届高考生物备考寒假突破训练 微生物的培养与利用 解析版.docx

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届高考生物备考寒假突破训练微生物的培养与利用解析版

微生物的培养与利用

1．将细菌放在固体培养基上培养，它会繁殖并形成菌落（如下图）。

某实验小组想检验两种抗生素的杀菌作用，下列哪个实验方案最合适（　　）

【答案】C

【解析】根据题意分析本实验的目的是检验两种抗生素的杀菌作用，该实验应遵循对照原则，即设计只有细菌的空白对照组，实验组是含有A抗生素和含有B抗生素，然后进行对比分析，符合分析的图示只有C，故C正确。

2．漆酶属于木质降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。

下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述不正确的是（　　）

A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品

B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化

D．斜面培养基中含有大量营养物，可临时保存菌株

【答案】A

【解析】生活污水中含有木质较少，不适于分离产漆酶菌株，A项错误；筛选产漆酶的菌落，培养基中应以漆酶的底物为唯一碳源，使其他微生物难以生长，B项正确；在涂布平板上长出的菌落，可能由连在一起的多个菌体形成，需要通过划线培养进一步纯化，C项正确；斜面培养基能增大接种面积，可用作菌种保存，D项正确。

3．下表所示为某微生物培养基的配方，有关叙述错误的是（　　）

成分

含量

成分

含量

NaNO2

3g

FeSO4

0.01g

K2HPO4

1g

葡萄糖

30g

琼脂

15g

H2O

1000mL

MgSO4·7H2O

0.5g

青霉素

0.1万单位

A．依物理性质划分，该培养基属于固体培养基；依用途划分，该培养基属于选择培养基

B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌或毛霉

C．本培养基中青霉素的添加满足了微生物生长对特殊营养物质的要求

D．若用该培养基分离能分解尿素的细菌，应除去青霉素和NaNO3，并应加入尿素

【答案】C

【解析】从培养基成分看，配方中含有有琼脂等凝固剂，属于固体培养基；依用途划分，该培养基中加入青霉素，因此属于选择培养基，A正确；由培养基的原料可知，葡萄糖属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌或毛霉，B正确；本培养基中青霉素的添加是为了筛选能够抗青霉素的微生物，C错误；若用该培养基分离能分解尿素的细菌，应除去青霉素和NaNO3，并应加入尿素，D正确。

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。

请据图回答下列问题：

（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　涂布平板　（5）淀粉酶　扩大

【解析】　

（1）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。

（2）配制固体培养基的基本步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。

（3）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。

对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法。

（4）仔细观察题图可知，①是菌液稀释过程，②是采用涂布平板法接种。

（5）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，以后可以对菌种进行扩大培养用于生产。

5．下表是某同学列出的分离土壤中微生物的培养基配方，据此回答下列问题：

培养基配方

KH2PO4

1.4g

Na2HPO4

2.1g

MgSO4·7H2O

0.2g

葡萄糖

10.0g

尿素

1.0g

琼脂

15.0g

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL

（1）从作用上看，该培养基属于________培养基，提供氮源的物质是________，细菌能利用该氮源是由于体内能合成________酶。

（2）在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入________指示剂，若指示剂变________，说明有目的菌株存在。

（3）为了测定微生物的数量，接种时应采用________________法，某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________个，测定的活菌数比实际活菌数________（填“低”“高”或“基本一致”）。

【答案】　

（1）选择　尿素　脲（催化尿素分解的）

（2）酚红　红（3）稀释涂布平板　1.6×109　低

【解析】　

（1）题干指出表中是分离土壤中微生物的培养基配方，其中尿素是唯一氮源，只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长，所以从用途上看，该培养基属于选择培养基。

细菌能利用尿素作为氮源，是由于其能合成脲酶。

（2）在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，说明有目的菌株存在。

（3）纯化微生物可以用稀释涂布平板法和平板划线法，其中稀释涂布平板法能用于微生物的计数。

1mL原土壤样液中上述微生物数量＝（180＋155＋176＋129）÷4×106×10＝1.6×109个；稀释涂布平板法计数，统计的数量比实际数量会偏少，原因是当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。

6.（2019·全国卷Ⅰ）已知一种有机物X（仅含有C、H两种元素）不易降解，会造成环境污染。

某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌（目标菌）。

Ⅰ号培养基：

在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X（5g/L）。

Ⅱ号培养基：

氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（15g/L）。

Ⅲ号培养基：

氯化钠（5g/L），硝酸铵（3g/L），其他无机盐（适量），X（45g/L）。

回答下列问题。

（1）在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。

Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是____________。

（2）若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是__________________________________________。

（3）Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是______________________________。

（4）假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和__________________________________。

【答案】　

（1）牛肉膏、蛋白胨　X

（2）下降　不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖（3）稀释涂布平板法（4）能量　合成其他物质的原料

【解析】　

（1）Ⅰ号培养基中含有牛肉膏、蛋白胨和有机物X等，其中X仅含有C、H两种元素，故为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。

Ⅱ、Ⅲ号培养基中除无机盐外，还含有有机物X，故为微生物提供碳源的有机物是X。

（2）因Ⅱ号液体培养基中只有X含有碳元素，故培养一段时间后，不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖，故不能降解X的细菌比例会下降。

（3）对微生物分离的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，但其中只有稀释涂布平板法能够计数。

（4）能高效降解X的细菌能将X代谢为丙酮酸，丙酮酸在有氧条件下被降解时能释放出大量能量，故丙酮酸可为该细菌的生长提供能量。

丙酮酸代谢过程中的中间产物还可以为该细菌中其他物质的合成提供原料。

7．为了调查某学校附近河流的水质状况，该学校生物兴趣小组测定了河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的分离等工作。

回答下列问题：

（1）如图，该小组采用的是________分离水样中的细菌。

操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的操作时，总是从上一次的末端开始，这样做的目的是_______________________________________。

（2）该实验组将接种好的培养皿在恒温箱中培养时倒置，其目的是_______________________________；在培养基上产生的单个菌落在生态学中可以被称为。

（3）根据培养皿上菌落的平均数可以计算河水中该细菌的密度，但计算的数据要比实际活菌的数目少，原因是____________________________________________________。

除了上述的活菌计数法外，________也是测定微生物数量的常用方法。

（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：

__________________________。

【答案】　

（1）平板划线法　灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落

（2）防止形成的冷凝水滴落在培养基上产生杂菌污染　种群（3）当两个或者多个细胞连在一起时平板上观察到的是一个菌落　显微镜直接计数（4）振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率

【解析】　

（1）从图中可明显看到三个划线区域，这说明该小组采用的是平板划线法分离水样中的细菌。

接种环是金属制品，可灼烧灭菌。

在第二次及以后的操作时，总是从上一次的末端开始，这样做的目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。

（2）将接种好的培养皿在恒温箱中培养时倒置，其目的是防止形成的冷凝水滴落在培养基上产生杂菌污染。

种群是生活在同一区域的同种生物全部个体的总和，因此在培养基上产生的单个菌落在生态学中可以被称为种群。

（4）振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快的原因是：

振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。

8．玉米秸秆含有大量的纤维素，用纤维素酶分解秸秆后的产物可以生产酒精。

研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制培养基，成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物。

请分析回答：

（1）纤维素酶至少包括________、________、__________三种组分，在这三种酶的作用下，纤维素最终被水解成________。

（2）培养基中加入的化合物A是________，为微生物的生长提供碳源，这种培养基属于________培养基，对培养基进行灭菌时常用的灭菌法为__________________________________________________________。

（3）在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法；如果培养基某部位出现________现象，则说明存在纤维素分解菌。

（4）用获得的糖液发酵生产乙醇，常用的微生物是________，在________________发酵液中，该菌可以生长繁殖，而绝大多数其他生物受到抑制。

常用________________法对该菌进行计数，检测是否产生酒精的常用试剂是________________，会变为________色。

（5）实验结束后，使用过的培养基应该进行________处理后才能倒掉，这样做的目的是保护环境。

【答案】　

（1）C1酶　CX酶　葡萄糖苷酶　葡萄糖

（2）纤维素　选择　高压蒸汽灭菌（3）刚果红　透明圈

（4）酵母菌　酸性且缺氧　稀释涂布平板（其他答案正确也可）　酸性重铬酸钾　灰绿（5）灭菌

【解析】　

（1）纤维素的单体是葡萄糖，纤维素酶能够将纤维素水解成葡萄糖。

纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

（2）根据题干信息可知，实验目的是筛选到能产生纤维素酶的微生物，因此培养基应以纤维素作为唯一碳源，这种培养基属于选择培养基，对培养基进行灭菌时常用的灭菌法为高压蒸汽灭菌。

（3）刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

（4）酵母菌无氧呼吸时产生乙醇，所以用获得的糖液发酵生产乙醇，常用的微生物是酵母菌，在酸性且缺氧发酵液中，该菌可以生长繁殖，而绝大多数其他生物受到抑制。

常用稀释涂布平板法、显微镜直接计数法等对微生物进行计数。

酒精与酸性的重铬酸钾发生反应，重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色。

（5）实验结束后，为了保护环境和防止操作者被感染，对使用过的培养基应进行灭菌处理。

9．土壤中的苯酚（C6H5OH）对环境有极大的污染，实验室希望能从土壤中分离出能专一性降解苯酚的微生物，下图是部分实验过程。

回答下列问题：

（1）为了分离纯化目的菌种，①～④步骤的培养基中都加入了一定浓度的苯酚，该物质能为微生物提供________，除此之外，培养基中一般都还需要水、______________等营养物质。

（2）制备步骤④所需要的固体培养基，操作顺序是：

计算→称量→________→________→倒平板。

为了在步骤⑤的平板上形成单个的菌落，涂布平板前，需要对培养液进行多次稀释，原因是______________________________________________。

（3）研究人员想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况，来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，若甲试管中的液体培养基中的唯一碳源是苯酚，那么，乙试管中培养基成分与甲相比，区别是______________________。

研究人员对甲、乙两只试管进行接种时，所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，这样做的目的是__________________________。

【答案】　

（1）碳源　氮源和无机盐

（2）溶化　灭菌　在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞（3）用其他碳源替代苯酚　保证甲、乙两支试管中的微生物种类是相同的

【解析】　（3）甲、乙试管是对照实验，如果甲加入的是苯酚，则乙试管加入的是可以替代苯酚的其他碳源。

研究人员对甲、乙两只试管进行接种时，所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，以保证甲、乙两支试管中的微生物种类是相同的。

10．科研人员从青藏高原祁连山地区的土壤中分离筛选出一株高效耐低温原油降解菌YF28－1（8），应用该菌能够提高高寒地区石油等烃类污染物的分解效率，为我国的环境保护事业做出贡献。

请回答相关问题：

（1）选择青藏高原祁连山地区进行筛选，其原因是________________________________________。

（2）筛选原油降解菌的培养基中应加入________作为唯一碳源。

从功能上看，该种培养基称为________培养基。

（3）用平板划线法纯化该细菌时，第2次划线及其以后划线总是从上次划线的末端开始的原因是__________________________________________________。

（4）研究人员设计实验探究该菌降解原油的最适温度。

实验分为5组，下图A～E为各组培养一段时间后菌落的生长情况。

本实验所使用的接种方法是______________________，接种操作时应特别注意控制的无关变量是________________。

A～E组控制的不同条件是________。

若要确定更准确的最适温度，应该在________组和________组所对应的温度范围内设置更小的温度梯度，进一步实验。

【答案】　

（1）该地区的微生物更耐低温

（2）原油（或石油）　选择（3）将聚集的菌体逐渐稀释以便获得单个菌落（4）稀释涂布平板法　接种的菌液量（或涂布器的灭菌情况）　温度　B　D

【解析】　

（1）要筛选出耐低温的原油降解菌，需从低温环境去选择。

（2）要想筛选出能降解石油的细菌，培养基中只有一种碳源，即原油，这是一种选择培养基。

（3）第2次划线及其以后划线总是从上次划线的末端开始的原因是将聚集的菌体逐渐稀释以便获得单个菌落。

（4）由图示可知，该实验的接种方法为稀释涂布平板法。

接种时应特别注意控制的无关变量是接种的菌液量、涂布器的灭菌情况等。

A～E组控制的不同条件是温度。

从图中可以看出C组的菌落数最多，因此要确定更准确的最适温度，应该在B和D所对应的温度范围内设置更小的温度梯度，进一步实验。

11．蚯蚓常以土壤中的秸秆和微生物为食，研究表明蚯蚓能通过分泌体液或者消化液影响微生物的生命活动。

为探究蚯蚓肠液和体表分泌液对纤维素分解菌存活情况的影响，研究小组进行如下实验。

回答下列问题：

（1）从土壤中筛选纤维素分解菌可以用________法。

根据透明圈的大小可以鉴别纤维素分解菌分解纤维素的能力，其原理是________________________________________________________________________。

（2）补充以下实验步骤：

①提取蚯蚓的肠液和体表分泌液，在－18℃环境中保存；

②分别取等体积肠液和体表分泌液与1μL稀释培养的______________________混合；

③对照组应设置为______________________________________________________________________；

④在18～20℃培养2h后，采用________法在平板接种，将各组平板置于相同且适宜的条件下培养一段时间；

⑤________________________________________________________________________。

【答案】

（1）刚果红染色　刚果红能与培养基中纤维素形成红色复合物。

当纤维素被纤维素酶分解后，培养基就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，透明圈大则分解能力大，反之分解能力小

（2）②纤维素分解菌③取等体积无菌水替代肠液和体表分泌液，其他与实验组相同④稀释涂布平板　⑤观察并记录各组的菌落数，分析实验结果

【解析】　

（1）微生物培养过程中需要使用不同的鉴别方法。

纤维素分解菌可使用刚果红染色法进行筛选。

其原理是刚果红能与培养基中纤维素形成红色复合物。

当纤维素被纤维素酶分解后，培养基就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，透明圈大则分解能力大，透明圈小则分解能力小。

以此作为鉴别纤维素分解菌分解纤维素的能力大小的依据。

（2）探究蚯蚓肠液和体表分泌液对纤维素分解菌存活情况的影响，其中自变量是肠液和体表分泌液，因变量是纤维素分解菌的存活情况。

实验步骤如下：

向等体积的肠液、体表分泌液和无菌水中分别加入1μL稀释培养的纤维素分解菌混合培养；在18～20℃培养2h后，采用稀释涂布平板法在平板接种，便于后期对菌落计数；将各组平板置于相同且适宜的条件下培养，观察并记录各组的菌落数，根据结果分析蚯蚓肠液和体表分泌液对纤维素分解菌存活情况的影响。

12．（2019·全国卷Ⅱ）物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。

W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。

某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。

回答下列问题。

（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。

（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。

如果要得到目标菌，应该选择________菌落进一步纯化，选择的依据是_____________________________。

（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。

若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即__________________________________。

（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。

为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。

①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加________，三处滴加量相同。

②一段时间后，测量透明圈的直径。

若C处没有出现透明圈，说明____________________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明_____________________________________________________________。

【答案】　

（1）W

（2）乙　乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W（3）将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源（4）①缓冲液　②缓冲液不能降解W　酶E与天然酶降解W的能力相近

【解析】　

（1）物质W是一种含氮有机物，要分离能够降解物质W的细菌，需用以物质W为唯一氮源的选择培养基进行筛选。

（2）由题图可知，甲菌落周围没有透明圈，说明甲菌不能降解物质W，乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解物质W，故要得到目标菌，应选择乙菌落进一步纯化。

（3）要鉴定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，则培养基中不能添加氮源，所以将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上（其他条件相同且适宜），若细菌能生长，则说明细菌能利用空气中的氮气作为氮源。

（4）实验目的是比较天然酶和酶E降解物质W的能力，做实验时要设计空白对照实验，所以C处应滴加缓冲液。

C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解物质W，A、B处透明圈的出现说明物质W被降解，若两个透明圈直径大小相近，则说明酶E与天然酶降解物质W的能力相近。

13．（2019·全国卷Ⅲ）

回答下列与细菌培养相关的问题。

（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________（填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”）。

通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是________________________________________________。

硝化细菌在没有碳源的培养基上________（填“能够”或“不能”）生长，原因是_____________________________________________。

（2）用平板培养细菌时一般需要将平板________（填“倒置”或“正置”）。

（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是________________________________________________________________________。

（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。

【答案】　

（1）蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气