2024版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第十二單元發(fā)酵工程第2講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用提能演練

第2講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用A組基礎(chǔ)鞏固練1.做“微生物的分離與培養(yǎng)”實驗時，下列敘述正確的是()A.高壓滅菌加熱結(jié)束時，打開排氣閥使壓力表指針回到零后，開啟鍋蓋B.倒平板時，應(yīng)將打開的皿蓋放到一邊，以免培養(yǎng)基濺到皿蓋上C.為了防止污染，接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落D.用記號筆標記培養(yǎng)皿中菌落時，應(yīng)標記在皿底上【答案】D【解析】在高壓滅菌的操作過程中，加熱結(jié)束后應(yīng)讓滅菌鍋內(nèi)溫度自然下降，待壓力表的指針指到零時，打開排氣閥，旋松螺栓，打開蓋子。倒平板時，用左手將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，而不是完全取下放到一邊。接種環(huán)經(jīng)火焰灼燒滅菌后應(yīng)在火焰旁冷卻后，再用其挑取菌落。在微生物的培養(yǎng)中，一般將培養(yǎng)皿倒置，在皿底上用記號筆做標記。2.有關(guān)微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用，下列說法正確的是()A.通常使用液體培養(yǎng)基分離獲得細菌單菌落B.大腸桿菌的純化培養(yǎng)過程包括培養(yǎng)基的配制和純化大腸桿菌兩個階段C.接種前需對培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、實驗操作者的雙手等進行嚴格滅菌處理D.某一稀釋度的3個平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3，以M2作為該樣品菌落估計值【答案】B【解析】通常使用固體培養(yǎng)基分離獲得細菌單菌落，A錯誤；大腸桿菌的純化培養(yǎng)過程包括培養(yǎng)基的配制和純化大腸桿菌兩個階段，B正確；培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)都需要使用恰當方式進行滅菌處理，而實驗操作者的雙手只能進行消毒而不能進行滅菌處理，C錯誤；某一稀釋度的3個平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3，為了保證結(jié)果準確，一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進行計數(shù)，以它們的平均值作為該樣品菌落數(shù)的估計值，D錯誤。3.平板涂布是分離菌種常用的方法，下列相關(guān)敘述不恰當?shù)氖?)A.固體培養(yǎng)基滅菌后，應(yīng)冷卻至50℃左右時倒平板B.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影響菌種的生長C.平板涂布分離到的單菌落需進一步劃線純化D.平板涂布法既可用于微生物的分離，也可用于微生物的計數(shù)【答案】B【解析】固體培養(yǎng)基滅菌后，應(yīng)冷卻至50℃左右時倒平板，溫度過低易導(dǎo)致污染，溫度過高無法操作，A正確；倒好的平板需要冷卻后使用，且不宜久存，以免表面干燥，影響接種后菌種的生長，B錯誤；平板涂布分離到的單菌落仍需進一步劃線純化，以利于菌種保藏，C正確；平板涂布法既可用于微生物的分離，也可用于微生物的計數(shù)，D正確。4.(2022年廣東九佛中學(xué)一模)野生型大腸桿菌菌株能在基本培養(yǎng)基上生長，氨基酸營養(yǎng)缺陷型突變株無法合成某種氨基酸，只能在完全培養(yǎng)基上生長，下圖為純化某氨基酸營養(yǎng)缺陷型突變株的部分流程圖，①②③④代表培養(yǎng)基，A、B、C表示操作步驟，D、E為菌落。下列敘述錯誤的是()A.圖中①②④為基本培養(yǎng)基，③為完全培養(yǎng)基B.A操作的目的是提高突變率，增加突變株的數(shù)量C.B的正確操作是用涂布器把菌液均勻地涂布在②表面D.經(jīng)C過程原位影印及培養(yǎng)后，可從④中挑取D進行純化培養(yǎng)【答案】A【解析】野生型大腸桿菌菌株能在基本培養(yǎng)基上生長，氨基酸營養(yǎng)缺陷型突變株無法合成某種氨基酸，只能在完全培養(yǎng)基上生長，根據(jù)題干信息和圖形分析，圖中①②④為完全培養(yǎng)基，③為基本培養(yǎng)基，A錯誤；紫外線可以提高突變的頻率，A操作的目的是提高突變菌株的濃度，B正確；B操作是將菌液滴加到培養(yǎng)基表面，再用涂布器將菌液均勻地涂布在②表面，C正確；從圖中可看出，D在基本培養(yǎng)基中無法生長，在完全培養(yǎng)基中可生長，說明D是氨基酸缺陷型菌落，故經(jīng)C過程影印及培養(yǎng)后，可從④培養(yǎng)基中挑取D菌落進行純化培養(yǎng)，D正確。5.篩選淀粉分解菌需使用以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基。接種培養(yǎng)后，若細菌能分解淀粉，培養(yǎng)平板經(jīng)稀碘液處理，會出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈(如圖)，實驗結(jié)果見下表。菌種菌落直徑：C/mm透明圈直徑：H/mmH/C細菌Ⅰ5.111.22.2細菌Ⅱ8.113.01.6有關(guān)本實驗的敘述，錯誤的是()A.培養(yǎng)基除淀粉外還含有氮源等其他營養(yǎng)物質(zhì)B.篩選分解淀粉的細菌時，菌液應(yīng)稀釋后涂布C.以上兩種細菌均不能將淀粉酶分泌至細胞外D.H/C值反映了兩種細菌分解淀粉能力的差異【答案】C【解析】微生物的培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等，A正確；篩選分解淀粉的細菌時，實驗流程為取樣→梯度稀釋→樣品涂布到鑒別分解淀粉的細菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落，B正確；由題意可知，淀粉被分解后經(jīng)稀碘液處理才能出現(xiàn)透明圈，淀粉分解需要淀粉酶的催化，圖中兩種細菌都出現(xiàn)了以菌落為中心的透明圈，說明以上兩種細菌均能將淀粉酶分泌到細胞外來發(fā)揮作用，C錯誤；透明圈是細菌分解淀粉得到的，H表示透明圈直徑，C表示菌落直徑，因此H/C值可以反映兩種細菌分解淀粉能力的差異，即H/C值越大，細菌分解淀粉的能力越強，D正確。B組能力提升練6.從自然界微生物中篩選某菌種的一般步驟是采集菌樣→富集培養(yǎng)→純種分離→性能測定。(1)不同微生物的生存環(huán)境不同，獲得理想微生物的第一步是從合適的環(huán)境采集菌樣，然后再按一定的方法分離、純化。例如，培養(yǎng)噬鹽菌的菌樣應(yīng)從______________環(huán)境中采集。

(2)富集培養(yǎng)指創(chuàng)設(shè)僅適合待分離微生物旺盛生長的特定環(huán)境條件，使其數(shù)量大大增加，從而分離出所需微生物的培養(yǎng)方法。對產(chǎn)耐高溫淀粉酶微生物的富集培養(yǎng)應(yīng)選擇___________________________的培養(yǎng)基，并在______________條件下培養(yǎng)。

(3)接種前要對培養(yǎng)基進行______________處理。在整個微生物的分離和培養(yǎng)中，一定要注意在________條件下進行。

(4)如圖是采用純化微生物培養(yǎng)的兩種接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖，請分析接種的具體方法。獲得圖A效果的接種方法是__________，獲得圖B效果的接種方法是____________。一同學(xué)在純化土壤中的細菌時，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的菌落連成一片，最可能的原因是__________________，應(yīng)當怎樣操作才可避免此種現(xiàn)象?__________________。

【答案】(1)海灘等高鹽(2)以淀粉為唯一碳源高溫(3)高壓蒸汽滅菌無菌(4)稀釋涂布平板法平板劃線法菌液濃度過高增大稀釋倍數(shù)(或培養(yǎng)過程被雜菌污染嚴格無菌操作；或用接種環(huán)劃下一區(qū)域前接種環(huán)沒有滅菌每劃一個新區(qū)域前都要對接種環(huán)進行滅菌處理)(原因與操作要對應(yīng))7.(2022年廣東汕頭模擬)溶菌酶又稱胞壁質(zhì)酶，是一種能水解黏多糖的堿性酶，使細菌細胞壁的不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，導(dǎo)致細菌細胞破裂內(nèi)容物溢出而使細菌溶解。研究發(fā)現(xiàn)，溶菌酶在酸性條件下加熱到100℃仍具有活性。回答下列問題：(1)為驗證上述發(fā)現(xiàn)，研究性學(xué)習(xí)小組選擇了某種常見細菌，分別配制了平板培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的基本成分應(yīng)包括______________、無機鹽和水。將細菌接種到平板培養(yǎng)基后再加入一定量的溶菌酶，在____________條件下培養(yǎng)一段時間，對平板上的菌落進行計數(shù)。

(2)上述實驗應(yīng)采用的接種方法是__________________________________。

該實驗中，使用前需要進行滅菌處理的材料用具有____________________________(至少寫兩種)。

(3)研究性學(xué)習(xí)的指導(dǎo)老師認為，該小組的實驗在設(shè)計上至少存在兩個方面的問題，無法得出預(yù)期的結(jié)論。該實驗思路應(yīng)如何修改?_______________________。

(4)在酸奶中加入一定量的溶菌酶，然后用巴氏消毒法處理，處理后的溶菌酶______(填“能”或“不能”)起到防腐作用，原因是______________________。

【答案】(1)碳源、氮源100℃的酸性(2)稀釋涂布平板法培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、涂布器等(3)①設(shè)置沒有添加溶菌酶(或“添加等量無菌水”“添加等量緩沖液”等)的對照組；②選擇能耐高溫的細菌進行培養(yǎng)(4)能溶菌酶酸性條件下加熱到100℃仍具有活性，巴氏消毒法的加熱溫度不超過80℃，因此仍具有殺菌功能【解析】(1)培養(yǎng)基一般都含有碳源、氮源、水和無機鹽四類營養(yǎng)物質(zhì)；研究發(fā)現(xiàn)，溶菌酶在酸性條件下加熱到100℃仍具有活性，因此為驗證上述發(fā)現(xiàn)，將細菌接種到平板培養(yǎng)基后再加入一定量的溶菌酶，在100℃的酸性條件下培養(yǎng)一段時間，對平板上的菌落進行計數(shù)。(2)菌體計數(shù)時采用的是稀釋涂布平板法接種；為防止雜菌污染，實驗中使用的培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、涂布器等均需要滅菌。(3)該實驗的目的是驗證溶菌酶在酸性條件下加熱到100℃具有活性。為證明相應(yīng)條件下酶仍有活性，需要設(shè)置沒有添加溶菌酶的對照組；同時還需要選擇能耐高溫的細菌進行培養(yǎng)，以保證菌體的死亡是溶菌酶作用的結(jié)果，并非不耐高溫而死亡。(4)由于溶菌酶在酸性條件下加熱到100℃仍具有活性，巴氏消毒法的加熱溫度不超過80℃，因此在酸奶中加入一定量的溶菌酶，然后用巴氏消毒法處理，溶菌酶仍具有殺菌功能。8.如圖表示研究者從土壤中篩選分解尿素的細菌技術(shù)的相關(guān)實驗，請據(jù)圖回答下列問題：(1)進行過程①和②的目的分別是______和________________________；圖中弧線箭頭上“?”的具體操作是________。

(2)進行培養(yǎng)基配制和滅菌時，滅菌與調(diào)節(jié)pH的先后順序是__________________。倒平板時，待平板冷卻凝固后，應(yīng)將平板倒過來放置，并用記號筆在皿底上標明培養(yǎng)微生物名稱、平板上培養(yǎng)樣品的稀釋度、制作者姓名、培養(yǎng)日期及________等信息。純化菌種時為了得到單一菌落，常采用的接種方法是__________和______________。

(3)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入________。培養(yǎng)后，若出現(xiàn)________色就可以鑒定其中含有能夠分解尿素的細菌。

(4)研究者可以通過觀察培養(yǎng)形成的菌落的__________、隆起程度等特征，來判斷培養(yǎng)基上是否感染了其他細菌。在實驗中，研究者每隔24小時統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，并選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止__________________________。

【答案】(1)選擇培養(yǎng)增加分解尿素的細菌的數(shù)量挑出菌落(2)先調(diào)節(jié)pH后滅菌培養(yǎng)基種類平板劃線法稀釋涂布平板法(3)酚紅指示劑紅(4)形狀、大小、顏色因培養(yǎng)時間不足導(dǎo)致遺漏細菌數(shù)目9.聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是塑料類水瓶的重要原料，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了以PET為碳源和能量來源的細菌，該發(fā)現(xiàn)對PET類材料的回收利用、環(huán)境治理意義重大。請回答下列問題：(1)實驗小組欲從土壤中獲取PET降解酶，需將土壤樣品置于以__________為唯一碳源的培養(yǎng)基中進行選擇培養(yǎng)，其目的是_______________________________。

(2)該實驗小組選取PET濃度為800mg·L－1的富集液進行系列稀釋，分別取1×103、1×104、1×105倍數(shù)的稀釋液0.1mL涂布于培養(yǎng)基上，每個稀釋倍數(shù)涂布三個平板，各平板的菌落數(shù)分別為(286、298、297)，(35、32、31)，(36、7、2)。不適合用于計數(shù)的為________倍數(shù)的稀釋液，用另外兩組稀釋倍數(shù)的稀釋液進行計數(shù)得到的細菌數(shù)不一致的原因可能是______________________________________________。

(3)倒平板時應(yīng)使錐形瓶的瓶口通過火焰，目的是________________________。在倒平板的過程中，如果培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，則這個平板不能用來培養(yǎng)大腸桿菌，原因是____________________________________。用平板劃線法純化PET降解菌的過程中，在第二次及其后的劃線操作時，須從上一次劃線的末端開始劃線，原因是____________________________。

【答案】(1)PET增加PET降解菌的濃度，以確保能分離得到目的菌(2)1×105稀釋倍數(shù)為1×103時，更多的菌落混連在一起，導(dǎo)致計數(shù)單菌落時結(jié)果小于稀釋倍數(shù)為1×104組的結(jié)果(3)滅菌，防止微生物污染空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生使細菌數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終得到由單個細菌繁殖而成的菌落10.(2022年廣東茂名二模)研究人員在某造紙廠附近土壤采樣篩選出菌株H，以玉米芯(玉米棒脫粒后的剩余部分，含較多的木聚糖)為原料，在實驗室發(fā)酵生產(chǎn)木寡糖等高附加值低聚糖，以期提高玉米的整體利用價值。(1)生產(chǎn)實踐中，常在堿性條件下高溫處理玉米芯以提取木聚糖。為篩選出能耐高溫耐堿性的木聚糖分解菌H，首先制備以木聚糖為______________的固體培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH＝10.0，然后將土壤加入含有________的錐形瓶中稀釋，用________________法將菌種稀釋液接種到培養(yǎng)基，在50℃環(huán)境中培養(yǎng)以獲得單菌落。

(2)基于菌株H的特性，研究人員設(shè)計了如上圖所示的發(fā)酵設(shè)備，該設(shè)備的控制系統(tǒng)需感應(yīng)____________________等理化性質(zhì)的變化，以保證良好的發(fā)酵環(huán)境。

(3)該設(shè)備以一定的速度在加料口不斷添加新的培養(yǎng)基，同時又以同樣速度在出料口放出舊的培養(yǎng)基，可大大提高生產(chǎn)效率，原因是____________________________(答出兩點即可)。(4)該設(shè)備處理玉米芯與將玉米芯進行焚燒處理相比，優(yōu)點是________________________________(答出兩點即可)。

【答案】(1)唯一碳源無菌水稀釋涂布平板(2)溫度、pH、O2濃度(3)①保證微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求；②防止代謝物對菌株H發(fā)酵的影響(4)減少污染，減少占有土地資源，提高資源利用率【解析】(1)因為要篩選木聚