2024-2025學(xué)年高中生物專題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用2土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)課時(shí)評(píng)價(jià)含解析新人教版選修1

PAGE9-土壤中分解尿素的細(xì)菌的分別與計(jì)數(shù)(30分鐘100分)一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.下列關(guān)于能分解尿素的細(xì)菌的說法,正確的是 ()A.能分解尿素的緣由是能合成蛋白酶B.分別該種細(xì)菌時(shí)要以尿素作為唯一碳源C.環(huán)境中含有大量的尿素誘導(dǎo)該細(xì)菌產(chǎn)生了分解尿素的特性D.用以尿素為唯一氮源且添加了酸堿緩沖劑的培育基培育該菌后不會(huì)使酚紅指示劑變紅【解析】選D。酶具有專一性,分解尿素的細(xì)菌之所以能分解尿素是因?yàn)槟芎铣?、分泌脲?A項(xiàng)錯(cuò)誤;分別能分解尿素的細(xì)菌時(shí)要以尿素作為唯一氮源,B項(xiàng)錯(cuò)誤;環(huán)境中含有大量的尿素對(duì)分解尿素的細(xì)菌起了選擇作用,而非誘導(dǎo)作用,C項(xiàng)錯(cuò)誤;該菌合成的脲酶將尿素分解為氨后,使pH上升,可使酚紅指示劑變紅,但添加酸堿緩沖劑后,阻擋了pH的上升,因此不使酚紅指示劑變紅,D項(xiàng)正確。2.試驗(yàn)測(cè)定鏈霉素對(duì)3種細(xì)菌的抗生素效應(yīng),用3種細(xì)菌在事先打算好的瓊脂平板上劃3條等長的平行線(3條線均與圖中的鏈霉素帶接觸),將平板置于37℃條件下恒溫培育3天,結(jié)果如圖所示。從試驗(yàn)結(jié)果分析,以下敘述不正確的是()A.鏈霉素能阻擋結(jié)核桿菌的生長B.鏈霉素對(duì)結(jié)核桿菌比對(duì)霍亂菌更有效C.鏈霉素對(duì)結(jié)核桿菌比對(duì)傷寒菌更有效D.鏈霉素可以用于治療傷寒病人【解析】選D。從圖中可以看出,這是含有鏈霉素的選擇培育基,接種的三種細(xì)菌中,霍亂菌和結(jié)核桿菌都可以被殺滅,并且鏈霉素對(duì)結(jié)核桿菌殺滅的有效程度大于對(duì)霍亂菌的有效程度,而傷寒菌的生長不受影響,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.三個(gè)培育皿中分別加入10mL不同的培育基,然后接種相同的大腸桿菌樣液,培育36h后,計(jì)算菌落數(shù),結(jié)果如表,下列選項(xiàng)正確的是 ()培育皿培育基成分菌落數(shù)/個(gè)Ⅰ瓊脂、葡萄糖35Ⅱ瓊脂、葡萄糖、生長因子250Ⅲ瓊脂、生長因子0A.該試驗(yàn)采納的是液體培育基B.該試驗(yàn)采納平板劃線法接種C.Ⅰ和Ⅲ比照,說明大腸桿菌的生長不須要生長因子D.Ⅱ和Ⅲ比照,說明大腸桿菌的生長須要碳源【解析】選D。該培育基加入了瓊脂,故為固體培育基,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù),應(yīng)采納稀釋涂布平板法接種,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅰ與Ⅲ比照,有兩個(gè)變量,不能證明是否須要生長因子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Ⅱ和Ⅲ比照,自變量是有無葡萄糖,說明大腸桿菌的生長須要碳源(葡萄糖),D項(xiàng)正確。4.分別土壤中分解尿素的細(xì)菌,對(duì)培育基的要求是 ()①加尿素②不加尿素③加瓊脂④不加瓊脂⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦加硝酸鹽⑧不加硝酸鹽A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧C.①③⑤⑧ D.①④⑥⑦【解題關(guān)鍵】解答本題須要明確兩點(diǎn):(1)尿素、瓊脂、葡萄糖和硝酸鹽在微生物培育中所起的作用。(2)分別土壤中分解尿素的細(xì)菌的培育基的特點(diǎn)?！窘馕觥窟xC。尿素和硝酸鹽都能作為氮源,而培育尿素分解菌的培育基應(yīng)是以尿素為唯一氮源的固體培育基。因此培育基中應(yīng)不加硝酸鹽,加入尿素和瓊脂。葡萄糖作為碳源,也須要加入?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】平板劃線法和稀釋涂布平板法是純化微生物的兩種常用方法,下列描述正確的是 ()A.都要將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋B.平板劃線法是將不同稀釋度的菌液通過接種環(huán)在固體培育基表面連續(xù)劃線的操作C.稀釋涂布平板法是將不同稀釋度的菌液倒入液體培育基進(jìn)行培育D.都會(huì)在培育基表面形成單個(gè)的菌落【解析】選D。平板劃線法不須要進(jìn)行梯度稀釋,稀釋涂布平板法是將不同稀釋度的菌液滴加并涂布到固體培育基的表面。平板劃線法和稀釋涂布平板法都能在培育基表面形成單個(gè)菌落。二、非選擇題(共5小題,共76分)5.(11分)為更好地解決冬季污水處理廠氨氮去除率低的問題,某探討小組進(jìn)行了低溫下高效硝化細(xì)菌培育的探討。硝化細(xì)菌基本培育基的主要成分如下表:(NH4)2SO4MgSO4KClNaHCO3FeSO4MnSO4H2O1.42g0.021g0.22g2.40g0.073g0.075g1000mL(1)硝化細(xì)菌能夠利用__________的反應(yīng)中所釋放的化學(xué)能,將二氧化碳和水合成為糖類,這種合成作用叫____________________。

(2)硝化細(xì)菌基本培育基的成分中,供應(yīng)氮源的物質(zhì)是______________,既能供應(yīng)碳源又能夠調(diào)整pH的物質(zhì)是__________。該培育基與培育大腸桿菌的培育基相比,養(yǎng)分成分上最顯著的區(qū)分是__________________。

(3)為了分別到氨氮去除率高的硝化細(xì)菌,用于篩選時(shí)的培育基成分須要調(diào)整,即__________;同時(shí),要留意限制________、__________和pH等培育條件。

(4)為了視察硝化細(xì)菌菌落的大小、隆起程度、__________等菌落特征,可用稀釋涂布平板法在固體培育基表面獲得單個(gè)菌落,進(jìn)行涂布平板操作前,要對(duì)涂布器進(jìn)行滅菌,一般做法是先將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中,然后_________________________________________________。

【解析】(1)硝化細(xì)菌能夠利用氨氧化成硝酸(氨氧化成亞硝酸,進(jìn)而氧化成硝酸)的反應(yīng)中所釋放的化學(xué)能,將二氧化碳和水合成為糖類,這種合成作用叫化能合成作用。(2)硝化細(xì)菌基本培育基的成分中,供應(yīng)氮源的物質(zhì)是(NH4)2SO4,既能供應(yīng)碳源又能夠調(diào)整pH的物質(zhì)是NaHCO3。硝化細(xì)菌為自養(yǎng)型生物,其培育基與培育大腸桿菌(異養(yǎng)型)的培育基相比,養(yǎng)分成分上最顯著的區(qū)分是不須要供應(yīng)有機(jī)物。(3)依據(jù)題意:為了分別到氨氮去除率高的硝化細(xì)菌,用于篩選時(shí)的培育基成分須要調(diào)整,即適當(dāng)提高(NH4)2SO4的濃度;同時(shí),培育基培育微生物時(shí)都要留意限制溫度、溶氧量和pH等培育條件。(4)為了視察硝化細(xì)菌菌落的大小、隆起程度、形態(tài)等菌落特征,可用稀釋涂布平板法在固體培育基表面獲得單個(gè)菌落,進(jìn)行涂布平板操作前,要對(duì)涂布器進(jìn)行滅菌,一般做法是先將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中,然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。答案:(1)氨氧化成硝酸(氨氧化成亞硝酸,進(jìn)而氧化成硝酸)化能合成作用(2)(NH4)2SO4NaHCO3不須要供應(yīng)有機(jī)物(3)適當(dāng)提高(NH4)2SO4的濃度溫度溶氧量(4)形態(tài)將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃6.(14分)如表是某公司研發(fā)的一種培育大腸桿菌菌群的培育基配方,請(qǐng)依據(jù)表格和所學(xué)學(xué)問回答下列相關(guān)問題:成分含量蛋白胨10.0g乳糖5.0g蔗糖5.0gK2HPO42.0g顯色劑(伊紅美藍(lán))0.2g瓊脂12.0g將上述物質(zhì)溶解后,用蒸餾水定容到1000mL(1)大腸桿菌的同化類型為____________,從生態(tài)系統(tǒng)的成分上看,大腸桿菌屬于____________。

(2)在微生物的試驗(yàn)室培育中,獲得純凈培育物的關(guān)鍵是____________,因此需對(duì)培育基和培育皿進(jìn)行____________(填“消毒”或“滅菌”),操作者的雙手須要進(jìn)行清洗和____________?？諝庵械募?xì)菌可用紫外線殺滅,其緣由是紫外線能使____________,還能破壞DNA的結(jié)構(gòu)。

(3)依據(jù)用途劃分,該培育基屬于____________(填“選擇”或“鑒別”)培育基,若要分別能分解尿素的細(xì)菌,需將培育基中____________換成____________,若要鑒定分解尿素的細(xì)菌還需將伊紅美藍(lán)換成____________。

(4)培育大腸桿菌時(shí),常用的接種方法是____________和____________。通過上述方法可以分別到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體,稱為____________。

(5)運(yùn)用以下微生物發(fā)酵生產(chǎn)特定產(chǎn)物時(shí),所利用的主要微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與大腸桿菌相同的是______(多選)。

A.制作果酒 B.由果酒制作果醋C.制作泡菜 D.制作腐乳【解析】(1)大腸桿菌須要從培育基中獲得碳源,因此其同化作用類型是異養(yǎng)型;大腸桿菌在生態(tài)系統(tǒng)的成分中充當(dāng)分解者。(2)微生物培育時(shí),關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵;對(duì)于培育基和培育皿須要進(jìn)行滅菌處理,操作者的雙手須要消毒處理;空氣中的細(xì)菌可用紫外線殺滅,其緣由是紫外線能使蛋白質(zhì)變性,同時(shí)還能破壞DNA的結(jié)構(gòu)。(3)培育基配方中的伊紅美藍(lán)是鑒定大腸桿菌的試劑,因此,從用途上劃分,該培育基屬于鑒別培育基;若要分別能分解尿素的細(xì)菌,則須要保證培育基中以尿素為唯一氮源,即將蛋白胨換成尿素;鑒定分解尿素的細(xì)菌,須要運(yùn)用酚紅指示劑。(4)微生物的接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法;由一個(gè)細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的子細(xì)胞群體,稱為菌落。(5)制作果酒利用的微生物是酵母菌;由果酒制作果醋利用的微生物是醋酸菌;制作泡菜利用的微生物是乳酸菌;制作腐乳利用的主要微生物是毛霉。酵母菌和毛霉屬于真核生物,醋酸菌、乳酸菌和大腸桿菌都屬于原核生物。答案:(1)異養(yǎng)型分解者(2)防止外來雜菌的入侵滅菌消毒蛋白質(zhì)變性(3)鑒別蛋白胨尿素酚紅指示劑(4)平板劃線法稀釋涂布平板法菌落(5)B、C7.(13分)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)脲酶細(xì)菌的過程,圖乙是脲酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA部分序列。(1)圖中選擇培育基應(yīng)以____________為唯一氮源;鑒別培育基還需添加____________作指示劑,產(chǎn)脲酶細(xì)菌在該培育基上生長一段時(shí)間后,其菌落四周的指示劑將變成______色。

(2)在5個(gè)細(xì)菌培育基平板上,均接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液0.1mL,培育一段時(shí)間后,平板上長出的細(xì)菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。該過程實(shí)行的接種方法是__________,每克土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)量為________×108個(gè);與血細(xì)胞計(jì)數(shù)板相比,此計(jì)數(shù)方法測(cè)得的細(xì)菌數(shù)目較____________。

(3)現(xiàn)有一菌株的脲酶由于基因突變而失活,突變后基因轉(zhuǎn)錄的mRNA在圖乙箭頭所示的位置增加了70個(gè)核苷酸,使圖乙序列出現(xiàn)終止密碼(終止密碼有UAG、UGA和UAA)。突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA中,終止密碼為____________,突變基因表達(dá)的蛋白含__________個(gè)氨基酸。

【解題關(guān)鍵】(1)關(guān)鍵信息:“篩選產(chǎn)脲酶細(xì)菌”“接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液”,“使圖乙序列出現(xiàn)終止密碼”。(2)解題關(guān)鍵:區(qū)分選擇培育基與鑒別培育基,駕馭細(xì)菌計(jì)數(shù)的方法?！窘馕觥勘绢}考查微生物的培育與分別方法及基因表達(dá)。(1)脲酶能夠催化尿素分解為氨,要從土壤中篩選出產(chǎn)脲酶的細(xì)菌,需用以尿素作為唯一氮源的選擇培育基。由于尿素被分解成了氨,氨會(huì)使培育基的堿性增加,pH上升,使酚紅指示劑變紅色。(2)將稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液接種在細(xì)菌培育基平板上,用于計(jì)數(shù)細(xì)菌菌落數(shù)的方法是稀釋涂布平板法。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)應(yīng)介于30～300,選擇細(xì)菌菌落數(shù)為156、178和191的平板計(jì)數(shù),每克土壤樣品中細(xì)菌數(shù)量為(156+178+191)÷3÷0.1×105=1.75×108。由于兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連接在一起時(shí),往往統(tǒng)計(jì)的是一個(gè)菌落,用此方法測(cè)得的細(xì)菌數(shù)目偏低。(3)密碼子由3個(gè)相鄰的堿基組成,箭頭前面的堿基一共構(gòu)成91個(gè)密碼子;插入的70個(gè)核苷酸和后面2個(gè)堿基一共構(gòu)成24個(gè)密碼子,后面是UGA,是終止密碼,翻譯結(jié)束后,表達(dá)的蛋白質(zhì)含有115個(gè)氨基酸。答案:(1)尿素酚紅紅(2)稀釋涂布平板法1.75少(3)UGA1158.（18分）2024年新型冠狀病毒在世界內(nèi)快速傳播，我國在疫情防控期間各地均實(shí)行了多種預(yù)防措施。某公司在防疫期間推出一款新型免洗洗手凝膠。為衡量該凝膠的清洗效果，探討人員檢測(cè)了凝膠洗手前后手部細(xì)菌的含量。凝膠洗手前的檢測(cè)流程如圖所示。回答下列問題：（1）在進(jìn)行試驗(yàn)前須要配制培育基，培育基指的是_____________。各種培育基的詳細(xì)配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源、___________。假如培育乳酸桿菌，還須要在培育基中添加___________。（2）為統(tǒng)計(jì)洗手前手部細(xì)菌的數(shù)量，應(yīng)選擇的接種方法是___________（填“稀釋涂布平板法”或“平板劃線法”）。（3）依據(jù)上圖所示的步驟得出的試驗(yàn)結(jié)果可信度降低，為了提高試驗(yàn)結(jié)果的可信度，請(qǐng)給出兩點(diǎn)建議：_________________________________________。（4）培育一段時(shí)間后可依據(jù)______________________（至少填兩項(xiàng)）等菌落特征初步推斷培育基上菌種的類型。為了計(jì)算洗手前手部單位面積的細(xì)菌數(shù)量，除上圖所給的信息外，還須要知道_________________________________?！窘馕觥勘绢}考查微生物的培育及計(jì)數(shù)方法。（1）本題考查了培育基的定義和養(yǎng)分成分。培育基是指人們依據(jù)微生物對(duì)養(yǎng)分物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的養(yǎng)分基質(zhì)。一般培育基中均含有碳源、氮源、水和無機(jī)鹽，在培育乳酸桿菌時(shí)還須要額外添加維生素。（2）平板劃線法無法得知稀釋倍數(shù)，因此不能用于活菌計(jì)數(shù)。（3）試驗(yàn)設(shè)計(jì)須要遵循比照原則和平行重復(fù)原則，因此須要的改進(jìn)措施有：①同一稀釋度下涂布三個(gè)平板，取三個(gè)平板上菌落數(shù)的平均值；②設(shè)置一組未接種的空白培育基，解除雜菌污染對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的干擾。（4）菌落的特征包含菌落的大小、形態(tài)、顏色和隆起程度。洗手前手部單位面積的細(xì)菌數(shù)量=（平板上的菌落數(shù)÷涂布時(shí)取樣的體積×稀釋倍數(shù)×10mL）÷取樣的面積。因此，除題圖中所給信息外，還須要知道稀釋倍數(shù)和涂布平板時(shí)所取的稀釋液體積。答案：（1）人們依據(jù)微生物對(duì)養(yǎng)分物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的養(yǎng)分基質(zhì)無機(jī)鹽維生素（2）稀釋涂布平板法（3）①同一稀釋度下涂布三個(gè)平板，取三個(gè)平板上菌落數(shù)的平均值；②設(shè)置一組未接種的空白培育基，解除雜菌污染對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的干擾（4）菌落的大小、形態(tài)（隆起程度和顏色）稀釋倍數(shù)和涂布平板時(shí)所取的稀釋液體積9.(20分)(2024·全國Ⅰ)已知一種有機(jī)物X(僅含有C、H兩種元素)不易降解,會(huì)造成環(huán)境污染。某小組用三種培育基篩選土壤中能高效降解X的細(xì)菌(目標(biāo)菌)。Ⅰ號(hào)培育基:在牛肉膏蛋白胨培育基中加入X(5g/L)。Ⅱ號(hào)培育基:氯化鈉(5g/L),硝酸銨(3g/L),其他無機(jī)鹽(適量),X(15g/L)。Ⅲ號(hào)培育基:氯化鈉(5g/L),硝酸銨(3g/L),其他無機(jī)鹽(適量),X(45g/L)?；卮鹣铝袉栴}。(1)在Ⅰ號(hào)培育基中,為微生物供應(yīng)氮源的是______________。Ⅱ、Ⅲ號(hào)培育基中為微生物供應(yīng)碳源的有機(jī)物是__________。

(2)若將土壤懸浮液接種在Ⅱ號(hào)液體培育基中,培育一段時(shí)間后,不能降解X的細(xì)菌比例會(huì)______________,其緣由是_______________________________________________。

(3)Ⅱ號(hào)培育基加入瓊脂后可以制成固體培育基,若要以該固體