高考生物总复习生物技术实践微生物的培养与应用课下作业新人教版

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专题课件 第39讲 微生物的培养与应用 ‎【课下作业】‎ ‎1．(2018·泰安一模)多氯联苯是一种对人体有很大危害的有机物，呈油状液体，污染土壤后，很难清除。研究发现部分酵母菌具有分解多氯联苯的作用，为消除这种污染，科研人员计划从受污染的土壤中筛选出可以分解多氯联苯的菌株。据此回答下列问题：‎ ‎(1)筛选分解多氯联苯的菌株时，应将土壤样品______，接种到以________为唯一的碳源培养基上，从功能上讲，该培养基属于________。‎ ‎(2)对初步提取到的菌株要进行________，一般操作方法有两种，如图是________法。‎ ‎(3)若要测定培养液酵母菌的菌体数，可在显微镜下直接计数。若用________________法统计菌落数，在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板进行培养一段时间，这样做的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)将1 mL酵母菌溶液稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57、58，据此可得出每升溶液中酵母菌活菌数为________。‎ 解析：(1)依题意可知：筛选分解多氯联苯的菌株时，应将土壤样品稀释(溶解)接种到以多氯联苯为唯一的碳源培养基上。在该培养基中，只有能降解多氯联苯的微生物才能生长，而其他微生物则不能生长，所以从功能上讲，该培养基属于选择培养基。(2)对初步提取到的菌株要进行纯化。如图采用的操作方法是平板划线法。(3)若要测定培养液酵母菌的菌体数，既可在显微镜下用血细胞计数板直接计数，也可选用稀释涂布平板(或涂布平板)法统计活菌数目。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板进行培养一段时间，这样做的目的是：检验培养基平板灭菌是否成功(倒平板是否感染杂菌或是否彻底灭菌)。(4)将1 mL酵母菌溶液稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57、58，据此可得出每升溶液中酵母菌活菌数为( 56＋57＋58)÷3÷0.1×100×103＝5.7×107个。‎ 答案：(1)稀释(溶解)　多氯联苯　选择培养基 ‎(2)纯化　平板划线 ‎(3)稀释涂布平板(或涂布平板) 　检验培养基平板灭菌是否成功(倒平板是否感染杂菌或是否彻底灭菌)‎ ‎(4)5.7×107‎ ‎2．(2018·湖南长郡中学模拟)急性肠胃炎是由细菌通过消化道进入人体导致的。因此检验饮用水中细菌的含量是有效监控疾病发生的必要措施。请回答下列与检验饮用水有关的问题：‎ ‎(1)在检验大肠杆菌的含量时，该小组将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稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为44、43和42，据此可得出每升水样中的活菌数为________。但通常计算出来的活菌数目往往比实际的数目低，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用该方法统计样本菌落数时是否需要对照组？________。为什么？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)有三种材料或用具需要消毒或灭菌：①培养细菌用的培养基与培养皿；②玻璃棒、试管和烧瓶；③实验操作者的双手。其中需要消毒的是________，需要灭菌的是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)下图所示的四种菌落分布中，不可能由稀释涂布平板法得到的是________。‎ ‎(5)已知大肠杆菌能发酵乳糖并产酸、产气，现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具有塞子的试管，应如何判断水样中是否有大肠杆菌？___________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由题意知1 mL水样中的菌落数是(44＋43＋42)÷3÷0.1×100＝4.3×104个，每升水样中的活菌数为4.3×104×103＝4.3×107个。当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落导致通常计算出来的活菌数目往往比实际的数目低；(2)因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)，所以用该方法统计样本菌落数时需要对照组；(3)在使用操作过程中，实验操作者的双手应当进行消毒，培养细菌用的培养基与培养皿应当进行灭菌，玻璃棒、试管、烧瓶和吸管等玻璃器皿应当进行干热灭菌；(4)题干所述方法为稀释涂布平板法。据图分析，A、B、C三个培养皿的菌落分布均匀，应该属于稀释涂布平板法得到的，D属于平板划线法接种得到的，不可能由稀释涂布平板法得到，故选D；(5)通过无菌操作向试管内注入一定量待测水样，再注入适量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液，塞上塞子，混匀后置于‎37 ℃‎恒温箱培养24 h。若试管内有气泡生成，则说明水样中有大肠杆菌，否则，说明水样中无大肠杆菌。‎ 答案：(1)4.3×107 　当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落　(2)‎ ‎ 需要　 因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)　(3)③ 　①② 　(4)D　(5)通过无菌操作向试管内注入一定量待测水样，再注入适量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液，塞上塞子，混匀后置于‎37 ℃‎恒温箱中培养24 h。若试管内有气泡生成，则说明水样中有大肠杆菌，否则，说明水样中无大肠杆菌 ‎3．(2018·襄阳调研)生活饮用水经过沉淀、过滤、加氯消毒等处理，含微生物很少，但当其水源水不洁或处理达不到要求时，仍然会含相当量的微生物甚至含有致病性微生物。供水管道破损及二次供水等环节也可能导致生活饮用水的污染。因此生活饮用水的微生物安全性日常检测是很重要的。我国生活饮用水水质标准(GB5749－85)中规定生活饮用水中细菌总数不得大于100个/mL，大肠杆菌不得大于3个/L。据此回答下列问题：‎ ‎(1)检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为________________。‎ ‎(2)用该方法统计样本菌落数时是否需要设置对照组？为什么？________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如分别取0.1 mL已稀释102倍的水样分别涂布到四个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为161、155、158、170，则每升原水样中大肠杆菌数为________个。‎ ‎(4)纯化大肠杆菌时使用的培养基一般用________法灭菌，________(填“可”或“不可”)用加入抗生素的方法防止杂菌污染。‎ ‎(5)如果要测定水中的病毒种类，可以用________技术使其遗传物质扩增，然后用________________技术进行鉴定。‎ 答案：(1)稀释涂布平板法 ‎(2)需要。因为需要判断培养基是否被污染 ‎(3)1.61×108‎ ‎(4)高压蒸汽灭菌　不可 ‎(5)PCR　DNA分子杂交 ‎4．(2018·石家庄一模)“节约一张纸，增添一片绿”。纸的主要成分是木质纤维，以纤维素类物质生产燃料乙醇的研究越来越受重视。据此回答下列问题：‎ ‎(1)该技术需要从土壤中获得纤维素分解菌，获得该菌的方法是在含有纤维素的培养基上加入________染料，筛选周围有________的菌落。其产生的分解纤维素的酶至少包括 ‎________________________三种组分，在这三种酶协同作用下，纤维素最终被水解成________。‎ ‎(2)用获得的糖液发酵生产乙醇，常用的微生物是_______________________，在________的发酵液中，该菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物受到抑制。发酵过程中检测该菌数量可采用________________法计数，示意图A和B中，图________表示的是用该法接种培养后得到的结果。‎ 答案：(1)刚果红　透明圈　C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶　葡萄糖　(2)酵母菌　缺氧呈酸性　稀释涂布平板　B ‎5．(2018·贵州贵阳模拟)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)自然界中获取的微生物，必须经过____________________后才能应用于工业生产。‎ ‎(2)图甲中，过程②③的选择、接种需要重复几次的目的是_________________________。‎ ‎(3)某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是________________；推测该同学接种时可能的操作失误是________________。‎ ‎(4)在微生物的培养过程中，需将培养皿______________放在培养箱中培养，以防止冷凝水影响酵母菌的生长。‎ ‎(5)若以淀粉为原料，在相同的适宜条件下密闭发酵时，相对于普通酵母菌菌种，接种工程酵母菌的发酵罐需要先排气，其原因是_______________________________________。‎ ‎(6)上述工程酵母菌培养过程中，下列有关操作错误的是________。‎ A．接种工具用酒精灯火焰灼烧进行灭菌 B．配制好的培养基分装到锥形瓶后进行高压蒸汽灭菌 C．倒平板和取菌液都必须在酒精灯火焰旁进行 D．获得的菌种如果需要保藏，可置于‎37 ℃‎，恒温保藏 解析：(1)自然界中的微生物需要经过分离和纯化后才能应用于工业生产。(2)图甲中，‎ 过程②③需重复几次，其作用在于“纯化”，从而进一步筛选出分解淀粉能力更强的酵母菌。(3)图乙所示培养基平板中的菌落呈分散分布，是采用稀释涂布平板法接种的结果；然而该平板上的菌落并非“均匀分布”而是相对集中于左上侧，这可能是由于制作平板时“涂布不均匀”所致。(4)在微生物的培养过程中，需将平板倒过来放置，放入培养箱中培养，以防止冷凝水影响酵母菌的生长。(5)若以淀粉为原料，则相对于普通菌种，由于工程酵母菌因转入了α淀粉酶基因，其利用淀粉的能力将更强，故发酵产生CO2的能力更强，因此需要先排气。(6)菌种的保藏方法是在‎4 ℃‎的冰箱中临时保藏或在－‎20 ℃‎的冷冻箱中长期保藏，D错误；接种工具用酒精灯火焰灼烧进行灭菌、配制好的培养基分装到锥形瓶后进行高压蒸汽灭菌、倒平板和取菌液都必须在酒精灯火焰旁进行等，都是实验过程中的无菌操作，A、B、C正确。‎ 答案：(1)分离和纯化 ‎ ‎(2)筛选出可以高效利用淀粉的工程酵母菌菌种 ‎ ‎(3)稀释涂布平板法　涂布不均匀 ‎ ‎(4)倒置 ‎ ‎(5)工程酵母菌能够高效利用淀粉，发酵产生CO2的速度很快 ‎ ‎(6)D ‎6．(2018·河北唐山模拟)蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。某同学为筛选产蛋白酶的高产菌株，做了如下实验步骤(配制了下列培养基，在适宜条件下培养)。据此回答下列问题：‎ 步骤 取样 培养基 培养结果 Ⅰ 土壤样品 葡萄糖，(NH4)2SO4，K2HPO4·3H2O，KH2PO4，NaCl，CaCl2，MgSO4·7H2O，加水定容 培养液a Ⅱ ‎1 mL培养液a 同上 菌落 Ⅲ 挑取单菌落 细菌培养基 培养液b ‎(1)为实现筛选目的，步骤Ⅰ所使用的培养基配方中，应去除________并加入高浓度的________。‎ ‎(2)为实现目的菌的分离和计数，步骤Ⅱ所使用的培养基中还应加入________制成平板，采用的接种方法是__________________，实验结果如图A。‎ ‎(3)步骤Ⅲ应挑取图A中________处的菌落，‎ 本步骤的目的是___________________________________________________。‎ ‎(4)图B是该蛋白酶和其他酶的热稳定性数据，即酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其酶活性。在该蛋白酶的工业化生产过程中，通常需对发酵液在60～‎70 ℃‎保温一定时间，其作用是__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)培养基中添加特定的成分以促进需要的微生物生长而抑制其他微生物生长，用于进行微生物筛选；根据题意，为筛选产蛋白酶的高产菌株，步骤Ⅰ所使用的培养基配方中，应去除葡萄糖并加入高浓度的蛋白质。(2)为实现目的菌的分离和计数，步骤Ⅱ所使用的培养基中还应加入琼脂(凝固剂)制成平板，采用的接种方法是稀释涂布平板法。(3)图A中a处的菌落透明圈最大，故其菌种分解蛋白质的能力最强，所以步骤Ⅲ应挑取图A中a处的菌落，本步骤的目的是快速增加目的菌的种群数量(即扩大培养)。(4)图B曲线表明，60～70 ℃条件下，蛋白酶的活性很高而此时其他酶的活性很低，因此在该蛋白酶的工业化生产过程中，通常需对发酵液在60～70 ℃保温一定时间，其作用是可大幅度降低发酵液中其他酶的活性。‎ 答案：(1)葡萄糖　蛋白质 ‎(2)琼脂　稀释涂布平板法 ‎(3)a　快速增加目的菌的种群数量(扩大培养)‎ ‎(4)大幅度降低发酵液中其他酶的活性 ‎7．(2018·安徽淮北模拟)类胡萝卜素中的胡萝卜素是一种常用的色泽鲜艳、对人体有益的天然色素类食品添加剂，且类胡萝卜素可从微生物体中获取。下图为筛选获得高产红酵母菌菌种的过程，下表为筛选培养过程中获得的部分数据(表中细胞生物量是指培养期间单位体积内所含的生物个体总量)。请分析回答下列问题：‎ 红酵母菌在不同的培养基中类胡萝卜素产量 菌种 培养基成分 细胞生物量(g/L)‎ 类胡萝卜素含量(mg/g)‎ 类胡萝卜素产量(mg/L)‎ a 葡萄糖 ‎2.4‎ ‎26.01‎ ‎62.4‎ b 甘蔗汁 ‎9.2‎ ‎1.9‎ ‎17.5‎ c 泥炭提取物 ‎4.8‎ ‎1.261‎ ‎6.03‎ ‎(1)酵母菌不具有的结构有________________(填“拟核”“芽体”“叶绿体”或“细胞壁”)。‎ ‎(2)图中过程①的目的是________。为获得单菌落，可采用________法，通过 接种环将初筛菌液接种在固体培养基上后连续划线培养，接种时需要先进行的操作是________________。‎ ‎(3)表中显示的培养基成分是为红酵母菌生长提供________，图中过程③的目的是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)根据上表信息，你认为进一步提高高产红酵母菌类胡萝卜素产量的有效措施是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1) 酵母菌属于真核生物，拟核是原核细胞特有的结构，叶绿体是绿色植物特有的细胞器，酵母菌都没有，但是在出芽生殖的过程中会产生芽体，并且具有细胞壁。(2)过程①的目的是人工诱变(提高红酵母菌的突变率)。为获得单菌落，可采用平板划线法将初筛菌液接种在固体培养基上，接种时需要对接种环灭菌处理，即先进行的操作是灼烧接种环并冷却。(3)表中葡萄糖、甘蔗汁以及泥炭提取物等均为酵母菌生长提供碳源，图中③过程的目的是筛选出培养获得的高产红酵母菌的最适宜培养基。(4)根据以上图表信息，为进一步提高高产红酵母菌类胡萝卜素产量的有效措施是优化培养基。‎ 答案：(1)拟核、叶绿体 ‎ ‎(2)人工诱变(提高红酵母菌的突变率)　平板划线 灼烧接种环并冷却 ‎(3)碳源　筛选出最适宜的用于培养高产红酵母菌的培养基 ‎(4)优化培养基 ‎8．(2018·福建厦门第一中学模拟)羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂，不能被人体消化吸收，因此通常被认为是安全的食品添加剂。研究者用含1.0%CMC无菌水作为饮用水，连续饲喂实验小鼠12周，测定小鼠体重，结果如图1、图2所示。据此回答下列问题：‎ ‎(1)图1所示实验中的对照处理是__________________________________________。‎ 图1结果显示，食用CMC能够_______________________________________。‎ 综合图1、图2结果，通过比较__________________________________________，说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。‎ ‎(2)有人提出：小鼠摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测，研究者设计了如下实验：‎ ‎①搜集________(填图中分组编号)组小鼠粪便制成悬浮液涂布于全营养固体培养基上。‎ ‎②接种后置于________(填“无氧”或“有氧”)条件下培养，通过观察________以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。‎ ‎③统计比较_________________________________________，以确定推测是否成立。‎ 解析：(1)该实验的自变量为饮用水中是否含有CMC，实验组饲喂含有CMC的无菌水，则对照处理是饲喂不含CMC的无菌水，图1结果显示，食用CMC能够使小鼠体重增加。综合图1、图2结果，通过比较A、B组体重差值与C、D组体重差值，可以看出在普通环境中差值较大，在无菌环境中几乎无差值，这说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。(2)①该实验的目的是探究小鼠摄入的CMC是否改变了其肠道内各种微生物的比例，因此应该搜集生存在普通环境中的A、B组小鼠粪便制成悬浮液涂布于全营养固体培养基上。②人体消化道中缺氧，因此接种后应该置于无氧条件下培养，通过观察菌落以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。③统计比较不同类群微生物的数量及比例，以确定推测是否成立。‎ 答案：(1)饲喂不含CMC的无菌水　使小鼠体重增加　A、B组体重差值与C、D组体重差值 ‎ ‎(2)①A、B　②无氧　 菌落　③不同类群微生物的数量及比例