释过程，②是采用涂布法接种。

能产生淀粉酶的部分细菌能分解利用淀粉,其菌落周围会出现透明圈，取这样的菌落再分离纯化可获得相应菌种，以后可以扩大培养用于生产。

5．下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据下表和所学知识回答下列相关问题：
（1）大肠杆菌的同化类型为________，从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于________。

(2）在微生物的实验室培养中,获得纯净培养物的关键是____________________,因此需对培养基和培养皿进行________（填“消毒”或“灭菌”)，操作者的双手需要进行清洗和________.空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使____________，还能破坏DNA的结构。

(3）根据用途划分，该培养基属于__________（填“选择”或“鉴别”）培养基，若要分离能分解尿素的细菌需将培养基中________换成________,若要鉴定分解尿素的细菌还需将伊红-美蓝换成_______________________________________________________.
（4）培养大肠杆菌时，常用的接种方法是__________和________。

通过
上述方法可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，称为________。

(5）使用以下微生物发酵生产特定产物时，所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是______(多选).
A．制作果酒B．由果酒制作果醋
C．制作泡菜D．制作腐乳
【答案】（1)异养型分解者
(2)防止外来杂菌的入侵灭菌消毒蛋白质变性
（3）鉴别蛋白胨尿素酚红指示剂
(4）平板划线法稀释涂布平板法菌落
（5）BC
【解析】该培养基含有显色剂(伊红—美蓝）,可使大肠杆菌菌落呈现金属光泽，因此属于鉴别培养基。

若要分离能分解尿素的细菌,应以尿素为唯一氮源，因此应将蛋白胨换成尿素。

若要鉴别尿素分解菌，应在培养基中加入酚红指示剂。

制作果酒、果醋、泡菜和腐乳利用的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉，其中醋酸菌、乳酸菌与大肠杆菌都属于原核生物,酵母菌和毛霉都属于真核生物.
6．(2018年山西太原考试)生物兴趣小组试图探究牛和山羊的瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌).培养基成分如表所示，实验步骤如图所示.请分析回答问题:
(1)培养基中加入尿素的目的是__________，原理是______________________。

从同化作用类型来看，该菌属于________。

（2)实验需要振荡培养，原因是________________。

转为固体培养时，常采用________________法接种,获得单菌落后继续筛选。

(3)在实验过程中：①培养基、培养皿；②玻璃棒、试管、锥形瓶、吸管；
③瘤胃中液体。

其中需要灭菌的是________(填序号）。

(4）分离分解尿素的细菌实验时，甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。

甲同学实验结果差异的原因可能有____(填序号)。

①取样不同②培养基污染
③操作失误④没有设置对照
（5）以尿素为唯一氮源的培养基培养“目的菌"后,加入________指示剂后变红，说明“目的菌”能分解尿素，理由是________________________________________.
(6)为进一步确定取自瘤胃中液体的适当稀释倍数，将接种的培养皿放置在37 ℃恒温培养箱中培养24～48 h,观察并统计具有红色环带的菌落数，结果见表，其中________倍的稀释比较合适。

稀释倍数103104105106107
菌落数＞5003672483618
【答案】并能在该培养基上生长异养型
（2）为目的菌提供氧气稀释涂布平板
（3）①和②（4）①②③
(5)酚红细菌合成的脲酶将尿素分解为氨,pH升高,使酚红指示剂变红
（6)106或105
【解析】（1）培养基中加入尿素的目的是筛选能高效降解尿素的目的菌，其原理是只有能合成脲酶的细菌才能分解尿素，才能在以尿素为氮源的培养基上生长；由于培养基中需要的碳源为葡萄糖,说明该菌不能自己制造有机物，为异养型生物。

(2）振荡培养的目的是为目的菌提供氧气；转为固体培养时，要想获得单个菌落，最好采用稀释涂布平板法。

(3）在实验中，为了防止杂菌污染,对培养基、培养皿、玻璃棒、试管、锥形瓶、吸管等培养器具要进行灭菌处理，即对①②进行灭菌,瘤胃中的液体是实验材料,不能灭菌。

（4)甲同学培养的菌落较多，可能是取样不同造成的，也可能是培养过程中培养基被污染或操作失误，即①②③会造成菌落数增多。

（5)目的菌中的脲酶能把培养基中的尿素分解成氨，氨可以使培养基中的pH升高，从而使酚红指示剂变红.（6）分析表格中数据,当稀释倍数为106或105时,菌落数分别是36和248个，在30～300之间.
7．常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，但是对酒精的耐受能力差。

科学家利用基因工程培育了能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母。

请分析回答下列问题：
（1）制备酵母菌培养基要进行倒平板操作，待平板冷凝后,要将平板倒置,其主要原因是__________________________________________________________________ ______
______________________________________________________________ __________.
（2)取从自然界中采集的葡萄,用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，然后按图甲所示过程进行酵母菌的纯化培养。

图乙是经过图甲过程A纯化培养的结果，在培养基上接种时划线的顺序依次是________________（用编号表示)。

研究者在图甲过程C的操作培养过程中，得到了一个经培养后菌落分布如图丙所示的平板，推测接种时可能的操作失误是__________________________________________________________________ ______。

（3)将培养基上的酵母菌菌株转接到仅以____________________________________
为碳源的培养基中，无氧条件下培养一周后,有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌不能利用木糖发酵。

（4）从以上筛选得到的活酵母菌中提取DNA，利用PCR技术大量扩增获得目的基因。

若将1个目的基因分子复制10次，则需要在缓冲液中至少加入____个引物。

将目的基因连接到具有尿嘧啶合成酶基因作为标记基因的质粒上,然后将所得的重组质粒导入酵母菌时，应选择缺乏______________________能力的酿酒酵母作为受体菌。

(5）将经上述流程培育获得的转基因酿酒酵母接种在含________________的培养基中进行酒精发酵能力测试。

随着发酵的持续进行，若该酿酒酵母能够存活，说明它能______________________________，即说明所需菌株培育成功。

【答案】（1)防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染
(2）①③②涂布不均匀
（3）木糖
(4）211－2 尿嘧啶合成
（5)葡萄糖和木糖利用葡萄糖和木糖产生酒精，且对酒精的耐受能力强(合理即可)
【解析】(1）待平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是防止培养皿
盖的冷凝水落入培养基造成污染.(2）在培养基上接种划线的顺序依次是每一区的划线应从前一区划线的末端位置开始划线,从而能将菌种逐区减少，所以划线顺序是①③②;培养后菌落分布不均匀可能是接种时涂布不均匀造成的。

（3）利用选择培养基选择培养时,培养基中若仅以木糖为碳源，无氧条件下培养一周后，有些酵母菌死亡，说明这些酵母菌不能利用木糖发酵。

（4)PCR 技术大量扩增目的基因时，缓冲液中需要加入的引物个数计算公式为2n＋1－2,所以若将1个目的基因分子复制10次,则需要在缓冲液中至少加入211－2个引物，质粒中的标记基因作用是用于筛选含目的基因的受体细胞,将目的基因连接到具有尿嘧啶合成酶基因作为标记基因的质粒上,然后将所得的重组质粒导入酵母菌时，应选择缺乏尿嘧啶合成能力的酿酒酵母作为受体菌。

若选择培养基中的酵母菌能合成尿嘧啶，则说明目的基因导入受体酵母菌中.（5)基因工程是为了培养能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母，所以检测时应将培育获得的转基因酿酒酵母接种在含葡萄糖和木糖的培养基中进行酒精发酵能力测试,随着发酵的持续进行,若该酿酒酵母能够存活，说明它能利用葡萄糖和木糖产生酒精,且对酒精的耐受能力强，即说明所需菌株培育成功.
8．某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。

研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌）。

实验的主要步骤如图所示。

请分析回答下列问题：
(1）培养基中加入化合物A的目的是____________，这种培养基属于________培养基.
(2）“目的菌"生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的______________。

实验需要振荡培养，由此推测“目的菌"的代谢类型是________。

（3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是
________________.
(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是________,操作时采用______灭菌的方法。

（5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是__________________________________________________________________ ______。

（6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数,他选用10－4、10－5、10－6稀释液进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿.从设计实验的角度看,还应设置的一组对照实验是__________________________________________________________________ ______，
此对照实验的目的是_____________________________________________。

【答案】(1）筛选目的菌选择
(2)化合物A 异养需氧型
（3）防止外来杂菌入侵
（4)接种环灼烧
(5)防止造成环境污染
（6）不接种的空白培养基证明培养基制备过程中无杂菌污染
【解析】(1）在选择培养基中加入特定物质，可以筛选出特定的细菌。

(2）根据题目所给的培养基配方，“目的菌”生长所需的氮源和碳源只能来自培养基中的化合物A。

异养需氧型细菌在培养时需要振荡。

(3)获得纯净特定“目的菌"的关键是防止外来杂菌入侵.(4）平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是接种环，操作时一般采用灼烧灭菌。

（5)为防止造成环境污染,实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉。

（6）计数目的菌数量时，注意设置一组不接种的空白培养基对照实验，此对照实验的目的是证明培养基制备过程中未被杂菌污染。

9．莠去津是一种含氮农药,在土壤中不易降解,为修复被其污染过的土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌）。

请据图回答：(已知莠去津在水中溶解度低,含过量莠去津的固体培养基不透明）
（1)由上图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为________，目的是__________________________________________________________________ ______
______________________________________________________________ __________.
（2）在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行______________，将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和______________法，从图中看本实验采用的是______(填“前者”或“后者”）。

(3）一段时间后,培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落，我们筛选的目的菌是________菌落中的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来源于________。

（4）为弄清固体培养基中的非目的菌落来自C瓶菌种还是培养基,应如何设置对照组？
______________________________________________________________ __________
______________________________________________________________ __________。

【答案】(1）选择培养初步选择能降解莠去津的细菌（目的菌)并提高其密度
(2)梯度稀释稀释涂布平板后者
（3)有透明圈莠去津
(4)配制的培养基，灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养
【解析】（1）从A瓶到C瓶液体培养基中,不含氮，含有过量的莠去津，
其目的是从中选择能适应该环境的细菌,并扩大培养。

(2）由于C瓶中细菌的浓度大，所以在接种到固体培养基之前，要按一定浓度进行稀释;将菌种接种到固体培养基的方法有：平板划线法和稀释涂布平板法；从C瓶中取出细菌后，进行了稀释,所以本实验采用的是稀释涂布平板法。

(3)有透明圈说明，该细菌能分解莠去津，所以是目的菌;莠去津是一种含氮农药，所以该菌落生长所需的氮元素主要来源于莠去津.(4）配制的培养基，灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养，如果此时未长出非目的菌,说明不是来自培养基；反之，则来自C瓶菌种。

10．(2018年湖北武汉月考）利用微生物分解淀粉生产糖浆具有广阔的应用前景。

某研究所为了从长期种植马铃薯的土壤中分离出能够高效分解淀粉的细菌,进行了如下实验。

请进一步完善实验内容并回答相关问题：（1）实验步骤：
①配制以____________为碳源的固体培养基，为了使培养基凝固成固体，应该向培养基中加入的物质是________。

②将土壤样品接种到已灭菌的培养基上，在恒温培养箱中培养一段时间后,培养基上会出现________和透明圈。

③将接种针用________法灭菌后，从②中的培养基上挑取一定量细菌,接种至________（填“固体”“半固体”或“液体")培养基,在恒温摇床上培养24 h，使细菌大量繁殖。

④取与①培养基中相同的成分及配比,并加入少量碘液，使制作的培养基呈蓝紫色，灭菌并调节pH，用______________________法将③过程所获得大量繁殖的细菌接种到该培养基上.
⑤培养一段时间后，观察菌落周围培养基的颜色变化及其范围的大小，周围出现________________的菌落即为初选菌落，经进一步分离、纯化后即可达到实验目的.
(2）上述实验步骤中，倒平板和接种的操作都应在超净台上的______________附近进行.
（3)上述实验步骤中，从用途看，①所用培养基属于______培养基,④和
⑤所用培养基属于________培养基。

【答案】(1）①淀粉琼脂②菌落③灼烧液体④稀释涂布平板⑤较大透明圈（浅色范围大）
(2）酒精灯火焰
(3)选择鉴别（鉴定)
【解析】（1)①欲筛选出能高效分解淀粉的菌株,培养基中应只有淀粉一种碳源，而无其他碳源；②将土壤样品接种到已灭菌的培养基上，在恒温培养箱中培养一段时间后,培养基上会出现菌落和透明圈；③为了避免杂菌的污染，接种过程中要进行无菌操作，如对接种针进行灼烧处理，从②中的培养基上挑取一定量细菌,接种至液体培养基进行有氧发酵；④用稀释涂布平板法将③过程所获得大量繁殖的细菌接种到制作的培养基上；⑤培养一段时间后,淀粉分解菌菌落周围会出现透明圈。

(2)整个实验应无菌操作，倒平板和接种的操作都应在超净台上的酒精灯火焰附近进行。

（3）从用途看,①所用培养基属于选择培养基，④和⑤所用培养基属于鉴别培养基。