2023届高考生物二轮复习微生物的选择培养、鉴定和计数作业含答案

这是一份2023届高考生物二轮复习微生物的选择培养、鉴定和计数作业含答案，共6页。试卷主要包含了回答下列与细菌培养相关的问题等内容，欢迎下载使用。
(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。
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，防止皿盖上的水珠落入培养基中造成污染。(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形状、大小、颜色等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，包括芽孢和孢子。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。
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
2．(2020·全国卷Ⅰ)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是____________________________________(答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：___________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即__________________________。
解析：(1)实验过程中，对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时，常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知，乙培养基为固体培养基，与甲培养基相比，其特有的组分Y应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长，因此两培养基均为选择培养基。(2)据题意可知，假设至少将摇瓶M中的菌液稀释X倍，才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个，初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，则稀释之前100 μL菌液中有2×106个细菌，可得2×106×(1/X)＝200，则X＝104，因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中，若培养基中S浓度过高，可能会导致细胞失水，进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中，进行适当稀释后，利用稀释涂布平板法，取适量的菌液涂布到乙培养基上，在适宜条件下进行培养，一段时间后，统计菌落数，即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
答案：(1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数 (5)水、碳源、氮源和无机盐
3．(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业，用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有__________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______；用菌株C生产S的最适碳源是________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________________(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是___________________________(答出1点即可)。
解析：(1)玻璃器皿常用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。(2)由实验结果可知，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量最高，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。(3)分析题图可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C中缺少分解淀粉的酶，不能利用淀粉。(4)要测定生产S的最适以制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，既有利于减少污染，节省原料，又能降低生产成本。
答案：(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌
(2)葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、水
(3)缺少淀粉酶 (4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度 (5)减少污染、节省原料、降低生产成本
4．微生物产生的脲酶能够特异性分解尿素，在农业、食品加工业和污水处理中用途广泛。例如，饮料酒在生产过程中会产生少量尿素，酒体呈酸性，厂家常用脲酶分解酒体中的尿素以改善饮料酒的品质。请回答下列问题：
(1)从土壤中筛选产脲酶菌时，所配制的培养基以______为唯一氮源。与固体培养基相比，液体培养基更适于富集培养的原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是______________________。复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基，以酚红为指示剂，在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌液量不宜过多的原因是____________________________________________________。在挑选时，应选择______________(填“有红色圈的菌落”或“无红色圈的菌落”)。
(3)在纯化该菌时，为了得到单菌落，常用的接种方法有__________________________。为了进行计数，某同学吸取菌液1 mL稀释1 000倍，然后吸取稀释后的菌液0.2 mL，接种于固体培养基上培养。一段时间后观察菌落并计数，实验重复三次，得到三个培养皿中菌落数分别是78、88、74，则该菌的浓度是________个细菌/mL。若需较长时间保存该菌种，可用的方法是____________。
解析：(1)配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。与固体培养基相比，液体培养基与菌体充分接触，菌体繁殖快，更适于富集培养。(2)在微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。复筛酸性脲酶菌的培养基为中性固体培养基，以酚红为指示剂，在涂布平板时，菌液过多会使培养基表面的菌悬液出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果，因此滴加到培养基表面的菌液量不宜过多。脲酶将尿素分解为氨，氨使培养基pH升高，酚红变红，因此在挑选时，应选择有红色圈的菌落。(3)在纯化该菌时，为了得到单菌落，常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。为了进行计数，某同学吸取菌液1 mL稀释1 000倍，然后吸取稀释后的菌液0.2 mL，接种于固体培养基上培养。一段时间后观察菌落并计数，实验重复三次，得到三个培养皿中菌落数分别是78、88、74，则该菌的浓度是(78＋88＋74)÷3÷0.2×1 000＝4×105(个细菌/mL)。若需较长时间保存该菌种，可用甘油管藏法。
答案：(1)尿素 培养基与菌体充分接触，菌体繁殖快 (2)防止外来杂菌的入侵 菌液过多会使培养基表面的菌悬液出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果 有红色圈的菌落 (3)平板划线法和稀释涂布平板法 4×105 甘油管藏法
5．反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气(2NOeq \\al(－,3)＋10e－＋12H＋→…→N2O→N2)，在处理工业污水、治理水体富营养化中具有重要作用。科研人员想从一污水处理厂的活性污泥中筛选分离出耐高温(42 ℃)的反硝化细菌(目的菌)，用于提升温度较高的工业污水的脱氮效率，具体流程如图所示(BTB培养基初始pH＝6.8，BTB是酸碱指示剂，酸性条件下为黄色，中性条件下为绿色，碱性条件下为蓝色)：
(1)BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净台上，目的是____________
________________________________________________________________________。
(2)将污泥样品梯度稀释后，使用________(填工具)将样液均匀涂布在BTB培养基上，放在__________环境中培养2～3天后，挑选周围显____色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。
(3)将纯菌株接种在液体培养基上培养一段时间，若在培养瓶顶部检测到N2O，即可鉴定为目的菌。不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌，原因是_____________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为保持纯化后的微生物菌种的纯净，需要对菌种进行保藏。临时保藏的方法具有__________________________________等缺点，它比较适合那些使用频率高的菌种的保藏。
(5)C/N(碳氮含量比)对反硝化效率有一定的影响。科研人员测得不同C/N条件下目的菌对硝酸盐的去除率，结果如图所示：
科研人员提出，在利用目的菌株处理工业污水时，需要适当向污水中投放少量淀粉，据图分析这样做的主要目的是______________________________________________________。
(6)为计数微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为155、160、176、149个，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为________个。
解析：(1)BTB培养基灭菌后待平板凝固后，应倒置放在超净台上，目的是防止皿盖上的水珠落入培养基，避免培养基中的水分过快的挥发。(2)将污泥样品梯度稀释后，使用涂布器将样液均匀涂布在BTB培养基上，由题干信息可知，反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，科研人员欲筛选分离出耐高温(42 ℃)的反硝化细菌，故需要放在无氧、42 ℃环境中培养2～3天，根据反硝化过程的产物可知，反硝化细菌能在无氧环境中将硝酸盐转化为氮气，反应过程中消耗培养基中的H＋，因此会导致菌落周围为弱碱性呈蓝色，应挑选周围显蓝色的单菌落在固体培养基上划线分离，获得纯菌株。(3)不能依据培养液中硝酸盐的浓度变低来鉴定目的菌，这是因为其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低。(4)为保持纯化后的微生物菌种的纯净，需要对菌种进行保藏。临时保藏的方法具有保存时间短、容易被污染或产生变异等缺点，它比较适合那些使用频率高的菌种的保藏，若要长期保存菌种，可采用甘油管藏法。(5)由题图信息分析可知，在一定范围内，目的菌株对硝酸盐的去除率随着培养液中的C/N升高而升高，据此推测，用反硝化细菌进行污水处理过程中，有时需要向污水中加入少量淀粉，其主要目的是提高污水中的C/N，以提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率。(6)为计数微生物的数量，一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为155、160、176、149个，则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为(155＋160＋176＋149)÷4÷0.1×106＝1.6×109(个)。
答案：(1)防止皿盖上的水珠落入培养基，避免培养基中的水分过快的挥发 (2)涂布器 无氧、42 ℃ 蓝 (3)其他微生物也能利用硝酸盐进行代谢，硝酸盐浓度同样会降低 (4)保存时间短、容易被污染或产生变异 (5)适当提高污水中的C/N，从而提高目的菌对污水中硝酸盐的去除率 (6)1.6×109
碳源
细胞干重/(g/L)
S产量/(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18