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高中生物2020届高考生物一轮复习专题24生物技术实践课件
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这是一份高中生物2020届高考生物一轮复习专题24生物技术实践课件，共60页。
第十单元 生物技术实践专题24 生物技术实践
生物 (天津市选考专用)
A组 自主命题·天津卷题组(2016天津理综,10,12分)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。淀粉类原料 成熟酒醅 成熟醋醅 (1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶 。(2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。 ①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸 杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸杆菌密度 变化的主要环境因素是 。 ②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变, 加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 (1)在最适温度条件下催化能力最强(2)酵母菌(3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻 动,或下) ③竞争
解析 (1)因酶在最适温度下的催化能力最强,故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是 兼性厌氧型微生物,在有氧条件下分解有机物释放能量多,繁殖快。(3)曲线图显示,与翻动前 相比,B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸杆菌所处 环境条件知,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。乳 酸菌是厌氧型微生物,处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。随着发酵时间的 推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣,不同种乳酸菌间的竞争加剧, 部分菌种因不适应环境而被淘汰。
审题方法 解答本题的关键是理解独流老醋的分层固体发酵的原理为有氧与无氧环境的 更替。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点1 微生物的培养、分离与数量测定
1.(2019江苏单科,12,2分)下列关于微生物实验操作的叙述,错误的是 ( )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
答案 A 本题借助微生物培养实验,考查考生对微生物培养与分离过程中的基础知识及相 关操作技术的分析处理能力,体现了对科学思维素养中的分析与判断要素的考查。接种环、涂布器需进行灼烧灭菌,A错误;接种操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上 可能存在的微生物污染培养物,每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上 残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数 的增加,使每次划线时的菌种数目逐渐减少,以便得到单菌落,划线结束后灼烧接种环,避免细 菌污染环境和感染操作者,B正确;接种后将培养皿倒置,可防止冷凝水污染培养基,C正确;固体 培养基既可用于分离菌种,也可用于菌落计数,D正确。
2.(2016江苏单科,25,3分)漆酶属于木质素降解酶类,在环境修复、农业生产等领域有着广泛用 途。如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程,相关叙述正确的是(多选) ( ) A.生活污水中含有大量微生物,是分离产漆酶菌株的首选样品B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物,通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C.在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步纯化D.斜面培养基中含有大量营养物,可在常温下长期保存菌株
答案 BC 产漆酶的微生物主要生活在木质素含量较高的环境中,生活污水中含有大量的微 生物,不是分离产漆酶菌株的首选样品;筛选产漆酶微生物的培养基中应加入木质素等漆酶降 解的底物,因不同菌种的菌落特征不同,故可通过菌落特征挑选产漆酶的菌落;图中显示,通过 涂布平板法进行初步筛选,再通过平板划线法进一步纯化;微生物长期保存应用甘油管藏法,保 存温度为-20 ℃。
知识归纳 微生物的纯化方法常采用选择培养基,用稀释涂布平板法或平板划线法纯化微生物。用稀释涂布平板法接种的 微生物经培养后,其菌落在培养基上接近均匀分布,且该接种法可以对微生物活菌计数。
3.(2015江苏单科,19,2分)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
答案 D 本题考查微生物的分离与培养的相关知识。高压灭菌加热结束时,需先切断电源, 让灭菌锅内温度降至100℃以下,压力表的指针回到零时,再打开锅盖,A错误;倒平板时,应将培 养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,而不能将培养皿盖完全打开,以防污染,B错误;接种环经火焰 灭菌后需待冷却后挑取菌落,C错误。
易错分析 错选的学生对高压灭菌锅使用方法不太了解。高压灭菌通常采用的温度为121 ℃,灭菌刚结束时灭菌锅中的液体温度都超过100 ℃,必须缓慢降温、降压。如未能充分冷却,锅内尚有剩余压力,打开放气阀会使锅内压力骤减,液体就会发生爆沸,冲出容器。
4.(2019课标全国Ⅰ,37,15分)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(5 g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/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 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生 物提供碳源的有机物是 。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ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 ,其原因是 。(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菌落进 行计数,接种时,应采用的方法是 。(4)假设从Ⅲ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 和 。
答案 (1)牛肉膏、蛋白胨 X(2)下降 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)稀释涂布平板法(4)能量 合成其他物质的原料
解析 本题借助微生物培养与筛选的相关知识,考查对相关操作技能的掌握以及将实验方法 和技能进行灵活运用的能力;试题通过对高效降解X细菌的筛选,体现了科学探究中的结果分 析要素。(1)在Ⅰ号培养基中,牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源,Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供 碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中,碳源只有X,不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增 殖,使该类细菌比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时,需采用稀释涂布平板法进行 接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量,为该菌的生长提供能量和 合成其他物质的原料。
知识归纳 总结微生物培养的常考知识(1)培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,按照物理性质可分为 液体培养基、固体培养基和半固体培养基。(2)常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。(3)培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶常采用的灭菌和消毒方法依 次是高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学消毒、紫外线灭菌、巴氏消毒法。(4)选择培养基的原理:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸 性环境,有的适于碱性环境。例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑 制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌, 可在培养基中加入高浓度的食盐。
5.(2019课标全国Ⅱ,37,15分)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 。(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 菌落进一步纯化,选择的依据是 。 (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
。(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 ,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 ;若 A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明 。
答案 (1)W (2)乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W (3)将甲、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)①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
解析 本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识,考查考生对实验目的、原理的 理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活 力实验分析,体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。(1)要从土壤中分离能降解W的细菌,培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈, 说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源,应将甲、乙菌分别接 种在无氮源的培养基上,观察细菌能否生长,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,否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则,C处应滴加等量不含酶的缓冲液。 ②C处只滴加等量缓冲液,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。
6.(2019课标全国Ⅲ,37,15分)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 (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pH,其原 因是 。硝化细菌在没有碳源的培养基上 (填“能够”或“不能”)生长,原因是 。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板 (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 。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的 微生物。
答案 (1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中 的CO2作为碳源(2)倒置(3)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)灭菌
解析 本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识,考查考生理解实验原理、方法与操作步 骤,并对一些生物学问题进行初步探究的能力;试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对 科学探究素养的考查。(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等,蛋白胨能同时提供碳源、氮源,葡萄糖提供碳 源,NaNO3不能提供碳源,可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同,故制备培 养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌,可以利用空 气中的CO2作为碳源,故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。(2)为防止培养皿盖的冷凝 水落入培养基造成污染,用平板培养细菌时一般需将平板倒置。(3)在一定培养条件下,不同种 微生物表现出各自稳定的菌落特征,如特定的形状、大小、颜色、隆起程度等,所以依据菌落 的特征,可以初步区分不同种的微生物。(4)为防止污染环境,使用后的培养基丢弃前要经过灭 菌处理,以便杀死丢弃物中所有的微生物。
7.(2018课标全国Ⅰ,37,15分)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 的生长,加入了链霉素 的培养基属于 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 (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 (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 。(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 。
答案 (1)细菌 选择 (2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸(3)碘液 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)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 本题主要考查微生物的培养与应用。(1)链霉素可抑制细菌生长,从功能上看,添加链霉 素的培养基属于选择培养基。(2)微生物正常生长需要的营养物质有无机盐、氮源、碳源 等。氮源进入细胞后,可以用于合成含氮大分子物质,如核酸、蛋白质等。(3)淀粉遇碘液显蓝 色,若淀粉被水解,则产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解,形成以菌落为中心的透明圈。(4)用 稀释涂布平板法统计菌落数目时,为保证统计结果的准确性,一般选择菌落数在30~300的平板 进行计数,取结果差别不大组别的平均值,进而得出计数结果。而乙同学的结果中,1个平板的 计数结果与另2个相差悬殊,即乙同学的结果可信度低。
知识归纳 微生物的计数方法(1)显微镜直接计数法:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计数一定容积的样品 中微生物的数量。缺点:因不能区分死菌与活菌而使计数结果偏大。(2)活菌计数法:利用稀释涂布平板法接种,通过统计菌落数目计算样品中的活菌数。缺点:当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此统计结果偏小。
8.(2018课标全国Ⅲ,37,15分)回答下列与酵母菌有关的问题:(1)分离培养酵母菌通常使用 (填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼 脂”)培养基,该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培 养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是 。(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原 因是 。
答案 (1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2)菌体 快速增殖 乙醇产生 (3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软
解析 (1)常用含葡萄糖较多的麦芽汁琼脂培养基分离培养酵母菌。培养基常采用高压蒸汽 灭菌法灭菌。菌落是由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)有氧气存在时,酵母 菌有氧呼吸产生的大量能量可用于快速增殖;无氧气存在时,酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇和 CO2。(3)酵母菌进行细胞呼吸可产生CO2,故用酵母菌制作的面包会变得松软。
易错警示 不同培养基的用途牛肉膏蛋白胨培养基常用于培养细菌,MS培养基常用于植物组织培养,麦芽汁琼脂培养基常 用于培养酵母菌。
9.(2017课标全国Ⅰ,37,15分)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,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能 以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或 “尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是 。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。
答案 (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动 提供能量,为其他有机物的合成提供原料(2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4 NO3,不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定
解析 (1)能分解尿素的细菌体内应含有脲酶;能分解尿素的细菌是异养型生物,不能利用CO2 来合成有机物,可用葡萄糖等有机物作为碳源。进入细菌体内的葡萄糖既能为细胞生命活动 提供能量,又可为其他有机物的合成提供原料。(2)筛选可分解尿素的细菌,应选择以尿素为唯 一氮源的培养基,而能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,其他两组不 能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,这两种物质既 可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH相对稳定。
10.(2017江苏单科,31,7分)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明 同学准备依据如图所示操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回 答下列问题: (1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解 菌的目的。若上图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。制 备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。(3)如图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯 度并进行显色反应,下表中1~5号比色管的苯酚浓度应分别为 。
如果废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序 号:①5 ②10 ③20)倍后,再进行比色。
答案 (1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③
解析 本题考查微生物分离的相关知识。(1)酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌 生长提供碳源。(2)转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌,故随转接次数增多,培 养基中的苯酚含量应逐渐增加。若平板中菌落过于密集,则需进一步稀释,降低菌体密度后再 涂布培养,以便于菌落分离与计数。制备平板培养基时,需添加琼脂等凝固剂。(3)连续划线 时,在划线的末端菌体密度最低,即在划线的末端最易获得单菌落。(4)1号比色管应为空白对 照组,由6号比色管中苯酚浓度知,1~5号比色管苯酚浓度应为0、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后残留的苯酚浓度约为50×21%=10.5(mg/L),则需 对残留液进行20倍稀释后[10.5÷20=0.525(mg/L)],才可以进行比色。
11.(2016四川理综,10,12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。 图甲 图乙(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。
答案 (1)尿素 酚红 红 (2)稀释涂布平板法 1.75 少 (3)UGA 115
解析 (1)脲酶由分解尿素的细菌产生,故需用以尿素为唯一氮源的培养基筛选该类微生物。 分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨,故培养基中加入酚红指示剂后,菌落周围将 出现红色。(2)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数,在计数时一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。每克样品中的菌株数=(C/V)×M。因培养基上两个或多个细 胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故统计结果往往较实际数目少;而用血细胞计数 板计数时,死亡的、活的菌体都计数在内。(3)乙图显示,mRNA在箭头以前有273个核苷酸(为 91个密码子),箭头处增加的70个核苷酸与后续的AG刚好组成24个密码子,后面的UGA为终止 密码。突变基因表达的蛋白质含91+24=115 个氨基酸。
知识归纳 微生物菌体计数方法通常有稀释涂布平板法、显微镜直接计数法、滤膜法等。 稀释涂布平板法为活菌计数法,显微镜直接计数法统计的是死菌、活菌的总数。
12.(2016课标全国Ⅰ,39,15分)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配制培养基(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 。若要完成步骤②,该培养基中的成分 X通常是 。(2)步骤③中,实验组的操作是 。(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 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 (填“正确”或“不正确”)。
答案 (1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂(2)将各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)污染 不正确
解析 (1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供氮源;制备固体培养基需加 入琼脂。(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况,所以需在教室不 同高度的位置分别用平板收集微生物即开盖暴露一段时间。(3)该实验中空白对照组不应出 现菌落,若空白对照组出现了菌落,则说明此次调查中出现了污染现象,实验组的污染情况不能 确定,故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果,而应重新进行实验。
13.(2015课标全国Ⅰ,39,15分)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶 和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题:(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用 染色。微生物A产生的油脂不易挥 发,可选用 (填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的 土壤中取样,并应选用以 为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用 直接计数;若要测定 其活菌数量,可选用 法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,则上述三个温度中, ℃条 件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕 ℃设计后续实验。
答案 (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法(每空2分,共4分)(2)油脂(3分)(3)血细胞计数板 稀释涂布平板(每空2分,共4分)(4)45 40(每空2分,共4分)
解析 本题主要考查了植物油脂的染色和提取方法、选择培养基的配制、微生物的计数以 及确定酶的最适温度的实验设计等。(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)进行染色。微 生物A产生的油脂不易挥发,不能用水蒸气蒸馏法提取,应用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪 酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应 以油脂作为唯一碳源。(3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直 接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)酶量需要最多的温度下,其 酶活力最小,即酶活力最小的温度应为45 ℃。三个温度下酶活力最大的温度是40 ℃,但40 ℃ 不一定是该酶的最适温度,故应围绕40 ℃设计后续实验。
14.(2015江苏单科,31,8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,下列选项不需要的是 (填序号)。①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④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 液中酶活性的结果见下图,推测菌株 更适合用于人工瘤胃发酵,理由是 。
答案 (1)③ (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 ① (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
解析 本题考查微生物培养与分离的相关知识。(1)样品稀释需用无菌水,在培养基中涂布接 种时需在酒精灯的火焰旁进行。(2)涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液一般为0.1 mL,量过 大将导致菌体密度过大而影响分离效果。(3)分装含琼脂的培养基时,试管口粘有培养基易造 成杂菌滋生,故应用酒精棉球擦净。(4)纤维素酶活性越大,菌落周围被分解的纤维素量也越 大,菌落周围的透明圈也就越大。故图中降解纤维素能力最强的菌株为①。(5)发酵过程中由 于呼吸作用产生较多的热量和有机酸,故应选择较高温度和酸性环境中活性较高J4酶。
15.(2015山东理综,35,12分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。 乳糖酶的制备及固定化步骤如下: 产乳糖酶 产乳糖酶 乳糖酶的 乳糖酶的微生物L的筛选 微生物L的培养 提取纯化 固定化(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用 作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作 用是 。从功能上讲,这种培养基属于 。(2)培养微生物L前,宜采用 方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳 速度越快,说明其分子量越 。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的 确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括 、 、离子吸附法及交联法等。
答案 (1)乳糖 凝固剂 选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性[或:(酶)活力] 包埋法 物理吸附法(注:两空可颠倒)
解析 (1)产乳糖酶的微生物可以利用乳糖,故宜选用以乳糖作为唯一碳源的培养基筛选获得 产乳糖酶的微生物,这类培养基为选择培养基。培养基中常用琼脂作为凝固剂。(2)接种环常 用灼烧灭菌法进行灭菌。(3)电泳法检测蛋白质分子量大小的原理是电荷相同的蛋白质,分子 量越小,其电泳速度越快。(4)酶的固定化方法有化学结合法、包埋法和物理吸附法等。固定 化酶的活性越高,其应用价值越大,故可通过检测固定化酶的活性确定其应用价值。
16.(2015浙江自选,17节选)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛 选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示:土样中的菌种筛选 菌株鉴定 优良菌株扩大培养 植酸酶提纯 植酸酶固定化 植酸酶特性分析请回答:(1)土壤悬液首先经80 ℃处理15分钟,共目的是筛选出① 。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行② ,然后涂布于含有植酸钠的固体培养 基上。培养后观察到③ ,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与④ 强弱有关。
(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是 ⑤ 。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是⑥ 。
答案 (1)①耐高温菌株(2)②稀释 ③单菌落 ④植酸酶的活性(3)⑤供氧 ⑥琼脂
解析 (1)用80 ℃高温处理土壤悬液可以筛选出耐高温菌株。(2)经处理的土壤悬液利用稀释 涂布平板法进行接种;培养后可观察到有的单菌落周围出现透明圈,这是耐高温菌株产生的植 酸酶水解形成的,透明圈越大,说明植酸酶的活性越高。(3)将液体培养基振荡可提高培养液中 氧的含量,固体培养基具有固体状态是因为制备培养基时加入了琼脂。
考点2 传统发酵技术
1.(2019江苏单科,9,2分)下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是 ( )A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反D.毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
答案 B 本题借助对传统发酵技术的应用,考查对发酵技术的综合应用能力;通过对发酵技 术的应用分析,体现了科学探究素养中的技术评价与结果分析要素。乳酸菌为严格厌氧型细菌,通气会造成乳酸菌死亡,A错误;家庭酿制葡萄酒利用的主要是附着 在葡萄果皮上的野生酵母菌,果醋发酵需要的醋酸杆菌常从变酸酒的表面菌膜中获取,腐乳的 制作主要利用空气中的毛霉孢子,三者都不是纯种发酵,B正确;果醋发酵中随着醋酸的产生, pH逐渐降低,果酒发酵中会产生较多的CO2,使发酵液pH降低,C错误;毛霉产生的酶有蛋白酶和 脂肪酶等,但毛霉不产生纤维素酶,D错误。
易错警示 在传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌。
2.(2017江苏单科,10,2分)下列关于“腐乳的制作”实验,叙述正确的是 ( )A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
答案 B 本题考查腐乳制作的相关知识。控制发酵温度的主要目的是使毛霉等微生物正常 生长增殖,A错误;腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐和调味作用,B 正确;毛霉等微生物可 分泌蛋白酶和脂肪酶,催化豆腐中的蛋白质水解为小分子肽和氨基酸,催化脂肪水解为脂肪酸 和甘油,C 错误;成品腐乳表面的粘性物质主要由毛霉产生,D 错误。
3.(2017江苏单科,25,3分)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是 (多选) ( ) A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B.果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D.气体入口与气体出口可以交换使用
易错提醒 ①果酒与果醋的制作利用的是微生物发酵,微生物需要一定的温度才能正常生 长。②气体入口可为培养液中微生物提供气体环境,故应将与气体入口相连的导管插入发酵 瓶底部。
答案 ABC 本题主要考查果酒和果醋制作的相关知识。果酒和果醋发酵所利用的菌种分 别是酵母菌、醋酸菌,其中酵母菌属于兼性厌氧菌,而醋酸菌为需氧菌,因此改变通入气体种 类,可研究呼吸作用类型对发酵的影响,A正确;果酒发酵中期通入氮气后,酵母菌可从有氧呼吸 转变为无氧呼吸,B正确;醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,温度过低会抑制酶活性,从而抑制 果醋的发酵周期,C正确;图中的气体入口与气体出口不可以交换使用,因为与气体入口相连的 导管需要插入发酵瓶的底部,D错误。
4.(2016江苏单科,7,2分)下列关于中学“腐乳的制作”实验,叙述正确的是 ( )A.加盐主要是为了调节水分,利于毛霉生长B.加料酒主要是为了灭菌,避免腐败变质C.发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌D.实验室制作的腐乳不宜直接食用
答案 D 加盐主要是为了调节水分,同时也能抑制微生物的生长,A错误;加料酒可以抑制微 生物的生长,同时能使腐乳具有独特的香味,并非灭菌,B错误;发酵过程中起主要作用的是毛 霉,C错误;实验室制作的腐乳,未经严格检测,不宜直接食用,D正确。
知识拓展 毛霉、酵母菌、蘑菇等属于真菌。
5.(2015江苏单科,17,2分)关于“腐乳的制作”实验,下列叙述错误的是 ( )A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长B.腐乳坯若被细菌污染,则腐乳坯表面会出现黏性物C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长D.装坛阶段加入料酒,可有效防止杂菌污染
答案 C 本题考查腐乳制作的相关知识。毛霉生长需要适宜的温度(范围是15~18 ℃)和湿 度,将腐乳坯堆积起来时会因毛霉等的呼吸作用释放能量而使堆内温度升高,影响了毛霉生长, 勤向腐乳坯表面喷水,会改变腐乳坯的湿度,又会导致杂菌污染,不利于毛霉菌丝的生长,故A正 确、C错误;腐乳坯若被细菌污染,细菌会在腐乳坯上进行代谢,产生黏性物,B正确;装坛阶段加 入料酒,不仅可以调味,还能有效防止杂菌污染,D正确。
名师点睛 解答本题的关键在于理解腐乳制作的过程:前期发酵和后期发酵,前期发酵是让豆 腐长出毛霉,后期发酵包括加盐腌制、加香辛料、密封、理解加盐、加料酒、加香辛料的作 用。
6.(2017课标全国Ⅱ,37,15分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵 效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再 将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:(1)该实验的自变量是 、 。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。(3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定 发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是 。(4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪 转变为 。
答案 (1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所 对应的时间即为最佳发酵时间 (4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
解析 本题考查传统发酵技术的相关知识。(1)根据题中“甲、乙两菌种”和“32 h内定期 取样观测发酵效果”可确定该实验的自变量是菌种类型和发酵时间。(2)发酵容器底层缺氧, 上层氧气相对充足,上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌属于好氧菌。(3)由于32 h 内发酵效果随发酵时间呈直线上升,所以若要确定最佳发酵时间,应该继续延长发酵时间,观测 发酵效果,最好发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)发酵过程中微生物会产生多种 蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶可使蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可使脂肪分解为甘油 和脂肪酸。
7.(2016课标全国Ⅲ,39,15分)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。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”)。
答案 (1)无菌水(2分) 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(3分)(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸)(每空3分,共6分) 具有透明圈(2分)(3)甘油(2分)
解析 (1)分离纯化乳酸菌时,由于泡菜滤液中菌的浓度高,因此需要用无菌水对泡菜滤液进行 梯度稀释,其目的是将聚集在一起的乳酸菌分散成单个细胞,以便在培养基表面形成单菌落。 (2)乳酸菌代谢过程中可产生乳酸,若在培养基中加入碳酸钙,则碳酸钙既可以中和乳酸,又可 以在乳酸菌菌落的周围出现明显透明圈,据此可以用于乳酸菌的鉴别。(3)乳酸菌在-20 ℃长 期保存时,为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞,在菌液中常需要加入一定量的甘油。
8.(2016浙江自选,17,10分)某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图 如下。 请回答:(1)制作葡萄浆前,对葡萄进行清洗和用 色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时,在 干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖,待酵母悬液中出现 即可。(2)装瓶后开始的一段时间,发酵瓶中溶解氧的含量变化是 。发酵过程中,发酵瓶中酒 精的含量变化是 。(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述,错误的是 。A.隔绝气体出入
B.使发酵瓶内外的压强基本平衡C.减少杂菌污染D.有利于发酵瓶内形成缺氧环境(4)实验中,判断发酵完毕的依据是 。A.发酵瓶中pH开始下降B.发酵瓶中停止出现气泡C.发酵瓶中酒精浓度达到30%D.发酵瓶中酵母菌数量急剧减少(5)欲利用葡萄酒制作果醋,发酵瓶中应加入的菌种是 ,该菌种在 条件下能 将乙醇氧化为醋酸。
答案 (1)红(紫) 气泡(2)减少 增加(3)A(4)B(5)醋化醋杆菌 有氧
解析 (1)制作酵母菌悬液时,在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖,若悬浮液中出现气泡, 说明酵母菌已经活化。(2)装瓶后开始的一段时间,酵母菌进行需(有)氧呼吸,瓶内的溶氧量减 少。随酵母菌无氧发酵时间的延长,发酵瓶中酒精含量增加。(3)装置中有水弯管可维持发酵 瓶内的无氧环境,防止空气中的杂菌污染发酵液,同时也可将发酵产生的气体排到瓶外,维持瓶 内外压强基本平衡,故A错误。(4)酵母菌进行无氧发酵有CO2产生,故判断发酵完毕的依据是 发酵瓶中不再有气泡产生。(5)醋化醋杆菌(醋酸菌)在有氧条件下可以将乙醇转化为乙醛,再 将乙醛转化为醋酸。
9.(2016课标全国Ⅱ,39,15分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细 胞的 中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙 醇的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的 增殖速度 。 (2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌 的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低 于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒 体。
答案 (1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
解析 (1)图中过程①和②表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段,发生场所是细胞质基质;乙醇 可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应;过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段,发生在 线粒体中;与无氧呼吸相比,有氧呼吸过程释放的能量多,所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度 较快。(2)醋酸杆菌是好氧菌,所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵 母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是20℃和30~35℃。(4)醋酸杆菌属于细菌,是原核生物, 原核细胞中不含有线粒体。
10.(2015广东理综,29,16分)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体 健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到图。 (1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。乳酸菌发酵第一阶段的产物有 。(2)据图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ; pH呈下降趋势,原因是 。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的 实验方案和食盐浓度(4%~10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚 硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。
答案 (16分)(1)创造无氧环境(1分) 丙酮酸、[H]、ATP(3分)(2)亚硝酸盐含量已接近最低水平(1分) 乳酸积累(2分)(3)结果记录表(6分)亚硝酸盐含量(单位:mg/kg)
注:其他合理答案酌情给分。推测实验结论:①用“优选”乳酸菌制作泡菜,亚硝酸盐含量更低(1分)②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间(2分)
解析 (1)由于乳酸菌是厌氧细菌,制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是隔绝空气,创造无 氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP。(2)析图可知,8天后的泡菜中亚 硝酸盐含量低,更适于食用。制作泡菜过程中,由于乳酸的积累,pH呈下降趋势。(3)该实验的 目的是比较“优选”乳酸菌和普通乳酸菌在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定最 适条件,故表格的设计要体现不同时间不同食盐浓度下两种乳酸菌的亚硝酸盐含量的差异。 实验结论应是优选乳酸菌制作的泡菜中亚硝酸盐含量更低,并确定亚硝酸盐含量最低时的食 盐浓度和发酵时间。
C组 教师专用题组
1.(2014课标全国Ⅱ,39,15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 细菌含量,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)示意图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。
答案 (1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107(每空2分,共4分)(2)灼烧(2分) 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3分)(3)B(2分)(4)溶解氧 营养物质(每空2分,共4分)
解析 (1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,可依据是否产生菌落确定培养基的灭 菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式:(C÷V)×M知:1 mL水样中菌株数为(38÷0.1)×100= 3.8×104,故每升水样中的活菌数为3.8×107。(2)利用接种环接种时,接种环需灼烧灭菌。利用 平板划线法分离细菌时,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始,可以将聚集的 菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基 表面,故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面,即B表示的是用稀释涂布平板法接种培 养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量,同时使菌体与营养物质充分接触,提 高营养物质的利用率,从而提高细菌的生长速度。
2.(2014江苏单科,30,8分)为了获得β-胡萝卜素产品,某小组开展了产β-胡萝卜素酵母的筛选与 色素提取实验。请回答下列问题:(1)实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是 ;为了减少灭菌后器皿被污染,灭菌前应该 。 (2)为了筛选出酵母菌,培养基中添加了青霉素,其目的是 。(3)如图是灭菌锅及其局部剖面示意图,图中甲、乙、丙指示的依次是 。(填序 号) ①安全阀、放气阀、压力表
②放气阀、安全阀、压力表③安全阀、放气阀、温度表④放气阀、安全阀、温度表(4)为了将分离到的菌株纯化,挑取了菌落在3块相同平板上划线,结果其中一块平板的各划线 区均未见菌生长,最可能的原因是 。(5)为增加β-胡萝卜素提取量,在研磨酵母细胞时,添加石英砂的目的是 ; 研磨时 (填“需要”或“不需要”)添加CaCO3,理由是 。
答案 (1)干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌) 用牛皮纸(报纸)包扎器皿(2)抑制细菌(放线菌)生长(3)①(4)接种环温度过高,菌被杀死(5)有助于研磨充分 不需要 β-胡萝卜素较耐酸
解析 (1)培养皿灭菌方法通常有干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)两种。用牛皮纸(或报 纸)包扎器皿后再灭菌,可防止灭菌后的器皿被再次污染。(2)青霉素可抑制细菌、放线菌的生 长,但对酵母菌生长无影响,故培养基中添加青霉素可以筛选出酵母菌。(3)灭菌锅中的甲、 乙、丙分别表示安全阀、放气阀和压力表。(4)该接种过程中的3块平板相同,菌种来源相同, 只有一块平板接种培养后无菌落,对比知,问题出现在接种过程中,最可能的原因是接种环灼烧 后未充分冷却,菌种被杀死。(5)对酵母菌的研磨过程中加入石英砂有助于充分研磨,因β-胡萝 卜素较耐酸,故该过程不需要加入CaCO3。
3.(2014四川理综,10,11分)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯 磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如 图甲、乙所示。 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 四类,该实验所用的选 择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是 。(2)与微生物培养基相比,植物组织培养的培养基常需添加生长素和 ,这些植物激 素一般需要事先单独配制成 保存备用。(3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是 。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划 线上都不间断地长满了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。造成
划线无菌落可能的操作失误有 。(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验 的假设是 ,该实验设计是否合理?为什么? 。
答案 (1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)细胞分裂素 母液(3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却;②划线未从第一区域末端开始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理,缺少空白对照
解析 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质包括水、碳源、氮源和无机盐;在培养基中加 入苯磺隆作为唯一碳源,可将只能利用此碳源的菌种筛选出来。(2)植物组织培养基与微生物 培养基相比,常常需要添加植物激素,包括生长素和细胞分裂素;这些植物激素事先按一定的质 量浓度单独配成母液保存备用。(3)纯化菌株时,通常用接种环进行划线操作;第二区域划第一 条线时,接种环灼烧后未冷却,致使所划第一条线上无菌落。若第二次划线未从第一区域末端 开始,则也会导致第二划线区域第一条线上无菌落。(4)由图乙可知本实验的目的是探究能降 解苯磺隆的物质是否是该菌种所产生的蛋白质。为使实验设计更合理还需再设置一个对照 组,将蛋白酶溶液改为等量的蒸馏水,其余设置不变。
4.(2014课标全国Ⅰ,39,15分)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由3种组分组成的复合酶,其中的葡萄 糖苷酶可将 分解成 。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤维素形成 色复合物。用含有 CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养 基(成分见下表):
注:“+”表示有,“-”表示无。据表判断,培养基甲 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 ;培养基乙 (填“能”或“不能”)用于分 离和鉴别纤维素分解菌,原因是 。
答案 (1)纤维二糖 葡萄糖(2)红 透明圈(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素,不会形成CR—纤维 素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
解析 (1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分:C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,前 两种酶使纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红可与纤维 素形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。用含有刚果红的纤 维素培养基培养纤维素分解菌时,由于纤维素被分解,红色复合物无法形成,培养基中会出现以 纤维素分解菌为中心的透明圈。(3)培养基甲未使用琼脂,为液体培养基,不能用于分离单菌 落。含有纤维素和刚果红(CR)的培养基可分离和鉴别纤维素分解菌。
A组 2017—2019年高考模拟·考点基础题组
考点1 微生物的培养、分离与数量测定
1.(2019福建宁德一模,37)乳酸菌是对人体有益的微生物之一,常用于生产酸奶,其发酵产物为 乳酸,能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙。回答下列问题:(1)为检测某品牌酸奶中的乳酸菌含量是否达标,检验人员进行了相关实验。①配制培养基:培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外,还需添加维生素和 。②稀释样品:取1 mL待测酸奶,用 进行梯度稀释。③接种培养:用 法接种,培养时控制的气体条件是 。④观察计数:菌落周围出现的 就是乳酸菌的菌落,选择菌落数在 的平板计 数。每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,目的是 。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶,原因是 。
答案 (1)CaCO3 无菌水 稀释涂布平板 无氧 透明圈(或溶钙圈) 30~300 可以防止因 培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 (2)抗生素会抑制乳酸菌(或细菌)的繁殖
解析 (1)①乳酸菌的发酵产物乳酸,能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙,因此配制培养乳酸菌 的培养基除加入水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外,还需添加维生素和CaCO3。②计数乳酸 菌前,需用无菌水将待测酸奶稀释至合适浓度。③计数乳酸菌需用稀释涂布平板法接种,乳酸 菌是厌氧菌,培养时控制的气体条件是无氧。④乳酸能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙,不透 明的培养基上出现的透明(溶钙)圈就是乳酸菌的菌落。细菌计数时,常选择菌落数在30~300 的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,目的是可 以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成 酸奶,因为抗生素会抑制乳酸菌的繁殖。
2.(2019广东肇庆二模,37)自养需氧型的硝化细菌能够降低水体中的铵盐,对水体有一定的净 化作用。请回答:(1)培养硝化细菌时,将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是 。培养基中加入铵盐为硝化细菌的生长提供 ,培养基中没有加入有机碳, 从功能上看这种培养基属于 培养基。(2)硝化细菌纯化并计数时,对照组应该涂布等量的 。若实验组每个平板中 的菌落数都超过了300,应对样本菌液进行 处理。(3)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:甲同学在该浓度下涂布了1个平板,统计的菌落数为49;乙同学在该浓度下涂布 了3个平板,统计的菌落数分别为43、54、287,然后取其平均值128作为统计结果。请评价这 两位同学的实验结果是否有效,并说明理由。①甲同学的结果 。②乙同学的结果 。
答案 (1)防止冷凝形成水滴污染培养基(冲散菌落) 氮源 选择(2)无菌水 适当的稀释(3)无效,没有设置重复实验,结果不具有说服力 无效,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)微生物培养中将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是防止冷凝形成水滴污染培 养基(冲散菌落)。硝化细菌属于化能自养型细菌,能够利用铵盐氧化时释放的能量,将CO2和H2O合成有机物,因此该培养基中不需要加入碳源,从功能上看这种培养基属于选择培养基。同 时铵盐还可以为硝化细菌提供氮源。(2)硝化细菌纯化并计数时,未检验灭菌是否合格,可设对 照组,对照组应该涂布等量的无菌水,培养一段时间,观察其是否有菌落产生。若实验组每个平 板中的菌落数都超过了300,说明菌液浓度过大,需要进行适当的稀释处理。(3)甲同学只涂布 了1个平板,平板数量太少,由于没有设置重复实验,结果不具有说服力,所以实验结果无效。乙 同学在该浓度下涂布了3个平板,统计的菌落数分别为43、54、287,然后取其平均值128作为 统计结果,由于1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,结果的重复性差,所以实验结果无效。
考点2 传统发酵技术
1.(2019广东汕头二模,37)中国杏树的栽培已有两千年以上的历史,但对杏果的利用一直停留 在鲜食果肉或杏仁上。研究人员不断创新开发,成功酿制出杏果酒,其色泽淡黄、果香浓郁、 营养丰富;检测发现果酒中总黄酮达20%,是目前天然可食植物制品黄酮含量最高的饮品,具有 抗癌防衰老的作用。请回答下列问题:(1)在酿制出杏果酒的开始时一般要先通气,其目的是 。在酸性条件下,可 用 检测酒精的存在。若要进一步检测所得杏果酒中活体酵母菌 的密度,一般采用 法,但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(2)酿制杏果酒时,不需要对杏果进行严格的消毒处理,这是因为 。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味,尤其是气温高的夏天更 易如此,分析其原因是 。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源 (填“充 足”或“缺少”)。(4)黄酮易溶于有机溶剂乙醇,常采用 法提取果肉中的黄酮。
答案 (1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 重铬酸钾溶液 稀释涂布平板 (2)缺氧呈酸性 的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制 (3) 空气中含有醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃ 缺少 (4)萃取
解析 (1)果酒制作的菌种是酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型微生物,在酿酒时先通气让其进行有 氧呼吸,大量繁殖,再隔绝空气进行无氧呼吸产生酒精;产生的酒精在酸性条件下可以与重铬酸 钾溶液反应,产生灰绿色;对酵母菌进行计数,可以用稀释涂布平板法,此方法最终计算得出的 菌体数往往比实际数目低。(2)由于缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数 其他微生物都因无法适应该环境而受抑制,因此酿制杏果酒时,不需要对杏果进行严格的消毒 处理。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味,尤其是气温高的 夏天更易如此,是因为空气中含有醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃。醋酸 菌在缺少糖源时,能将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。(4)黄酮易溶于有机溶剂乙醇,因此 常采用萃取法提取果肉中的黄酮。
知识储备 参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧条 件下, C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量;在无氧条件下, C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+能量。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,当氧气、糖源都充足 时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变 为醋酸。
2.(2018广东佛山二模,37)在泡菜的腌制过程中,腌制方法、时间长短和温度高低等都会影响 亚硝酸盐的含量。回答问题:(1)泡菜是乳酸菌发酵的产物,乳酸菌的代谢类型是 。(2)按盐与清水的一定比例配制盐水,将盐水煮沸冷却后,注入装好原料的泡菜坛中,同时加入 一定量的“老汁”(陈泡菜水)。将盐水煮沸冷却的目的是 ;加入“老汁”的作用是 。(3)测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应 后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合后形成 色的染料,然后将 反应后的样品与 已知浓度的 进行目测比较,大致估算出亚硝酸盐的含量。(4)某校兴趣小组探究泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量,其实验数据如表所示(mg/kg):
该兴趣小组取3只坛的目的是 ;实验中泡菜坛中产生的亚硝酸盐含量 变化趋势是 。
答案 (1)异养厌氧型 (2)煮沸的目的是除去盐水中的空气和杀菌,冷却的目的是防止杀死原 料中的乳酸菌 “老汁”中含有大量的乳酸菌,使其在短时间成为优势菌 (3)玫瑰红 显色 标准液 (4)减少实验误差,使结论更可靠 随着发酵的进行,亚硝酸盐含量会逐渐增加,当 达到最高值后,亚硝酸盐含量会逐渐减少并趋于稳定
解析 (1)泡菜是乳酸菌发酵的产物,乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型。(2)将盐水煮沸的目的 是除去盐水中的空气和杀菌。冷却的目的是防止杀死原料中的乳酸菌。“老汁”中含有大 量的乳酸菌,其在短时间能成为优势菌,因此需要加入一定量的“老汁”(陈泡菜水)。(3)在盐 酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合成 玫瑰红色的染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估算出 泡菜中亚硝酸盐的含量。(4)该兴趣小组取3只坛的目的是减少实验误差,使结论更可靠。根 据表格数据分析,随着发酵的进行,亚硝酸盐含量会逐渐增加,当达到最高值后,亚硝酸盐含量 会逐渐减少并趋于稳定。
B组 2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:45分钟 分值:60分非选择题(共60分)
1.(2019江西重点中学一模,37)(15分)新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用热水洗 坛两次的泡菜坛中,然后向坛中加入煮沸冷却后的盐水、香料及一些“陈泡菜水”。密封后 置于阴凉处,最适环境温度为28~30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前 者是用盐过多,后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程 中产生的亚硝酸盐含量。(1)用热水洗坛两次目的是 。盐水煮沸冷却的目的是 。(2)发酵过程中,蔬菜为乳酸菌提供了 、 、 、水、无机盐等营养; 同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求,采用了 的处理 措施。(3)泡菜坛要密封的原因是 。若泡菜坛有裂缝或密封不严,可能会出现的结果是 。加入“陈泡菜水”的作用是 。
答案 (1)杀灭杂菌 杀灭杂菌和除去盐水中的空气并保证“陈泡菜水”中菌种的活性 (2) 碳源 氮源 生长因子 密封后置于阴凉处 (3)乳酸菌是厌氧生物,密封后造成无氧环境 乳酸菌不能正常生长,杂菌大量繁殖,泡菜变质 提供乳酸菌菌种
解析 此题通过泡菜的制作原理与操作分析,考查考生的科学思维素养。(1)在泡菜的制作过 程中,要注意无菌操作,“用热水洗坛两次”目的是杀灭杂菌。“盐水煮沸冷却”的目的是杀 灭盐水中的杂菌和除去盐水中的空气,但是又不能杀灭陈泡菜水中的乳酸菌,所以要煮沸后进 行冷却处理。(2)发酵过程中,蔬菜为乳酸菌的生长提供了营养物质:碳源、氮源、水、无机 盐、生长因子等;同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求,采用了密封后置 于阴凉处处理措施。(3)乳酸菌是厌氧型的生物,氧气会抑制乳酸菌的生命活动,所以泡菜坛要 密封,造成无氧环境;若泡菜坛有裂缝或密封不严,可能会出现的结果是乳酸菌不能正常生长, 杂菌大量繁殖,泡菜变质;“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌,可以提供乳酸菌菌种。
点睛 泡菜腌制过程中,由于坛内环境中硝酸还原菌的繁殖,促进硝酸盐还原为亚硝酸盐,但随 腌制时延长,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸,抑制硝酸盐还原菌繁殖,使亚硝酸盐含量逐渐下降。 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联,能形成玫瑰 红色的产物,亚硝酸盐含量越多,颜色越深,因此可利用其颜色的深浅来估测被测样品的亚硝酸 盐含量。
2.(2019安徽皖南八校三模,37)(15分)在平时,我们可以将所学的生物学知识充分地运用于生活 实践。回答下列问题:(1)家庭酿酒时我们往往不需要特意添加酵母菌,其原因是 ;在发酵过程中,可以观察到有气泡产生,气泡内的气体是 ,该过程中每隔12 h左右就要 将简易酿酒容器的瓶盖拧松一次,但又不打开,这样做的目的: 。(2)在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、 和 。用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,一般选择菌落数在 之间的平板进行 计数。(3)在某次分离纤维素分解菌的实验中,大部分同学从培养基上筛选出大约50个菌落,而有一位 同学从培养基上筛选出大约150个菌落,这种差异产生的原因可能是 (至少答出三点)。
答案 (1)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的主要来源是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 二氧化碳 将瓶盖拧松可释放气体,防止容器瓶破裂;不打开瓶盖是为了防止氧气和有害杂 菌进入 (2)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 30~300 (3)土样不同、培养基污染、操作失误、取 样前未摇匀样液 (其他合理答案也可)
解析 本题通过家庭酿制葡萄酒的原理与操作,考查考生的科学思维素养。(1)在葡萄酒的自 然发酵过程中,酵母菌的主要来源是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,因此,家庭酿酒时我们往 往不需要特意添加酵母菌;在发酵过程中,可以观察到有气泡产生,气泡内的气体是无氧呼吸产 生的二氧化碳,该过程中每隔12 h左右就要将简易酿酒容器的瓶盖拧松一次,但又不打开,这样 做的目的:将瓶盖拧松可释放气体,防止容器瓶破裂;不打开瓶盖是为了防止氧气和有害杂菌进 入。(2)在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭 菌。用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,一般选择菌落数在30~300之间的平板进行计数, 过高或过低都不利于计数。(3)一同学从培养基上筛选出菌落数与其他同学明显偏大,原因有 可能是所取土样不同、培养基遭到污染、操作失误、取样前未摇匀样液等。
3.(2019安徽黄山一模,37)(15分)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替 传统的浮石擦洗,是目前重要的生产手段(工艺流程见如图)。请完成以下问题: 图1
图2
(1)纤维素酶是一种复合酶,它包括 、 、和葡萄糖苷酶。(2)在上述工艺中,通过 可控制仿旧颜色的深浅。(3)若在实验室筛选纤维素分解菌,在选择培养后可进行梯度稀释和 过程,一般 通过观察 的有无挑选出所需菌种。(4)实验室中获取纯化分解纤维素的细菌常用的接种方法还有如图2中的图甲所示的方法,即 。若图乙表示在平板培养基上的第一次和第二次划线,请在图乙中画出第三 次划线,划线后在恒温培养箱中培养时,培养皿必须倒置,目的是 。
答案 (1)C1酶 CX酶 (2)调节温度、酸碱度和处理时间 (3)涂布平板 透明圈 (4)平板划 线法 乙防止冷凝形成的水滴落在培养基上污染培养基,冲散菌落
解析 本题通过纤维素酶的应用分析,考查考生的科学思维素养。(1)纤维素酶是一种复合酶, 包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶可将纤维素水解为纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分 解成葡萄糖。(2)温度、pH会影响酶的活性,酶作用的时间也会影响酶作用效果,因此可以通 过调节温度、酸碱度、处理时间来控制仿旧颜色的深浅。(3)筛选纤维素分解菌时,在选择培 养后可进行梯度稀释和涂布平板操作,然后通过观察透明圈的有无挑选出所需菌种,即能够在 添加刚果红的培养基上出现透明圈的说明该菌落是纤维素分解菌,否则不是纤维素分解菌。 (4)图中所用的接种方法是平板划线法。培养时需要将平板倒置,原因是防止冷凝形成的水滴 落在培养基上污染培养基,冲散菌落。
4.(2019江西八所重点中学二模,37)(15分)酵母菌是对青霉素不敏感的异养型生物,研究发现酵 母菌虽然给人类的生活带来很多益处,但有的酵母菌却是人和动植物的病原体。回答下列问 题:(1)传统发酵酿造葡萄酒的菌种来自 。在工业发酵时,培养酵母菌的培养基中 添加了丰富的 等物质和青霉素,青霉素的主要作用是 。(2)酵母菌生长需要适宜的pH,因此在培养基配制过程中需要添加 ,原因是酵 母菌培养过程中 。(3)使用液体培养基培养酵母菌时,为弄清酵母菌种群数量增长情况,对培养液中的酵母菌逐个 计数非常困难,因此可采用 的方法。(4)白假丝酵母菌会通过人体的感染部位进入血液,感染部位需要保持干燥和清洁,血液中血糖 浓度不能太高,其依据是 。
答案 (1)葡萄皮 碳源和氮源 抑制细菌和放线菌的生长,将酵母菌从微生物群体中分离出 来 (2)pH缓冲剂 营养物质的分解利用和代谢产物的形成、积累会导致培养基中pH下降 (3)抽样检测 (4)酵母菌适宜在温暖潮湿且含糖较多的环境中生长
解析 本题通过酵母菌在生产生活中的应用分析,考查考生的科学思维素养。(1)在葡萄酒的 自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在工业发酵时,培养酵母 菌的培养基中添加了丰富的碳源和氮源等物质和青霉素,青霉素是一种抗生素,其主要作用是 抑制细菌和放线菌的生长,将酵母菌从微生物群体中分离出来。(2)酵母菌在培养过程中,无论 是进行有氧呼吸,还是进行无氧呼吸,都会生成二氧化碳,导致培养液中的pH下降,但酵母菌的 生长需要适宜的pH,因此在培养基配制过程中需要添加pH缓冲剂。(3)使用液体培养基培养 酵母菌时,对培养液中的酵母菌逐个计数非常困难,因此可采用抽样检测的方法。(4)酵母菌适 宜在温暖潮湿且含糖较多的环境中生长,白假丝酵母菌会通过人体的感染部位进入血液,感染 部位需要保持干燥和清洁,因此,血液中血糖浓度不能太高。
知识储备 酵母菌是一种真核生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼 吸过程中均会产生二氧化碳。酵母菌可以进行酒精发酵,产生酒精。酵母菌一般用液体培养 基培养,对培养液中逐个计数非常困难,可以采用抽样检测的方法,利用血细胞计数板进行计数。
C组 2017—2019年高考模拟·应用创新题组
1.(2019 5·3原创预测卷六,37)持久性有机污染物(POPs)是指通过大气、水等环境介质长距离 迁移并长期存在于环境之中、对生物健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污 染物质,包括多氯联苯类(PCBs)和二口恶口英等。为研究持久性有机污染物在深海环境中的 分布特征和存在状态,中国科学院研究团队对马里亚纳海沟挑战者深渊表层沉积物中的持久 性有机污染物进行了研究。请回答下列问题:(1)若想探究海洋底泥中是否存在能分解POPs的细菌,以便用于今后的生态修复,应将海洋底 泥稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲,该培养基属于 培养基。某细菌可将POPs作为碳源,进入该菌内的POPs的主要作用是 (答出两点即可)。(2)用来筛选分解POPs细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是 (答出两点即可)。(3)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 。(4)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 。
(5)细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为 。为了筛选出分解POPs高效菌株,可比 较单菌落周围 的大小,依据是 。
答案 (1)POPs 选择 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料(2)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定(3)若滴加到培养基表面的菌悬液过多,会导致菌体堆积,影响分离效果(4)避免培养基污染棉塞(5)种群 分解圈 分解圈大说明该菌株降解POPs的能力强
解析 (1)若想探究海洋底泥中是否存在能分解POPs的细菌,以便用于今后的生态修复,应将 海洋底泥稀释液接种于以POPs为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲,该培养基属于选择 培养基。POPs是某细菌的碳源,为细胞生命活动提供能量,也可为其他有机物的合成提供原 料。(2)KH2PO4和Na2HPO4可为微生物提供无机营养,还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH 稳定。(3)若涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量过多,则会出现积液,导致菌体堆积,影 响分离效果。(4)若试管口粘附有培养基,则需用酒精棉球擦净,以避免培养基污染棉塞。(5) 细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为种群,因为是同种生物的集合体。为了筛选出POPs 高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,依据是分解圈大说明该菌株降解POPs的能力强。
创新点 命题材料创新:以现今环境污染中的新名词——持久性有机污染物(POPs)为背景材 料,综合考查学生的生物技术实践能力,高起点,低落点。
2.(2019 5·3原创预测卷五,37)(1)泡菜水中的有益微生物有 ;如果在制 作时加入的食盐过量,会造成泡菜的味道是 ;用腌制泡菜的方法保存食物的原理 是泡菜坛中的 环境抑制了腐败菌的生长。(2)酿制葡萄酒的过程中酵母菌通过自身的 分解了葡萄汁中的糖产生了酒精, 为了增加葡萄酒的酒精含量,可以在酿制开始时额外地加入 。使用 (填 “压榨”“萃取”或“蒸馏”)法可提取葡萄酒中的酒精。(3)腐乳的制作过程中毛霉菌旺盛生长阶段,依靠 抑制杂菌的生长,制作后期 加入食盐可以使 ,使后期时豆腐块不会过早酥烂,同时还能 。
答案 (1)乳酸菌和酵母菌 只咸不酸 缺氧和酸性(2)无氧呼吸 糖 蒸馏(3)种间竞争 豆腐块脱水,变硬 抑制微生物繁殖
解析 (1)泡菜坛中的环境适宜厌氧的乳酸菌生长,兼性厌氧型的酵母菌也能生长,这两种微生 物对人体都是有益的。如果加入的食盐过量,会造成各种微生物(包括乳酸菌)脱水而死,从而 使乳酸发酵无法进行,最终导致泡菜只有咸味没有酸味。泡菜坛中的缺氧环境和大量的乳酸 抑制了其他微生物的生长。(2)酵母菌无氧呼吸能够产生酒精,为了增加酒精的含量,可以通过 额外加入糖的方法提高最终的酒精含量,提取酒精适合用蒸馏的方法。(3)旺盛生长的毛霉菌 通过种间竞争抑制了其他杂菌的生长,食盐可以使豆腐脱水,从而使其质地变硬,不易酥烂适宜 长期存放,同时食盐也具有抑菌的效果。
创新点 新视角,将食物的制作、保存和微生物的知识相结合,全面考查微生物在食品加工过 程中的作用的相关知识。
3.(2019 5·3原创预测卷二,37)生物技术实践与我们的生活息息相关,结合所学的知识回答下 列问题:(1)胡萝卜素可以用来治疗由缺乏维生素A引起的多种疾病,在提取胡萝卜素时,不能用乙醇和 丙酮萃取胡萝卜素的原因是 ,萃取的过程需采用 加热,将提取的胡萝卜素粗品 通过 进行鉴定,如果要想获得β-胡萝卜素,还必须对提取的产物进一步 。(2)若从土壤中纯化酵母菌,需用 (填“固体培养基”或“液体培养基”)培养,最 常用的接种方法有 。若用木糖来进行酒精发酵,需要将培 养基上的酵母菌菌株转接到 的培养基中,在 条件下培养一周后,收集存活的酵母菌,即所需菌种。(3)某同学计划统计土壤中纤维素分解菌总数,他选用稀释104、105、106倍的稀释液进行平板 划线,每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看,还应设置的一组对照实验为 ,此对照实验的目的是 ,统计的菌
落数往往比实际数目 (填“多”或“少”)。
答案 (1)用于萃取胡萝卜素的有机溶剂,要能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,而乙醇 和丙酮都是水溶性有机溶剂 水浴 纸层析法 分离(2)固体培养基 平板划线法和稀释涂布平板法 只含有木糖,不含有葡萄糖等其他碳源 无 氧(3)不接种的空白培养基 验证培养基是否被杂菌污染 少
解析 (1)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水 混溶,乙醇和丙酮能够与水混溶且易燃。萃取的过程需采用水浴加热,以避免使用明火加热引 起燃烧、爆炸。将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定。本实验只能提取胡萝卜素 的混合物,如果要获得β-胡萝卜素,还必须对提取的产物进一步分离。(2)可用平板划线法和稀 释涂布平板法将酵母菌接种在固体培养基上。培育用木糖发酵的酵母菌菌种,需用不含葡萄 糖等其他碳源,只含有木糖的培养基,在无氧的环境条件下,选择出能够完成酒精发酵的菌种。 (3)不接种的空白培养基用于验证培养基是否被杂菌污染。在统计菌落数目时,当两个或多个 细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,统计的菌落数往往比实际数目少。
4.(2019 5·3原创预测卷一,37)牛乳营养价值极高,尤其蛋白质和乳糖比例很高。从健康母牛 体内刚挤出的牛乳,含有少量的正常起始微生物,将牛乳装入未消毒的器具和在分装、运输过 程中,易被很多其他微生物污染。 某小组同学为了测定生牛乳和消毒牛乳中细菌的含量而进行了实验。(1)微生物数目的测定可以使用显微镜直接计数法和平板计数法。两种测定方法各有优缺点, 前一种方法操作简便但准确度不高,且测定结果往往偏高;后一种方法 。(2)显微镜直接计数法测定生牛乳中的微生物数量:①将0.01 mL生牛乳用无菌接种针在载玻片上涂成1 cm2的方块,晾干、固定;②浸于美蓝染液中染色2分钟;③用吸水纸吸去多余染液,晾干,用蒸馏水缓缓冲洗,晾干;④在油镜下观察统计细菌数,共统计30~50个视野。若每个视野的面积为0.02 mm2,在50个视野下细菌总数为50,则生牛乳中细菌含量约为 个/mL。一份牛乳样品的细菌含量和种类可反映母牛的健康状况和牛乳生产与保藏条件。
如图中患乳房炎的母牛的牛乳和被污染的牛乳分别是 。 (3)用标准平板计数法测定消毒牛乳中的微生物数量:标准平板计数法需要配制固体培养基。培养基和牛乳常用的灭菌或消毒方法分别是 ,两种方法常用的温度条件和时长分别是 。①将已消毒的牛乳样品充分混匀,然后进行梯度稀释,稀释倍数分别为102、103、104;②用一根1 mL已灭菌的移液管从 (填“102”或“103”或“104”)稀释倍数开始各取 1 mL注入已标明样品和稀释倍数的空白无菌培养皿中;
③各培养皿倾注约15 mL已熔化并冷却至45 ℃左右的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,立即放到桌 上摇匀;④凝固后倒置,在37 ℃下培养24小时;⑤选择长有30~300个菌落的平板计数,并计算1 mL消毒牛乳中的细菌总数。与稀释涂布平板法不同,该标准平板计数法没有涂布操作,原因是在牛乳的自然发酵过程中最 先长出来的通常是 (填“大肠杆菌”“乳酸菌”或“酵母菌”)。
答案 (1)操作复杂但准确度较高,测定结果一般比实际值偏低(2)5×105 B、C(3)高压蒸汽灭菌法和巴氏消毒法 121 ℃维持15~30分钟,70~75 ℃煮30分钟或80 ℃煮15分钟 104 乳酸菌
解析 本题主要考查了微生物计数的两种方法和无菌技术。(1)显微镜直接计数法操作简便 但准确度不高,且统计的是总菌数,比实际值偏高(死菌是没有统计意义的);标准平板计数法操 作复杂但准确度较高,统计的菌落数往往比活菌实际数目偏低,因为一些菌落可能并非单菌 落。(2)每个视野中平均有1个细菌,每个视野的面积为0.02 mm2,则1 cm2共为5 000个视野、有 5 000个细菌,而1 cm2的牛乳量为0.01 mL,故细菌含量为5 000个÷0.01 mL=5×105个/mL。A图 中仅有少量细菌,为上等牛乳;B图中有白细胞,一般为患乳房炎母牛的牛乳;C图有很多不同的 菌且菌量较多,为被污染的牛乳。(3)培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法,条件是121 ℃维持 15~30分钟;牛乳不耐高温,常用的消毒方法为巴氏消毒法,条件为70~75 ℃煮30分钟或80 ℃煮 15分钟。若使用同一个移液管,则总是先转移较低浓度的样品,以减小对下一次转移操作带来 的误差。牛乳的自然发酵过程中最先长出来的是厌氧而喜乳糖的乳酸菌,然后是兼性厌氧的 酵母菌,最后是好氧型的大肠杆菌。从实验的接种方法可推知,待测牛乳样品中的微生物被混 合在固体培养基内部,其内部为厌氧环境,利于乳酸菌生长。
第十单元 生物技术实践专题24 生物技术实践
生物 (天津市选考专用)
A组 自主命题·天津卷题组(2016天津理综,10,12分)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。淀粉类原料 成熟酒醅 成熟醋醅 (1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶 。(2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。 ①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸 杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,由此推测,影响醋酸杆菌密度 变化的主要环境因素是 。 ②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变, 加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案 (1)在最适温度条件下催化能力最强(2)酵母菌(3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻 动,或下) ③竞争
解析 (1)因酶在最适温度下的催化能力最强,故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是 兼性厌氧型微生物,在有氧条件下分解有机物释放能量多,繁殖快。(3)曲线图显示,与翻动前 相比,B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸杆菌所处 环境条件知,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。乳 酸菌是厌氧型微生物,处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。随着发酵时间的 推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣,不同种乳酸菌间的竞争加剧, 部分菌种因不适应环境而被淘汰。
审题方法 解答本题的关键是理解独流老醋的分层固体发酵的原理为有氧与无氧环境的 更替。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点1 微生物的培养、分离与数量测定
1.(2019江苏单科,12,2分)下列关于微生物实验操作的叙述,错误的是 ( )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
答案 A 本题借助微生物培养实验,考查考生对微生物培养与分离过程中的基础知识及相 关操作技术的分析处理能力,体现了对科学思维素养中的分析与判断要素的考查。接种环、涂布器需进行灼烧灭菌,A错误;接种操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上 可能存在的微生物污染培养物,每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上 残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数 的增加,使每次划线时的菌种数目逐渐减少,以便得到单菌落,划线结束后灼烧接种环,避免细 菌污染环境和感染操作者,B正确;接种后将培养皿倒置,可防止冷凝水污染培养基,C正确;固体 培养基既可用于分离菌种,也可用于菌落计数,D正确。
2.(2016江苏单科,25,3分)漆酶属于木质素降解酶类,在环境修复、农业生产等领域有着广泛用 途。如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程,相关叙述正确的是(多选) ( ) A.生活污水中含有大量微生物,是分离产漆酶菌株的首选样品B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物,通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C.在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步纯化D.斜面培养基中含有大量营养物,可在常温下长期保存菌株
答案 BC 产漆酶的微生物主要生活在木质素含量较高的环境中,生活污水中含有大量的微 生物,不是分离产漆酶菌株的首选样品;筛选产漆酶微生物的培养基中应加入木质素等漆酶降 解的底物,因不同菌种的菌落特征不同,故可通过菌落特征挑选产漆酶的菌落;图中显示,通过 涂布平板法进行初步筛选,再通过平板划线法进一步纯化;微生物长期保存应用甘油管藏法,保 存温度为-20 ℃。
知识归纳 微生物的纯化方法常采用选择培养基,用稀释涂布平板法或平板划线法纯化微生物。用稀释涂布平板法接种的 微生物经培养后,其菌落在培养基上接近均匀分布,且该接种法可以对微生物活菌计数。
3.(2015江苏单科,19,2分)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
答案 D 本题考查微生物的分离与培养的相关知识。高压灭菌加热结束时,需先切断电源, 让灭菌锅内温度降至100℃以下,压力表的指针回到零时,再打开锅盖,A错误;倒平板时,应将培 养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,而不能将培养皿盖完全打开,以防污染,B错误;接种环经火焰 灭菌后需待冷却后挑取菌落,C错误。
易错分析 错选的学生对高压灭菌锅使用方法不太了解。高压灭菌通常采用的温度为121 ℃,灭菌刚结束时灭菌锅中的液体温度都超过100 ℃,必须缓慢降温、降压。如未能充分冷却,锅内尚有剩余压力,打开放气阀会使锅内压力骤减,液体就会发生爆沸,冲出容器。
4.(2019课标全国Ⅰ,37,15分)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(5 g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/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 。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生 物提供碳源的有机物是 。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ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 ,其原因是 。(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菌落进 行计数,接种时,应采用的方法是 。(4)假设从Ⅲ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 和 。
答案 (1)牛肉膏、蛋白胨 X(2)下降 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)稀释涂布平板法(4)能量 合成其他物质的原料
解析 本题借助微生物培养与筛选的相关知识,考查对相关操作技能的掌握以及将实验方法 和技能进行灵活运用的能力;试题通过对高效降解X细菌的筛选,体现了科学探究中的结果分 析要素。(1)在Ⅰ号培养基中,牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源,Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供 碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中,碳源只有X,不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增 殖,使该类细菌比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时,需采用稀释涂布平板法进行 接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量,为该菌的生长提供能量和 合成其他物质的原料。
知识归纳 总结微生物培养的常考知识(1)培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,按照物理性质可分为 液体培养基、固体培养基和半固体培养基。(2)常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。(3)培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶常采用的灭菌和消毒方法依 次是高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学消毒、紫外线灭菌、巴氏消毒法。(4)选择培养基的原理:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸 性环境,有的适于碱性环境。例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑 制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌, 可在培养基中加入高浓度的食盐。
5.(2019课标全国Ⅱ,37,15分)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 。(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 菌落进一步纯化,选择的依据是 。 (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
。(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 ,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 ;若 A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明 。
答案 (1)W (2)乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W (3)将甲、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)①缓冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
解析 本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识,考查考生对实验目的、原理的 理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活 力实验分析,体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。(1)要从土壤中分离能降解W的细菌,培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈, 说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源,应将甲、乙菌分别接 种在无氮源的培养基上,观察细菌能否生长,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,否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则,C处应滴加等量不含酶的缓冲液。 ②C处只滴加等量缓冲液,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。
6.(2019课标全国Ⅲ,37,15分)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 (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pH,其原 因是 。硝化细菌在没有碳源的培养基上 (填“能够”或“不能”)生长,原因是 。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板 (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 。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过 处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的 微生物。
答案 (1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中 的CO2作为碳源(2)倒置(3)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)灭菌
解析 本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识,考查考生理解实验原理、方法与操作步 骤,并对一些生物学问题进行初步探究的能力;试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对 科学探究素养的考查。(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等,蛋白胨能同时提供碳源、氮源,葡萄糖提供碳 源,NaNO3不能提供碳源,可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同,故制备培 养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌,可以利用空 气中的CO2作为碳源,故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。(2)为防止培养皿盖的冷凝 水落入培养基造成污染,用平板培养细菌时一般需将平板倒置。(3)在一定培养条件下,不同种 微生物表现出各自稳定的菌落特征,如特定的形状、大小、颜色、隆起程度等,所以依据菌落 的特征,可以初步区分不同种的微生物。(4)为防止污染环境,使用后的培养基丢弃前要经过灭 菌处理,以便杀死丢弃物中所有的微生物。
7.(2018课标全国Ⅰ,37,15分)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 的生长,加入了链霉素 的培养基属于 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 (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 (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 。(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 。
答案 (1)细菌 选择 (2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸(3)碘液 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)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 本题主要考查微生物的培养与应用。(1)链霉素可抑制细菌生长,从功能上看,添加链霉 素的培养基属于选择培养基。(2)微生物正常生长需要的营养物质有无机盐、氮源、碳源 等。氮源进入细胞后,可以用于合成含氮大分子物质,如核酸、蛋白质等。(3)淀粉遇碘液显蓝 色,若淀粉被水解,则产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解,形成以菌落为中心的透明圈。(4)用 稀释涂布平板法统计菌落数目时,为保证统计结果的准确性,一般选择菌落数在30~300的平板 进行计数,取结果差别不大组别的平均值,进而得出计数结果。而乙同学的结果中,1个平板的 计数结果与另2个相差悬殊,即乙同学的结果可信度低。
知识归纳 微生物的计数方法(1)显微镜直接计数法:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计数一定容积的样品 中微生物的数量。缺点:因不能区分死菌与活菌而使计数结果偏大。(2)活菌计数法:利用稀释涂布平板法接种,通过统计菌落数目计算样品中的活菌数。缺点:当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此统计结果偏小。
8.(2018课标全国Ⅲ,37,15分)回答下列与酵母菌有关的问题:(1)分离培养酵母菌通常使用 (填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼 脂”)培养基,该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培 养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是 。(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原 因是 。
答案 (1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2)菌体 快速增殖 乙醇产生 (3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软
解析 (1)常用含葡萄糖较多的麦芽汁琼脂培养基分离培养酵母菌。培养基常采用高压蒸汽 灭菌法灭菌。菌落是由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)有氧气存在时,酵母 菌有氧呼吸产生的大量能量可用于快速增殖;无氧气存在时,酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇和 CO2。(3)酵母菌进行细胞呼吸可产生CO2,故用酵母菌制作的面包会变得松软。
易错警示 不同培养基的用途牛肉膏蛋白胨培养基常用于培养细菌,MS培养基常用于植物组织培养,麦芽汁琼脂培养基常 用于培养酵母菌。
9.(2017课标全国Ⅰ,37,15分)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,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能 以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。(2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或 “尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是 。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。
答案 (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动 提供能量,为其他有机物的合成提供原料(2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4 NO3,不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定
解析 (1)能分解尿素的细菌体内应含有脲酶;能分解尿素的细菌是异养型生物,不能利用CO2 来合成有机物,可用葡萄糖等有机物作为碳源。进入细菌体内的葡萄糖既能为细胞生命活动 提供能量,又可为其他有机物的合成提供原料。(2)筛选可分解尿素的细菌,应选择以尿素为唯 一氮源的培养基,而能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,其他两组不 能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,这两种物质既 可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH相对稳定。
10.(2017江苏单科,31,7分)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明 同学准备依据如图所示操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回 答下列问题: (1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。(2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解 菌的目的。若上图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。制 备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。(3)如图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。
(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯 度并进行显色反应,下表中1~5号比色管的苯酚浓度应分别为 。
如果废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序 号:①5 ②10 ③20)倍后,再进行比色。
答案 (1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③
解析 本题考查微生物分离的相关知识。(1)酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌 生长提供碳源。(2)转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌,故随转接次数增多,培 养基中的苯酚含量应逐渐增加。若平板中菌落过于密集,则需进一步稀释,降低菌体密度后再 涂布培养,以便于菌落分离与计数。制备平板培养基时,需添加琼脂等凝固剂。(3)连续划线 时,在划线的末端菌体密度最低,即在划线的末端最易获得单菌落。(4)1号比色管应为空白对 照组,由6号比色管中苯酚浓度知,1~5号比色管苯酚浓度应为0、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后残留的苯酚浓度约为50×21%=10.5(mg/L),则需 对残留液进行20倍稀释后[10.5÷20=0.525(mg/L)],才可以进行比色。
11.(2016四川理综,10,12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。 图甲 图乙(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。
答案 (1)尿素 酚红 红 (2)稀释涂布平板法 1.75 少 (3)UGA 115
解析 (1)脲酶由分解尿素的细菌产生,故需用以尿素为唯一氮源的培养基筛选该类微生物。 分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨,故培养基中加入酚红指示剂后,菌落周围将 出现红色。(2)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数,在计数时一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。每克样品中的菌株数=(C/V)×M。因培养基上两个或多个细 胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,故统计结果往往较实际数目少;而用血细胞计数 板计数时,死亡的、活的菌体都计数在内。(3)乙图显示,mRNA在箭头以前有273个核苷酸(为 91个密码子),箭头处增加的70个核苷酸与后续的AG刚好组成24个密码子,后面的UGA为终止 密码。突变基因表达的蛋白质含91+24=115 个氨基酸。
知识归纳 微生物菌体计数方法通常有稀释涂布平板法、显微镜直接计数法、滤膜法等。 稀释涂布平板法为活菌计数法,显微镜直接计数法统计的是死菌、活菌的总数。
12.(2016课标全国Ⅰ,39,15分)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配制培养基(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 。若要完成步骤②,该培养基中的成分 X通常是 。(2)步骤③中,实验组的操作是 。(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 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 (填“正确”或“不正确”)。
答案 (1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂(2)将各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)污染 不正确
解析 (1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供氮源;制备固体培养基需加 入琼脂。(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况,所以需在教室不 同高度的位置分别用平板收集微生物即开盖暴露一段时间。(3)该实验中空白对照组不应出 现菌落,若空白对照组出现了菌落,则说明此次调查中出现了污染现象,实验组的污染情况不能 确定,故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果,而应重新进行实验。
13.(2015课标全国Ⅰ,39,15分)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶 和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题:(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用 染色。微生物A产生的油脂不易挥 发,可选用 (填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的 土壤中取样,并应选用以 为碳源的固体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用 直接计数;若要测定 其活菌数量,可选用 法进行计数。(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,则上述三个温度中, ℃条 件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕 ℃设计后续实验。
答案 (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法(每空2分,共4分)(2)油脂(3分)(3)血细胞计数板 稀释涂布平板(每空2分,共4分)(4)45 40(每空2分,共4分)
解析 本题主要考查了植物油脂的染色和提取方法、选择培养基的配制、微生物的计数以 及确定酶的最适温度的实验设计等。(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)进行染色。微 生物A产生的油脂不易挥发,不能用水蒸气蒸馏法提取,应用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪 酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应 以油脂作为唯一碳源。(3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直 接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)酶量需要最多的温度下,其 酶活力最小,即酶活力最小的温度应为45 ℃。三个温度下酶活力最大的温度是40 ℃,但40 ℃ 不一定是该酶的最适温度,故应围绕40 ℃设计后续实验。
14.(2015江苏单科,31,8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,下列选项不需要的是 (填序号)。①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④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 液中酶活性的结果见下图,推测菌株 更适合用于人工瘤胃发酵,理由是 。
答案 (1)③ (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 ① (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
解析 本题考查微生物培养与分离的相关知识。(1)样品稀释需用无菌水,在培养基中涂布接 种时需在酒精灯的火焰旁进行。(2)涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液一般为0.1 mL,量过 大将导致菌体密度过大而影响分离效果。(3)分装含琼脂的培养基时,试管口粘有培养基易造 成杂菌滋生,故应用酒精棉球擦净。(4)纤维素酶活性越大,菌落周围被分解的纤维素量也越 大,菌落周围的透明圈也就越大。故图中降解纤维素能力最强的菌株为①。(5)发酵过程中由 于呼吸作用产生较多的热量和有机酸,故应选择较高温度和酸性环境中活性较高J4酶。
15.(2015山东理综,35,12分)乳糖酶能够催化乳糖水解为葡萄糖和半乳糖,具有重要应用价值。 乳糖酶的制备及固定化步骤如下: 产乳糖酶 产乳糖酶 乳糖酶的 乳糖酶的微生物L的筛选 微生物L的培养 提取纯化 固定化(1)筛选产乳糖酶的微生物L时,宜用 作为培养基中的唯一碳源。培养基中琼脂的作 用是 。从功能上讲,这种培养基属于 。(2)培养微生物L前,宜采用 方法对接种环进行灭菌。(3)纯化后的乳糖酶可用电泳法检测其分子量大小。在相同条件下,带电荷相同的蛋白质电泳 速度越快,说明其分子量越 。(4)乳糖酶宜采用化学结合法(共价键结合法)进行固定化,可通过检测固定化乳糖酶的 确定其应用价值。除化学结合法外,酶的固定化方法还包括 、 、离子吸附法及交联法等。
答案 (1)乳糖 凝固剂 选择培养基(2)灼烧(3)小(4)(酶)活性[或:(酶)活力] 包埋法 物理吸附法(注:两空可颠倒)
解析 (1)产乳糖酶的微生物可以利用乳糖,故宜选用以乳糖作为唯一碳源的培养基筛选获得 产乳糖酶的微生物,这类培养基为选择培养基。培养基中常用琼脂作为凝固剂。(2)接种环常 用灼烧灭菌法进行灭菌。(3)电泳法检测蛋白质分子量大小的原理是电荷相同的蛋白质,分子 量越小,其电泳速度越快。(4)酶的固定化方法有化学结合法、包埋法和物理吸附法等。固定 化酶的活性越高,其应用价值越大,故可通过检测固定化酶的活性确定其应用价值。
16.(2015浙江自选,17节选)某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂,开展了产该酶菌株的筛 选、酶的固定化及其特性分析研究,其流程如下图所示:土样中的菌种筛选 菌株鉴定 优良菌株扩大培养 植酸酶提纯 植酸酶固定化 植酸酶特性分析请回答:(1)土壤悬液首先经80 ℃处理15分钟,共目的是筛选出① 。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行② ,然后涂布于含有植酸钠的固体培养 基上。培养后观察到③ ,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与④ 强弱有关。
(3)筛选获得的菌株经鉴定后,将优良菌株进行液体扩大培养。培养时需要振荡,其主要目的是 ⑤ 。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是⑥ 。
答案 (1)①耐高温菌株(2)②稀释 ③单菌落 ④植酸酶的活性(3)⑤供氧 ⑥琼脂
解析 (1)用80 ℃高温处理土壤悬液可以筛选出耐高温菌株。(2)经处理的土壤悬液利用稀释 涂布平板法进行接种;培养后可观察到有的单菌落周围出现透明圈,这是耐高温菌株产生的植 酸酶水解形成的,透明圈越大,说明植酸酶的活性越高。(3)将液体培养基振荡可提高培养液中 氧的含量,固体培养基具有固体状态是因为制备培养基时加入了琼脂。
考点2 传统发酵技术
1.(2019江苏单科,9,2分)下列关于传统发酵技术应用的叙述,正确的是 ( )A.利用乳酸菌制作酸奶过程中,先通气培养,后密封发酵B.家庭制作果酒、果醋和腐乳通常都不是纯种发酵C.果醋制作过程中发酵液pH逐渐降低,果酒制作过程中情况相反D.毛霉主要通过产生脂肪酶、蛋白酶和纤维素酶参与腐乳发酵
答案 B 本题借助对传统发酵技术的应用,考查对发酵技术的综合应用能力;通过对发酵技 术的应用分析,体现了科学探究素养中的技术评价与结果分析要素。乳酸菌为严格厌氧型细菌,通气会造成乳酸菌死亡,A错误;家庭酿制葡萄酒利用的主要是附着 在葡萄果皮上的野生酵母菌,果醋发酵需要的醋酸杆菌常从变酸酒的表面菌膜中获取,腐乳的 制作主要利用空气中的毛霉孢子,三者都不是纯种发酵,B正确;果醋发酵中随着醋酸的产生, pH逐渐降低,果酒发酵中会产生较多的CO2,使发酵液pH降低,C错误;毛霉产生的酶有蛋白酶和 脂肪酶等,但毛霉不产生纤维素酶,D错误。
易错警示 在传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄果皮上的野生型酵母菌。
2.(2017江苏单科,10,2分)下列关于“腐乳的制作”实验,叙述正确的是 ( )A.控制发酵温度的主要目的是腐乳调味B.腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐作用C.毛霉的主要作用是分解脂肪和淀粉D.成品腐乳表面的粘性物质主要由细菌产生
答案 B 本题考查腐乳制作的相关知识。控制发酵温度的主要目的是使毛霉等微生物正常 生长增殖,A错误;腐乳制作后期加入香辛料和料酒有防腐和调味作用,B 正确;毛霉等微生物可 分泌蛋白酶和脂肪酶,催化豆腐中的蛋白质水解为小分子肽和氨基酸,催化脂肪水解为脂肪酸 和甘油,C 错误;成品腐乳表面的粘性物质主要由毛霉产生,D 错误。
3.(2017江苏单科,25,3分)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是 (多选) ( ) A.改变通入气体种类,可以研究呼吸作用类型对发酵的影响B.果酒发酵中期通入氮气,酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸C.果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关D.气体入口与气体出口可以交换使用
易错提醒 ①果酒与果醋的制作利用的是微生物发酵,微生物需要一定的温度才能正常生 长。②气体入口可为培养液中微生物提供气体环境,故应将与气体入口相连的导管插入发酵 瓶底部。
答案 ABC 本题主要考查果酒和果醋制作的相关知识。果酒和果醋发酵所利用的菌种分 别是酵母菌、醋酸菌,其中酵母菌属于兼性厌氧菌,而醋酸菌为需氧菌,因此改变通入气体种 类,可研究呼吸作用类型对发酵的影响,A正确;果酒发酵中期通入氮气后,酵母菌可从有氧呼吸 转变为无氧呼吸,B正确;醋酸菌的最适生长温度为30~35 ℃,温度过低会抑制酶活性,从而抑制 果醋的发酵周期,C正确;图中的气体入口与气体出口不可以交换使用,因为与气体入口相连的 导管需要插入发酵瓶的底部,D错误。
4.(2016江苏单科,7,2分)下列关于中学“腐乳的制作”实验,叙述正确的是 ( )A.加盐主要是为了调节水分,利于毛霉生长B.加料酒主要是为了灭菌,避免腐败变质C.发酵过程中起主要作用的是乳酸杆菌D.实验室制作的腐乳不宜直接食用
答案 D 加盐主要是为了调节水分,同时也能抑制微生物的生长,A错误;加料酒可以抑制微 生物的生长,同时能使腐乳具有独特的香味,并非灭菌,B错误;发酵过程中起主要作用的是毛 霉,C错误;实验室制作的腐乳,未经严格检测,不宜直接食用,D正确。
知识拓展 毛霉、酵母菌、蘑菇等属于真菌。
5.(2015江苏单科,17,2分)关于“腐乳的制作”实验,下列叙述错误的是 ( )A.将腐乳坯堆积起来会导致堆内温度升高,影响毛霉生长B.腐乳坯若被细菌污染,则腐乳坯表面会出现黏性物C.勤向腐乳坯表面喷水,有利于毛霉菌丝的生长D.装坛阶段加入料酒,可有效防止杂菌污染
答案 C 本题考查腐乳制作的相关知识。毛霉生长需要适宜的温度(范围是15~18 ℃)和湿 度,将腐乳坯堆积起来时会因毛霉等的呼吸作用释放能量而使堆内温度升高,影响了毛霉生长, 勤向腐乳坯表面喷水,会改变腐乳坯的湿度,又会导致杂菌污染,不利于毛霉菌丝的生长,故A正 确、C错误;腐乳坯若被细菌污染,细菌会在腐乳坯上进行代谢,产生黏性物,B正确;装坛阶段加 入料酒,不仅可以调味,还能有效防止杂菌污染,D正确。
名师点睛 解答本题的关键在于理解腐乳制作的过程:前期发酵和后期发酵,前期发酵是让豆 腐长出毛霉,后期发酵包括加盐腌制、加香辛料、密封、理解加盐、加料酒、加香辛料的作 用。
6.(2017课标全国Ⅱ,37,15分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵 效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再 将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:(1)该实验的自变量是 、 。(2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。(3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定 发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是 。(4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪 转变为 。
答案 (1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所 对应的时间即为最佳发酵时间 (4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
解析 本题考查传统发酵技术的相关知识。(1)根据题中“甲、乙两菌种”和“32 h内定期 取样观测发酵效果”可确定该实验的自变量是菌种类型和发酵时间。(2)发酵容器底层缺氧, 上层氧气相对充足,上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌属于好氧菌。(3)由于32 h 内发酵效果随发酵时间呈直线上升,所以若要确定最佳发酵时间,应该继续延长发酵时间,观测 发酵效果,最好发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)发酵过程中微生物会产生多种 蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶可使蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可使脂肪分解为甘油 和脂肪酸。
7.(2016课标全国Ⅲ,39,15分)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。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”)。
答案 (1)无菌水(2分) 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(3分)(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸)(每空3分,共6分) 具有透明圈(2分)(3)甘油(2分)
解析 (1)分离纯化乳酸菌时,由于泡菜滤液中菌的浓度高,因此需要用无菌水对泡菜滤液进行 梯度稀释,其目的是将聚集在一起的乳酸菌分散成单个细胞,以便在培养基表面形成单菌落。 (2)乳酸菌代谢过程中可产生乳酸,若在培养基中加入碳酸钙,则碳酸钙既可以中和乳酸,又可 以在乳酸菌菌落的周围出现明显透明圈,据此可以用于乳酸菌的鉴别。(3)乳酸菌在-20 ℃长 期保存时,为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞,在菌液中常需要加入一定量的甘油。
8.(2016浙江自选,17,10分)某研究小组以紫葡萄为原料制作葡萄酒的基本流程和装置示意图 如下。 请回答:(1)制作葡萄浆前,对葡萄进行清洗和用 色的高锰酸钾溶液浸泡。制作酵母悬液时,在 干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖,待酵母悬液中出现 即可。(2)装瓶后开始的一段时间,发酵瓶中溶解氧的含量变化是 。发酵过程中,发酵瓶中酒 精的含量变化是 。(3)下列关于装置中有水弯管作用的叙述,错误的是 。A.隔绝气体出入
B.使发酵瓶内外的压强基本平衡C.减少杂菌污染D.有利于发酵瓶内形成缺氧环境(4)实验中,判断发酵完毕的依据是 。A.发酵瓶中pH开始下降B.发酵瓶中停止出现气泡C.发酵瓶中酒精浓度达到30%D.发酵瓶中酵母菌数量急剧减少(5)欲利用葡萄酒制作果醋,发酵瓶中应加入的菌种是 ,该菌种在 条件下能 将乙醇氧化为醋酸。
答案 (1)红(紫) 气泡(2)减少 增加(3)A(4)B(5)醋化醋杆菌 有氧
解析 (1)制作酵母菌悬液时,在干酵母中加入少量温水和极少量蔗糖,若悬浮液中出现气泡, 说明酵母菌已经活化。(2)装瓶后开始的一段时间,酵母菌进行需(有)氧呼吸,瓶内的溶氧量减 少。随酵母菌无氧发酵时间的延长,发酵瓶中酒精含量增加。(3)装置中有水弯管可维持发酵 瓶内的无氧环境,防止空气中的杂菌污染发酵液,同时也可将发酵产生的气体排到瓶外,维持瓶 内外压强基本平衡,故A错误。(4)酵母菌进行无氧发酵有CO2产生,故判断发酵完毕的依据是 发酵瓶中不再有气泡产生。(5)醋化醋杆菌(醋酸菌)在有氧条件下可以将乙醇转化为乙醛,再 将乙醛转化为醋酸。
9.(2016课标全国Ⅱ,39,15分)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细 胞的 中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙 醇的检验;过程③在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的 增殖速度 。 (2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌 的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低 于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒 体。
答案 (1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
解析 (1)图中过程①和②表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段,发生场所是细胞质基质;乙醇 可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应;过程③表示有氧呼吸的第二、三阶段,发生在 线粒体中;与无氧呼吸相比,有氧呼吸过程释放的能量多,所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度 较快。(2)醋酸杆菌是好氧菌,所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵 母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是20℃和30~35℃。(4)醋酸杆菌属于细菌,是原核生物, 原核细胞中不含有线粒体。
10.(2015广东理综,29,16分)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体 健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到图。 (1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。乳酸菌发酵第一阶段的产物有 。(2)据图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ; pH呈下降趋势,原因是 。
(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的 实验方案和食盐浓度(4%~10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚 硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表,并推测实验结论。
答案 (16分)(1)创造无氧环境(1分) 丙酮酸、[H]、ATP(3分)(2)亚硝酸盐含量已接近最低水平(1分) 乳酸积累(2分)(3)结果记录表(6分)亚硝酸盐含量(单位:mg/kg)
注:其他合理答案酌情给分。推测实验结论:①用“优选”乳酸菌制作泡菜,亚硝酸盐含量更低(1分)②最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间(2分)
解析 (1)由于乳酸菌是厌氧细菌,制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是隔绝空气,创造无 氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物是丙酮酸、[H]和ATP。(2)析图可知,8天后的泡菜中亚 硝酸盐含量低,更适于食用。制作泡菜过程中,由于乳酸的积累,pH呈下降趋势。(3)该实验的 目的是比较“优选”乳酸菌和普通乳酸菌在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定最 适条件,故表格的设计要体现不同时间不同食盐浓度下两种乳酸菌的亚硝酸盐含量的差异。 实验结论应是优选乳酸菌制作的泡菜中亚硝酸盐含量更低,并确定亚硝酸盐含量最低时的食 盐浓度和发酵时间。
C组 教师专用题组
1.(2014课标全国Ⅱ,39,15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 细菌含量,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)示意图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。
答案 (1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107(每空2分,共4分)(2)灼烧(2分) 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3分)(3)B(2分)(4)溶解氧 营养物质(每空2分,共4分)
解析 (1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,可依据是否产生菌落确定培养基的灭 菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式:(C÷V)×M知:1 mL水样中菌株数为(38÷0.1)×100= 3.8×104,故每升水样中的活菌数为3.8×107。(2)利用接种环接种时,接种环需灼烧灭菌。利用 平板划线法分离细菌时,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始,可以将聚集的 菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基 表面,故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面,即B表示的是用稀释涂布平板法接种培 养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量,同时使菌体与营养物质充分接触,提 高营养物质的利用率,从而提高细菌的生长速度。
2.(2014江苏单科,30,8分)为了获得β-胡萝卜素产品,某小组开展了产β-胡萝卜素酵母的筛选与 色素提取实验。请回答下列问题:(1)实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是 ;为了减少灭菌后器皿被污染,灭菌前应该 。 (2)为了筛选出酵母菌,培养基中添加了青霉素,其目的是 。(3)如图是灭菌锅及其局部剖面示意图,图中甲、乙、丙指示的依次是 。(填序 号) ①安全阀、放气阀、压力表
②放气阀、安全阀、压力表③安全阀、放气阀、温度表④放气阀、安全阀、温度表(4)为了将分离到的菌株纯化,挑取了菌落在3块相同平板上划线,结果其中一块平板的各划线 区均未见菌生长,最可能的原因是 。(5)为增加β-胡萝卜素提取量,在研磨酵母细胞时,添加石英砂的目的是 ; 研磨时 (填“需要”或“不需要”)添加CaCO3,理由是 。
答案 (1)干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌) 用牛皮纸(报纸)包扎器皿(2)抑制细菌(放线菌)生长(3)①(4)接种环温度过高,菌被杀死(5)有助于研磨充分 不需要 β-胡萝卜素较耐酸
解析 (1)培养皿灭菌方法通常有干热灭菌和湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)两种。用牛皮纸(或报 纸)包扎器皿后再灭菌,可防止灭菌后的器皿被再次污染。(2)青霉素可抑制细菌、放线菌的生 长,但对酵母菌生长无影响,故培养基中添加青霉素可以筛选出酵母菌。(3)灭菌锅中的甲、 乙、丙分别表示安全阀、放气阀和压力表。(4)该接种过程中的3块平板相同,菌种来源相同, 只有一块平板接种培养后无菌落,对比知,问题出现在接种过程中,最可能的原因是接种环灼烧 后未充分冷却,菌种被杀死。(5)对酵母菌的研磨过程中加入石英砂有助于充分研磨,因β-胡萝 卜素较耐酸,故该过程不需要加入CaCO3。
3.(2014四川理综,10,11分)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯 磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如 图甲、乙所示。 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 四类,该实验所用的选 择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是 。(2)与微生物培养基相比,植物组织培养的培养基常需添加生长素和 ,这些植物激 素一般需要事先单独配制成 保存备用。(3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是 。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划 线上都不间断地长满了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。造成
划线无菌落可能的操作失误有 。(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验 的假设是 ,该实验设计是否合理?为什么? 。
答案 (1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖(2)细胞分裂素 母液(3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却;②划线未从第一区域末端开始(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理,缺少空白对照
解析 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质包括水、碳源、氮源和无机盐;在培养基中加 入苯磺隆作为唯一碳源,可将只能利用此碳源的菌种筛选出来。(2)植物组织培养基与微生物 培养基相比,常常需要添加植物激素,包括生长素和细胞分裂素;这些植物激素事先按一定的质 量浓度单独配成母液保存备用。(3)纯化菌株时,通常用接种环进行划线操作;第二区域划第一 条线时,接种环灼烧后未冷却,致使所划第一条线上无菌落。若第二次划线未从第一区域末端 开始,则也会导致第二划线区域第一条线上无菌落。(4)由图乙可知本实验的目的是探究能降 解苯磺隆的物质是否是该菌种所产生的蛋白质。为使实验设计更合理还需再设置一个对照 组,将蛋白酶溶液改为等量的蒸馏水,其余设置不变。
4.(2014课标全国Ⅰ,39,15分)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由3种组分组成的复合酶,其中的葡萄 糖苷酶可将 分解成 。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤维素形成 色复合物。用含有 CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养 基(成分见下表):
注:“+”表示有,“-”表示无。据表判断,培养基甲 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 ;培养基乙 (填“能”或“不能”)用于分 离和鉴别纤维素分解菌,原因是 。
答案 (1)纤维二糖 葡萄糖(2)红 透明圈(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素,不会形成CR—纤维 素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
解析 (1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分:C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,前 两种酶使纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红可与纤维 素形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。用含有刚果红的纤 维素培养基培养纤维素分解菌时,由于纤维素被分解,红色复合物无法形成,培养基中会出现以 纤维素分解菌为中心的透明圈。(3)培养基甲未使用琼脂,为液体培养基,不能用于分离单菌 落。含有纤维素和刚果红(CR)的培养基可分离和鉴别纤维素分解菌。
A组 2017—2019年高考模拟·考点基础题组
考点1 微生物的培养、分离与数量测定
1.(2019福建宁德一模,37)乳酸菌是对人体有益的微生物之一,常用于生产酸奶,其发酵产物为 乳酸,能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙。回答下列问题:(1)为检测某品牌酸奶中的乳酸菌含量是否达标,检验人员进行了相关实验。①配制培养基:培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外,还需添加维生素和 。②稀释样品:取1 mL待测酸奶,用 进行梯度稀释。③接种培养:用 法接种,培养时控制的气体条件是 。④观察计数:菌落周围出现的 就是乳酸菌的菌落,选择菌落数在 的平板计 数。每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,目的是 。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成酸奶,原因是 。
答案 (1)CaCO3 无菌水 稀释涂布平板 无氧 透明圈(或溶钙圈) 30~300 可以防止因 培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 (2)抗生素会抑制乳酸菌(或细菌)的繁殖
解析 (1)①乳酸菌的发酵产物乳酸,能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙,因此配制培养乳酸菌 的培养基除加入水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外,还需添加维生素和CaCO3。②计数乳酸 菌前,需用无菌水将待测酸奶稀释至合适浓度。③计数乳酸菌需用稀释涂布平板法接种,乳酸 菌是厌氧菌,培养时控制的气体条件是无氧。④乳酸能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙,不透 明的培养基上出现的透明(溶钙)圈就是乳酸菌的菌落。细菌计数时,常选择菌落数在30~300 的平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,目的是可 以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(2)生产上不能用含有抗生素的牛奶发酵成 酸奶,因为抗生素会抑制乳酸菌的繁殖。
2.(2019广东肇庆二模,37)自养需氧型的硝化细菌能够降低水体中的铵盐,对水体有一定的净 化作用。请回答:(1)培养硝化细菌时,将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是 。培养基中加入铵盐为硝化细菌的生长提供 ,培养基中没有加入有机碳, 从功能上看这种培养基属于 培养基。(2)硝化细菌纯化并计数时,对照组应该涂布等量的 。若实验组每个平板中 的菌落数都超过了300,应对样本菌液进行 处理。(3)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:甲同学在该浓度下涂布了1个平板,统计的菌落数为49;乙同学在该浓度下涂布 了3个平板,统计的菌落数分别为43、54、287,然后取其平均值128作为统计结果。请评价这 两位同学的实验结果是否有效,并说明理由。①甲同学的结果 。②乙同学的结果 。
答案 (1)防止冷凝形成水滴污染培养基(冲散菌落) 氮源 选择(2)无菌水 适当的稀释(3)无效,没有设置重复实验,结果不具有说服力 无效,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)微生物培养中将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是防止冷凝形成水滴污染培 养基(冲散菌落)。硝化细菌属于化能自养型细菌,能够利用铵盐氧化时释放的能量,将CO2和H2O合成有机物,因此该培养基中不需要加入碳源,从功能上看这种培养基属于选择培养基。同 时铵盐还可以为硝化细菌提供氮源。(2)硝化细菌纯化并计数时,未检验灭菌是否合格,可设对 照组,对照组应该涂布等量的无菌水,培养一段时间,观察其是否有菌落产生。若实验组每个平 板中的菌落数都超过了300,说明菌液浓度过大,需要进行适当的稀释处理。(3)甲同学只涂布 了1个平板,平板数量太少,由于没有设置重复实验,结果不具有说服力,所以实验结果无效。乙 同学在该浓度下涂布了3个平板,统计的菌落数分别为43、54、287,然后取其平均值128作为 统计结果,由于1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,结果的重复性差,所以实验结果无效。
考点2 传统发酵技术
1.(2019广东汕头二模,37)中国杏树的栽培已有两千年以上的历史,但对杏果的利用一直停留 在鲜食果肉或杏仁上。研究人员不断创新开发,成功酿制出杏果酒,其色泽淡黄、果香浓郁、 营养丰富;检测发现果酒中总黄酮达20%,是目前天然可食植物制品黄酮含量最高的饮品,具有 抗癌防衰老的作用。请回答下列问题:(1)在酿制出杏果酒的开始时一般要先通气,其目的是 。在酸性条件下,可 用 检测酒精的存在。若要进一步检测所得杏果酒中活体酵母菌 的密度,一般采用 法,但此种方法最终计算得出的菌体数往往比实际数目低。(2)酿制杏果酒时,不需要对杏果进行严格的消毒处理,这是因为 。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味,尤其是气温高的夏天更 易如此,分析其原因是 。醋酸菌将乙醇变为醋酸的环境条件是糖源 (填“充 足”或“缺少”)。(4)黄酮易溶于有机溶剂乙醇,常采用 法提取果肉中的黄酮。
答案 (1)让酵母菌在有氧条件下大量繁殖 重铬酸钾溶液 稀释涂布平板 (2)缺氧呈酸性 的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应该环境而受抑制 (3) 空气中含有醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃ 缺少 (4)萃取
解析 (1)果酒制作的菌种是酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型微生物,在酿酒时先通气让其进行有 氧呼吸,大量繁殖,再隔绝空气进行无氧呼吸产生酒精;产生的酒精在酸性条件下可以与重铬酸 钾溶液反应,产生灰绿色;对酵母菌进行计数,可以用稀释涂布平板法,此方法最终计算得出的 菌体数往往比实际数目低。(2)由于缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数 其他微生物都因无法适应该环境而受抑制,因此酿制杏果酒时,不需要对杏果进行严格的消毒 处理。(3)制作成功的杏果酒若暴露在空气中酒味会逐渐消失而出现醋酸味,尤其是气温高的 夏天更易如此,是因为空气中含有醋酸菌,醋酸菌是好氧细菌,最适生长温度为30~35 ℃。醋酸 菌在缺少糖源时,能将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。(4)黄酮易溶于有机溶剂乙醇,因此 常采用萃取法提取果肉中的黄酮。
知识储备 参与果酒制作的微生物是酵母菌,其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。在有氧条 件下, C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量;在无氧条件下, C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+能量。参与果醋制作的微生物是醋酸菌,其新陈代谢类型是异养需氧型,当氧气、糖源都充足 时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变 为醋酸。
2.(2018广东佛山二模,37)在泡菜的腌制过程中,腌制方法、时间长短和温度高低等都会影响 亚硝酸盐的含量。回答问题:(1)泡菜是乳酸菌发酵的产物,乳酸菌的代谢类型是 。(2)按盐与清水的一定比例配制盐水,将盐水煮沸冷却后,注入装好原料的泡菜坛中,同时加入 一定量的“老汁”(陈泡菜水)。将盐水煮沸冷却的目的是 ;加入“老汁”的作用是 。(3)测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应 后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合后形成 色的染料,然后将 反应后的样品与 已知浓度的 进行目测比较,大致估算出亚硝酸盐的含量。(4)某校兴趣小组探究泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量,其实验数据如表所示(mg/kg):
该兴趣小组取3只坛的目的是 ;实验中泡菜坛中产生的亚硝酸盐含量 变化趋势是 。
答案 (1)异养厌氧型 (2)煮沸的目的是除去盐水中的空气和杀菌,冷却的目的是防止杀死原 料中的乳酸菌 “老汁”中含有大量的乳酸菌,使其在短时间成为优势菌 (3)玫瑰红 显色 标准液 (4)减少实验误差,使结论更可靠 随着发酵的进行,亚硝酸盐含量会逐渐增加,当 达到最高值后,亚硝酸盐含量会逐渐减少并趋于稳定
解析 (1)泡菜是乳酸菌发酵的产物,乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型。(2)将盐水煮沸的目的 是除去盐水中的空气和杀菌。冷却的目的是防止杀死原料中的乳酸菌。“老汁”中含有大 量的乳酸菌,其在短时间能成为优势菌,因此需要加入一定量的“老汁”(陈泡菜水)。(3)在盐 酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合成 玫瑰红色的染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,可以大致估算出 泡菜中亚硝酸盐的含量。(4)该兴趣小组取3只坛的目的是减少实验误差,使结论更可靠。根 据表格数据分析,随着发酵的进行,亚硝酸盐含量会逐渐增加,当达到最高值后,亚硝酸盐含量 会逐渐减少并趋于稳定。
B组 2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:45分钟 分值:60分非选择题(共60分)
1.(2019江西重点中学一模,37)(15分)新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洗并用热水洗 坛两次的泡菜坛中,然后向坛中加入煮沸冷却后的盐水、香料及一些“陈泡菜水”。密封后 置于阴凉处,最适环境温度为28~30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,前 者是用盐过多,后者是用盐过少。在实验室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程 中产生的亚硝酸盐含量。(1)用热水洗坛两次目的是 。盐水煮沸冷却的目的是 。(2)发酵过程中,蔬菜为乳酸菌提供了 、 、 、水、无机盐等营养; 同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求,采用了 的处理 措施。(3)泡菜坛要密封的原因是 。若泡菜坛有裂缝或密封不严,可能会出现的结果是 。加入“陈泡菜水”的作用是 。
答案 (1)杀灭杂菌 杀灭杂菌和除去盐水中的空气并保证“陈泡菜水”中菌种的活性 (2) 碳源 氮源 生长因子 密封后置于阴凉处 (3)乳酸菌是厌氧生物,密封后造成无氧环境 乳酸菌不能正常生长,杂菌大量繁殖,泡菜变质 提供乳酸菌菌种
解析 此题通过泡菜的制作原理与操作分析,考查考生的科学思维素养。(1)在泡菜的制作过 程中,要注意无菌操作,“用热水洗坛两次”目的是杀灭杂菌。“盐水煮沸冷却”的目的是杀 灭盐水中的杂菌和除去盐水中的空气,但是又不能杀灭陈泡菜水中的乳酸菌,所以要煮沸后进 行冷却处理。(2)发酵过程中,蔬菜为乳酸菌的生长提供了营养物质:碳源、氮源、水、无机 盐、生长因子等;同时为满足适宜的温度、无氧环境等具体培养条件的要求,采用了密封后置 于阴凉处处理措施。(3)乳酸菌是厌氧型的生物,氧气会抑制乳酸菌的生命活动,所以泡菜坛要 密封,造成无氧环境;若泡菜坛有裂缝或密封不严,可能会出现的结果是乳酸菌不能正常生长, 杂菌大量繁殖,泡菜变质;“陈泡菜水”中含有大量的乳酸菌,可以提供乳酸菌菌种。
点睛 泡菜腌制过程中,由于坛内环境中硝酸还原菌的繁殖,促进硝酸盐还原为亚硝酸盐,但随 腌制时延长,乳酸菌大量繁殖,产生乳酸,抑制硝酸盐还原菌繁殖,使亚硝酸盐含量逐渐下降。 亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应,这一产物再与N-1-萘基乙二胺偶联,能形成玫瑰 红色的产物,亚硝酸盐含量越多,颜色越深,因此可利用其颜色的深浅来估测被测样品的亚硝酸 盐含量。
2.(2019安徽皖南八校三模,37)(15分)在平时,我们可以将所学的生物学知识充分地运用于生活 实践。回答下列问题:(1)家庭酿酒时我们往往不需要特意添加酵母菌,其原因是 ;在发酵过程中,可以观察到有气泡产生,气泡内的气体是 ,该过程中每隔12 h左右就要 将简易酿酒容器的瓶盖拧松一次,但又不打开,这样做的目的: 。(2)在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、 和 。用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,一般选择菌落数在 之间的平板进行 计数。(3)在某次分离纤维素分解菌的实验中,大部分同学从培养基上筛选出大约50个菌落,而有一位 同学从培养基上筛选出大约150个菌落,这种差异产生的原因可能是 (至少答出三点)。
答案 (1)在葡萄酒的自然发酵过程中,酵母菌的主要来源是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌 二氧化碳 将瓶盖拧松可释放气体,防止容器瓶破裂;不打开瓶盖是为了防止氧气和有害杂 菌进入 (2)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 30~300 (3)土样不同、培养基污染、操作失误、取 样前未摇匀样液 (其他合理答案也可)
解析 本题通过家庭酿制葡萄酒的原理与操作,考查考生的科学思维素养。(1)在葡萄酒的自 然发酵过程中,酵母菌的主要来源是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌,因此,家庭酿酒时我们往 往不需要特意添加酵母菌;在发酵过程中,可以观察到有气泡产生,气泡内的气体是无氧呼吸产 生的二氧化碳,该过程中每隔12 h左右就要将简易酿酒容器的瓶盖拧松一次,但又不打开,这样 做的目的:将瓶盖拧松可释放气体,防止容器瓶破裂;不打开瓶盖是为了防止氧气和有害杂菌进 入。(2)在微生物培养过程中,实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭 菌。用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,一般选择菌落数在30~300之间的平板进行计数, 过高或过低都不利于计数。(3)一同学从培养基上筛选出菌落数与其他同学明显偏大,原因有 可能是所取土样不同、培养基遭到污染、操作失误、取样前未摇匀样液等。
3.(2019安徽黄山一模,37)(15分)为了使牛仔裤呈现“穿旧”效果,在工业洗衣机中用酶洗代替 传统的浮石擦洗,是目前重要的生产手段(工艺流程见如图)。请完成以下问题: 图1
图2
(1)纤维素酶是一种复合酶,它包括 、 、和葡萄糖苷酶。(2)在上述工艺中,通过 可控制仿旧颜色的深浅。(3)若在实验室筛选纤维素分解菌,在选择培养后可进行梯度稀释和 过程,一般 通过观察 的有无挑选出所需菌种。(4)实验室中获取纯化分解纤维素的细菌常用的接种方法还有如图2中的图甲所示的方法,即 。若图乙表示在平板培养基上的第一次和第二次划线,请在图乙中画出第三 次划线,划线后在恒温培养箱中培养时,培养皿必须倒置,目的是 。
答案 (1)C1酶 CX酶 (2)调节温度、酸碱度和处理时间 (3)涂布平板 透明圈 (4)平板划 线法 乙防止冷凝形成的水滴落在培养基上污染培养基,冲散菌落
解析 本题通过纤维素酶的应用分析,考查考生的科学思维素养。(1)纤维素酶是一种复合酶, 包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶可将纤维素水解为纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分 解成葡萄糖。(2)温度、pH会影响酶的活性,酶作用的时间也会影响酶作用效果,因此可以通 过调节温度、酸碱度、处理时间来控制仿旧颜色的深浅。(3)筛选纤维素分解菌时,在选择培 养后可进行梯度稀释和涂布平板操作,然后通过观察透明圈的有无挑选出所需菌种,即能够在 添加刚果红的培养基上出现透明圈的说明该菌落是纤维素分解菌,否则不是纤维素分解菌。 (4)图中所用的接种方法是平板划线法。培养时需要将平板倒置,原因是防止冷凝形成的水滴 落在培养基上污染培养基,冲散菌落。
4.(2019江西八所重点中学二模,37)(15分)酵母菌是对青霉素不敏感的异养型生物,研究发现酵 母菌虽然给人类的生活带来很多益处,但有的酵母菌却是人和动植物的病原体。回答下列问 题:(1)传统发酵酿造葡萄酒的菌种来自 。在工业发酵时,培养酵母菌的培养基中 添加了丰富的 等物质和青霉素,青霉素的主要作用是 。(2)酵母菌生长需要适宜的pH,因此在培养基配制过程中需要添加 ,原因是酵 母菌培养过程中 。(3)使用液体培养基培养酵母菌时,为弄清酵母菌种群数量增长情况,对培养液中的酵母菌逐个 计数非常困难,因此可采用 的方法。(4)白假丝酵母菌会通过人体的感染部位进入血液,感染部位需要保持干燥和清洁,血液中血糖 浓度不能太高,其依据是 。
答案 (1)葡萄皮 碳源和氮源 抑制细菌和放线菌的生长,将酵母菌从微生物群体中分离出 来 (2)pH缓冲剂 营养物质的分解利用和代谢产物的形成、积累会导致培养基中pH下降 (3)抽样检测 (4)酵母菌适宜在温暖潮湿且含糖较多的环境中生长
解析 本题通过酵母菌在生产生活中的应用分析,考查考生的科学思维素养。(1)在葡萄酒的 自然发酵过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。在工业发酵时,培养酵母 菌的培养基中添加了丰富的碳源和氮源等物质和青霉素,青霉素是一种抗生素,其主要作用是 抑制细菌和放线菌的生长,将酵母菌从微生物群体中分离出来。(2)酵母菌在培养过程中,无论 是进行有氧呼吸,还是进行无氧呼吸,都会生成二氧化碳,导致培养液中的pH下降,但酵母菌的 生长需要适宜的pH,因此在培养基配制过程中需要添加pH缓冲剂。(3)使用液体培养基培养 酵母菌时,对培养液中的酵母菌逐个计数非常困难,因此可采用抽样检测的方法。(4)酵母菌适 宜在温暖潮湿且含糖较多的环境中生长,白假丝酵母菌会通过人体的感染部位进入血液,感染 部位需要保持干燥和清洁,因此,血液中血糖浓度不能太高。
知识储备 酵母菌是一种真核生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼 吸过程中均会产生二氧化碳。酵母菌可以进行酒精发酵,产生酒精。酵母菌一般用液体培养 基培养,对培养液中逐个计数非常困难,可以采用抽样检测的方法,利用血细胞计数板进行计数。
C组 2017—2019年高考模拟·应用创新题组
1.(2019 5·3原创预测卷六,37)持久性有机污染物(POPs)是指通过大气、水等环境介质长距离 迁移并长期存在于环境之中、对生物健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污 染物质,包括多氯联苯类(PCBs)和二口恶口英等。为研究持久性有机污染物在深海环境中的 分布特征和存在状态,中国科学院研究团队对马里亚纳海沟挑战者深渊表层沉积物中的持久 性有机污染物进行了研究。请回答下列问题:(1)若想探究海洋底泥中是否存在能分解POPs的细菌,以便用于今后的生态修复,应将海洋底 泥稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲,该培养基属于 培养基。某细菌可将POPs作为碳源,进入该菌内的POPs的主要作用是 (答出两点即可)。(2)用来筛选分解POPs细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用是 (答出两点即可)。(3)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 。(4)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 。
(5)细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为 。为了筛选出分解POPs高效菌株,可比 较单菌落周围 的大小,依据是 。
答案 (1)POPs 选择 为细胞生命活动提供能量,为其他有机物的合成提供原料(2)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定(3)若滴加到培养基表面的菌悬液过多,会导致菌体堆积,影响分离效果(4)避免培养基污染棉塞(5)种群 分解圈 分解圈大说明该菌株降解POPs的能力强
解析 (1)若想探究海洋底泥中是否存在能分解POPs的细菌,以便用于今后的生态修复,应将 海洋底泥稀释液接种于以POPs为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲,该培养基属于选择 培养基。POPs是某细菌的碳源,为细胞生命活动提供能量,也可为其他有机物的合成提供原 料。(2)KH2PO4和Na2HPO4可为微生物提供无机营养,还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH 稳定。(3)若涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量过多,则会出现积液,导致菌体堆积,影 响分离效果。(4)若试管口粘附有培养基,则需用酒精棉球擦净,以避免培养基污染棉塞。(5) 细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为种群,因为是同种生物的集合体。为了筛选出POPs 高效菌株,可比较单菌落周围分解圈的大小,依据是分解圈大说明该菌株降解POPs的能力强。
创新点 命题材料创新:以现今环境污染中的新名词——持久性有机污染物(POPs)为背景材 料,综合考查学生的生物技术实践能力,高起点,低落点。
2.(2019 5·3原创预测卷五,37)(1)泡菜水中的有益微生物有 ;如果在制 作时加入的食盐过量,会造成泡菜的味道是 ;用腌制泡菜的方法保存食物的原理 是泡菜坛中的 环境抑制了腐败菌的生长。(2)酿制葡萄酒的过程中酵母菌通过自身的 分解了葡萄汁中的糖产生了酒精, 为了增加葡萄酒的酒精含量,可以在酿制开始时额外地加入 。使用 (填 “压榨”“萃取”或“蒸馏”)法可提取葡萄酒中的酒精。(3)腐乳的制作过程中毛霉菌旺盛生长阶段,依靠 抑制杂菌的生长,制作后期 加入食盐可以使 ,使后期时豆腐块不会过早酥烂,同时还能 。
答案 (1)乳酸菌和酵母菌 只咸不酸 缺氧和酸性(2)无氧呼吸 糖 蒸馏(3)种间竞争 豆腐块脱水,变硬 抑制微生物繁殖
解析 (1)泡菜坛中的环境适宜厌氧的乳酸菌生长,兼性厌氧型的酵母菌也能生长,这两种微生 物对人体都是有益的。如果加入的食盐过量,会造成各种微生物(包括乳酸菌)脱水而死,从而 使乳酸发酵无法进行,最终导致泡菜只有咸味没有酸味。泡菜坛中的缺氧环境和大量的乳酸 抑制了其他微生物的生长。(2)酵母菌无氧呼吸能够产生酒精,为了增加酒精的含量,可以通过 额外加入糖的方法提高最终的酒精含量,提取酒精适合用蒸馏的方法。(3)旺盛生长的毛霉菌 通过种间竞争抑制了其他杂菌的生长,食盐可以使豆腐脱水,从而使其质地变硬,不易酥烂适宜 长期存放,同时食盐也具有抑菌的效果。
创新点 新视角,将食物的制作、保存和微生物的知识相结合,全面考查微生物在食品加工过 程中的作用的相关知识。
3.(2019 5·3原创预测卷二,37)生物技术实践与我们的生活息息相关,结合所学的知识回答下 列问题:(1)胡萝卜素可以用来治疗由缺乏维生素A引起的多种疾病,在提取胡萝卜素时,不能用乙醇和 丙酮萃取胡萝卜素的原因是 ,萃取的过程需采用 加热,将提取的胡萝卜素粗品 通过 进行鉴定,如果要想获得β-胡萝卜素,还必须对提取的产物进一步 。(2)若从土壤中纯化酵母菌,需用 (填“固体培养基”或“液体培养基”)培养,最 常用的接种方法有 。若用木糖来进行酒精发酵,需要将培 养基上的酵母菌菌株转接到 的培养基中,在 条件下培养一周后,收集存活的酵母菌,即所需菌种。(3)某同学计划统计土壤中纤维素分解菌总数,他选用稀释104、105、106倍的稀释液进行平板 划线,每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看,还应设置的一组对照实验为 ,此对照实验的目的是 ,统计的菌
落数往往比实际数目 (填“多”或“少”)。
答案 (1)用于萃取胡萝卜素的有机溶剂,要能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶,而乙醇 和丙酮都是水溶性有机溶剂 水浴 纸层析法 分离(2)固体培养基 平板划线法和稀释涂布平板法 只含有木糖,不含有葡萄糖等其他碳源 无 氧(3)不接种的空白培养基 验证培养基是否被杂菌污染 少
解析 (1)萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水 混溶,乙醇和丙酮能够与水混溶且易燃。萃取的过程需采用水浴加热,以避免使用明火加热引 起燃烧、爆炸。将提取的胡萝卜素粗品通过纸层析法进行鉴定。本实验只能提取胡萝卜素 的混合物,如果要获得β-胡萝卜素,还必须对提取的产物进一步分离。(2)可用平板划线法和稀 释涂布平板法将酵母菌接种在固体培养基上。培育用木糖发酵的酵母菌菌种,需用不含葡萄 糖等其他碳源,只含有木糖的培养基,在无氧的环境条件下,选择出能够完成酒精发酵的菌种。 (3)不接种的空白培养基用于验证培养基是否被杂菌污染。在统计菌落数目时,当两个或多个 细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,统计的菌落数往往比实际数目少。
4.(2019 5·3原创预测卷一,37)牛乳营养价值极高,尤其蛋白质和乳糖比例很高。从健康母牛 体内刚挤出的牛乳,含有少量的正常起始微生物,将牛乳装入未消毒的器具和在分装、运输过 程中,易被很多其他微生物污染。 某小组同学为了测定生牛乳和消毒牛乳中细菌的含量而进行了实验。(1)微生物数目的测定可以使用显微镜直接计数法和平板计数法。两种测定方法各有优缺点, 前一种方法操作简便但准确度不高,且测定结果往往偏高;后一种方法 。(2)显微镜直接计数法测定生牛乳中的微生物数量:①将0.01 mL生牛乳用无菌接种针在载玻片上涂成1 cm2的方块,晾干、固定;②浸于美蓝染液中染色2分钟;③用吸水纸吸去多余染液,晾干,用蒸馏水缓缓冲洗,晾干;④在油镜下观察统计细菌数,共统计30~50个视野。若每个视野的面积为0.02 mm2,在50个视野下细菌总数为50,则生牛乳中细菌含量约为 个/mL。一份牛乳样品的细菌含量和种类可反映母牛的健康状况和牛乳生产与保藏条件。
如图中患乳房炎的母牛的牛乳和被污染的牛乳分别是 。 (3)用标准平板计数法测定消毒牛乳中的微生物数量:标准平板计数法需要配制固体培养基。培养基和牛乳常用的灭菌或消毒方法分别是 ,两种方法常用的温度条件和时长分别是 。①将已消毒的牛乳样品充分混匀,然后进行梯度稀释,稀释倍数分别为102、103、104;②用一根1 mL已灭菌的移液管从 (填“102”或“103”或“104”)稀释倍数开始各取 1 mL注入已标明样品和稀释倍数的空白无菌培养皿中;
③各培养皿倾注约15 mL已熔化并冷却至45 ℃左右的牛肉膏蛋白胨琼脂培养基,立即放到桌 上摇匀;④凝固后倒置,在37 ℃下培养24小时;⑤选择长有30~300个菌落的平板计数,并计算1 mL消毒牛乳中的细菌总数。与稀释涂布平板法不同,该标准平板计数法没有涂布操作,原因是在牛乳的自然发酵过程中最 先长出来的通常是 (填“大肠杆菌”“乳酸菌”或“酵母菌”)。
答案 (1)操作复杂但准确度较高,测定结果一般比实际值偏低(2)5×105 B、C(3)高压蒸汽灭菌法和巴氏消毒法 121 ℃维持15~30分钟,70~75 ℃煮30分钟或80 ℃煮15分钟 104 乳酸菌
解析 本题主要考查了微生物计数的两种方法和无菌技术。(1)显微镜直接计数法操作简便 但准确度不高,且统计的是总菌数,比实际值偏高(死菌是没有统计意义的);标准平板计数法操 作复杂但准确度较高,统计的菌落数往往比活菌实际数目偏低,因为一些菌落可能并非单菌 落。(2)每个视野中平均有1个细菌,每个视野的面积为0.02 mm2,则1 cm2共为5 000个视野、有 5 000个细菌,而1 cm2的牛乳量为0.01 mL,故细菌含量为5 000个÷0.01 mL=5×105个/mL。A图 中仅有少量细菌,为上等牛乳;B图中有白细胞,一般为患乳房炎母牛的牛乳;C图有很多不同的 菌且菌量较多,为被污染的牛乳。(3)培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法,条件是121 ℃维持 15~30分钟;牛乳不耐高温,常用的消毒方法为巴氏消毒法,条件为70~75 ℃煮30分钟或80 ℃煮 15分钟。若使用同一个移液管,则总是先转移较低浓度的样品,以减小对下一次转移操作带来 的误差。牛乳的自然发酵过程中最先长出来的是厌氧而喜乳糖的乳酸菌,然后是兼性厌氧的 酵母菌,最后是好氧型的大肠杆菌。从实验的接种方法可推知,待测牛乳样品中的微生物被混 合在固体培养基内部,其内部为厌氧环境,利于乳酸菌生长。
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