高中生物 专题2 微生物的培养与应用检测 新人教版选修1

1、专题2 微生物的培养与应用(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(每小题2分,共40分)1下列是以酵母菌为材料进行的实验,有关叙述错误的是()a.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝检测产生的co2b.用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精c.探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量干扰d.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30300菌落数的平板解析:探究酵母菌的呼吸方式,用溴麝香草酚蓝检测产生的co2,溶液颜色由蓝变绿再变黄,a项正确;用酵母菌酿制果酒,在酸性条件下,果酒与橙色的重铬酸钾溶液发生化学反应变为灰绿色,b项正确;探究酵母菌种群数量变化时,由于培养条件

2、、营养物质等在不断变化,不能设置空白对照,而应在实验过程中进行前后对照,c项错误;用稀释涂布平板法培养计数酵母菌,选择菌落数在30300的平板进行计数,能保证结果的准确,d项正确。答案:c2下列关于微生物的培养和分离的叙述,不正确的是()a.细菌能在液体培养基中以二分裂方式迅速扩增b.噬菌体或大肠杆菌可在蛋白胨培养基中增殖c.灭菌的目的是消灭培养基中的所有微生物d.稀释涂布法分散细菌得到单菌落的效果更好解析:细菌繁殖方式是二分裂方式;噬菌体是没有细胞结构的病毒,需要在活细胞中才能生活,在蛋白胨培养基中不能增殖;灭菌的目的是消灭培养基中的全部微生物,防止杂菌和培养菌发生竞争。答案:b3欲从土壤中

3、分离出能分解尿素的细菌,下列实验操作不正确的是()a.将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释b.同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板c.可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照d.用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出能分解尿素的细菌解析:为了获得单个菌落,应将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释;为了使结果更加准确,同一稀释度下至少要涂布三个平板进行重复实验;加入刚果红指示剂的培养基可用来筛选纤维素分解菌。答案:d4下图所示实验,可被用来检验两种抗生素的杀菌作用的是()解析:要检验抗生素作用需要设置对照实验。检验抗生素a的杀菌作用,可设置不加抗生素a的培养基培养细菌作为空白对照,加抗生素a的培养基培

4、养细菌作为实验组,然后,在适宜条件下培养,观察细菌的生长情况。用同样方法检验抗生素b的杀菌作用。答案:c5下列有关细菌培养的叙述,正确的是()a.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌b.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长c.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长d.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动解析:在琼脂固体培养基上长出的单个菌落是由一种细菌增殖而来的;青霉素能破坏细菌等原核生物的细胞壁而抑制细菌的增殖,对真菌没有明显作用;破伤风杆菌是厌氧菌,通入氧气会抑制其生长;半固体培养基可以用来观察细菌的运动。答案:d6选择培养时称取土样20 g于锥形瓶中,在无菌

5、条件下加入以纤维素粉为唯一碳源的培养基,将锥形瓶固定在摇床上,在一定温度下振荡培养12 d,直至培养液变浑浊。由此推论,纤维素分解菌的代谢类型是()a.自养需氧型b.自养厌氧型c.异养需氧型d.异养厌氧型解析:以纤维素粉为唯一碳源说明是异养型;振荡培养为了增加溶氧,说明是需氧型。答案:c7耐冷菌是生活在低温环境下的一类微生物,在05 可生长繁殖,最高生长温度一般在30 左右。关于耐冷菌,下列说法不正确的是()a.耐冷菌参与代谢的酶在低温下仍具有较高的催化活性b.不同取样地点相比较,北方寒冷地区水土中较易分离出耐冷菌c.探究耐冷菌生活的最适温度,自变量应为温度,无关变量应相同且适宜d.分离纯化耐

6、冷菌的过程中,使用过的培养基及培养物必须经过消毒处理后才能丢弃解析:使用过的培养基必须经过灭菌处理后再丢弃。答案:d8下列有关土壤中微生物的分离与计数的说法,错误的是()a.因为土壤中各类微生物的数量不同,所以,为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离b.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围不同c.如果得到了3个或3个以上菌落数目在30300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数d.牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目明显小于选择培养基上的数目,说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落解析:样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落的数目,实际操作中,通常

7、选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数目在30300之间适于计数的平板;测定土壤中细菌的数量,一般选用104,105和106倍的稀释液,测定放线菌的数量一般选用103,104和105倍的稀释液,测定真菌的数量一般选用102,103和104倍的稀释液;将菌液稀释相同的倍数,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,才能说明选择培养基的筛选作用。答案:d9下列对发酵工程中灭菌的理解,不正确的是()a.防止杂菌污染b.消灭杂菌c.培养基和发酵设备都必须灭菌d.灭菌必须在接种前解析:灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种,整个发酵过程

8、不能混入其他微生物(杂菌),所以灭菌的目的是防止杂菌污染,但实际操作中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物;与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌;发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的,灭菌必须在接种前,如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。答案:b10某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是()a.培养基分装到培养皿后进行灭菌b.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线c.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养d.培养过程中每隔一周观察一次解析:培养基灭菌应在分装到培养皿之前进行,a项错误;划线结束后,接种环上残留菌种,必须灼烧接种环,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划

9、线的末端,b项正确;从有机废水中分离的微生物是异养型生物,其培养不需要光照,c项错误;培养过程中应每隔12 h或24 h观察一次,d项错误。答案:b11在配制酵母菌的培养基时,常添加一定浓度的葡萄糖,但如果葡萄糖浓度过高,反而会抑制酵母菌的生长,其原因最可能是()a.葡萄糖被合成了淀粉b.酵母菌细胞失水c.改变了培养液的phd.酵母菌发生了变异解析:酵母菌可利用葡萄糖进行代谢,但不会合成淀粉。葡萄糖不能改变培养液的ph,也不能引发酵母菌的变异,但却能提高培养液的渗透压,使酵母菌细胞失水。答案:b12把乳酸菌、酵母菌、硝化细菌三种不同类型的微生物分别培养在三个半固体培养基中,几天后观察结果如下图

10、(图中阴影表示微生物的生长状况),下列叙述正确的是()a.甲管中培养的微生物的异化作用类型是自养型b.从结构上看,丙管中培养的微生物具有成形的细胞核c.乙管中培养的微生物可以进行出芽生殖d.这三种微生物所需的碳源均为有机碳源解析:甲管中的微生物生长在培养基表层,所以其异化作用类型是需氧型,应该为硝化细菌。乙管中的微生物均匀分布,因而其既可进行有氧呼吸,又可进行无氧呼吸,应该为酵母菌,酵母菌可进行出芽生殖。丙管中的微生物生长在培养基底层,所以其异化作用类型是厌氧型,应该为乳酸菌。硝化细菌是化能自养型生物,因而其所需碳源为无机碳源。答案:c13在细菌的连续培养过程中,要以一定速度不断添加新的培养基

11、,同时以同样速度放出老的培养基。下图表示培养基的稀释率(培养基的更新速率)与培养容器中营养物质浓度、细菌代时(细菌数目增加一倍所需的时间)、细菌密度的关系。下列相关叙述不正确的是()a.在稀释率很低的情况下,稀释率的增加会导致细菌密度增加b.稀释率从a到b的变化过程中,细菌生长速度不断提高c.稀释率超过b点后,营养物质浓度过高导致细菌死亡率增大,细菌密度降低d.为持续高效地获得发酵产品,应将稀释率控制在b点附近解析:从题图中曲线的变化可知,在稀释率低于b的情况下,稀释率的增加会导致细菌代时随之减少,说明细菌的生长和繁殖的速率随之不断提高。在放出老的培养基获取发酵产品时,一部分细菌会随培养基放出

12、而导致细菌数目减少,这一部分可以通过细菌的繁殖来补充。但是稀释率超过b点后,由于稀释率增加而导致细菌数目减少的速率过大,无法通过细菌繁殖速率的提高来补充完全,从而导致细菌密度降低,发酵产品的产量也会随之降低。答案:c14做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是()a.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖b.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上c.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落d.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上解析:对培养基等液体之类的灭菌物品在灭菌结束后,切勿打开放气阀迅速放气,以免液体爆沸,造成溢出或炸裂,应先

13、关电源停止加热,待其冷却直至压力表指针回零后,再打开放气阀放气,a项错误;倒平板时,培养皿盖不能完全打开,b项错误;接种环灼烧灭菌后,应冷却后再挑取菌落,以免高温杀死微生物,c项错误;微生物在培养过程中培养皿需倒置,因此标记在皿底上,便于记录,d项正确。答案:d15下页左上图为从污水处理池中筛选能够高效分解有机污染物a的菌种的实验流程,下列说法不正确的是()a.初选过程中大多数不能利用有机污染物a的微生物不能形成菌落b.过程应选择有机污染物a含量最低的培养瓶中的微生物进一步接种c.接种过程的目的是分离和纯化能够分解有机污染物a的菌种d.过程重复多次的目的是提高菌种分解有机污染物a的能力解析:初

14、选过程使用的是以有机污染物a为唯一碳源的选择培养基,其中大多数不能利用有机污染物a的微生物不能形成菌落;过程是培养一段时间后再进行的接种,有机污染物a含量低,说明里面的微生物分解有机污染物a的能力强,所以,应选择有机污染物a含量最低的培养瓶中的微生物进一步接种;过程接种的是选择培养基中的菌落,接种的目的是分离和纯化能够分解有机污染物a的菌种;过程重复多次的目的是进一步筛选、分离和纯化能够分解有机污染物a的菌种,并不能提高菌种分解有机污染物a的能力。答案:d16“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段,下列有关技术,不能筛选成功的是()a.在全营养的lb培养基(普通培养基)中,筛选大肠杆菌b.在

15、以尿素为唯一氮源的固体培养基中,筛选能够分解尿素的微生物c.用以纤维素为唯一碳源的培养基,筛选能分解纤维素的微生物d.在培养基中加入不同浓度的氯化钠,筛选抗盐突变体植物解析:全营养的lb培养基(普通培养基)上多种细菌都可生长,筛选不到纯的大肠杆菌。答案:a17某同学在以下三种条件下培养大肠杆菌:以葡萄糖为碳源的培养基,不断补充培养基,及时去除代谢产物;以葡萄糖为碳源的培养基,不补充培养基,不去除代谢产物;以葡萄糖和乳糖为碳源的培养基,不补充培养基,不去除代谢产物。根据培养结果绘制的一段时间内菌体数的对数随时间变化的趋势如下图。假设三种培养基中初始总糖量相等,则三种条件依次对应的趋势图是()a.

16、甲、乙、丙b.乙、丙、甲c.丙、甲、乙d.丙、乙、甲解析:在总糖量相等的情况下,用葡萄糖培养大肠杆菌后,不断补充培养基,及时去除代谢产物,微生物的数量将不断增加;不补充培养基,不去除代谢产物,微生物数量达到一定程度后不再增加,甚至减少;用葡萄糖和乳糖为碳源的培养基培养微生物,不补充培养基,不去除代谢产物,当葡萄糖耗尽后,经过调整期,大肠杆菌可利用乳糖,其数量会再有所增加。所以三者对应曲线应依次为丙、甲、乙。答案:c18下列关于微生物培养和利用的叙述,不正确的是()a.利用稀释涂布平板法既能分离微生物,也能对微生物进行计数b.接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释以获得单个菌落c.以尿素为唯

17、一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌d.用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先减少后增加解析:稀释涂布平板法可以用于分离微生物以及对微生物计数;接种时要连续划线,这样可以获得单个菌落;大白菜腌制过程中开始时细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,一般腌制10天后亚硝酸盐含量下降。答案:d19某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是()a.利用平板划线法对细菌进行计数b.用以石油为唯一碳源的培养基筛选c.采用稀释涂布平板法分离菌种d.称取和稀释土壤样品时应在火焰旁解析:分离细菌常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法,但平板划线法不能对细菌进行

18、计数;筛选能分解石油的细菌,要以石油作为培养基中唯一的碳源;筛选细菌的整个操作过程都需要在无菌条件下进行,所以应在火焰旁进行。答案:a20为了比较不同清洁剂的抗菌效果,某学生用a、b两种清洁剂在厨房的灶台和水槽处进行实验,结果如下页左上表所示。下列说法不正确的是()组别处理位置清洁剂种类数据x使用清洁剂后的菌落数1灶台a16022水槽a24043灶台b145284水槽b25060a.表中x表示使用清洁剂前的菌落数b.分析时应1与3、2与4进行比较c.清洁剂a的清洁效果明显好于bd.测试前要用清水彻底擦洗水槽和灶台解析:本实验通过清洁剂处理前后菌落数的对比来比较不同清洁剂的抗菌效果,因此表中x表

19、示使用清洁剂前的菌落数;该实验的目的是比较不同清洁剂的抗菌效果,所以实验的自变量是清洁剂的种类,分析时应将1与3、2与4进行比较;比较表中数据可知清洁剂a的清洁效果明显好于b;测试若用清水彻底擦洗水槽和灶台,会使菌落数减少,导致实验效果不明显。答案:d二、非选择题(共60分)21(10分)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌数量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题。(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是;然后,将1 ml水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1 ml稀释

20、液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39,38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为。 (2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时,接种环通过灭菌,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是。 (3)右图a和b中,表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。 (4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振荡培养能提高培养液中的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高的利用率。 解析:为了检测培养基平

21、板灭菌是否合格,应对空白平板先行培养一段时间。每升水样中的活菌数为(39+38+37)÷3÷0.1×100×1 000=3.8×107(个)。对接种环应进行灼烧灭菌。为了将聚集的菌体逐步稀释以获得单个菌落,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。a表示的是用平板划线法接种培养后得到的结果,b表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。答案:(1)检测培养基平板灭菌是否合格3.8×107(2)灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)b(4)溶解氧营养物质22(12分)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌

22、。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题。(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是。 (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有和。分离纯化时应挑选出的菌落作为候选菌。 (3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。 解析:本题考查微生物的培养及分离。(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌被分散,培养后能在培养基表面形成单个的菌落。(2

23、)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有鉴别乳酸菌和中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸;乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,故分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。(3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。答案:(1)无菌水泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(2)鉴别乳酸菌中和产生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油23(14分)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题。(1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不

24、需要的是(填序号)。 酒精灯培养皿显微镜无菌水(2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是 。 (3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是。 (4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是(填图中序号)。 (5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株j1和j4,在不同温度和ph条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结

25、果见下图,推测菌株更适合用于人工瘤胃发酵,理由是 。 解析:本题考查微生物的培养。(1)在样品稀释过程中需用到无菌水,涂布平板时需酒精灯、培养皿,都不需显微镜。(2)筛选纤维素酶高产菌,采用稀释涂布法时菌液不宜过多,否则菌体堆积,无法获得单菌落,影响分离效果。(3)分装培养基时,若试管口粘有培养基,盖棉塞时会粘在棉塞上,易受到空气中微生物的污染,进而造成培养基污染。(4)纤维素与刚果红结合形成红色复合物,当纤维素酶高产菌分泌纤维素酶降解纤维素后,红色消失,从而使菌落周围出现透明圈。产生纤维素酶越多,活性越强,则分解的纤维素越多,产生的透明圈越大。据此可以看出,图中菌落透明圈

26、最大,降解纤维素能力最强。(5)发酵过程中,微生物细胞呼吸产热,温度较高并产生酸性物质如co2或乳酸使ph降低。因此,耐高温、耐酸的菌株更适合用于人工瘤胃发酵。答案:(1)(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果(3)避免培养基污染棉塞(4)量与活性(5)j4发酵过程会产热和产酸,j4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高24(12分)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

27、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)脲酶能够催化尿素分解为氨,故图中选择培养基应以尿素作为唯一氮源。由于

28、尿素被分解成了氨,氨会使培养基的碱性增强,ph升高,使酚红指示剂变红色,故用酚红作为指示剂。(2)本题用于计数细菌菌落数的接种方法是稀释涂布平板法,统计的菌落数应介于30300 之间,故应选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数,每克土壤样品中的细菌数量为(156+178+191)/3÷0.1×105=1.75×108。由于两个或多个细菌连接在一起时,往往统计的是一个菌落,故用此方法测得的细菌数偏低。(3)密码子由信使rna上三个相邻的碱基组成,271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子,插入的70个核糖核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子,最后面是uga,是终止密码,翻译产生的蛋白质含115个氨基酸。答案:(1)尿素酚红红(2)稀释涂布平板法1.75少(3)uga