高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用二 微生物的选择培养和计数第2课时复习练习题

第2课时　微生物的选择培养和计数

基础巩固

1.某些土壤细菌可将尿素[CO(NH2)2]分解为CO2和NH3供植物吸收和利用,但分解物CO2不能为该菌提供营养。下列关于配制分离这一菌种的选择培养基的成分符合要求的是(　　)

A.仅尿素 B.尿素+葡萄糖

C.仅葡萄糖 D.牛肉膏蛋白胨

答案:B

解析:由题意可知,该土壤细菌是异养微生物,要配制分离这一菌种的选择培养基需要含碳有机物作为碳源,尿素作为唯一氮源。

2.下图是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程,下列叙述错误的是(　　)

A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素

B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上菌落的数量

C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂

D.培养基①应以尿素为唯一氮源,培养基②加入酚红会变蓝

答案:D

解析:分解尿素的细菌可以产生脲酶将尿素分解为氨,使pH升高,培养基中加入酚红指示剂后,呈红色。

3.在自然环境中,常常是多种微生物混杂在一起,要对其中的某种微生物进行研究,就必须获得其纯培养物,以排除其他微生物的干扰。下列关于微生物纯化培养的叙述,错误的是(　　)

A.分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源

B.测定土壤样品中的细菌数量,常用稀释涂布平板法

C.分离土壤中不同类别的微生物要采用不同的稀释度

D.平板划线法可用于微生物的分离和计数

答案:D

解析:平板划线法可以对微生物进行分离,但不能计数,稀释涂布平板法可用于微生物的分离和计数。

4.在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时,甲组实验用以尿素为唯一氮源的培养基,乙组实验所用的培养基中的氮源除尿素外还有硝酸盐,其他成分都相同,在相同条件下操作,培养观察。则乙组实验属于(　　)

A.空白对照 B.条件对照

C.相互对照 D.标准对照

答案:B

解析:生物实验中的对照实验可以分为空白对照、条件对照、自身对照、相互对照等。①空白对照是指不给予对照组施加任何处理因素。②条件对照是指虽给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的处理因素。③自身对照是指对照和实验都在同一研究对象上进行,不另设对照组。④标准对照是指用现有标准方法或常规方法作对照,将观察测定的实验数值与标准值相比较,以确定其正常与否。根据以上分析可知,甲组实验与乙组实验的培养条件不同,形成了条件对照。

5.酿酒厂常用酸性脲酶去除酒精类饮品中的尿素,以改善酒精类饮品的品质。下列叙述正确的是(　　)

A.从土壤中筛选酸性脲酶生产菌,其培养基的主要成分有葡萄糖、尿素、琼脂等

B.对筛选得到的酸性脲酶生产菌进行计数可用平板划线法

C.在培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,说明该细菌分解尿素的能力很强

D.每个稀释度至少涂布 3 个平板的目的是排除实验组中非测试因素对实验的影响

答案:A

解析:从土壤中筛选酸性脲酶生产菌,应配制以尿素为唯一氮源的固体培养基。平板划线法只能用于分离微生物,不能用于计数。用酚红指示剂鉴定,若指示剂变红,说明该细菌能分解尿素,但不能确定其分解尿素的能力很强。设置对照组(未接种的平板)可排除实验组中非测试因素对实验的影响。每个稀释度至少涂布3个平板的目的是减小误差。

6.下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析,下列叙述正确的是(　　)

A.取4号试管中的稀释液进行平板培养,得到的菌落平均数一定恰为5号试管的10倍

B.5号试管的结果表明每克该土壤中的菌株数为1.7×107个

C.在用移液管吸取菌液时,所用移液管都是经灭菌处理的,每移一次更换一个移液管

D.某一稀释度下至少涂布3个平板,该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目偏高

答案:C

解析:取4号试管中的稀释液进行平板培养,得到的菌落平均数不一定恰为5号试管的10倍。取5号试管中的稀释液进行稀释涂布平板,根据3个平板上菌落的数目计算可得,每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3÷0.1×106≈1.7×109(个)。运用稀释涂布平板法统计时,个别菌落可能是由两个或多个细菌形成的,所以结果往往较实际值偏低。

7.脲酶能够将尿素分解为氨和CO2,其活性位点上含有两个镍离子,在大豆、刀豆种子中含量较高。土壤中的某些细菌也能够分泌脲酶。实验室从土壤中分离得到了能够分解尿素的细菌M,并分别研究了培养液中的Ni2+、Mn2+和尿素质量分数对细菌M脲酶产量的影响(说明:研究某一项时其他条件相同且适宜),结果如右上表所示。下列说法正确的是(　　)

A.细菌M合成脲酶需要尿素诱导,尿素的最适质量分数在0.4%和0.8%之间

B.实验表明培养液中Ni2+和Mn2+对脲酶的影响为低浓度促进,高浓度抑制

C.所有脲酶都在核糖体上合成且在内质网上加工使其与镍离子结合才具有活性

D.分解尿素的细菌产生的脲酶与双缩脲试剂反应需要水浴加热

答案:A

解析:由题表可知,细菌M合成脲酶需要尿素诱导,且尿素的最适质量分数在 0.4%和0.8%之间。在实验浓度范围内,培养液中Ni2+和Mn2+对脲酶都起促进作用。脲酶是细菌M分泌的,而细菌是原核生物,是没有内质网的。分解尿素的细菌产生的脲酶属于蛋白质,蛋白质与双缩脲试剂反应常温下即可进行,不需要水浴加热。

8.土壤是微生物的天然培养基,下面是有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验过程。请据图回答下列问题。

(1)为分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用　　　　　　　　　的选择培养基进行分离。 

(2)若取土样5 g,应加入　　　　配制成稀释10倍的土壤溶液。因土壤中细菌密度很大,需要不断加以稀释,配制成上图所示的不同浓度的土壤溶液。取样稀释前,一定要　　　　以减少误差。分别吸取103~107倍稀释的稀释液0.1 mL加到固体培养基上,用涂布器将菌液分散。每个浓度稀释液至少接种　　　　个平板,以减少实验误差。 

(3)将接种的培养皿　　　　在37 ℃的　　　　中培养24~48 h,观察并统计　　　　,结果如下页左上表所示。请找出合适浓度,计算出每克土样中细菌数:　　　　　　　　。 

答案:(1)以尿素为唯一氮源

(2)45 mL无菌水　摇匀(振荡、混匀)　3

(3)倒置　恒温培养箱　菌落数　2.48×108个

解析:(1)尿素分解菌能分解尿素,而其他微生物在尿素作为唯一氮源的培养基上会因为缺少氮源而不能生长。所以为分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行分离。(2)若取土样5g,应加入45mL无菌水配制成稀释10倍的土壤溶液。取样稀释前,一定要振荡使菌体分布均匀,以减少误差。分别吸取103~107倍稀释的稀释液0.1mL加到固体培养基上,用涂布器将菌液分散。每个浓度稀释液至少接种3个平板,以减少实验误差。(3)将接种的培养皿倒置在37℃的恒温培养箱中培养24~48h,观察并统计菌落数。计数时选择的合适的稀释倍数应以相应的平板上出现30~300个菌落为宜,所以应选择的稀释倍数为105。根据表格数据可推测出每克土样中细菌数为248÷0.1×105=2.48×108(个)。

能力提升

1.(不定项选择题)下列有关利用稀释涂布平板法对土壤中微生物进行计数的说法,正确的是(　　)

A.相同稀释倍数的样液至少涂布3个平板才能保证结果的准确性

B.将不同稀释倍数下计算的菌落数求平均值得到较为准确的菌落数

C.本实验需要设置一个接种无菌水的对照组,以提高实验结果的可信度

D.土壤中真菌的数量比细菌的数量少,所以真菌的稀释倍数要比细菌小

答案:ACD

解析:相同稀释倍数的样液涂布至少3个平板,才能保证结果的准确性。在相同稀释度下计算的菌落数求平均值得到较为准确的菌落数。本实验需要做一个接种无菌水的对照组,排除实验中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。土壤中真菌数量比细菌少,所以真菌的稀释倍数要比细菌小。

2.(不定项选择题)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后,若细菌能分解淀粉,培养平板经稀碘液处理,会出现以菌落为中心的透明圈(如下图所示),实验结果见右上表。

下列有关本实验的叙述,正确的是(　　)

A.除淀粉外,培养基中还含有氮源等其他营养物质

B.筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布

C.以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外

D.H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异

答案:ABD

解析:培养基一般含有碳源、氮源、水和无机盐等成分。筛选淀粉分解菌时,需要对菌液进行一系列的梯度稀释,再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上进行培养。由题意可知,两种菌均会产生透明圈,说明它们均可产生淀粉酶并将其分泌到细胞外发挥作用。淀粉分解菌的H/C值越大,说明其产生的淀粉酶分解的淀粉相对越多,即该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强。

3.在Ⅰ~Ⅲ 3个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基,然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36 h,计算菌落数,结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A.该实验采用的是液体培养基

B.该实验采用平板划线法接种

C.Ⅰ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长不需要特殊营养物质

D.Ⅱ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖

答案:D

解析:培养基中加入了琼脂,故为固体培养基。对微生物进行计数时应采用稀释涂布平板法接种。Ⅰ与Ⅲ存在葡萄糖、特殊营养物质两个变量,不能得出相应结论。Ⅱ和Ⅲ对照,自变量是有无葡萄糖,说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖。

4.某实验小组欲从土壤中筛选出能分解淀粉的芽孢杆菌。下列有关叙述错误的是(　　)

A.采样与培养:称量1 g土样置于刚配制的液体培养基中,30 ℃振荡培养

B.接种:为避免培养液中菌体浓度过高,需经过系列稀释后接种

C.选择:所用的固体培养基,应以淀粉作为唯一碳源

D.筛选:将适量的碘液滴加到平板中的菌落周围,出现透明圈说明此种菌能分解淀粉

答案:A

解析:为了确保分离出的目的菌来自土壤,所用培养液和仪器等都要严格灭菌,所以刚配制的培养基必须经高压蒸汽灭菌处理才能使用。

5.现有两种固体培养基,已知其成分和含量(单位:g)如下表(除水、琼脂外)所示。用这两种培养基分别分离土壤中的两种微生物。下列叙述正确的是(　　)

A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌;乙培养基适于分离异养型自生固氮菌

B.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌;乙培养基适于分离自养型自生固氮菌

C.甲培养基适于分离酵母菌;乙培养基适于分离真菌

D.甲培养基适于分离自养型共生固氮菌;乙培养基适于分离异养型共生固氮菌

答案:B

解析:固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌。甲培养基中含有有机碳源(葡萄糖和淀粉),无氮源,由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌;乙培养基中不含有机碳源,也不含氮源,所以可用来分离自养型的自生固氮菌。

6.在体外培养条件下耐药基因能够在不同种属的乳酸菌菌株中发生转移。鉴于此,科研小组对市售酸奶中的乳酸菌进行分离和鉴定,通过药物敏感性实验确定菌株的耐药谱。同时调查环丙沙星耐药基因、庆大霉素耐药基因、四环素耐药基因等在这些菌株中的分布情况,为乳酸菌的安全评价提供参考依据。请分析回答下列有关乳酸菌培养过程中的相关问题。

(1)从功能上看,培养基包括选择培养基和鉴别培养基。本研究使用的细菌培养基中特别加入了一定量的碳酸钙,乳酸菌产生的乳酸能与不溶性的碳酸钙生成可溶性的乳酸钙,从而在菌落周围形成溶钙圈。从功能角度分析,本研究使用的培养基属于　　　　　　。

(2)在利用高压蒸汽灭菌锅对培养基灭菌时,锅内水加热煮沸后,必须　　　　　　　　　　　　　　　　　　,以保证锅内气压上升、温度升至121 ℃,灭菌后的培养基应适当冷却后,在　　　　　　　　　附近倒平板。  

(3)在酸奶制作过程中,严格控制发酵条件是保证发酵正常进行的关键,通常所指的发酵条件包括　　　　　　　　　　(至少答出两项)。一般情况下,含抗生素的牛奶不宜制作酸奶,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  

(4)在“检测乳酸菌对环丙沙星、庆大霉素、四环素耐药性”实验中,　　　　(填“需要”或“不需要”)设置对照实验,培养基配制好后再分别接种　　　　　　　　　　　　。  

(5)在统计菌落时,发现0.1 mL稀释倍数为105的稀释液在平板上的平均菌落数为40个,则每毫升样液中的乳酸菌数大约为　　　　个。用此法测定的乳酸菌数量比实际活菌数量　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)鉴别培养基

(2)将锅内冷空气彻底排出　酒精灯火焰

(3)无菌、密闭(无氧)(至少答出两项)　抗生素抑制乳酸菌的生长

(4)需要　等量相同的待检测的乳酸菌菌种

(5)4×107　少　一个菌落可以由一个或多个乳酸菌形成

解析:(1)培养基中加入一定量的碳酸钙,碳酸钙与乳酸菌产生的乳酸生成可溶性的乳酸钙,在菌落周围形成溶钙圈,可以鉴别出乳酸菌菌落。从功能角度分析,该培养基属于鉴别培养基。(2)使用高压蒸汽灭菌锅时,必须将锅内冷空气彻底排出,因为空气的膨胀压大于水蒸气的膨胀压,当水蒸气中含有空气时,在同一压力下,含空气蒸汽的温度低于饱和蒸汽的温度。灭菌后的培养基应冷却到50℃左右,在酒精灯火焰附近倒平板,防止被空气中的杂菌污染。(3)酸奶制作过程中利用的主要菌种是乳酸菌,乳酸菌是厌氧细菌,需要无菌、密闭(无氧)的发酵条件。乳酸菌是细菌,抗生素会抑制乳酸菌的生长,所以一般情况下含抗生素的牛奶不宜制作酸奶。(4)在检测乳酸菌对环丙沙星、庆大霉素、四环素耐药性的实验中,需要设置不添加抗生素的培养基作对照,培养基配制好后分别接种等量相同的待检测的乳酸菌菌种。(5)0.1mL稀释倍数为105的稀释液在平板上的平均菌落数为40个,则每毫升样液中的乳酸菌数大约为40×105÷0.1=4×107(个)。由于一个菌落可以由一个或多个乳酸菌形成,所以测定的乳酸菌数量比实际活菌数量少。

7.空气中的微生物在重力等作用下,会发生一定程度的沉降现象。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将各组平板倒置于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,该做法是　　　　　　(填“正确”或“错误”)的。 

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　错误

解析:(1)培养基中的牛肉膏、蛋白胨为微生物的生长既提供了碳源,也提供了氮源。微生物培养所采用的培养基是固体培养基,故题中X应是琼脂,在培养基中起凝固剂的作用。(2)本实验是为了了解教室不同高度空气中微生物的分布情况,所以应选择不同的高度放置平板,并使之暴露在空气中一段时间,以利于空气中微生物沉附在平板上。(3)空白对照实验的设计是不暴露在空气中,不应出现菌落。产生了菌落说明在此次实验中平板被污染。用实验组获取的菌落的平均值减去污染产生的菌落数作为实验的结果,这种做法是错误的,应在防止污染的情况下重新实验,以获得较准确的数据。