【生物】2021届一轮复习人教版选修1第2讲微生物的培养和应用作业

【生物】2021届一轮复习人教版选修1第2讲微生物的培养和应用作业

练案[33]选修一　生物技术实践 第2讲　微生物的培养和应用 ‎1．(2019·湖南茶陵三中高三月考)下图为5个不同浓度的土霉素溶液对大肠杆菌生长影响的实验结果。请回答下列相关问题：‎ ‎(1)培养基中通常加入琼脂作为凝固剂。为检测培养基是否被污染，应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生 ‎(2)该实验是用稀释涂布平板法接种大肠杆菌，在接种前要对培养基进行高压蒸汽灭菌。根据图中结果，对大肠杆菌抑制作用最明显的土霉素浓度是⑤(填图中数字)，依据是透明圈越大，抑制效果越明显。‎ ‎(3)为研究相同浓度的a、b、c三种不同抗生素对大肠杆菌生长的影响，根据上述研究方法，请仿照图绘制处理方法。‎ ‎[解析]　(1)培养基中通常加入琼脂作为凝固剂。检测培养基是否被污染的方法是：将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。(2)该实验是用稀释涂布平板法接种大肠杆菌；培养基需要用高压蒸汽灭菌法灭菌。透明圈越大，抑制效果越明显，图中⑤号圆纸片的抑菌圈最大，因此该浓度的土霉素对大肠杆菌抑制作用最明显。(3)该方案的自变量为相同浓度的a、b、c三种不同抗生素，注意在图中要标记清楚，根据对照原则，结合图中研究方法可绘制下图。‎ ‎2．(2020·山西高考模拟)某小组同学研究饭后剩余米汤中细菌数量随时间的变化，他们每过半小时取样一次，采用平板培养法进行计数。请回答下列问题：‎ ‎(1)根据研究目的应采用稀释涂布平板法接种，接种前需先对样本进行梯度稀释操作。‎ ‎(2)为了保证所有种类的细菌均能生长，所用培养基应包括的营养要素有氮源、碳源、水、无机盐和特殊的营养物质。‎ ‎(3)随后该组同学对筛选出的所有细菌进行再培养研究，他们往培养基中加入一定量的青霉素，这种培养基叫作选择培养基，从而可分离出耐青霉素的细菌。‎ ‎(4)酿酒利用的微生物主要是酵母菌，该生物在无氧条件下分解糖类产生酒精。酿醋利用的微生物主要是醋酸杆菌。‎ ‎[解析]　(1)根据题意可知，该实验需要对样品进行梯度稀释后用稀释涂布平板法接种，培养后进行计数。(2)微生物培养基中的营养成分主要有氮源、碳源、水、无机盐和特殊的营养物质。 (3)细菌对青霉素敏感，在微生物培养基中加入青霉素可以作为选择培养基分离出耐青霉素的细菌。 (4)酿酒利用的微生物是酵母菌，在无氧条件下，酵母菌无氧呼吸可以将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。醋酸发酵用的微生物是醋酸杆菌。‎ ‎3．(2020·福建高考模拟)乳酸杆菌是人体有益的微生物之一，常用于生产酸奶，其发酵产物为乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙。回答下列问题：‎ ‎(1)为检测某品牌酸奶中的乳酸杆菌含量是否达标，检验人员进行了相关实验。‎ ‎①配置培养基：培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和CaCO3。‎ ‎②稀释样品：取1 mL待测酸奶，用无菌水进行梯度稀释。‎ ‎③接种培养：用稀释涂布平板法接种，培养时控制的气体条件是无氧。‎ ‎④观察计数：菌落周围出现的透明圈(或溶钙圈)就是乳酸杆菌的菌落，选择菌落数在30～300的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。‎ ‎(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，原因是抗生素会抑制乳酸菌(或细菌)的繁殖。‎ ‎[解析]　(1)①配置培养基：培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和CaCO3。②稀释样品：取1 mL待测酸奶，用无菌水进行梯度稀释。③接种培养：用稀释涂布平板法接种，乳酸菌是厌氧菌，培养时控制的气体条件是无氧。④‎ 观察计数：菌落周围出现溶钙圈的就是乳酸杆菌的菌落，选择菌落数在30～300的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶，因为抗生素会抑制乳酸菌的繁殖。‎ ‎4．(2019·山东高考模拟)自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，科学家欲从果园的葡萄上或土壤中分离筛选出这种酵母菌。请回答：‎ ‎(1)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。实验室筛选微生物的原理是提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。制备的酵母菌培养基在进行倒平板操作时，为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，应将平板倒置。‎ ‎(2)用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，取其液体用涂布器涂布接种于以木糖为唯一碳源的固体培养基上培养获得酵母菌菌落，用平板划线法纯化菌株时，划线的某个平板培养后，第一划线区域的第一条线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他线上有菌落，造成这种现象的原因可能是接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。‎ ‎(3)若要统计土样中的酵母菌数量，应采用稀释涂布平板法。在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板培养基培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。‎ ‎[解析]　(1)获得微生物纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。实验室筛选微生物的原理是提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。制备的酵母菌培养基在进行倒平板操作时，为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，应将平板倒置。(2)要获得能利用木糖的酵母菌，应该用以木糖为唯一碳源的固体培养基培养。在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线，这样做的目的是将聚集的菌种逐步减少以获得单个菌落。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落，第二划线区域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是接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。(3)接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法，其中只有稀释涂布平板法可以对微生物进行计数。在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板培养基先行培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。‎ ‎5．(2019·山东高考模拟)梨树胶孢炭疽病是严重危害梨树的一种真菌病害，目前生产上侧重于用化学药剂进行防治，该方法对人类健康和生态环境都有危害。为改善这种状况，科研工作者对梨树胶孢炭疽病生物防治菌进行分离纯化，具体流程如下：‎ 各种菌株的分离→炭疽病生物防治菌的筛选→炭疽病生物防治菌对病原菌抑菌活性的测定→最后确定的炭疽病生物防治菌为RT－30菌株 请回答：‎ ‎(1)研究未知的微生物时，一定注意进行规范的无菌操作，以防研究者被致病微生物感染。分离和筛选菌株的培养基为选择培养基，其原理是 提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。‎ ‎(2)分离和筛选出来的菌株，要进行纯化处理，纯化处理的常用方法有平板划线法、稀释涂布平板法。纯化得到的菌株经培养会表现出稳定的菌落特征，菌落特征包括菌落的大小、形态、隆起程度和颜色。‎ ‎(3)最后确定的炭疽病生物防治菌为RT－30菌株的理由是能够抑制炭疽病菌的生长繁殖；测定筛选的炭疽病生物防治菌对病原菌的抑制活性，RT－30菌株对病原菌的抑菌活性最大。使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理。‎ ‎[解析]　(1)研究未知的微生物时，一定注意进行规范的无菌操作，以防研究者被致病微生物感染。分离和筛选菌株的培养基为选择培养基，其原理是提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。(2)纯化微生物的常用方法有平板划线法、稀释涂布平板法。菌落特征包括菌落的大小、形态、隆起程度和颜色。 (3)最后确定的炭疽病生物防治菌为RT－30菌株的理由是：能够抑制炭疽病菌的生长繁殖；测定筛选的炭疽病生物防治菌对病原菌的抑制活性，RT－30菌株对病原菌的抑菌活性最大。使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，防止杂菌污染。‎ ‎6．(2019·山东高考模拟)生物降解法是常用的降解农药的方法，某研究小组为分离出能降解敌敌畏(一种有毒的有机农药)的细菌进行了以下相关操作。回答下列问题：‎ ‎(1)分离原理：土壤中的细菌能合成(分解敌敌畏的)酶，这种物质在把敌敌畏分解成无机物过程中发挥重要作用。‎ ‎(2)实验流程：‎ ‎①从富含敌敌畏的环境中釆集土样配制成土壤菌液。从稀释10倍的菌液中取1 mL菌液，加入9_mL无菌水中，获得稀释100倍的悬液，如此操作直到稀释1 000倍。‎ ‎②配制以敌敌畏为唯一碳源的培养基并灭菌，灭菌后倒平板。冷却后需将平板倒置，目的是防止皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染。‎ ‎③用稀释涂布平板法接种细菌，该方法能成功统计菌落数目的关键是选择恰当的稀释度，统计的菌落数通常比实际数目低的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。‎ ‎[解析]　(1)土壤中的细菌能将敌敌畏分解成无机物，说明该细菌能合成(分解敌敌畏的)酶。(2)①从稀释10倍的菌液中取1 mL菌液，加入9 mL无菌水，就可以将菌液稀释到100倍。②要将能分解敌敌畏的细菌分离出来，则实验中要配制以敌敌畏为唯一碳源的培养基，为防止皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染，灭菌后倒平板，冷却后需将平板倒置。③接种该细菌采用稀释涂布平板法，该方法能成功统计菌落数目的关键是选择恰当的稀释度。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，故统计的菌落数通常比实际数目低。‎ ‎7．(2020·湖北沙市中学高考模拟)从自然界筛选嗜盐菌的一般步骤是：采集菌样→‎ 富集培养→纯种分离→性能测定。‎ ‎(1)培养嗜盐菌的菌样应从高盐环境采集。‎ ‎(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其在群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对嗜盐产淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高盐条件下培养。在富集培养过程中，需将锥形瓶放在摇床上振荡，一方面使菌株与培养液充分接触，提高营养物质的利用率；另一方面能增加培养液中的溶氧量。‎ ‎(3)下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体方法。‎ 获得图A效果的接种方法是稀释涂布平板法。获得图B效果的接种方法是平板划线法，该方法在第二次划线及其后划线总是从上次划线的末端开始的原因是线条末端细菌的数目比线条起始处要少(将聚集的菌种充分稀释)。‎ ‎(4)采用固体平板培养细菌时要倒置培养的目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基(或避免培养基中水分的过快挥发)。‎ ‎[解析]　(1) 嗜盐菌适于生活在高盐的环境中，因此培养嗜盐菌的菌样，应从高盐环境采集。(2) 分离产淀粉酶微生物，要从富含淀粉的环境中寻找，若该微生物同时具备嗜盐的特性，还需从嗜盐环境中寻找，因此对嗜盐产淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高盐条件下培养。在富集培养过程中，将锥形瓶放在摇床上振荡，除了使菌株与培养液充分接触、以提高营养物质的利用率外，还能增加培养液中的溶氧量，以保证微生物对氧的需求。(3) 图A中的菌落分布均匀，因此接种方法是稀释涂布平板法；图B中菌落明显分区分布，且有划痕，所以接种方法是平板划线法。由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，所以在第二次划线及其后的划线总是从上次划线的末端开始，以便使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(4) 采用固体平板培养细菌时，为了防止平板冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基(或避免培养基中水分的过快挥发)，需要倒置培养。‎ ‎8．(2020·江西临川一中高考模拟)腐乳营养价值丰富，目前主要作为嗜好性的调味品食用，但因其较高的盐含量严重阻碍其摄入量及功能性的发挥，从而不能使腐乳发挥出它的保健功能，为此研发人员开发出了保持产品质量和风味的低盐腐乳。回答下列问题：‎ ‎(1)腐乳成熟过程中发挥主要作用的微生物是毛霉，毛霉通过分泌脂肪酶和蛋白酶将豆腐块中的大分子物质分解为易于被人体吸收的小分子物质，腐乳制作过程中需要加盐腌制，其作用是析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，并抑制微生物的生长。‎ ‎(2)该研发小组首先将毛霉置于试管斜面培养基中进行培养，制作斜面培养基时对培养基灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌法，将试管倾斜的目的是增大接种面积。含有毛霉的培养基在‎25 ℃‎下培养2～3天后，获得大量的毛霉孢子(毛霉的繁殖体，单细胞)，然后制成毛霉孢子悬浮液，对悬浮液中的毛霉孢子的数据进行计数时可用到的工具是血球计数板。研发人员制好的孢子悬浮液可放入喷枪中备用，然后将豆腐切成小块并用紫外灯照射豆腐块和笼屉半小时，其目的是对豆腐块和笼屉进行灭菌处理，再用喷枪将孢子悬浮液喷洒在笼屉内壁。‎ ‎(3)为了检测低盐腐乳的营养价值，可以检测腐乳中氨基酸态氮(填“氨基酸态氮”或“蛋白质态氮”)的含量，一般来说，该物质含量越多，说明腐乳的营养价值越高。‎ ‎[解析]　(1)腐乳成熟过程中发挥主要作用的微生物是毛霉，毛霉通过分泌脂肪酶和蛋白酶将豆腐块中的大分子物质分解为易于被人体吸收的小分子物质，腐乳制作过程中需要加盐腌制，其作用是析出豆腐中的水分，使豆腐变硬，并抑制微生物的生长。‎ ‎(2)该研发小组首先将毛霉置于试管斜面培养基中进行培养，制作斜面培养基时对培养基灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌法，将试管倾斜的目的是增大接种面积。含有毛霉的培养基在‎25 ℃‎下培养2～3天后，获得大量的毛霉孢子(毛霉的繁殖体，单细胞)，然后制成毛霉孢子悬浮液，对悬浮液中的毛霉孢子的数据进行计数时可用到的工具是血球计数板。研发人员制好的孢子悬浮液可放入喷枪中备用，然后将豆腐切成小块并用紫外灯照射豆腐块和笼屉半小时，其目的是对豆腐块和笼屉进行灭菌处理，再用喷枪将孢子悬浮液喷洒在笼屉内壁。‎ ‎(3)腐乳制作的原理主要是利用微生物产生的蛋白酶、脂肪酶，蛋白质最终被水解为氨基酸，氨基酸态氮含量可代表蛋白质的分解情况，故为了检测低盐腐乳的营养价值，可以检测腐乳中氨基酸态氮的含量，一般来说，该物质含量越多，说明腐乳的营养价值越高。‎ ‎9．(2019·山东省桓台第一中学高三期末)牛奶是日常生活中经常食用的乳制品，对人体健康有很大好处。环保科技兴趣小组从某牛奶厂排污口获取水样，希望从中筛选出能高效降解蛋白质的细菌。据有关知识回答下列问题。‎ ‎(1)对牛奶进行消毒常用的方法是巴氏消毒法，其优点是既能杀死牛奶中的微生物，又不会破坏牛奶的营养成分。‎ ‎(2)为实现筛选目的，该兴趣小组使用了如下配方的培养液。‎ 在配制培养液时不能(填“能”或“不能”)将该配方中的蛋白质换成葡萄糖，原因是要筛选出能高效降解蛋白质的细菌，配制培养液时必须以蛋白质作为唯一碳源和氮源，所以不能把蛋白质换成葡萄糖。‎ ‎(3)为实现目的菌株的分离和计数，应在该配方中加入琼脂，制成平板，常用的接种方法是稀释涂布平板法。为检测所使用的平板灭菌是否彻底或是否被污染，操作方法是选择未接种的平板在适宜条件下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。‎ ‎[解析]　‎ ‎(1)对牛奶进行消毒常用的方法是巴氏消毒法，其优点是既能杀死牛奶中的微生物，又不会破坏牛奶的营养成分。(2)实验目的是筛选出能高效降解蛋白质的细菌，因此在配制培养液时不能将该配方中的蛋白质换成葡萄糖，原因是要筛选出能高效降解蛋白质的细菌，配制培养液时必须以蛋白质作为唯一碳源和氮源，所以不能把蛋白质换成葡萄糖。(3)为实现目的菌株的分离和计数，应在该配方中加入琼脂制成平板，常用的接种方法是稀释涂布平板法。为检测所使用的平板灭菌是否彻底或是否被污染，可选择未接种的平板在适宜条件下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。‎ ‎10．(2019·黑龙江哈尔滨三高三期末)下表是某种微生物培养基的配方表，请据表回答：‎ 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 ‎0.5 g ‎1 g ‎0.5 g ‎2 g ‎200 mL ‎(1)此培养基的营养成分有五类，其中蛋白胨提供的营养物质是碳源、氮源、生长因子(维生素)。‎ ‎(2)在培养基制备过程中，各种成分溶化后分装前，必须的操作是调节pH。‎ ‎(3)微生物培养最基本的要求是无菌操作，下列对培养基、培养皿、接种环、双手、空气、牛奶所采用的灭菌消毒方法的正确顺序依次是②③⑤①④⑥。(填序号)‎ ‎①化学消毒 ②高压蒸汽灭菌 ③干热灭菌 ④紫外灭菌 ⑤灼烧灭菌 ⑥巴氏消毒法 ‎(4)巴氏消毒法与煮沸消毒法相比，其优点是在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。 ‎ ‎(5)用稀释涂布平板法统计菌落数目时，最好选择群落在30～300的平板进行计数。若统计出在一稀释倍数为105的平板上的平均菌落数为30个，所用稀释液的体积为0.2 mL，则每毫升样品中的细菌数为1.5×107。‎ ‎(6)纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环。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接种环灼烧后未冷却；划线未从第一区域末端开始。‎ ‎[解析]　(1)微生物培养基的成分包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子。蛋白胨在培养基中可以为微生物提供碳源、氮源和生长因子(维生素)。 (2)配制培养基时为保证无菌，各种成分在溶化后分装前必须进行调节pH，然后再灭菌。(3)培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，培养皿常用干热灭菌法灭菌，接种环常用灼烧灭菌，双手应用化学药剂消毒，空气可用紫外线杀菌，牛奶常用巴氏消毒法消毒，故对培养基、培养皿、接种环、双手、空气、牛奶所采用的灭菌消毒方法的正确顺序依次是②③⑤①④⑥。(4)与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法在较低温度下，既可以杀死病菌，又能保持物品中营养物质损失较少和风味不变。(5)使用稀释涂布平板法统计活菌数目时，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。若统计出在一稀释倍数为105的平板上的平均菌落数为30个，所用稀释液的体积为0.2 mL，则每毫升样品中的细菌数为30÷0.2×105＝1.5×107‎ 个。(6)纯化菌株时，通常使用的划线工具是接种环。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：①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始。‎