【生物】2020届 一轮复习 人教版 微生物的培养与应用 作业

【生物】2020届 一轮复习 人教版 微生物的培养与应用 作业

‎2020届 一轮复习 人教版 微生物的培养与应用 作业 ‎1．(2019·山东枣庄一模)已知微生物A可以产生脂肪酶，微生物B可以产生油脂。这两种物质可用于生物柴油的生产。回答有关问题：‎ ‎(1)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以油脂为碳源的固体培养基进行培养。‎ ‎(2)显微观察时，微生物B菌体中的油脂通常可用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染色。微生物B产生的油脂易挥发，可选用水蒸气蒸馏法(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。‎ ‎(3)若要测定培养液中微生物A的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；若要测定其活菌数量，可选用稀释涂布平板法进行计数。‎ ‎(4)加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉，除脂肪酶之外，常用的酶制剂还有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等。(至少写出两种)‎ 解析：(1)筛选能产生脂肪酶的微生物A时，应该使用只有目的菌能够生存，而其他微生物不能生存的选择培养基，所以培养基中应该添加油脂作为唯一碳源。(2)油脂通常可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色)；由于微生物B产生的油脂易挥发，所以可选用水蒸气蒸馏法从菌体中提取。(3)若要测定培养液中微生物A的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数(该种方法测定的菌体包括活菌和死菌)；若要测定其活菌数量，可选用稀释涂布平板法进行计数。(4)加酶洗衣粉中除脂肪酶之外，常用的酶制剂还有蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等。‎ ‎2．(2019·广东深圳调研)细菌经人工诱变后，部分细菌调节机制中的某种酶被破坏，其细胞代谢中某些化学反应不能进行，就形成了营养缺陷型菌株，在工业生产上有广阔的应用前景。以下是实验人员利用影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程。请回答下列问题。‎ ‎(1)微生物生长需要的营养物质有水、碳源、氮源和无机盐，制备上图的培养基还需要加入凝固剂(或琼脂)。‎ ‎(2)制备培养基的步骤包括计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，调节pH应该在灭菌前(填“前”或“后”)，培养基的灭菌方法一般为高压蒸汽灭菌法。‎ ‎(3)根据用途分类，图中基本培养基属于选择(填“选择”或“鉴别”)培养基。过程①的接种方法为稀释涂布平板法。‎ ‎(4)采用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同。为了完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定，实验人员应挑取菌落A(填“菌落A”或“菌落B”)接种培养，并进一步鉴定。‎ 解析：(1)微生物生长需要的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，图示培养基上最后都长出了菌落，说明为固体培养基，因此制备培养基时需要加入凝固剂，常见的凝固剂是琼脂。(2)制备培养基的基本步骤包括计算、称量、溶化、调节pH、灭菌、倒平板，该过程中注意应该先调节pH再灭菌，以防止杂菌污染；培养基灭菌的常用方法是高压蒸汽灭菌法。(3)图示过程最终筛选出了氨基酸缺陷型菌株，说明图中基本培养基属于选择培养基；过程①使菌落均匀分布，因此该接种方法为稀释涂布平板法。(4)比较基本培养基和完全培养基中的菌落可知，菌落A为氨基酸缺陷型菌株，因此需要用接种针挑取菌落A接种培养，并进行进一步的鉴定。‎ ‎3．(2019·湖北宜昌一中适应性训练)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：‎ ‎(1)用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收，大约是每年的5月上、中旬，原因是在此阶段花朵含油量最高。‎ ‎(2)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有易挥发、难溶于水、化学性质稳定的性质。蒸馏时收集的蒸馏液不是(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物。‎ ‎(3)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度。‎ ‎(4)从薄荷叶中提取薄荷油时能(填“能”或“不能”)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似。‎ 解析：(1)用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收，原因是在此阶段花朵含油量最高。(2)玫瑰精油易挥发、难溶于水、易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。蒸馏时收集的蒸馏液不是纯的玫瑰精油，因为玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，得到的是油水混合物。(3)提取玫瑰精油时，影响提取量的主要因素是蒸馏时间和蒸馏温度。(4)薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，所以从薄荷叶中提取薄荷油时也能采用水蒸气蒸馏法。‎ ‎4．(2019·广西防城港模拟)某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计单位体积内的活菌数目。按照培养基的配方称取，并将各种物质溶解后，用蒸馏水定容、灭菌，制成固体培养基备用。回答问题：‎ ‎(1)在配制培养基时，需加入尿素作为唯一的氮源，该培养基从功能上看属于选择培养基，配制好的培养基应用高压蒸汽灭菌法灭菌。‎ ‎(2)培养分解尿素的细菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。‎ ‎(3)若要统计土壤样品中尿素分解菌的数目，宜采用稀释涂布平板法接种，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的菌落数目就能大约推测出样品中的活菌数。一同学在稀释倍数为104的培养基中测得平板上菌落数的平均值为24.6，则每毫升样品中的活菌数约是(所用稀释液的体积为0.2 mL)1.23×106个。‎ ‎(4)实验中使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌 处理后才能丢弃，以防止微生物的扩散。‎ 解析：(1)要分离土壤中能分解尿素的细菌，在配制培养基时，需加入尿素作为唯一的氮源，由于该培养基能将分解尿素的细菌选择出来，因此该培养基从功能上看属于选择培养基，培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。(2)要检测固体培养基是否被污染，应将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生，若有菌落产生则说明该培养基已经被污染，否则没有被污染。(3)要统计土壤样品中尿素分解菌的数目，宜采用稀释涂布平板法接种，根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的菌落数目就能大约推测出样品中的活菌数。若一同学在稀释倍数为104的培养基中测得平板上菌落数的平均值为24.6，所用稀释液的体积为0.2 mL，则每毫升样品中的活菌数是24.6÷0.2×104＝1.23×106个。(4)实验中使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，以防止微生物的扩散，污染环境。‎ ‎5．(2019·广东云浮调研)在肉牛产业中，常在饲料中加入一定量的尿素，因其有瘤胃，在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物以尿素作为唯一氮源。某同学设计了如下实验，对能分解尿素的细菌进行分离和计数。‎ ‎(1)图中弧线箭头上“？”的具体操作是挑出菌落。‎ ‎(2)进行培养基配制和灭菌时，灭菌与调节pH的先后顺序是先调节pH，后灭菌；纯化菌种时为了得到单一菌落，常采用的接种方法是平板划线法、稀释涂布平板法。‎ ‎(3)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。培养后，若出现红色，说明其中含有能够分解尿素的细菌。‎ ‎(4)在实验中，当菌落数目稳定时，应选取平板计数 法计数；研究者每隔24小时统计一次菌落数目，并选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足导致遗漏细菌菌落数目。‎ 解析：(1)据图分析，①过程是从瘤胃菌液中筛选分解尿素的细菌，②过程是扩大培养，③过程是稀释涂布平板法接种，图中“？”的具体操作是挑出符合要求的单菌落。(2)进行培养基配制和灭菌时，为了防止灭菌后在调节pH时被杂菌污染的可能，所以应采取先调节pH，后灭菌。纯化菌种时为了得到单一菌落，常采用的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。(3)鉴定尿素分解菌，可根据尿素分解菌产生的脲酶将尿素分解产生的氨与酚红指示剂显红色的原理，所以可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养后，若出现红色就说明其中含有能够分解尿素的细菌。(4)在实验中，当菌落数目稳定时，应选取平板计数法计数；在实验中，研究者每隔24小时统计一次菌落数目，并选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足导致遗漏细菌数目。‎ ‎6．(2019·广东六校联考)辣椒红素是从成熟的茄科红辣尖椒中提取的。作为一种天然着色剂，可应用于各类食品的着色。请回答下列问题：‎ ‎(1)辣椒红素可采用萃取法提取，说明辣椒红素具有易溶于有机溶剂的特性，萃取过程中应采用水浴加热以防止有机溶剂燃烧、爆炸。‎ ‎(2)取等量的辣椒粉与不同萃取剂按12的比例在萃取装置中的不同温度下萃取1小时，然后利用分光法测定提取液的吸光值(已知色素提取液的吸光值与色素含量呈正相关)，结果如下表。‎ ‎　　试剂/g 温度/℃　　　‎ 四氯化碳 石油醚 乙醚 丙酮 ‎30‎ ‎0.236‎ ‎0.254‎ ‎0.212‎ ‎0.100‎ ‎40‎ ‎0.238‎ ‎0.260‎ ‎0.198‎ ‎0.101‎ ‎50‎ ‎0.243‎ ‎0.268‎ ‎0.190‎ ‎0.118‎ ‎60‎ ‎0.244‎ ‎0.273‎ ‎0.169‎ ‎0.122‎ ‎①由表可知，提取辣椒红素最理想的萃取剂是石油醚，原因是用石油醚作萃取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的辣椒红素最多。‎ ‎②总体上四氯化碳、石油醚、乙醚和丙酮提取辣椒红素的产率随温度的增加而增加，但由于乙醚沸点低，较(更)易挥发，故随温度升高反而产率越低。‎ ‎③在此实验基础上，为进一步提高辣椒红素的产率，可以通过改变辣椒粉与萃取剂的比例、萃取时间、萃取剂的量等来进行探究。(至少两项)‎ 解析：(1)辣椒红素可采用萃取法提取，说明辣椒红素具有溶于有机溶剂的特性，萃取过程中应采用水浴加热以防止有机溶剂燃烧、爆炸。(2)①由表格数据分析可知，相同温度下，用石油醚作萃取剂时提取液的吸光值最大，说明提取到的辣椒红素最多，因此石油醚是提取辣椒红素最理想的萃取剂。②由表格数据分析可知，随温度的增加，四氯化碳、石油醚、丙酮作萃取剂时提取液的吸光值都在增大，说明提取到的辣椒红素的量随温度升高而增加，但乙醚由于沸点低，较易挥发，随温度升高反而产率降低。③萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、萃取的温度和时间、原料与萃取剂的比例等影响。‎ ‎7．(2019·河南郑州一中测试)在盛产柿子的某地，生物小组开展柿子酒、柿子醋生产的相关活动。‎ ‎(1)土壤中的酵母菌计数：‎ 在秋季的柿子园中，落地的柿子流出果汁的周围土壤中有酵母菌大量生长繁殖。‎ ‎①用灭过菌的小铁铲、信封取该处土样，并在酒精灯火焰旁称取‎10 g土样，加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。而后进行系列稀释操作，吸取锥形瓶中土壤液的上清液1 mL，转移至盛有9 mL无菌水的大试管中充分摇匀，依次等比稀释，获得稀释至101、102、103、104倍的土壤液的稀释液。‎ ‎②为测定土壤中酵母菌的数量，选用第①步中所获得的102、103、104倍的土壤液的稀释液，并依次分别吸取0.1‎ ‎ mL进行平板涂布操作。在适宜条件下培养，当菌落数目稳定时，对各稀释度涂布的三个平板进行菌落计数(如表)。‎ 序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 稀释度104倍 ‎5‎ ‎8‎ ‎3‎ 稀释度103倍 ‎178‎ ‎191‎ ‎156‎ 稀释度102倍 ‎418‎ ‎511‎ ‎389‎ 则每克土壤样品中的酵母菌数量约为1.75×107个。要使该实验所得数据可靠，还应该实施的操作是同时在各稀释度组中，另加一个平板接种无菌水作为对照。‎ ‎(2)柿子醋生产菌的制备：‎ 为去掉酵母菌，挑取变酸的柿子酒内的菌膜于30～35 ℃进行纯化培养，获得如图所示菌落分布。应从丙(填“甲”“乙”或“丙”)区域中挑取部分菌落制片观察，选择所需菌种。‎ 解析：(1)①无菌操作需要在酒精灯火焰旁进行，对土壤液进行稀释时，根据题中稀释倍数可知，应取1 mL上清液加入到9 mL无菌水中刚好稀释10倍。②为保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，故选取稀释度103倍的三个平板统计菌落数，求得平均菌落数为175；根据题意可知，将‎10 g土样加入90 mL无菌水中，摇匀后，取出1 mL并稀释103倍，再取出0.1 mL涂布平板，该0.1 mL稀释液中的平均菌落数为175，据此计算出‎1 g土壤样品中酵母菌数量约为175÷0.1×103×100÷10＝1.75×107(个)，此外，应注意在各稀释度组中设置一个平板接种无菌水作为对照，以提高实验数据的可靠性。(2)变酸的柿子酒表面的菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖产生的，醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。因此应将该菌膜置于30～35 ℃环境中培养。题图为平板划线法获得的菌落分布图，丙处出现单菌落，因此应从丙区域挑选菌落制片观察，选择所需菌种。‎ ‎8．(2019·河南名校联考)回答下列玫瑰精油提取中的有关问题。‎ ‎(1)用于提取精油的玫瑰花一般在花开的盛期采收，原因是此阶段花朵含油量最高。‎ ‎(2)可用萃取法提取玫瑰精油，依据是玫瑰精油难溶于水，易溶于有机溶剂。要使有机溶剂不与水混溶，最好选用乙酸乙酯(填“乙酸乙酯”或“乙醇”)作为萃取剂。‎ ‎(3)也可用水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油，依据是玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，能随水蒸气一同蒸馏。蒸馏获得乳化液后需加入NaCl，促进油水分层。‎ ‎(4)用传统的水蒸气蒸馏法，玫瑰精油出油率较低。科研人员在适宜条件下用不同的辅助方法探究最优提取方法，结果如下表。‎ 不同处理 无辅助 方法 超声波、‎ 微波 酶 高压脉 冲电场 出油率(%)‎ ‎0.080 2‎ ‎0.093 0‎ ‎0.090 0‎ ‎0.105 0‎ 达到最高出油 率的蒸馏时间(h)‎ ‎4‎ ‎2.5‎ ‎3‎ ‎2‎ 该实验的自变量是不同的辅助方法，据实验结果，水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为高压脉冲电场，依据是高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油出油率较高，达到最高出油率的蒸馏时间较短。‎ 解析：(1)用于提炼玫瑰精油的玫瑰花要在花开的盛期采收，此阶段花朵含油量最高。(2)玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，可使用萃取法进行提取。用作萃取剂的物质应不与水互溶，乙醇与水互溶，因此应选用乙酸乙酯。(3)玫瑰精油具有化学性质稳定、难溶于水、能随水蒸气一同蒸馏的特点，故也可用水蒸气蒸馏法提取。向蒸馏后获得的乳化液中加入NaCl，增加盐的浓度，就会出现明显分层。(4)分析实验目的，该实验的自变量是不同的辅助方法，根据实验结果可得出使用高压脉冲电场辅助提取玫瑰精油时，出油率较高，蒸馏时间较短，故水蒸气蒸馏法提取玫瑰精油的最优辅助方法为高压脉冲电场。‎ ‎9．(2019·河北衡水中学十模)“贵州茅台”被誉为我国的国酒，虽然工艺并不复杂，但是大家公认其独特品质的关键是当地的独特气候、水质、以及当地空气或环境中存在独特的微生物。为了提取当地环境中的独特菌种，某研究小组以优质高粱、上等小麦为原料，制作培养基，搜集、分离空气中的微生物。回答下列问题。‎ ‎(1)该培养基按成分分类，属于天然(“天然”或“合成”)培养基，培养基在接种微生物前，必须先进行高压蒸汽灭菌。‎ ‎(2)将上述培养基暴露在空气中培养一段时间后，取‎10 g该培养基用无菌水制成100 mL样品溶液，再将样品溶液稀释104倍后，各取样品溶液0.1 mL在5个细菌培养基平板上接种，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稀释涂布平板法，每克培养基样品中的细菌数量为1.75×108个；与血细胞计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较实际值低，原因是死菌不能形成菌落；两个或多个菌体连在一起时形成一个菌落。‎ ‎(3)生产酒的主要微生物是酵母菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型，其产物乙醇与(酸性)重铬酸钾试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验。‎ 解析：(1)题述培养基是由优质高粱、上等小麦等化学成分不明确的天然物质配制而成的，属于天然培养基。培养基在接种微生物前，必须先进行高压蒸汽灭菌。(2)根据题意可知，题中所述的过程采取的接种方法是稀释涂布平板法；为了计数结果准确，统计的菌落数应介于30～300之间，故应选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数。稀释涂布平板法计数微生物的计算公式：单位样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；为(156＋178＋191)÷3＝175，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积；为0.1 mL，M代表稀释倍数＝104，所以每克该培养基样品中的菌落数为175÷0.1×104×100÷10＝1.75×108‎ ‎；在用稀释涂布平板法计数时，由于死菌不能形成菌落，且两个或多个菌体连在一起时形成一个菌落，所以与血细胞计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较实际值低。(3)酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型；乙醇可与(酸性)重铬酸钾试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验。‎ ‎10．(2019·广东六校联考)生物固氮是固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程，将固氮微生物菌剂施入土壤，可提高土壤氮元素含量，促进作物生长。回答下列问题：‎ ‎(1)为了筛选固氮菌，所用琼脂使用前用蒸馏水浸泡、洗涤3次，目的是防止琼脂中带入少量的含氮化合物，而使微嗜氮微生物生长。‎ 为增加固氮菌的数目，分离纯化前需要进行选择(富集)培养，以增加固氮菌总数目。‎ ‎(2)用来筛选固氮菌更为简单的接种方法是平板划线法，操作要点有操作第一步及每次划线之后都要灼烧接种环、第二次及其后的划线操作总要从上一次划线的末端开始划线(答出两点即可)。‎ ‎(3)经过初步培养后，研究人员将获得的某固氮菌液进行梯度稀释，吸取稀释倍数为105的菌液各0.1 mL，分别涂布在三个平板上，一段时间后形成的菌落数依次为18、17、19，该同学以平均菌落数18进行计数，可求得原菌液固氮菌的浓度为1.8×1010个/L。你认为该同学的计数方法是否正确？不正确(填“正确”或“不正确”)，说明理由：应涂布多个稀释倍数的平板，以获得菌落数在30～300的平板。‎ 解析：(1)所用琼脂使用前用蒸馏水浸泡、洗涤3次，是为了防止琼脂中带入少量的含氮化合物，而使微嗜氮微生物生长，从而得到固氮菌。分离纯化前需要进行选择培养，以增加固氮菌总数目。(2)用来筛选固氮菌更为简单的接种方法是平板划线法。操作时要注意：操作第一步及每次划线之后都要灼烧接种环、第二次及其后的划线操作总要从上一次划线的末端开始划线。(3)吸取稀释倍数为105的菌液各0.1 mL，分别涂布在三个平板上，测得平均菌落数为18，可求得原菌液固氮菌的浓度为18×104×105个/L，即1.8×1010个/L。该同学的计数方法不正确，实验操作中应涂布多个稀释倍数的平板，以获得菌落数在30～300的平板。‎