2021届高考生物热点：微生物的培养利用

2021届高考生物热点：微生物的培养利用真题回放真题回放（2019-全国卷H,37）物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。（1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是W。（2）在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落（如图所示）。如果要得到目标菌，应该选择乙.菌落进一步纯化，选择的依据是乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W。送明明甲一5号二乙（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即坐甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。（4）该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加缓冲液，三处滴加量相同。②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解W；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明酶E与天然酶降解W的能力相近。［解析］（1）物质W是一种含氮有机物，要分离能够降解物质W的细菌，需用以物质W为唯一氮源的选择培养基进行筛选。（2）由题图可知，甲菌落周围没有透明圈，说明甲菌不能降解物质W，乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解物质W，故要得到目标菌，应选择乙菌落进一步纯化。（3）要鉴定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，则培养基中不能添加氮源，所以将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上（其他条件相同且适宜），若细菌能生长，则说明细菌能利用空气中的氮气作为氮源。（4）实验目的是比较天然酶和酶E降解物质W的能力，做实验时要设计空白对照实验，所以C处应滴加缓冲液。C处没有出现透明圈，说明缓冲液不能降解物质W，A、B处透明圈的出现说明物质W被降解，若两个透明圈直径大小相近，则说明酶E与天然酶降解物质W的能力相近。（2019.北京卷，3）筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈如图），实验结第1页共8页果见下表。菌种菌落直径：C（mm）透明圈直径：H（mm）H/C细■菌I5.111.22.2细■菌II8.113.01.6有关本实验的叙述，错误的是（C）A.培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质B.筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布C.以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外D.H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异［解析］微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等，A项正确。筛选分解淀粉的细菌时，实验流程为取样一梯度稀释一样品涂布到鉴别分解淀粉的细菌的培养基上一挑选产生透明圈的菌落，B项正确。由题意可知，淀粉被分解后经稀碘液处理才能出现透明圈，淀粉分解需要淀粉酶的催化，图中两种细菌都出现了以菌落为中心的透明圈，说明以上两种细菌均能将淀粉酶分泌到细胞外来发挥作用，C项错误。透明圈是细菌分解淀粉得到的，H表示透明圈直径，C表示菌落直径，因此H/C值可以反映两种细菌分解淀粉能力的差异，即H/C值越大，细菌分解淀粉的能力越强，D项正确。（2019.江苏卷，12）下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是（A）A.培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌B.接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧C.接种后的培养皿要倒置，以防培养污染D.菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基［解析］培养微生物的器具不一定都要进行高压蒸汽灭菌，如接种环需要进行灼烧灭菌，A项错误。接种前灼烧接种环的目的是彻底杀灭环上的细菌、芽抱等，接种后再灼烧是为了防止菌种逸出，污染接种室或者超净台，影响整体接种环境，B项正确。接种后的培养皿要倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，又可以避免培养基表面的水分过快地挥发，C项正确。固体培养基可通过平板划线法或稀释涂布平板法进行菌种分离；在固体培养基上才能形成菌落，故菌落计数用固体培养基，D项正确。（2018.全国卷H）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具可以（填“可以”或“不可以”）放入干第2页共8页热灭菌箱中进行干热灭菌。（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能破坏DNA结构。在照射前，适量喷洒消毒液，可强化消毒效果。（4）水厂供应的自来水通常是经过_氯气_（填“氯气”“乙醇”或“高镒酸钾”）消毒的。（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是未将锅内冷空气排尽。［解析］（1）干热灭菌是指将物品放入干热灭菌箱内，在160〜170℃条件下加热1〜2h。耐高温、需要保持干燥的物品，如玻璃器叫吸管、培养皿）和金属用具等，可采用干热灭菌的方法。（2）巴氏消毒法是在70〜75℃条件下煮30min或在80℃条件下煮15min,可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养物质损失较少。（3）接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30min,紫外线能破坏微生物的DNA结构，以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以强化消毒效果。（4）自来水通常是用氯气进行消毒的。（5）在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是锅内原有的冷空气没有排尽。㈤核心拓展1.图解识记微生物的培养、分离与计数（填图）2.熟记微生物分离与计数的两个实例（填空）⑴土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：①筛诜菌株：利用诜择培养基筛诜菌株。②测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜一直接计数。③过程：土壤取样一制备培养基一样品稀释一涂布平板一培养与观察一菌落计数。④鉴定方法：含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基一细菌一指示剂变红，则第3页共8页该菌能分解尿素。(2)分解纤维素的微生物的分离:①实验原理:「好维超畸〔翻合艇)一|小纤维需巴质出黑m虹曲颇惟情荷糖纤睢竟分第甫h膘A红色虹会树灯色消失,出现送明圈即：可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。②流程：土壤取样一选择培养一梯度稀释一涂布平板一挑选菌落。题型突破题型1考查微生物的培养(2018•全国卷I)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。回答下列问题：(1)M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制细菌的生长，加入了链霉素的培养基属于_选工培养基。(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有碳源、无机盐(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有蛋白质、核酸(答出两点即可)。(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_>—,该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈。(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是_乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。［解析］(1)链霉素是抗生素，可抑制细菌生长，故在M培养基中加入链霉素作为选择培养基，可筛选出真菌。(2)培养基中的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。细胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白质、核酸等，故所加入的氮源可参与以上物质的合成。(3)能产生淀粉酶的微生物可将淀粉分解成麦芽糖，淀粉遇碘变蓝，向加有淀粉的培养基中加入碘液后培养基呈现蓝色，产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解，形成透明圈，可根据第4页共8页透明圈的大小判断产生淀粉酶的多少。（4）统计菌落数时一般选择菌落数在30〜300个的平板，甲同学统计的3个平板中的菌落数在正常范围内且差距不大，比较准确；乙同学统计的3个平板中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。（2019.全国卷O,37）回答下列与细菌培养相关的问题。（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是 _蛋白胨.（填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3"）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的口凡其原因是不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同。硝化细菌在没有碳源的培养基上_能够__（填“能够”或“不能”）生长，原因是一硝化细菌可以利用空气中的COJ作为碳源。（2）用平板培养细菌时一般需要将平板倒置（填“倒置”或“正置”）。（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征。（4）有些使用后的培养基在丢弃前需要经过_灭菌—处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。［解析］（1）蛋白胨中含有碳元素和氮元素，可为细菌生长提供碳源和氮源，葡萄糖只能提供碳源，NaNO3只能提供氮源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH不同，制备培养基时要根据所培养细菌种类的不同来调节pH。硝化细菌是自养生物，可通过化能合成作用利用空气中的CO2合成有机物，所以在没有碳源的培养基上也能生长。（2）用平板培养细菌时，一般将平板倒置，防止水滴滴落到培养基中造成污染。（3）在一定的培养条件下，不同微生物表现出各自稳定的菌落特征，因此研究人员可根据菌落的这些特征初步区分微生物的种类。（4）消毒仅杀死物体表面或内部的部分微生物，灭菌可杀死物体内外所有的微生物，包括芽抱和抱子。使用后的培养基丢弃前要进行灭菌处理，防止其中的微生物感染操作者或污染环境。（2016.全国卷I）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：①配置培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；②制作无菌平板；③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题：（1）该培养基中微生物所需的氮来源于牛肉膏、蛋白胨。若要完成步骤②，该培养基第5页共8页中的成分X通常是琼脂。⑵步骤③中，实验组的操作是将实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间。(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了污染现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法不正确(填“正确”或“不正确”)。［解析］(1)牛肉膏、蛋白胨都含有N,可为微生物的生长提供氮源。制作无菌平板所用培养基为固体培养基，因此X应为琼脂。(2)由实验目的可知，该实验的自变量为教室的不同高度，因变量为微生物的分布情况，故实验组的操作应为将实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间。(3)空白培养基上出现菌落，说明培养基被污染了，即调查中出现了污染现象。实验过程中若培养基被污染，必须将其抛弃，重新制作新的培养基进行实验。有关选择培养基选择方法的3个错混点(1)在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上进行的。(2)改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。(3)改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。题型2考查微生物的分离与计数等综合知识(2019.全国卷I，37)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。I号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。II号培养基：氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量)，X(15g/L)。m号培养基：氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在I号培养基中，为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨.n、m号培养基中为微生物提供碳源的有机物是_X__。(2)若将土壤悬浮液接种在I号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会下降，其原因是不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖。(3)II号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对第6页共8页菌落进行计数，接种时，应采用的方法是稀释涂布平板法（4）假设从m号培养基中得到了能高效降解x的细菌，且该菌能将x代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供盎量—和合成其他物质的原料。［解析］（1）1号培养基中含有牛肉膏、蛋白胨和有机物X等，其中X仅含有C、H两种元素，故为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。II、111号培养基中除无机盐外，还含有有机物X，故为微生物提供碳源的有机物是X。（2）因I号液体培养基中的有机碳源只有X，故培养一段时间后，不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖,故不能降解X的细菌比例会下降。（3）对微生物分离的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，但其中只有稀释涂布平板法能够计数。（4）能高效降解X的细菌能将X代谢为丙酮酸，丙酮酸在有氧条件下被降解时能释放出大量能量，故丙酮酸可为该细菌的生长提供能量。丙酮酸还可以为该细菌中其他物质的合成提供原料。（2019.江苏卷，19）下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述，不合理的是（A）A.筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养B.可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌C.在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力D.用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值［解析］分离产纤维素酶菌时，筛选培养基中应以纤维素作为唯一碳源，A项错误。富含腐殖质的林下土壤中纤维素多，故含有能分解纤维素的产纤维素酶菌，B项正确。用筛选培养基分离得到的菌落只是初步筛选，还需进一步确定其产纤维素酶的能力，C项正确。用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆，可将纤维素分解为小分子物质，动物食用后易消化吸收，故可提高其饲用价值，D项正确。（2017.全国卷I）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回答下列问题：（1）有些细菌能分解尿素，有些细