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1、（全國通用版）2022年高考生物一輪復習 選考部分 生物技術實踐 課時跟蹤檢測（三十九）微生物的培養(yǎng)與應用 1．苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中，對環(huán)境有嚴重危害。小明同學準備依據(jù)如圖操作步驟，從處理廢水的活性污泥中分離篩選酚降解高效菌株。請回答下列問題： (1)酚降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作為碳源的有____________。 (2)將采集到的樣品接種培養(yǎng)，苯酚用量應隨轉接次數(shù)增加而逐漸________，以達到富集酚降解菌的目的。若上圖平板中菌落過于密集，應進一步____________，以便于菌落計數(shù)與分離。制備平板培養(yǎng)基時除了需要水

2、、營養(yǎng)物質外，還必須添加________。 (3)右圖為連續(xù)劃線法示意圖，在圖中________(填圖中序號)區(qū)域更易獲得單菌落。 (4)采用比色測定法(使用苯酚顯色劑)檢測降解后的廢水中苯酚殘留量。先制作系列濃度梯度并進行顯色反應，下表中1～5號比色管的苯酚濃度應分別為________________________。 管號 1 2 3 4 5 6 苯酚濃度(mg/L) 1 如果廢水為50 mg/L苯酚溶液，降解后約有21%的苯酚殘留，則需將殘留液稀釋________(填序號：①5?、?0?、?0)倍后，再進行比色。 解析：(1)富集培養(yǎng)基中

3、蛋白胨、苯酚都是含碳的有機物，可作為碳源。(2)欲富集酚降解菌，隨轉接次數(shù)的增加，應逐漸增加培養(yǎng)基中苯酚的含量；若接種培養(yǎng)后平板上菌落過于密集，則應進一步稀釋后再進行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落計數(shù)與分離；平板培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，除含有水、營養(yǎng)物質(碳源、氮源、無機鹽等)外，還需添加瓊脂作為凝固劑。(3)利用連續(xù)劃線法接種時，最后的劃線區(qū)域(③)中，菌體的密度較小，容易獲得單菌落。(4)因系列濃度梯度中6號比色管中苯酚濃度為1 mg/L，故1～5號比色管中的苯酚濃度應分別為0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L；根據(jù)題意，廢水為50 mg/

4、L苯酚溶液，降解后約有21%的苯酚殘留，要使稀釋后的苯酚殘留液濃度介于0～1 mg/L，需將殘留液稀釋20倍左右。 答案：(1)蛋白胨、苯酚　(2)增加　稀釋涂布　凝固劑　(3)③　(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8　③ 2．(2018·臨沂模擬)莠去津是一種含氮農藥，在土壤中不易降解，為修復被其污染的土壤，可按下面程序選育能降解莠去津的細菌(目的菌)。請據(jù)圖回答(已知莠去津在水中溶解度低，含過量莠去津的固體培養(yǎng)基不透明)： (1)由圖推斷，從A瓶到C瓶液體培養(yǎng)的過程稱為______________，目的是__________________________。 (2)在將C瓶

5、菌種接種到固體培養(yǎng)基之前通常要進行________________，將菌種接種到固體培養(yǎng)基的方法有平板劃線法和__________________法，從圖中看本實驗采用的是__________(填“前者”或“后者”)。 (3)一段時間后，培養(yǎng)基出現(xiàn)無透明圈和有透明圈兩種菌落，我們篩選的目的菌是菌落中__________的細菌，該菌落生長所需的氮元素主要來自__________。 (4)為弄清固體培養(yǎng)基中的非目的菌落來自C瓶菌種還是培養(yǎng)基，應如何設置對照組？____________________________________________________________________

6、______。 解析：(1)圖中從A瓶到C瓶液體培養(yǎng)的過程稱為選擇培養(yǎng)，目的是初步選擇能降解莠去津的細菌(目的菌)并提高其密度。(2)將菌種接種到固體培養(yǎng)基的方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法兩種，由圖中固體培養(yǎng)基上的菌落分布可知，該接種方法是稀釋涂布平板法，包括梯度稀釋操作和涂布平板操作。(3)根據(jù)題目信息“莠去津在水中溶解度低，含過量莠去津的固體培養(yǎng)基不透明”可知，能夠降解莠去津的目的菌會使菌落周圍出現(xiàn)透明圈，因此可以選擇菌落周圍存在透明圈的細菌。由于培養(yǎng)基中只有莠去津一種氮源，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)為弄清固體培養(yǎng)基中的非目的菌落來自C瓶菌種還是培養(yǎng)基，

7、應設置滅菌后不接種菌種的培養(yǎng)基，與實驗組放在相同條件下培養(yǎng)，若培養(yǎng)基上無菌落出現(xiàn)，則非目的菌落一定來自C瓶菌種，若培養(yǎng)基上出現(xiàn)菌落，則說明非目的菌落可能來自培養(yǎng)基。 答案：(1)選擇培養(yǎng)　初步選擇能降解莠去津的細菌(目的菌)并提高其密度　(2)梯度稀釋　稀釋涂布平板　后者　(3)有透明圈　莠去津　(4)配制的培養(yǎng)基滅菌后不接種菌種，與實驗組放在相同條件下培養(yǎng) 3．圖甲是從土壤中篩選產脲酶細菌的過程，圖乙是脲酶基因轉錄的mRNA部分序列。 (1)圖中選擇培養(yǎng)基應以________為唯一氮源；鑒別培養(yǎng)基還需添加________作指示劑，產脲酶細菌在該培養(yǎng)基上生長一段時間后，其菌落周圍的指

8、示劑將變成________色。 (2)在5個細菌培養(yǎng)基平板上，均接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品溶液0.1 mL，培養(yǎng)一段時間后，平板上長出的細菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。 該過程采取的接種方法是__________________，每克土壤樣品中的細菌數(shù)量為________×108個；與血細胞計數(shù)板計數(shù)法相比，此計數(shù)方法測得的細菌數(shù)較________。 (3)現(xiàn)有一菌株的脲酶由于基因突變而失活，突變后基因轉錄的mRNA在圖乙箭頭所示位置增加了70個核苷酸，使圖乙序列中出現(xiàn)終止密碼(終止密碼有UAG、UGA和UAA)。突變基因轉錄的mRNA中，終止密碼為______

9、__，突變基因表達的蛋白含________個氨基酸。 解析：(1)脲酶能夠催化尿素水解釋放出氨和二氧化碳，因此選擇培養(yǎng)基中應以尿素為唯一氮源。挑取單菌落接種到加有酚紅指示劑的鑒別培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，菌落周圍的氨增加，pH升高，酚紅指示劑將變紅。(2)該過程采取的接種方法為稀釋涂布平板法。利用稀釋涂布平板計數(shù)法對細菌進行計數(shù)時，應選擇菌落數(shù)在30～300的平板，因此平板上長出的細菌菌落平均數(shù)為(156＋178＋191)÷3＝175個。每克土壤樣品中的細菌數(shù)為175÷0.1×105＝1.75×108個。血細胞計數(shù)板計數(shù)法能將死細胞計算在內，而稀釋涂布平板計數(shù)法只能計數(shù)活細胞(只有活細胞才能

10、在平板上生長)，故一般血細胞計數(shù)板計數(shù)法要比稀釋涂布平板計數(shù)法的結果大。(3)圖乙從起始密碼算起的堿基序號為271，前270個堿基決定90個氨基酸，從271位到箭頭處可以決定1個氨基酸，然后插入70個核苷酸，可決定23個氨基酸，多出一個堿基，加上后面的AG剛好可以決定1個氨基酸，則后面UGA是終止密碼。因此突變基因轉錄的mRNA終止密碼為UGA，突變基因表達的蛋白質所含氨基酸數(shù)為90＋1＋23＋1＝115(個)。 答案：(1)尿素　酚紅　紅　(2)稀釋涂布平板法　1.75　少　(3)UGA　115 4．(2018·邯鄲模擬)某化工廠的污水池中含有一種有害的難以降解的有機化合物A。研究人員用

11、化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功篩選到能高效降解化合物A的細菌(目的菌)。實驗的主要步驟如圖所示，請分析回答下列問題： (1)培養(yǎng)基中加入化合物A的目的是____________________________________， 這種培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。 (2)“目的菌”生長所需的氮源和碳源來自培養(yǎng)基中的________________。實驗需要振蕩培養(yǎng)，由此推測“目的菌”的代謝類型是________________。 (3)在上述實驗操作過程中，獲得純凈“目的菌”的關鍵是_______________________________。 (4)轉

12、為固體培養(yǎng)基時，常采用平板劃線的方法進行接種，此過程中所用的接種工具是________，操作時采用________滅菌的方法。 (5)實驗結束后，使用過的培養(yǎng)基應該進行滅菌處理后才能倒掉，這樣做的目的是________________________________________________________________________。 (6)某同學計劃統(tǒng)計污水池中“目的菌”的總數(shù)，他選用10－4、10－5、10－6稀釋液進行平板劃線，每種稀釋液都設置了3個培養(yǎng)皿。從設計實驗的角度看，還應設置的一組對照實驗是________________________，此對照實驗的目的是__

13、______________________。 解析：(1)在選擇培養(yǎng)基中加入特定物質，可以篩選出特定的微生物。(2)根據(jù)題目所給的培養(yǎng)基配方，“目的菌”生長所需的氮源和碳源只能來自培養(yǎng)基中的化合物A。異養(yǎng)需氧型細菌在培養(yǎng)時需要振蕩。(3)獲得純凈特定“目的菌”的關鍵是防止外來雜菌入侵。(4)用平板劃線的方法進行接種，接種工具是接種環(huán)，操作時一般采用灼燒滅菌。(5)為防止造成環(huán)境污染，實驗結束后，使用過的培養(yǎng)基應該進行滅菌處理才能倒掉。(6)計數(shù)目的菌數(shù)量時，注意設置一組不接種的空白培養(yǎng)基對照實驗，此對照實驗的目的是證明培養(yǎng)基制備過程中未被雜菌污染。 答案：(1)篩選目的菌　選擇　(2)化

14、合物A　異養(yǎng)需氧型　(3)防止外來雜菌污染　(4)接種環(huán)　灼燒　(5)防止造成環(huán)境污染　(6)不接種的空白培養(yǎng)基　檢驗培養(yǎng)基制備過程中是否被雜菌污染 5．研究人員成功地從土壤中篩選到能產生纖維素酶的微生物。請就“如何從土壤中獲得纖維素分解菌”回答以下問題： (1)纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和__________酶。 (2)剛果紅可以與纖維素等多糖形成紅色復合物，但并不與__________和__________發(fā)生這種反應。常用的剛果紅染色法有兩種：第一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應；第二種是在________時就加入剛果紅。_____

15、___(填“第一種”或“第二種”)方法會使菌落之間發(fā)生混雜。 (3)如果觀察到產生________的菌落，說明可能獲得了纖維素分解菌。為了確定是纖維素分解菌，還需要進行______________________的實驗。纖維素酶的測定方法一般是采用對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產生的____________進行定量的測定。 解析：(1)纖維素酶包括三種組分，分別是C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)剛果紅可以與纖維素等多糖形成紅色復合物，但并不與纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。剛果紅染色法有兩種，第一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應；第二種是在倒平板時就加入剛果紅。第一種方法由于加剛

16、果紅時已經形成菌落，因此會使菌落之間發(fā)生混雜。(3)纖維素分解菌能夠分解培養(yǎng)基中的纖維素，因此菌落周圍會出現(xiàn)不變紅的透明圈。為了確定是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產纖維素酶的實驗。纖維素酶的測定方法一般是采用對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產生的葡萄糖進行定量測定。 答案：(1)葡萄糖苷　(2)纖維二糖　葡萄糖　倒平板　第一種　(3)透明圈　發(fā)酵產纖維素酶　葡萄糖 6．有機農藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。 (1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質有碳源、水、________

17、四類，該實驗所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是______________________________。 (2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和______________，這些植物激素一般需要事先單獨配制成____________保存?zhèn)溆谩? (3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是____________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有______________________________ _________________

18、_______________________________________________________。 (4)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是____________________________，該實驗設計是否合理？為什么？______________________。 解析：(1)微生物生長繁殖需要的主要營養(yǎng)物質包括碳源、氮源、水和無機鹽四類。根據(jù)題意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，該實驗的目的是探索其降解機制，因此，需要分離出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故選擇培養(yǎng)時為了排除其他碳源的干擾，培養(yǎng)基中

19、的唯一碳源只能是苯磺隆。(2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基需要添加生長素和細胞分裂素，用于調節(jié)植物細胞再分化；這些植物激素一般需要事先單獨配制成母液保存?zhèn)溆谩?3)純化菌株時，通常使用的劃線工具是無菌接種環(huán)。劃線的平板培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)第一劃線區(qū)域的劃線上不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，而其他劃線上有菌落。造成此現(xiàn)象的原因可能有兩個：一是接種環(huán)灼燒后未冷卻，菌種接觸到高溫的接種環(huán)而死亡；二是劃第二劃線區(qū)域第一條線時未從第一區(qū)域末端開始。(4)根據(jù)圖乙所示實驗中的上清液加入蛋白酶溶液推測，實驗目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白質，實驗設計不合理之處是缺少不加

20、蛋白酶溶液、其他條件同圖乙的空白對照。 答案：(1)氮源和無機鹽　只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長繁殖　(2)細胞分裂素　母液　(3)接種環(huán)　接種環(huán)灼燒后未冷卻；劃線未從第一區(qū)域末端開始　(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質　不合理，缺少空白對照 7．(2018·銀川模擬)微生物的實驗室培養(yǎng)，最為關鍵的是不僅要為微生物提供合適的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件，還要能解決雜菌對培養(yǎng)物的污染問題。請結合微生物的實驗室培養(yǎng)知識回答以下問題： (1)培養(yǎng)基能為微生物提供營養(yǎng)。各種培養(yǎng)基的配方不同，但一般都含有________________________，如蛋白胨除了提供氮源之外，還提供_______

21、_______；另外，培養(yǎng)基還需要滿足微生物對____________________________的要求。 (2)獲得純正培養(yǎng)物的關鍵是防止外來微生物入侵。對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，需要進行清潔和______(填“消毒”或“滅菌”)；而一般對培養(yǎng)基通常選擇________法進行滅菌。 (3)微生物的接種方法很多，其核心都是要防止雜菌污染，保證培養(yǎng)物的純正。微生物接種最常用的方法是__________________和____________________。 (4)對分離的微生物作進一步鑒定和篩選，常需要借助生物化學方法，如在以__________為唯一碳源的培養(yǎng)基中加入_

22、_________可用來鑒定纖維素分解菌；而篩選纖維素分解菌，則依據(jù)培養(yǎng)基是否產生__________(特征)來篩選。 解析：(1)培養(yǎng)基的配方中應含有碳源、氮源、無機鹽、水等各種成分，配制時還應考慮滿足微生物對pH、特殊營養(yǎng)物質、氧氣等的要求。蛋白胨可提供碳源、氮源和維生素等營養(yǎng)物質。(2)為防止外來微生物入侵，通常對實驗操作空間、操作者的衣著和手進行消毒，而對培養(yǎng)器皿、接種用具、培養(yǎng)基等進行滅菌。對培養(yǎng)基通常選擇高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。(3)接種微生物最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法。(4)對分離的微生物作進一步鑒定，常需要借助生物化學方法，如鑒定纖維素分解菌時，在以纖維素為唯

23、一碳源的培養(yǎng)基中加入剛果紅，而篩選纖維素分解菌則以培養(yǎng)基是否產生透明圈來篩選。 答案：(1)碳源、氮源、無機鹽、水　碳源和維生素　pH、特殊營養(yǎng)物質、氧氣　(2)消毒　高壓蒸汽滅菌　(3)平板劃線法　稀釋涂布平板法　(4)纖維素　剛果紅　透明圈 8．分離篩選降解纖維素能力強的微生物，對于解決秸稈等廢棄物資源的再利用和環(huán)境污染問題具有理論和實際意義。研究人員從土壤和腐爛的秸稈中分離篩選出能高效降解纖維素的菌株，并對篩選出的菌株進行了初步研究。 (1)對培養(yǎng)基進行滅菌的常用方法是_____________。為在培養(yǎng)基表面形成單個菌落，若以接種環(huán)為工具，則用_____________法進行接種

24、。 (2)先將樣品懸液稀釋后涂在放有濾紙條的固體培養(yǎng)基上進行篩選得到初篩菌株，再將初篩菌株接種到以_____________為唯一碳源的培養(yǎng)基培養(yǎng)2～5 d，加入___________溶液后，依據(jù)出現(xiàn)的顏色反應進行篩選，觀察菌落特征并測量_______________________。同時將初篩菌株制備成的菌液放入加有濾紙條的液體培養(yǎng)基中，恒溫振蕩培養(yǎng)8 d，觀察濾紙條的破損情況，結果見表。由表可知，8種菌株中1、3、7號菌株產酶能力較強，你的解釋是________________________________________________________________________

25、 ________________________________________________________________________。 菌 株 編 號 檢測指標 1號 2號 3號 4號 5號 6號 7號 8號 DP 5.91 1.73 6.54 1.53 3.23 1.76 7.29 1.34 濾紙破損 ＋＋＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋＋＋ ＋＋ 注：①DP＝(D/d)2，其中d表示菌落直徑(cm)，D表示透明圈直徑(cm)；②“＋”為濾紙邊緣膨脹；“＋＋”為濾紙整齊膨脹并彎曲；“

26、＋＋＋”為濾紙不定形；“＋＋＋＋”為成團糊狀；“＋＋＋＋＋”為半清狀。 (3)為進一步研究1、3、7號菌株對秸稈降解的效果，分別用這三種菌株對秸稈進行處理，并在第5 d和第10 d對秸稈和秸稈中含有的纖維素、半纖維素以及木質素等組分的降解情況進行了測定。結果如圖。 由圖分析可知，三種菌株對_____________的降解最強，與第5 d結果相比，第10 d秸稈各組分中_____________的降解率變化最大。 解析：(1)對培養(yǎng)基進行滅菌的常用方法是高壓蒸汽滅菌。平板劃線法中利用接種環(huán)或接種針，稀釋涂布平板法利用涂布器涂布稀釋液。(2)分離篩選出能高效降解纖維素的菌株時，培養(yǎng)基應以纖維素為唯一碳源；鑒別纖維素分解菌時需要加入剛果紅染液，當形成菌落以后可以根據(jù)菌落周圍是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。由表可知，8種菌株中1、3、7號三種菌株透明圈直徑與菌落直徑的比都較高，且濾紙片破損程度高，表明這些菌株產酶能力較強。(3)分析柱形圖可知，三種菌株對半纖維素的降解最強；與第5 d結果相比，第10 d秸稈各組分中纖維素的降解率變化最大。 答案：(1)高壓蒸汽滅菌　平板劃線 (2)纖維素　 剛果紅　 透明圈直徑與菌落直徑　此三種菌株透明圈直徑與菌落直徑的比都較高，且濾紙片破損程度高　(3)半纖維素　纖維素