（全国通用版）2022年高考生物一轮复习 选考部分 生物技术实践 课时跟踪检测（三十九）微生物的培养与应用

（全国通用版）2022年高考生物一轮复习 选考部分 生物技术实践 课时跟踪检测（三十九）微生物的培养与应用1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_。(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_，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_，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_。(3)右图为连续划线法示意图，在图中_(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15号比色管的苯酚浓度应分别为_。管号123456苯酚浓度(mg/L)1如果废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释_(填序号：51020)倍后，再进行比色。解析：(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，随转接次数的增加，应逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域()中，菌体的密度较小，容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故15号比色管中的苯酚浓度应分别为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L；根据题意，废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于01 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。答案：(1)蛋白胨、苯酚(2)增加稀释涂布凝固剂(3)(4)0、0.2、0.4、0.6、0.82(2018临沂模拟)莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。请据图回答(已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明)：(1)由图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为_，目的是_。(2)在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行_，将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和_法，从图中看本实验采用的是_(填“前者”或“后者”)。(3)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落，我们筛选的目的菌是菌落中_的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来自_。(4)为弄清固体培养基中的非目的菌落来自C瓶菌种还是培养基，应如何设置对照组？_。解析：(1)图中从A瓶到C瓶液体培养的过程称为选择培养，目的是初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并提高其密度。(2)将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种，由图中固体培养基上的菌落分布可知，该接种方法是稀释涂布平板法，包括梯度稀释操作和涂布平板操作。(3)根据题目信息“莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明”可知，能够降解莠去津的目的菌会使菌落周围出现透明圈，因此可以选择菌落周围存在透明圈的细菌。由于培养基中只有莠去津一种氮源，因此分解莠去津的微生物所需的氮元素主要由莠去津提供。(4)为弄清固体培养基中的非目的菌落来自C瓶菌种还是培养基，应设置灭菌后不接种菌种的培养基，与实验组放在相同条件下培养，若培养基上无菌落出现，则非目的菌落一定来自C瓶菌种，若培养基上出现菌落，则说明非目的菌落可能来自培养基。答案：(1)选择培养初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并提高其密度(2)梯度稀释稀释涂布平板后者(3)有透明圈莠去津(4)配制的培养基灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养3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_为唯一氮源；鉴别培养基还需添加_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_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0.1 mL，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_，每克土壤样品中的细菌数量为_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_。(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_，突变基因表达的蛋白含_个氨基酸。解析：(1)脲酶能够催化尿素水解释放出氨和二氧化碳，因此选择培养基中应以尿素为唯一氮源。挑取单菌落接种到加有酚红指示剂的鉴别培养基中，培养一段时间后，菌落周围的氨增加，pH升高，酚红指示剂将变红。(2)该过程采取的接种方法为稀释涂布平板法。利用稀释涂布平板计数法对细菌进行计数时，应选择菌落数在30300的平板，因此平板上长出的细菌菌落平均数为(156178191)3175个。每克土壤样品中的细菌数为1750.11051.75108个。血细胞计数板计数法能将死细胞计算在内，而稀释涂布平板计数法只能计数活细胞(只有活细胞才能在平板上生长)，故一般血细胞计数板计数法要比稀释涂布平板计数法的结果大。(3)图乙从起始密码算起的碱基序号为271，前270个碱基决定90个氨基酸，从271位到箭头处可以决定1个氨基酸，然后插入70个核苷酸，可决定23个氨基酸，多出一个碱基，加上后面的AG刚好可以决定1个氨基酸，则后面UGA是终止密码。因此突变基因转录的mRNA终止密码为UGA，突变基因表达的蛋白质所含氨基酸数为901231115(个)。答案：(1)尿素酚红红(2)稀释涂布平板法1.75少(3)UGA1154(2018邯郸模拟)某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图所示，请分析回答下列问题：(1)培养基中加入化合物A的目的是_，这种培养基属于_培养基。(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源来自培养基中的_。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是_。(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是_。(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是_，操作时采用_灭菌的方法。(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是_。(6)某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用104、105、106稀释液进行平板划线，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是_，此对照实验的目的是_。解析：(1)在选择培养基中加入特定物质，可以筛选出特定的微生物。(2)根据题目所给的培养基配方，“目的菌”生长所需的氮源和碳源只能来自培养基中的化合物A。异养需氧型细菌在培养时需要振荡。(3)获得纯净特定“目的菌”的关键是防止外来杂菌入侵。(4)用平板划线的方法进行接种，接种工具是接种环，操作时一般采用灼烧灭菌。(5)为防止造成环境污染，实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉。(6)计数目的菌数量时，注意设置一组不接种的空白培养基对照实验，此对照实验的目的是证明培养基制备过程中未被杂菌污染。答案：(1)筛选目的菌选择(2)化合物A异养需氧型(3)防止外来杂菌污染(4)接种环灼烧(5)防止造成环境污染(6)不接种的空白培养基检验培养基制备过程中是否被杂菌污染5研究人员成功地从土壤中筛选到能产生纤维素酶的微生物。请就“如何从土壤中获得纤维素分解菌”回答以下问题：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和_酶。(2)刚果红可以与纤维素等多糖形成红色复合物，但并不与_和_发生这种反应。常用的刚果红染色法有两种：第一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；第二种是在_时就加入刚果红。_(填“第一种”或“第二种”)方法会使菌落之间发生混杂。(3)如果观察到产生_的菌落，说明可能获得了纤维素分解菌。为了确定是纤维素分解菌，还需要进行_的实验。纤维素酶的测定方法一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的_进行定量的测定。解析：(1)纤维素酶包括三种组分，分别是C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)刚果红可以与纤维素等多糖形成红色复合物，但并不与纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。刚果红染色法有两种，第一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；第二种是在倒平板时就加入刚果红。第一种方法由于加刚果红时已经形成菌落，因此会使菌落之间发生混杂。(3)纤维素分解菌能够分解培养基中的纤维素，因此菌落周围会出现不变红的透明圈。为了确定是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的测定方法一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。答案：(1)葡萄糖苷(2)纤维二糖葡萄糖倒平板第一种(3)透明圈发酵产纤维素酶葡萄糖6有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、_四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是_。(2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和_，这些植物激素一般需要事先单独配制成_保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是_。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_。(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是_，该实验设计是否合理？为什么？_。解析：(1)微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四类。根据题意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，该实验的目的是探索其降解机制，因此，需要分离出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故选择培养时为了排除其他碳源的干扰，培养基中的唯一碳源只能是苯磺隆。(2)与微生物培养基相比，植物细胞培养的培养基需要添加生长素和细胞分裂素，用于调节植物细胞再分化；这些植物激素一般需要事先单独配制成母液保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是无菌接种环。划线的平板培养后，发现第一划线区域的划线上不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，而其他划线上有菌落。造成此现象的原因可能有两个：一是接种环灼烧后未冷却，菌种接触到高温的接种环而死亡；二是划第二划线区域第一条线时未从第一区域末端开始。(4)根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测，实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质，实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液、其他条件同图乙的空白对照。答案：(1)氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)细胞分裂素母液(3)接种环接种环灼烧后未冷却；划线未从第一区域末端开始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理，缺少空白对照7(2018银川模拟)微生物的实验室培养，最为关键的是不仅要为微生物提供合适的营养条件和环境条件，还要能解决杂菌对培养物的污染问题。请结合微生物的实验室培养知识回答以下问题：(1)培养基能为微生物提供营养。各种培养基的配方不同，但一般都含有_，如蛋白胨除了提供氮源之外，还提供_；另外，培养基还需要满足微生物对_的要求。(2)获得纯正培养物的关键是防止外来微生物入侵。对实验操作的空间、操作者的衣着和手，需要进行清洁和_(填“消毒”或“灭菌”)；而一般对培养基通常选择_法进行灭菌。(3)微生物的接种方法很多，其核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯正。微生物接种最常用的方法是_和_。(4)对分离的微生物作进一步鉴定和筛选，常需要借助生物化学方法，如在以_为唯一碳源的培养基中加入_可用来鉴定纤维素分解菌；而筛选纤维素分解菌，则依据培养基是否产生_(特征)来筛选。 解析：(1)培养基的配方中应含有碳源、氮源、无机盐、水等各种成分，配制时还应考虑满足微生物对pH、特殊营养物质、氧气等的要求。蛋白胨可提供碳源、氮源和维生素等营养物质。(2)为防止外来微生物入侵，通常对实验操作空间、操作者的衣着和手进行消毒，而对培养器皿、接种用具、培养基等进行灭菌。对培养基通常选择高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(3)接种微生物最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。(4)对分离的微生物作进一步鉴定，常需要借助生物化学方法，如鉴定纤维素分解菌时，在以纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红，而筛选纤维素分解菌则以培养基是否产生透明圈来筛选。答案：(1)碳源、氮源、无机盐、水碳源和维生素pH、特殊营养物质、氧气(2)消毒高压蒸汽灭菌(3)平板划线法稀释涂布平板法(4)纤维素刚果红透明圈8分离筛选降解纤维素能力强的微生物，对于解决秸秆等废弃物资源的再利用和环境污染问题具有理论和实际意义。研究人员从土壤和腐烂的秸秆中分离筛选出能高效降解纤维素的菌株，并对筛选出的菌株进行了初步研究。(1)对培养基进行灭菌的常用方法是_。为在培养基表面形成单个菌落，若以接种环为工具，则用_法进行接种。(2)先将样品悬液稀释后涂在放有滤纸条的固体培养基上进行筛选得到初筛菌株，再将初筛菌株接种到以_为唯一碳源的培养基培养25 d，加入_溶液后，依据出现的颜色反应进行筛选，观察菌落特征并测量_。同时将初筛菌株制备成的菌液放入加有滤纸条的液体培养基中，恒温振荡培养8 d，观察滤纸条的破损情况，结果见表。由表可知，8种菌株中1、3、7号菌株产酶能力较强，你的解释是_。菌株编号检测指标1号2号3号4号5号6号7号8号DP5.911.736.541.533.231.767.291.34滤纸破损注：DP(D/d)2，其中d表示菌落直径(cm)，D表示透明圈直径(cm)；“”为滤纸边缘膨胀；“”为滤纸整齐膨胀并弯曲；“”为滤纸不定形；“”为成团糊状；“”为半清状。(3)为进一步研究1、3、7号菌株对秸秆降解的效果，分别用这三种菌株对秸秆进行处理，并在第5 d和第10 d对秸秆和秸秆中含有的纤维素、半纤维素以及木质素等组分的降解情况进行了测定。结果如图。由图分析可知，三种菌株对_的降解最强，与第5 d结果相比，第10 d秸秆各组分中_的降解率变化最大。解析：(1)对培养基进行灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌。平板划线法中利用接种环或接种针，稀释涂布平板法利用涂布器涂布稀释液。(2)分离筛选出能高效降解纤维素的菌株时，培养基应以纤维素为唯一碳源；鉴别纤维素分解菌时需要加入刚果红染液，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。由表可知，8种菌株中1、3、7号三种菌株透明圈直径与菌落直径的比都较高，且滤纸片破损程度高，表明这些菌株产酶能力较强。(3)分析柱形图可知，三种菌株对半纤维素的降解最强；与第5 d结果相比，第10 d秸秆各组分中纤维素的降解率变化最大。答案：(1)高压蒸汽灭菌平板划线(2)纤维素 刚果红 透明圈直径与菌落直径此三种菌株透明圈直径与菌落直径的比都较高，且滤纸片破损程度高(3)半纤维素纤维素