高考生物考点专题复习微生物的利用选修实验1和2.docx
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高考生物考点专题复习微生物的利用选修实验1和2
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微生物的利用(选修实验1和2)
1.图解识记微生物的培养、分离与计数(填图)
2.熟记微生物分离与计数的两个实例(填空)
(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:
①筛选菌株:
利用选择培养基筛选菌株。
②测定微生物数量的常用方法:
活菌计数法和显微镜直接计数。
③过程:
土壤取样→样品稀释→微生物的培养与观察。
④鉴定方法:
含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红,则该菌能分解尿素。
(2)分解纤维素的微生物的分离:
①实验原理:
即:
可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
②流程:
土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。
[范例·调研·方法]
【典例1】 (2016·新课标全国卷Ⅲ)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。
分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。
回答下列问题:
(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有鉴别乳酸菌和中和产生的乳酸(或酸)。
分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
1.点睛:
(1)关键知识:
分离纯化菌种、菌种的长期保存。
(2)题干关键词:
“分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙”。
2.答题分析:
第
(1)小题:
为防止杂菌污染,分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释;为达到分离纯化的目的,需得到单菌落,进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个菌落。
第
(2)小题:
题干中已给出信息:
“乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙”,在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的鉴别和分离;分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。
第(3)小题:
需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法,所以乳酸菌在-20℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。
押题点1:
若要测定泡菜滤液中乳酸菌的数目,应选用稀释涂布平板法接种。
押题点2:
要从泡菜滤液中分离出乳酸菌,需得到单菌落,所以选用的培养基需添加琼脂。
题组冲关调研 练有所得,得有高度
1.知识性失误(判断正误)
(1)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( × )
提示:
高压灭菌加热结束后,让其自然冷却后再慢慢打开排气阀以排除余气,然后才能开盖取物。
(2)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( × )
提示:
倒平板时左手拿培养皿,右手拿锥形瓶,左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖。
(3)为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落( × )
提示:
接种环灼烧灭菌之后,应待其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。
(4)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。
接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养( × )
提示:
有机废水中的微生物是分解者,不能进行光合作用,培养过程中不需要光照。
(5)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法( √ )
(6)在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌( × )
提示:
菌落是指单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时,形成的一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体,所以单个菌落中通常只有一种细菌。
(7)检测土壤中细菌总数实验操作中,确定对照组无菌后,选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数( × )
提示:
确定对照组无菌后,选择菌落数在30~300的平板进行计数,求其平均值,再通过计算得出土壤中细菌总数。
(8)培养微生物的培养基分装到培养皿后进行灭菌( × )
提示:
在配制培养基的过程中要先灭菌后倒平板。
2.(2017·新课标全国卷Ⅰ)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。
回答下列问题:
(1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生脲酶。
能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。
但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料(答出两点即可)。
(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择尿素(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定(答出两点即可)。
解析:
(1)能分解尿素的细菌体内应含有脲酶;能分解尿素的细菌是异养型生物,不能利用CO2来合成有机物,可用葡萄糖等有机物作为碳源。
进入细菌体内的葡萄糖既能为细胞生命活动提供能量,又可为其他有机物的合成提供原料。
(2)筛选可分解尿素的细菌,应选择以尿素为唯一氮源的培养基,而能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,其他两组不能起到筛选作用。
(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,这两种物质既可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH相对稳定。
3.(2017·江苏卷)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。
小明同学准备依据如图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。
请回答下列问题:
(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有蛋白胨、苯酚。
(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐增加,以达到富集酚降解菌的目的。
若上图平板中菌落过于密集,应进一步稀释涂布,以便于菌落计数与分离。
制备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加凝固剂。
(3)如图为连续划线法示意图,在图中③(填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。
先制作系列浓度梯度并进行显色反应,下表中1~5号比色管的苯酚浓度应分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8。
管号
1
2
3
4
5
6
苯酚浓度(mg/L)1
如果废水为50mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释③(填序号:
①5 ②10 ③20)倍后,再进行比色。
解析:
本题考查微生物分离的相关知识。
(1)酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌生长提供碳源。
(2)转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌,随转接次数增多,培养基中的苯酚含量应逐渐增加。
若平板中菌落过于密集,则需进一步稀释,降低菌体密度后再涂布培养,以便于菌落分离与计数。
制备平板培养基时,需添加琼脂等凝固剂。
(3)连续划线时,在划线的末端菌体密度最低,即在划线的末端最易获得单菌落。
(4)1号比色管应为空白对照组,由6号比色管中苯酚浓度知,1~5号比色管苯酚浓度应为0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L。
废水为50mg/L苯酚溶液,降解后残留的苯酚浓度约为50×21%=10.5(mg/L),则需对残留液进行20倍稀释后[10.5÷20=0.525(mg/L)],才可以进行比色。
4.(2016·新课标全国卷Ⅰ)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。
某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。
实验步骤如下:
①配制培养基(成分:
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);
②制作无菌平板;
③设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;
④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题:
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于牛肉膏、蛋白胨。
若要完成步骤②,该培养基中的成分X通常是琼脂。
(2)步骤③中,实验组的操作是将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间。
(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了污染现象。
若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法不正确(填“正确”或“不正确”)。
解析:
(1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供氮源;制备固体培养基需加入琼脂。
(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况,所以需在教室不同高度的位置分别用平板收集微生物即开盖暴露一段时间。
(3)该实验中空白对照组不应出现菌落,若空白对照组出现了菌落,则说明此次调查中出现了污染现象,实验组的污染情况不能确定,故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果,而应重新进行实验。
5.(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尿素为唯一氮源;鉴别培养基还需添加酚红作指示剂,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红色。
(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稀释涂布平板法,每克土壤样品中的细菌数量为1.75×108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少。
(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UGA,突变基因表达的蛋白含115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。
6.下图为微生物的实验室培养的有关操作,据图分析回答问题:
(1)图中的接种工具的名称是接种环。
(2)解释步骤①和②的操作:
步骤①中,为何要将接种工具灼烧至变红?
杀灭接种环上可能引起污染的微生物。
步骤②中,为何要将接种工具冷却?
避免烫伤菌种。
(3)图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释,经培养后获得单个菌落。
(4)分别用三个平板培养基培养三种细菌(E.coli、S.albus、B.subtilis),然后在培养基上打出直径为3mm的孔,并在孔中加入一定浓度的甲抗生素,经过一定时间培养后,可以在孔的周围观察到一圈清晰区,此乃抑制细菌生长所致。
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- 高考 生物 考点 专题 复习 微生物 利用 选修 实验