【生物】2020届一轮复习人教版第十一单元第2讲微生物的培养与应用作业

【生物】2020届一轮复习人教版第十一单元第2讲微生物的培养与应用作业

课时跟踪练(四十)‎ ‎1．(12分)牛奶中富含蛋白质，长期饮用有助于增强体质，但牛奶同时也是多种疾病的传播载体。国家标准是每毫升牛奶中细菌数小于30 000个。以下是牛奶消毒及细菌检测实验。分析回答：‎ ‎(1)图中步骤①称为_________消毒法。步骤②是____________。‎ ‎(2)培养基中的蛋白胨可以为微生物提供__________________。进行步骤③操作时，应选用下列中的哪种工具？______________。为了避免杂菌污染，此步骤应在__________________附近进行。‎ ‎(3)将接种后的培养基和作为对照的________________同时放入37 ℃恒温培养箱中，培养36 h。取出后统计各平板的菌落数，结果如下表所示。应该选择其中稀释倍数为________________的平板进行计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是________个·mL－1。‎ 牛奶稀释倍数 ‎102‎ ‎103‎ ‎104‎ 平板1菌落数/个 ‎87‎ ‎10‎ ‎1‎ 平板2菌落数/个 ‎83‎ ‎12‎ ‎1‎ 平板3菌落数/个 ‎85‎ ‎10‎ ‎0‎ 解析：(1)80 ℃恒温水浴15 min是巴氏消毒法，步骤②是进行系列稀释(或梯度稀释)。(2)‎ 培养基中的蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源(和维生素)，③是接种，因为需要计数，需用稀释涂布平板法，接种工具是涂布器；为了避免杂菌污染，此步骤应在酒精灯火焰附近进行。(3)统计各平板的菌落数时，应选择菌落数在30～300的计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是(87＋83＋85)÷3×102＝8 500个。‎ 答案：(1)巴氏　系列稀释(或梯度稀释)　(2)碳源、氮源(和维生素)　B　酒精灯火焰　(3)一个未接种的培养基 ‎102　8 500‎ ‎2．(12分) (2019·成都诊断)土壤中的苯酸(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__________，除此而外，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酸，那么，乙试管中培养基成分与甲相比，区别是______________。研究人员对甲、乙两支试管进行接种时，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___________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)①～④步骤的培养基中苯酚可以为微生物提供碳源，此外培养基中还应该包括水、氮源和无机盐等营养成分。(2)制备固体培养基的操作顺序为：计算→称量→溶化→灭菌→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，是因为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)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、乙两支试管进行接种时，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。‎ 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 ‎3．(12分)(2019·辽阳一模)尿素是一种重要的氮肥，农作物不能将其直接吸收利用，而是通过土壤中的细菌将其分解为NH3和CO2后才能被农作物利用。请回答下列问题：‎ ‎(1)土壤中的某些细菌能分解尿素是因为该种细菌能合成________。‎ ‎(2)为筛选尿素分解菌而制备的培养基中含有的营养物质除尿素外，还包括水、碳源、________等，该培养基能筛选出目的菌株的原因是____________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)一般依据尿素分解菌菌落的________、隆起程度和颜色等特征来统计菌落数目。现将10 mL 尿素分解菌悬液进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释倍数为106的样液接种到3个培养基上，培养一段时间后，统计菌落数分别为39、42、45，则1 mL悬液中活细菌数量为________个。上述过程采用的接种方法是____________________。‎ ‎(4)为检验培养基及培养皿灭菌是否合格，可采取的措施是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)脲酶能催化尿素分解为氨气和二氧化碳，土壤中的某些细菌能分解尿素是因为该种细菌能合成脲酶。(2)培养基的基本成分包括水、氮源、碳源、无机盐等，该培养基能筛选出目的菌株的原因是只有以尿素作为唯一氮源的细菌才能在该培养基上生长。(3)统计菌落数目一般依据尿素分解菌菌落的形态、大小、隆起程度和颜色等特征。由题干给定的数据可求得1 mL悬液中活细菌数量为(39＋42＋45)÷3÷0.1×106＝4.2×108个；上述过程采用的接种方法是稀释涂布平板法。(4)为检验培养基及培养皿灭菌是否合格，可单独设置一个灭菌后不接种样液的培养皿(含培养基)进行培养，若该培养皿中没有出现菌落，则说明该培养基及培养皿灭菌合格。‎ 答案：(1)脲酶　(2)无机盐　只有以尿素作为唯一氮源的细菌才能在该培养基上生长　(3)形态、大小　4.2×108　稀释涂布平板法　(4) 单独设置一个灭菌后不接种样液的培养皿(含培养基)进行培养 ‎4．(12分)(2019·贵州调研)下面是筛选抗链霉素大肠杆菌的实验步骤及相关图解。‎ 实验步骤：‎ ‎①把大量对链霉素敏感的大肠杆菌接种在不含链霉素的培养基1的表面，进行培养。‎ ‎②‎ 待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到不含链霉素的培养基二上，随即在影印到含链霉素的培养基3上，进行培养。‎ ‎③在培养基3上，出现了个别抗链霉素的菌落，将其挑选出，以此类推，如下图：‎ 请分析回答：‎ ‎(1)菌落是指____________________________，从生态学角度分析，菌落实质上属于________。‎ ‎(2)配制培养大肠杆菌的培养基，一般都含有水、碳源、无机盐和氮源等四类营养物质。试从细胞的元素组成分析，其原因是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、________的要求。‎ ‎(3)从功能上看，含有链霉素的培养基3、7、11属于___________。由上图可知，原始菌种接种到培养基1、5、9的方法是________________。‎ ‎(4)对2和3进行比较，在2上找到与3上相应的菌落，挑取其中一个菌落接种到________(填“含链霉素”或“不含链霉素”)的培养基上，如果有较多的菌落出现，则说明该抗性基因突变发生在该菌接触链霉素之________(填“前”或“后”)。‎ 解析：(1)‎ 菌落是指是由单个细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的子细胞群体，从生态学角度分析，菌落实质上属于种群。(2)C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，都要从环境的营养物质中摄取，所以配制培养微生物的培养基，一般都含有水、碳源、无机盐和氮源等四类营养物质，配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、pH、氧气的要求。(3)含有链霉素的培养基3、7、11只允许对链霉素有抗性的微生物生长，从功能上看属于选择培养基；由上图可知，原始菌种接种到培养基1、5、9的方法是稀释涂布平板法。(4)培养基2和培养基3上相同的菌落，是具有抗链霉素性状的大肠杆菌，将2中一个菌落接种到含链霉素的培养基上培养，如果出现较多的菌落，则说明该抗性基因突变发生在该菌接触链霉素之前。‎ 答案：(1)由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体　种群　(2)细胞的组成元素都是从环境的营养物质中摄取的　pH、氧气 ‎(3)选择培养基　稀释涂布平板法　(4) 含链霉素　前 ‎5．(12分)(2019·贵州模拟)生活饮用水已经过沉淀、过滤、加氯消毒等处理，含微生物很少，但当水源不洁净或处理达不到要求时，仍然会含相当量的微生物甚至含有致病性微生物。供水管道破损及二次供水等环节也可能导致生活饮用水的污染。因此生活饮用水的微生物安全性日常检测是很重要的。我国生活饮用水水质标准(GB5749—85)中规定生活饮用水中细菌总数不得大于100个·mL－1，总大肠菌群不得大于3个·mL－1。‎ ‎(1)检验细菌的含量时，可以将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，进而计算出样本中的菌株数。这种微生物的计数方法获得的菌落数一般________(填“小于”“大于”或“‎ 等于”)活菌的实际数目。‎ ‎(2)用该方法对微生物进行计数时是否需要设置对照组？________________为什么？__________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)分别取0.1 mL已稀释102倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为155、158、170，则每升原水样中大肠杆菌数为________。‎ ‎(4)为了更进一步的研究，需要纯化大肠杆菌。下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，请分析接种的具体方法。‎ 获得图甲效果的接种方法是________，图乙效果的接种方法是________________。某同学在用甲方法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 为了防止杂菌污染，有同学建议加入抗生素，你觉得可以吗？‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)用这种方法计数时，当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此获得的菌落数一般小于活菌的实际数目。(2)设置对照的目的是为了排除非测试因素(如培养基是否被污染)对实验结果的影响。(3)由给定的数据可计算出每升原水样中大肠杆菌数为(155＋158＋170)÷3×102×10×103＝1.61×108。(4)读图可知，获得图A效果的接种方法是稀释涂布平板法，图B 效果的接种方法是平板划线法。某同学在用A方法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是菌液浓度过高。因为抗生素不但杀灭杂菌，而且也可以杀灭大肠杆菌，因此在培养基上不可以加入抗生素。‎ 答案：(1)小于　(2)需要　因为需要判断培养基是否被污染　(3)1.61×108　(4)稀释涂布平板法　平板划线法　菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)　不可以 ‎6．(10分)(2019·沧州质检)碳源是微生物培养基的重要成分，现在有菌种A，某实验小组为了确定菌种A培养基的最适碳源和菌种A产生的蛋白酶活性做了如下两个实验。‎ ‎①为了确定菌种A培养基的最适碳源，该实验小组分别以葡萄糖、蔗糖、甘油、柠檬酸钠、乳糖为碳源，其他条件均相同，配置培养基，然后从土壤中采样进行了培养，通过实验得到如下数据：‎ 菌体 重量1‎ 菌体 重量2‎ 菌体 重量3‎ 菌体重量 平均值 葡萄糖 ‎0.002‎ ‎0.001‎ ‎0.002‎ ‎0.001 7‎ 蔗糖 ‎0.008‎ ‎0.006‎ ‎0. 006‎ ‎0.006 7‎ 甘油 ‎0.003‎ ‎0.004‎ ‎0.005‎ ‎0.004‎ 乳糖 ‎0.014‎ ‎0.013‎ ‎0.014‎ ‎0.013 6‎ 柠檬酸钠 ‎0.003‎ ‎0.002‎ ‎0.002‎ ‎0.002 3‎ ‎②该实验小组确定菌种A培养基的最适碳源后，用稀释涂布平板法进一步测定菌种A 产生的蛋白酶活性。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)培养基的灭菌方式是________________，如果大部分培养基出现杂菌，原因是___________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎__________________________________，需要重新制备培养基。‎ ‎(2)从实验①数据可以得知，对目的菌株生长最适合的碳源是________。‎ ‎(3)实验②将土壤稀释液涂布到平板前，可以通过________增加菌种A的数量。‎ ‎(4)在平板上可以通过观察________________初步测定菌种A产生的蛋白酶活性，该指标________(填“能”“不能”)准确表示酶活性的大小，原因是__________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)培养基一般采用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。若灭菌不彻底，温度不够，或者时间不够，或者灭菌容器密封不严格等，均可导致培养基出现杂菌。(2)从实验①数据可以得知，以乳糖为碳源，则菌体重量的平均值最大，即对目的菌株生长最合适的碳源为乳糖。(3)在将土壤稀释液涂布到平板前，可以通过选择培养增加菌株A的浓度，以确保能够从土壤样品中分离到所需要的微生物，即菌株A。(4)菌株A分泌的纤维素酶能将培养基中的纤维素降解成纤维二糖和葡萄糖，形成透明圈，因此可通过观察透明圈的大小初步测定菌种A产生的蛋白酶活性。由于两个或两个以上的菌生长在一起，其透明圈有可能比单菌的透明圈大，因此透明圈的大小不能准确表示酶活性的大小。‎ 答案：(1)高压蒸汽灭菌　灭菌温度或灭菌时间不够，导致灭菌不彻底　(2)乳糖　(3)选择培养(富集培养)　(4)透明圈大小(只写透明圈不得分)　不能　两个或两个以上的菌生长在一起，其透明圈有可能比单菌的透明圈大 ‎7．(8分)高浓度酒精会抑制酵母菌活性，因而在米酒制作中，要筛选耐酒精能力较强和发酵性能优良的酵母菌。某实验小组进行了如下实验：‎ ‎(1)准备：①酵母菌在－20 ℃长期保存，菌液中常需要加入一定量的________(填“氯化钙”“蒸馏水”或“甘油”)。‎ ‎②为了解发酵液中酵母菌的数量，可采用________法接种。若1 mL发酵液稀释105倍，在三个平板上分别接入0.2 mL稀释液，经适当培养后，三个平板上的菌落数分别为33、38、37，则1 mL发酵液中有__________个酵母菌。‎ ‎(2)原理：由于酵母菌在酒精发酵中产生________，随着发酵时间的延续，瓶重逐渐减轻。‎ ‎(3)步骤：①将等量的三种品系酵母菌分别接种在________浓度为6%、8%、10%、12%的等量液体培养基中。‎ ‎②在相同且适宜条件下密闭发酵。‎ ‎③每天相同时间，轻轻摇晃瓶子后，____________，并称重发酵瓶。‎ ‎(4)结果分析：在某浓度下，小组测定实验结果如图所示。‎ 根据图示，则Y1比Y3更适合作为生产米酒的菌种。理由是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)‎ 长期保藏菌种的试管内应加甘油，一方面防止外来杂菌干扰，另一方面隔绝空气。(2)分离计数培养液中菌体数量，应选用稀释涂布平板法接种。根据题意，1 mL发酵液中有(33＋38＋37)÷3÷0.2×105＝1.8×107个酵母菌。(3)为了筛选耐酒精能力较强和发酵性能优良的酵母菌，依据的原理是酵母菌在酒精发酵中产生CO2逐步释放，所以随着发酵时间的延续，瓶重逐渐减轻。(4)本实验的思路：将等量的三种品系酵母菌分别接种在不同酒精浓度的等量液体培养基中，放在相同且适宜条件下密闭发酵，每天相同时间，轻轻摇晃瓶子后，拧松瓶盖释放CO2气体，并称重发酵瓶。分析实验结果，Y1菌在1～4天(前期/初期)的失重量(产生CO2的量/发酵速率/发酵能力)大于Y3(Y3前期发酵能力不如Y1)，因此Y1比Y3更适合作为生产米酒的菌种。‎ 答案：(1)①甘油　②稀释涂布平板　 1.8×107‎ ‎(2)CO2　(3)①酒精　③拧松瓶盖(或放气)　Y1菌在1～4天(前期/初期)的失重量(产生CO2的量/发酵速率/发酵能力)大于Y3(或者Y3前期发酵能力不如Y1)，所以Y1耐酒精能力强 ‎8．(12分)胡萝卜素用途广泛，价格不菲。下图为胡萝卜素的结构式。利用紫外线诱变选育高产β胡萝卜素的三孢布拉霉负菌，未突变菌不能在含有浓度为10－5M的β紫罗酮的培养基上生长。该菌体随β胡萝卜素含量增加会从黄色加深至橙红色。图甲为选育及提取获得β胡萝卜素流程。请回答下列有关胡萝卜素的问题：‎ ‎(1)培养基中需添加浓度为10－5M的β紫罗酮，目的是 ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(2)进行③过程时，应选取________色的菌落接种至液体培养基。某同学进行过程甲的正确操作，平板经培养后的菌落分布如图乙所示。只有少数菌能生长形成菌落的原因是______________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)另一同学为了获得高产菌株的单个菌落，接种时可用接种环在固体培养基上进行________操作，为了使聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，进行该操作时应该特别注意两点，一是________________________，二是________________________。‎ ‎(4)利用筛选出的优质菌种进行生产时，研究人员测得培养过程中的细菌胡萝卜素产量、培养液中的残碳量和残氮量如下图所示。与B 线相比，A曲线下降更快的主要原因是___________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)图甲中省略的⑤步骤包括将细菌裂解，释放出胡萝卜素。随后进行的步骤是萃取，为何不用水蒸气蒸馏法？‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)因为紫外线诱变选育高产β‎ 胡萝卜素的三孢布拉霉负菌，未突变菌不能在含有浓度为10－5M的β紫罗酮的培养基上生长，所以培养基中需添加浓度为10－5M的β紫罗酮，目的是筛选出高产β胡萝卜素的三孢布拉霉负菌。(2)因为β胡萝卜素含量增加会使菌落从黄色加深至橙红色，所以进行③过程接种时，应选取橙红色的菌落接种至液体培养基。而菌落在培养后只有少数菌能生长形成菌落的原因是基因突变频率低，只有少数基因突变的菌才能生长、繁殖。(3)另一同学为了获得高产菌株的单个菌落，接种时可用接种环在固体培养基上进行平板划线法。为了使聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，进行该操作时应该特别注意每次划线前都要灼烧接种环并待其冷却且划线都要从上一次划线的末端开始。(4)由β胡萝卜素的结构式可知只含有C和H，而不含有N元素，而图中测得培养液中的残碳量和残氮量，所以A曲线比B曲线下降更快，是因为胡萝卜素只含碳和氢，不含氮，三孢布拉霉负菌产生胡萝卜素需要大量碳源。(5)胡萝卜的提取不用蒸馏法是因为胡萝卜素没有强挥发性，不能利用水蒸气携带出来，所以只能用萃取。‎ 答案：(1)筛选出高产β—胡萝卜素的三孢布拉霉负菌　(2)橙红　基因突变频率低，只有少数基因突变的菌才能生长、繁殖　(3) (平板)划线　每次划线前都要灼烧接种环并待其冷却　划线都要从上一次划线的末端开始　(4)胡萝卜素只含碳和氢，不含氮，三孢布拉霉负菌产生胡萝卜素需要大量碳源　(5)胡萝卜素没有强挥发性，不能利用水蒸气携带出来 ‎9．(10分)(2019·青岛调研)蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。某同学为筛选产蛋白酶的高产菌株，做了如下实验步骤(配制了下列培养基，在适宜条件下培养)：‎ 步骤 取样 培养基 培养结果 Ⅰ 土壤样品 葡萄糖，(NH4)2SO4，K2HPO4·3H2O，KH2PO4NaCl，CaCl2，MgSO4·7H2O，加水定容 培养液a Ⅱ ‎1 mL培养液a 同上 菌落 Ⅲ 挑取单菌落 细菌培养基 培养液b ‎(1)为实现筛选目的，步骤Ⅰ所使用的培养基配方中，应去除______________并加入高浓度的______________。该培养基从功能上看属于________________培养基。‎ ‎(2)灭菌是否彻底或是否被污染需要检测，检测方法是 ‎_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(3)为实现目的菌的分离和计数，步骤Ⅱ所使用的培养基中还应加入__________制成平板，采用的接种方法是 ‎_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)步骤Ⅲ的目的是__________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)该实验的目的是筛选产蛋白酶的高产菌株，即需要的菌株具有很强的分解蛋白质的能力，因此其利用的碳源和氮源都来自于蛋白质，不需要葡萄糖，则其培养基中应该除去葡萄糖、加入高浓度的蛋白质。这种加入了菌种需要的特殊物质的培养基属于选择培养基。(2)为了检测灭菌是否彻底或是否被污染，应该将未接种的培养基在适宜条件下放置一段时间后，观察培养基上是否有菌落产生。(3)‎ 接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其中后者可以用于菌种的分离和计数，接种所用的应该是固体培养基，因此应该在步骤Ⅱ所使用的培养基中还应加入琼脂制成平板。(4)步骤Ⅲ挑取单菌落进行扩大培养，目的是快速增加目的菌的种群数量。‎ 答案：(1) 葡萄糖　蛋白质　选择　(2)未接种的培养基在适宜条件下放置一段时间后，观察培养基上是否有菌落产生　(3)琼脂　稀释涂布平板法　(4)快速增加目的菌的种群数量(扩大培养)‎