2025版高考生物一轮复习真题精练第十一章生物技术与工程第38练微生物的培养技术及应用课件

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1[2021天津·1,4分,难度★★☆☆☆]下列操作能达到灭菌目的的是(　　)A.用免洗酒精凝胶擦手B.制作泡菜前用开水烫洗容器C.在火焰上灼烧接种环D.防疫期间用石炭酸喷洒教室
【解析】 用免洗酒精凝胶擦手、制作泡菜前用开水烫洗容器、防疫期间用石炭酸喷洒教室,这三种操作都属于消毒,A、B、D项不符合题意;在火焰上灼烧接种环属于灭菌,C项符合题意。【知识总结】
2[2021北京·12,2分,难度★★☆☆☆]人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是(　　)A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
【解析】 通常采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌,A项正确;从皮肤表面分离出葡萄球菌,可用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B项正确;不能直接用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布,C项错误;一般情况下,不同微生物形成的菌落的形态和颜色等特征不同,可根据菌落的特征对细菌的种类进行初步判断,D项正确。
3[2020江苏·19,2分,难度★★★☆☆]为纯化菌种,在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)A.倒平板后需间歇晃动,以保证表面平整B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多,应从Ⅲ区挑取单菌落C.该实验结果因单菌落太多,不能达到菌种纯化的目的D.菌落周围的纤维素被降解后,可被刚果红染成红色
【解析】 倒平板后无需间歇晃动,A错误;图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量太多,Ⅲ区的细菌数量较少,可从Ⅲ区挑取单菌落,B正确;Ⅲ区中存在单菌落,该实验结果能达到菌种纯化的目的,C错误;刚果红能与纤维素形成红色复合物,但不能和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物,因此菌落周围的纤维素被降解后,不能被刚果红染成红色,D错误。
4[2021山东·14,2分,难度★★★☆☆]解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,下列说法错误的是(　　)A.甲菌属于解脂菌B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
【解析】 解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用,脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色,根据实验结果甲菌菌落周围呈现深蓝色可知,甲菌属于解脂菌,A正确;据题意可知,乙菌不能在以脂肪为唯一碳源的培养基上生长,B错误;可以将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行观察,对比两种菌分泌脂肪酶的能力,C正确;可以根据平板上菌落周围深蓝色面积大小,比较解脂菌分泌脂肪酶的能力,D正确。
5[2022辽宁·15,2分,难度★★★☆☆]航天科技为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是 (　　)A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物B.细菌形成菌膜黏附于航天器设备表面产生生物腐蚀C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
【解析】 不同微生物对营养物质的需求不同,航天器上可能存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物,A正确。由于微生物无处不在,故只在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品远远不够,还应在航天器内部、空气等处取样,进行微生物检测,C错误。
6[2023广东·10,2分,难度★★★☆☆]角度创新研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　)A.a点时取样、尿素氮源培养基B.b点时取样、角蛋白氮源培养基C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基D.c点时取样、角蛋白氮源培养基
【解析】该实验的目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,应该用以角蛋白为唯一氮源的培养基进行筛选培养,且应该在高温条件下取样,即c点时取样,D符合题意。
7[2020山东·20,3分,难度★★★★☆]野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长,发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时,均不会产生菌落。某同学实验过程中发现,将M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后出现许多由单个细菌形成的菌落,将这些菌落分别接种到基本培养基上,培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析,不合理的是(　　)A.操作过程中出现杂菌污染B.M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C.混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质D.混合培养过程中,菌株中已突变的基因再次发生突变
【解析】 若操作过程中出现杂菌污染,则基本培养基上会有杂菌生长,从而出现菌落,A正确;若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸,则M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂布到基本培养基上,培养后会出现许多由单个细菌形成的菌落,但由于M、N菌株的遗传物质没有改变,将这些菌落分别接种到基本培养基上时,培养后不会再有菌落出现,B错误;若混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变,都会造成遗传物质改变,则混合培养一段时间,充分稀释涂布到基本培养基上培养后会有菌落出现,将这些菌落再分别接种到基本培养基上培养后,也会有菌落出现,C、D正确。
8[2020全国Ⅰ·37,15分,难度★★★★☆]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　　　　 　　　。
【参考答案】　(除标明外,每空2分)(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(3分)(5)水、碳源、氮源和无机盐
【解题思路】　(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物质应是凝固剂琼脂。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,因此均为选择培养基。(2)据题意,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,但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
9[2023全国乙·37,15分,难度★★★★☆]某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验,其主要步骤是:先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中,喷水浸润、接种菌T,培养一段时间后,再用清水淋洗秸秆堆(清水淋洗时菌T不会流失),在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌,进行乙醇发酵(酒精发酵),实验流程如图所示。回答下列问题。
(1)在粉碎的秸秆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解,其原因是　 。 (2)采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,培养基中还需要加入氮源等营养成分,氮源的主要作用是　　　　　 　　　 (答出1点即可)。通常,可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时,为了达到良好的灭菌效果,需要注意的事项有　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。 (3)将酵母菌接种到灭菌后的培养基中,拧紧瓶盖,置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是　　　　　　　　　　　　。但是在酵母菌发酵过程中,还需适时拧松瓶盖,原因是　　　　　　　　　 　　　　　　　。发酵液中的乙醇可用　　　　　　 溶液检测。 (4)本实验收集的淋洗液中的　　　可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,本实验中乙醇生产方式的优点是　　　　　。
【参考答案】　(除标明外,每空2分)(1)菌T可以分泌纤维素酶(2)用于合成蛋白质、核酸等含氮物质　待灭菌的物品不宜放置过挤;必须将锅内的冷空气充分排出;灭菌完毕后,不可立即打开排气阀,待压力表的压力降到零时,才能打开;锥形瓶与试管口不要与桶壁接触,以免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而透入棉塞(3)创造无氧环境,利于酒精的产生　 酒精发酵过程中产生的CO2会导致瓶内压强升高,及时排出CO2可以防止发酵瓶破裂　酸性重铬酸钾(4)葡萄糖(1分)　提高了能量利用率、减少了对环境的污染、保障粮食安全
【解题思路】　(1)纤维素的分解需要纤维素酶的催化。(2)氮源主要用于菌体细胞中蛋白质、核酸等含氮物质的合成。①待灭菌的物品不要装得太挤,以免妨碍蒸汽流通而影响灭菌效果;②锥形瓶与试管口不要与桶壁接触,以免冷凝水淋湿包裹瓶口的纸而透入棉塞;③拧紧固定盖子的螺栓,注意要同时旋紧相对的两个螺栓,使螺栓松紧一致,不漏气;④充分排出锅内的冷空气;⑤灭菌结束后,切断热源,让灭菌锅内温度自然下降,当压力表的压力降到零时,打开排气阀,旋松螺栓,打开盖子,取出灭菌物品。如果提前打开排气阀,锅内压力突然下降,灭菌容器内的液体会冲出容器,造成污染。(3)酒精发酵离不开酵母菌,酵母菌是兼性厌氧型微生物,在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,在无氧条件下,酵母菌进行酒精发酵。要使酵母菌进行酒精发酵,需要创造无氧环境。酵母菌进行无氧呼吸产生酒精的过程中,会不断产生二氧化碳,要适时拧松瓶盖放出CO2,以免发酵瓶破裂。在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液可与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。(4)菌T可分泌纤维素酶,纤维素酶可以将纤维素分解成葡萄糖。用秸秆替代粮食生产乙醇,一方面提高了能量利用率,减少了环境污染,另一方面减少了对粮食的消耗,从而保障粮食安全。
10[2021湖南·21节选,12分,难度★★★★☆]大熊猫是我国特有的珍稀野生动物,每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题:(1)为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以　　 　为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于　　　 培养基。 (2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是　　　 　 　　　　。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是　 。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路 。 　。 (4)为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株　 　,理由是 　。
【参考答案】　(除标明外,每空1分)(1)纤维素　选择(2)杀灭培养基中的微生物(2分)　将灭菌的固体培养基放置在适宜的温度下培养后,观察是否长出菌落(3)取一定量的大熊猫新鲜粪便,用无菌水对其进行梯度稀释,在适宜稀释倍数下用稀释涂布平板法接种到以纤维素为唯一碳源的刚果红固体培养基上, 培养后计数,再进行纤维素分解菌的活菌数计算(4分)(4)C　C菌株纤维素降解率最高,推测该菌株纤维素酶活力最高(2分)
【解题思路】　(1)在以纤维素为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,目的是杀死培养基中的所有微生物(包括芽孢和孢子),防止培养基中的微生物对实验结果造成影响。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养,即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间,若无菌落出现,说明培养基灭菌彻底,否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数,常采用稀释涂布平板法,在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时,对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板),对菌落数在30~300个的平板上的菌落进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知,在37 ℃条件下,接种菌株C后秸秆残重最小,失重最多,纤维素降解率最大,说明该菌株产生的纤维素酶活力最大。
11[2022广东·21,12分,难度★★★★☆]以“科学号”考察船为背景,培养民族自豪感,同时注重知识的迁移运用研究深海独特的生态环境对于开发海洋资源具有重要意义。近期在“科学号”考察船对中国南海科考中,中国科学家采集了某海域1 146米深海冷泉附近沉积物样品,分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。回答下列问题:
(1)研究者先制备富集培养基,然后采用　　　　　　法灭菌,冷却后再接入沉积物样品,28 ℃厌氧培养一段时间后,获得了含拟杆菌的混合培养物,为了获得纯种培养物,除了稀释涂布平板法,还可采用　　　　　　法。据图分析,拟杆菌新菌株在以　　　　　为碳源时生长状况最好。 (2)研究发现,将采集的样品置于各种培养基中培养,仍有很多微生物不能被分离筛选出来,推测其原因可能是 　　　　　　　　　　　　。(答一点即可) (3)藻类细胞解体后的难降解多糖物质,通常会聚集形成碎屑沉降到深海底部。从生态系统组成成分的角度考虑,拟杆菌对深海生态系统碳循环的作用可能是 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　　 　　。　 。 (4)深海冷泉环境特殊,推测此环境下生存的拟杆菌所分泌的各种多糖降解酶,除具有酶的一般共性外,其特性可能还有　　　　 　。
【参考答案】　(1)高压蒸汽灭菌(1分)　平板划线(1分)　纤维素(2分)(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物质才能生存(或某些微生物只有在深海冷泉的特定环境中才能存活)(3分)(3)拟杆菌作为分解者,将沉降到深海底部的难降解多糖物质分解为无机物,归还到无机环境中,有利于碳循环的顺利进行(3分)(4)耐低温(2分)