人教版 微生物的培养与应用 单元测试.docx
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人教版微生物的培养与应用单元测试
2018届人教版微生物的培养与应用单元测试
1.(2016·四川卷)图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程,图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。
(1)图中选择培养基应以________为唯一氮源;鉴别培养基还需添加________作指示剂,产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后,其菌落周围的指示剂将变成________色。
(2)在5个细菌培养基平板上,均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1mL,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。
该过程采取的接种方法是________,每克土壤样品中的细菌数量为________×108个;与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的细菌数较________。
(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活,突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸,使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。
突变基因转录的mRNA中,终止密码为________,突变基因表达的蛋白含________个氨基酸。
解析:
(1)脲酶由分解尿素的细菌产生,故需用以尿素为唯一氮源的培养基筛选该类微生物。
分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨,故培养基中加入酚红指示剂后,菌落周围将出现红色。
(2)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数,在计数时一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。
每克样品中的菌株数=(C/V)×M。
因培养基上两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故统计结果往往较实际数目少;而用血细胞计数板计数时,死亡的、活的菌体都计数在内。
(3)乙图显示,mRNA在箭头以前有273个核苷酸(为91个密码子),箭头处增加的70个核苷酸与后续的AG刚好组成24个密码子,后面的UGA为终止密码。
突变基因表达的蛋白质含91+24=115(个)氨基酸。
答案:
(1)尿素 酚红 红
(2)稀释涂布平板法 1.75 少 (3)UGA 115
2.(2015·新课标全国卷Ⅰ)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。
脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。
回答有关问题:
(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用____________染色。
微生物A产生的油脂不易挥发,可选用____________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。
(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以____________为碳源的固体培养基进行培养。
(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用____________直接计数;若要测定其活菌数量,可选用____________法进行计数。
(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg,则上述三个温度中,____________℃条件下该酶活力最小。
为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕____________℃设计后续实验。
解析:
本题主要考查了植物油脂的染色和提取方法、选择培养基的配制、微生物的计数以及确定酶的最适温度的实验设计等。
(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)进行染色。
微生物A产生的油脂不易挥发,不能用水蒸气蒸馏法提取,应用萃取法加以提取。
(2)能产生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应以油脂作为唯一碳源。
(3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。
(4)酶量需要最多的温度下,其酶活力最小,即酶活力最小的温度应为45℃。
三个温度下酶活力最大的温度是40℃,但40℃不一定是该酶的最适温度,故应围绕40℃设计后续实验。
答案:
(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法
(2)油脂
(3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40
3.(2015·江苏单科)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,若试管口粘附有培养基,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(如图)。
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如下图,推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵,理由是________________。
解析:
本题考查微生物培养与分离的相关知识。
(1)样品稀释需用无菌水,在培养基中涂布接种时需在酒精灯的火焰旁进行。
(2)涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液一般为0.1mL,量过大将导致菌体密度过大而影响分离效果。
(3)分装含琼脂的培养基时,试管口粘有培养基易造成杂菌滋生,故应用酒精棉球擦净。
(4)纤维素酶活性越大,菌落周围被分解的纤维素量也越大,菌落周围的透明圈也就越大。
故图中降解纤维素能力最强的菌株为①。
(5)发酵过程中由于呼吸作用产生较多的热量和有机酸,故应选择较高温度和酸性环境中活性较高的J4酶。
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
4.(2014·新课标全国卷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1mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL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。
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知:
1mL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,在第二次及以后划线时,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
5.(2014·四川理综)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?
______________________________________________________。
解析:
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质包括水、碳源、氮源和无机盐;在培养基中加入苯磺隆作为唯一碳源,可将只能利用此碳源的菌种筛选出来。
(2)植物组织培养基与微生物培养基相比,常常需要添加植物激素,包括生长素和细胞分裂素;这些植物激素事先按一定的质量浓度单独配成母液保存备用。
(3)纯化菌株时,通常用接种环进行划线操作;第二区域划第一条线时,接种环灼烧后未冷却,致使所划第一条线上无菌落。
若第二次划线未从第一区域末端开始,则第二划线区域无菌种。
(4)由图乙可知本实验的目的是探究能降解苯磺隆的物质是否是该菌种所产生的蛋白质。
为使实验设计更合理还需再设置一个对照组,将蛋白酶溶液改为等量的蒸馏水,其余设置不变。
答案:
(1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖
(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
6.(2013·四川理综)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中,经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。
(1)图甲中,过程①需要的酶有________。
为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以________作为唯一碳源。
②、③过程需重复几次,目的是____________________________________________。
(2)某同学尝试过程③的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。
该同学的接种方法是________;推测该同学接种时可能的操作失误是________。
(3)以淀粉为原料,用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵,接种________菌的发酵罐需要先排气,其原因是________________________________________________________。
(4)用凝胶色谱法分离α淀粉酶时,在色谱柱中移动速率较慢的蛋白质,相对分子质量较________。
解析:
本题考查生物技术实践与基因工程在生产生活中的应用。
(1)构建基因表达载体时需限制酶和DNA连接酶。
为筛选可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种,平板内的固体培养基应以淀粉作为唯一碳源。
②、③过程需重复几次,目的是进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌。
(2)分析图乙平板中经培养后的菌落分布状况可知,菌落分布不均匀,此现象可能是该同学涂布不均匀所致。
(3)工程酵母菌与普通酵母菌相比,直接利用淀粉的能力强,分解淀粉产生葡萄糖的能力强,从而使酒精发酵产生CO2的速率更快,因此培养工程酵母菌的发酵罐需要先排气。
(4)凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法,相对分子质量较大的蛋白质无法进入凝胶内部的通道,移动速度较快。
而相对分子质量较小的蛋白质能进入凝胶内部,移动路径较长,移动速度也较慢。
答案:
(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶 淀粉
进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌
(2)稀释涂布平板法 涂布不均匀
(3)工程酵母 工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强,导致酒精发酵产生CO2的速率更快
(4)小
7(2017·济南模拟)有些细菌可分解原油,从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。
某同学欲从含原油的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。
回答问题:
(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,从功能上讲,该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有两种,即________________________和________________。
(3)为了筛选出高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下,在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、____________和____________。
无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行,以避免周围环境中微生物的污染。
解析:
(1)选择培养基是在培养基中加入某一化学物质或改变某一理化性质,使某一微生物正常生长,而其他微生物则被杀灭或抑制,从而选出所需要的微生物。
本小题就是利用该细菌能高效降解原油的特性,用选择培养基将其筛选出来的。
(2)纯化菌种的方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。
(3)菌落周围的分解圈是微生物分解原油形成的,因此分解圈大的菌株具有较强的降解原油的能力。
(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。
酒精灯火焰附近温度较高,微生物无法生存,所以在此处操作可以避免环境中微生物的污染。
答案:
(1)原油 选择
(2)平板划线法 稀释涂布平板法 (3)强 (4)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰
8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,培养基出现无透明带和有透明带两种菌落,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自________。
(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?
_________________。
解析:
(1)图中从A瓶到C瓶液体培养的过程称为选择培养,目的是初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并提高其密度。
(2)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两种,由图中固体培养基上的菌落分布可知,该接种方法是稀释涂布平板法,包括梯度稀释操作和涂布平板操作。
(3)根据题目信息“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”可知,能够降解莠去津的目的菌分解莠去津,使菌落周围出现透明带,因此可以选择菌落周围存在透明带的细菌。
由于培养基中只有莠去津一种氮源,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)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,应设置灭菌后不接种菌种的培养基,与实验组放在相同条件下培养,若培养基上无菌落出现,则非目的菌落一定来自C瓶菌种,若培养基上出现菌落,则说明非目的菌落可能来自培养基。
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)有透明带 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
9(2017·潍坊模拟)地球上植物产生的纤维素中有40%~60%被土壤中的某些微生物利用,从土壤中分离并研究这些微生物有利于人们更有效地利用植物秸秆中的纤维素。
请回答:
(1)分离纤维素分解菌,宜从________的土壤中取样。
纤维素分解菌之所以能够利用纤维素,是因为其细胞内含________________。
(2)培养基除含有碳源、氮源、水和多种无机盐外,还应含有________。
其中,碳源主要为________。
对配制的培养基采用高压蒸汽灭菌,目的是____________________。
(3)纤维素分解菌纯化培养中常用的接种方法有__________。
在添加刚果红的培养基上,可通过是否产生________来筛选纤维素分解菌。
(4)从纤维素分解菌中提取纤维素酶,可采用________法,如果采用________法对该细菌进行固定,也可不经过酶的提取和分离等操作即可实现纤维素发酵。
解析:
(1)在腐殖质较多的土壤中富含纤维素,筛选纤维素分解菌应该从这样的环境中进行取样。
纤维素分解菌细胞内含有纤维素酶,能够将纤维素分解为葡萄糖而加以利用。
(2)微生物的营养物质主要包括碳源、氮源、水和无机盐等,有的还需要某些特殊的营养物质(生长因子)。
筛选纤维素分解菌的培养基中的主要碳源为纤维素。
对培养基采用高压蒸汽灭菌的目的是杀死细菌的芽孢。
(3)纤维素分解菌纯化培养中常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
纤维素与刚果红染液反应呈红色,纤维素分解菌能够分解培养基中的纤维素,从而使添加刚果红染液的培养基出现透明圈,可以通过透明圈的产生与否来筛选纤维素分解菌。
(4)纤维素酶的本质是蛋白质,从纤维素分解菌中提取纤维素酶,可采用电泳法(或凝胶色谱法)。
采用包埋法对该微生物细胞进行固定,可不经过酶的提取和分离等操作实现纤维素发酵。
答案:
(1)富含纤维素 纤维素酶
(2)某些特殊的营养物质(生长因子) 纤维素 杀死细菌的芽孢 (3)平板划线法和稀释涂布平板法 透明圈 (4)电泳(或凝胶色谱) 包埋
10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。
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)操作中在血平板上的接种方法是________,接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。
(4)在制备血平板时需将pH调节至________(填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌,待培养基__________后,再加入适量血液。
按培养基功能分类,血平板属于________培养基。
(5)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_______________________________________________________。
解析:
(1)金黄色葡萄球菌是一种细菌,属于原核生物。
培养过程无密闭处理,故它进行有氧呼吸。
(2)7.5%NaCl肉汤培养基可为微生物提供生长所需要的碳源、氮源、水和无机盐。
用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加金黄色葡萄球菌的数量。
(3)图示用的接种工具是接种环,说明在血平板上接种的方法是平板划线法。
接种工具在接种前后都要进行灭菌处理。
(4)金黄色葡萄球菌生长环境为弱碱性,培养基在灭菌前要先调pH,因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞,使其褪色,血平板上出现周围存在透明圈的菌落,说明有金黄色葡萄球菌,故血平板是鉴别培养基。
(5)为增强实验结论的严谨性,应增加空白对照组。
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)平板划线法 灼烧 (4)微碱性 冷却 鉴别 (5)周围存在透明圈 设置不加鲜牛奶其他操作均相同的对照组
11(2017·四川成都模拟)当今世界,能源和资源日趋危机,人们希望能借助纤维素酶将地球上最丰富(占全球总生物量80%)、最廉价的可再生资源纤维素转化为能直接利用的能源和资源。
纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。
某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程:
土壤取样→选择培养→( )→鉴别培养
(1)请补充实验流程:
________________;找不到合适的取样环境,可采取的办法是____________。
(2)选择培养的目的是________________________;研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基进行选择培养,该培养基为________(填“液体”或“固体”)培养基,其中加入的化合物A是________,为微生物的生长提供________。
(3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种,可以在鉴别培养基上加入________染液,将筛选获得的菌液稀释后用________法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生________的菌落作为菌种进行扩大培养。
解析:
(1)经选择培养后,需经梯度稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。
(2)可用含纤维素的液体培养基进行选择培养来增加纤维素分解菌的浓度。
(3)刚果红是一种染料,可与纤维素反应形成红色复合物;培养基中有分解纤维素微生物存在的区域,纤维素会被分解,将出现透明圈。
答案:
(1)梯度稀释 将富含纤维素的物质埋在土壤中
(2)增加纤维素分解菌的浓度 液体 纤维素 碳源
(3)刚果红 稀释涂布平板 透明圈
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