第七单元 生物技术与工程专题24 发酵工程【考情探究】课标解读考情分析备考策略考点考向1传统发酵技术与发酵工程果酒和果醋的制作(1)考查内容:高频考点有果酒和果醋等发酵技术的原理和过程;微生物的基本培养技术;特定类型微生物的筛选和计数等。(2)命题规律:传统发酵技术主要以选择题形式考查基础知识和应用(如2020山东,12);微生物培养常与生产生活的应用结合进行考查,也常与微生物变异和基因工程技术结合进行考查(如2020山东,20)。(3)命题趋势:预计2022年高考中试题会聚焦发酵工程的应用这一视角,引导学生运用科学的思维方法理解生物技术与人们生产和生活的联系,如特定发酵产物的制备、环境污染的净化等复习时应注意对各种技术的系统理解和横向对比,例如:列表对比果酒、果醋与泡菜制作的原理和过程,归纳不同类型微生物培养的条件和影响因素,比较微生物分离、纯化等实践操作的方法,以加深对相关技术的理解和应用泡菜的制作2微生物的培养技术与应用微生物的基本培养技术微生物的选择培养与计数【真题探秘】命题立意①核心考点细胞呼吸、发酵工程。②命题特点通过对中国古典著作中酿酒方法的分析,考查微生物发酵的相关知识,试题设计既有知识点的综合,也有知识点的延伸和迁移。拓展延伸生活中传统发酵食品及其发酵机理a.醪糟又称酒酿,是糯米经蒸煮后,接种根霉,在有氧条件下,发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时 会产生大量的淀粉酶,将糯米中的淀粉水解成葡萄糖,同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。使用不同的根霉菌种,可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。b.食醋的酿造一般需经过酒精发酵过程。在这个过程中原料中的糖经酵母菌发酵转化为酒精,之后醋酸菌在有氧条件下发酵,将酒精转化为醋酸。由于使用的微生物菌种或曲种的差异,在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸,使食醋有不同风味。c.酱以大豆和少量面粉为原料,经蒸煮后 在空气中自然发酵制成。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌,将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解,产生氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。d.酱油生产以大豆为主要原料。生产时,将原料粉碎制成固体培养基,然后在有氧条件下,利用产生蛋白酶的霉菌,如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶,蛋白酶将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸。发酵结束后经淋洗、调制就可制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽,具有特殊香味。基础篇
【基础集训】考点一 传统发酵技术与发酵工程1.“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”这是唐诗中提及的葡萄酒,人类用不同原料酿酒的历史已有几千年,勤劳的人们在日常生活中总结了制作泡菜、果醋、果酒、腐乳等发酵食品的方法,下列说法错误的是( )A.泡菜制作的发酵过程需要保证无氧的环境B.当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将糖分解成醋酸C.参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都可以进行有氧呼吸D.乳酸菌发酵产生了乳酸和CO2答案 D 2.某同学在酿制果醋时,先进行酒精发酵,然后转入醋酸发酵,结果发现果醋产量较低,其原因不可能是( )A.由酒精发酵转入醋酸发酵时调低了温度B.在发酵过程中混入了其他微生物,造成了污染C.酒精发酵后通入氧气,导致醋酸发酵受到抑制D.酒精发酵产生的酒精浓度过高,抑制了醋酸发酵答案 C 3.下列关于传统发酵技术与发酵食品的叙述中,错误的是( )A.传统发酵技术常直接利用原材料中天然存在的微生物B.传统发酵技术以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主C.果酒制作过程中,若发酵条件控制不当果酒可能变酸D.果醋制作过程中,应隔绝空气以利于醋酸发酵答案 D 考点二 微生物的培养技术与应用4.下列实验室培养微生物的操作措施中,不能获得较纯菌种的是( )A.土壤样品灭菌处理后进行稀释涂布分离纯化B.培养皿、接种工具和培养基等进行灭菌C.操作过程需在酒精灯火焰旁进行并在适宜条件下培养D.如果是固体培养基,则需把培养皿倒置答案 A 5.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 6.某研究小组对酸奶中乳酸菌数量进行了测定,取6支灭菌后的试管,分别加入9mL无菌水,标号为A1、A2、A3、A4、A5、A6,吸取1mL酸奶样液加入试管A1中,混合均匀;然后从A1中吸取1mL溶液,加入A2中,混合均匀;重复上述操作,最后从试管A6中取0.1mL样液进行涂布培养并计数。涂布的三个平板上菌落数分别为251个、265个、276个。回答下列问题:(1)该小组在取样涂布前,需要随机取若干灭菌后未接种的平板先行培养一段时间,这样做的目的是 。 (2)制备乳酸菌培养基过程中,倒平板时培养基温度不能太低,原因是 。平板冷凝后,要将平板倒置,其目的是 。
(3)根据三个平板中菌落数,可推测原酸奶中乳酸菌浓度为 个/mL,该方法测定的乳酸菌含量与实际值相比偏小,其原因是 。 答案 (1)检测培养基平板灭菌是否合格 (2)温度太低会导致培养基凝固,无法铺展均匀 防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染 (3)2.64×109 两个或多个乳酸菌连在一起时,平板上只能观察到1个菌落[教师专用题组]【基础集训】考点一 传统发酵技术与发酵工程1.下列关于用塑料瓶制作果酒和果醋的叙述,正确的是( )A.为了提高果酒的产量,果汁应尽量装满发酵瓶B.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNAC.果酒和果醋制作过程中均需要适时拧松瓶盖D.果酒制成后,可将装置转移至温度较低的环境中制果醋答案 B 本题考查果酒和果醋的制作,同时考查学生的理解能力和比较能力。葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间。酵母菌是真菌、醋酸菌是细菌,它们都有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。因为果酒发酵会产生CO2,葡萄汁装得过满会导致瓶子难以容纳CO2,影响发酵进程,甚至使塑料瓶破裂,每天应适时拧松瓶盖放出CO2。因为醋酸发酵是有氧发酵,制果醋时瓶子一直是开放的。制作果酒的适宜温度是18~25℃,制作果醋的适宜温度是30~35℃,果酒制成后,可将装置转移至温度较高的环境中制果醋。2.(2020江苏盐城、连云港三模,17)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述,错误的是( )A.果酒发酵到一定阶段,酒精生成量将逐渐下降B.腐乳制作利用的是毛霉等微生物产生的胞内酶C.醋酸菌只有在供氧充足的条件下,才能进行果醋发酵D.通过人工接种菌种,可以提高各种发酵产品的质量答案 B 果酒发酵到一定阶段,产物会影响酶的活性,酒精生成量将逐渐下降,A正确;腐乳制作利用的是毛霉等微生物产生的胞外酶,B错误;醋酸菌只有在供氧充足的条件下,才能进行果醋发酵,C正确;通过人工接种菌种,短时间内使得该菌成为优势种群,可以提高各种发酵产品的质量,D正确。易错警示 (1)关于果醋制作的原理:当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。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)关于腐乳制作的原理:毛霉等微生物分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解成甘油和脂肪酸。这里的酶是胞外酶。3.(2020江苏南通、泰州等七市二模,17)下列有关家庭制作苹果醋的操作错误的是( )A.选取成熟度高的苹果洗净榨汁B.向苹果汁中加入适量蔗糖和抗生素C.碗中加少量米酒敞口静置,取表面菌膜D.醋酸发酵阶段每隔一段时间进行搅拌答案 B 苹果醋制作时原料应选用新鲜、成熟度好的苹果,A正确;参与果醋制作的微生物是醋酸菌,若加入抗生素会杀死醋酸菌,B错误;碗中加少量米酒敞口静置,为醋酸菌营造有氧环境,使其进行醋酸发酵,此后可取表面菌膜作为菌种,C正确;醋酸菌为好氧型菌,进行有氧呼吸,故醋酸发酵阶段每隔一段时间进行搅拌以营造有氧环境,D正确。4.(2018北京海淀期中,37)在白酒发酵的窖池中,培养液的pH≤4.5后,酵母菌的代谢活动逐渐受到抑制,甚至停止发酵。耐酸性酵母菌能在pH≤3.5的环境下继续表现出较强发酵能力,适宜作白酒发酵生产用菌种。为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌,研究者进行了实验。(15分)
(1)酵母菌的代谢类型是 。在发酵过程中,窖池中培养液的pH会逐渐下降,原因是 。 (2)取适量窖底泥、酒糟和黄浆水,分别溶于10mL 中,再各取1mL上清液接入10mL麦芽汁培养基中培养,2天后分别接种到不同酸碱度的麦芽汁培养基上,培养结果如表。 菌种来源pH 窖底泥酒糟黄浆水5.0+++++++++++++4.0+++++++++++3.0++++++++2.5++++2.0+--注:“+”越多表示菌体长得越好,“-”表示几乎不生长。(3)在pH≤3.5的环境下,仍可检测到少量耐酸性酵母菌生长,这些菌株是基因 突变形成的。 (4)从pH为 的培养基中获得菌种,可通过 法接种到培养基上,进行纯化培养。 (5)实验获得了三个耐酸性强的酵母菌菌株,特点如表。菌株ABC特点pH≤3.5时,生长代谢正常、优于其他常规菌种pH≤3.5时,生长代谢正常,pH为4~6时,不正常pH为2.5~6时,生长代谢正常、优于其他常规菌种依据菌株特点,研究者认为C菌株更适合作为白酒发酵菌株,作出这一判断的理由是 。 答案 (1)异养兼性厌氧型 细胞呼吸产生二氧化碳,可形成碳酸;代谢过程中还产生了其他酸性物质 (2)无菌水 (3)自然(自发) (4)2~3 平板划线法或稀释涂布平板 (5)该菌对pH的耐受范围更大,发酵初期pH近中性,C菌种适合此环境,更易于形成优势菌群;发酵后期pH逐渐降低,C菌种依然能正常生长解析 (1)考查实验原理,酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型。二氧化碳溶于水达到饱和的pH为5.8,所以在发酵过程中,窖池中培养液的pH会逐渐下降,原因是细胞呼吸产生二氧化碳,可形成碳酸,同时还有其他的酸性代谢物质产生。(3)突变在先,环境选择在后,不是环境诱导的突变,也不是定向的突变,而是自然(自发)突变。(4)“为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌”,故应从pH为2~3的培养基中获得菌种,平板划线法或稀释涂布平板法都可以分离纯化菌种。(5)依据实验目的“为选育适合白酒生产的耐酸性强的酵母菌”,结合发酵过程中酵母菌的代谢方式的变化,推测该菌对pH的耐受范围更大,发酵初期pH近中性,C菌种适合此环境,更易于形成优势菌群;发酵后期pH逐渐降低,C菌种依然能正常生长。5.(20195·3原创冲刺卷一,37)果酒的制作离不开优质菌种的作用。某学者将优质果酒接种到含高浓度酒精和高糖的培养液中进行扩大培养,然后将扩大培养后的样液进行稀释并接种在固体培养基上进行分离培养,最终选育出耐高浓度酒精和高糖的优良酵母菌品种。请回答:(1)在优良菌种的筛选过程中,对培养液、培养基进行灭菌常采用的方法是 ,对接种器进行灭菌常采用的方法是 。 (2)将优质果酒接种到含高浓度酒精和高糖的培养液中进行扩大培养时,培养液中酒精所起的作用是 ,糖的作用是 ;在分离培养时,对扩大培养后的样液进行梯度稀释,其目的是 。
(3)酵母细胞中含有多种酶,不同酶分子的 、大小、形状不同,其在电场中的迁移速度不同,可采用电泳法,将酶从细胞匀浆中分离出来。在生产实践中,可采取 、物理吸附法或包埋法对酶进行固定化,可通过检测固定化酶的 来确定其应用价值。 答案 (1)高压蒸汽灭菌法 灼烧灭菌法 (2)选择 为酵母菌提供碳源、能源并起选择作用 使样液中的酵母菌的密度变小,培养后更易获得酵母菌的单细胞菌落 (3)带电性质(或电荷,或带电情况) 化学结合法 活性(或活力,或催化效率)解析 本题主要考查优良菌种的选育、蛋白质的分离和固定化酶等知识,主要考查考生的实验与探究能力,同时考查了科学思维与科学探究生物学学科核心素养。(1)在优良菌种的筛选过程中,常采用高压蒸汽灭菌法对培养液、培养基进行灭菌,常采用灼烧灭菌法对接种器进行灭菌。(2)将优质果酒接种到含高浓度酒精和高糖的培养液中进行扩大培养时,高浓度酒精和高糖的培养液为选择培养基,培养液中高浓度的酒精和高糖起选择作用,同时,糖是酵母菌的碳源和能源物质。在分离培养时,对扩大培养后的样液进行梯度稀释,可使样液中的酵母菌的密度变小,培养后更易获得酵母菌的单细胞菌落。(3)酵母菌的细胞中含有多种酶,可采用电泳法将酶从酵母细胞匀浆中分离出来,原因是不同酶分子的带电性质、大小、形状不同,其在电场中的迁移速度不同,从而实现酶分子的分离。在生产实践中,为实现酶的多次利用以及提高产品的品质,可采用固定化酶技术,酶的固定化常采用的方法有化学结合法、物理吸附法和包埋法。可通过检测固定化酶的活性或催化效率来确定其应用价值。6.[2019浙江十校联盟联考,32(一)]回答与果酒制作有关的问题:(1)酵母菌的扩大培养通常使用 (填“LB”“MS”或“麦芽汁”)液体培养基。用接种环将酵母菌接种在培养基上进行划线分离,下列示意图中规范正确的是 。按规范图所示接种环应在火焰上灼烧 次。最后分离得到的酵母菌的菌种不同,利用其所产生的酒的 也不同。 (2)用果汁酿制果酒时,可在果汁中加入果胶酶和果胶甲酯酶将果胶分解成可溶性的 ,瓦解植物的胞间层,从而提高果汁的 。 (3)发酵开始时,微生物的需氧呼吸会使发酵瓶内出现 。 答案 (1)麦芽汁 B 5 风味 (2)半乳糖醛酸 出汁率和澄清度 (3)负压解析 (1)酵母菌扩大培养一般选择麦芽汁液体培养基,MS培养基用于植物组织培养,LB液体培养基是细菌通用培养基。在划线分离过程中,每一次都应从上一次划线末端开始划线,划线4次,前后共需要灼烧接种环5次;不同酵母菌生产的酒的风味是有差异的。(2)果胶酶和果胶甲酯酶可将果胶水解成半乳糖醛酸,从而提高果汁的出汁率和澄清度。(3)发酵开始时,因CO2溶解度大于O2,微生物的需氧呼吸会使发酵瓶内出现负压。考点二 微生物的培养与应用7.(2018甘肃兰练一中二模,37)微生物培养技术在医疗、农业生产等方面均有应用。烧伤病人容易感染绿脓杆菌,临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实验。请回答下列相关问题:(1)适于绿脓杆菌生长的培养基中的营养成分一般含有 、 水和无机盐,除了提供以上几种主要营养物质外,培养基还需要满足微生物生长对 、特殊营养物质以及氧气的要求。 (2)可采用稀释涂布平板法对绿脓杆菌进行分离计数,原理是 ,统计平板上的菌落数,即可推测出样品活菌数;计数结果往往比实际活菌数低,是因为 。
(3)对培养基进行灭菌后,待培养基冷却至50℃左右时,需要在 附近倒平板。接种时所用的接种环在接种前后都需要通过 法灭菌。 (4)将分别含等剂量不同抗生素的相同大小的小滤纸圆片均匀置于该平板上的不同位置,在适宜条件下培养一段时间,结果滤纸片周围均出现透明圈,这说明绿脓杆菌对实验所用抗生素表现为 (填“敏感”或“不敏感”)。 答案 (1)碳源 氮源 pH (2)样品稀释度足够高时,稀释液中的一个活菌可在平板上形成一个单菌落且稀释液体积和稀释倍数已知 (涂布稀释液时)如有两个或两个以上细胞连在一起,(经过培养)平板上观察到的只是一个菌落 (3)酒精灯火焰 灼烧 (4)敏感解析 (1)绿脓杆菌属于细菌,其培养基中的营养成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐,除了提供以上几种主要营养物质外,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。(2)若对绿脓杆菌进行分离计数,需采用稀释涂布平板法将含有绿脓杆菌的菌液接种于固体培养基表面进行培养,其优点在于可得到单个的菌落(或可将菌群分散成单个的细菌)。(3)对培养基进行高压蒸汽灭菌后,待培养基冷却至50℃左右时,需要在酒精灯火焰附近倒平板。在接种前后所用的接种环都需要通过灼烧灭菌。(4)含等剂量不同抗生素的相同大小的滤纸片周围均出现透明圈,这说明绿脓杆菌对实验所用抗生素敏感,已经被抗生素杀死。8.(2017宁夏银川一中高三一模,37)金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性,在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时,可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色。下面是某研究小组测定自来水中金黄色葡萄球菌浓度的实验操作。请回答下列问题:(1)金黄色葡萄球菌的培养基为含7.5%NaCl的牛肉膏蛋白胨培养基,根据实验目的应选择 (填“固体”“液体”)培养基,培养基中加入7.5%NaCl的作用是 。 (2)在制作血平板时需等平板冷却后,方可加入血液,以防止 。血平板在使用前,需置于恒温培养箱中在适宜温度下培养一段时间,其目的是 。 (3)取10mL自来水样,加入 稀释成10-1的自来水样,依次操作,制作稀释10-2倍、10-3倍、10-4倍的自来水样。 (4)将0.1mL10-l~10-4倍的四种稀释样液,分别接种到4组(每组3个)血平板上的方法是 。在血平板上,金黄色葡萄球菌菌落的周围会出现 。若在10-3组的3个血平板上,金黄色葡萄球菌菌落数分别为42、38和37,则每升自来水中的活菌数约为 个。 答案 (1)固体 利于金黄色葡萄球菌的筛选 (2)高温破坏血细胞 检测血平板是否符合无菌要求 (3)90mL无菌水 (4)稀释涂布平板法 透明圈(溶血圈) 3.9×108解析 (1)对微生物计数需采用稀释涂布平板法接种微生物。因金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性,培养基中添加NaCl的目的是筛选金黄色葡萄球菌。(2)为防止血细胞被高温破坏,待培养基冷却后才能倒入血液。血平板在使用前,需置于恒温箱中在适宜温度下培养一段时间其目的是检测血平板是否符合无菌要求。(3)在10mL自来水中加90mL无菌水可稀释成10-1倍的自来水样。(4)用稀释涂布平板法接种、培养,可通过计算菌落数得知菌体数。因金黄色葡萄球菌可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色,故金黄色葡萄球菌菌落周围会出现透明圈。菌落计数时,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300间的平板进行计数,取平均值。3个平板菌落的平均数为39。每升自来水中的活菌数约为39÷0.1×1000×1000=3.9×108个。9.(2017吉林大学附中高三四次摸底,37)为了调査长春自来水的质量,某研究小组对自来水水样中的细菌含量进行了测定,请回答下列问题:(1)在微生物的培养过程中,实验室对培养基灭菌常用的方法是 。为防止冷凝水影响细菌的生长,需将培养皿 培养。 (2)若小组采用平板划线法分离水样中的细菌,在培养基上共画了5个区域,则需要 次灼烧接种环。该培养基从物理状态上看,属于 培养基。
(3)可通过滤膜法检测自来水中大肠杆菌的数量,将已知体积的水过滤后,将滤膜放在 培养基上培养。该培养基除了为大肠杆菌的生长繁殖提供水和碳源外,还应提供 等基本营养成分。 (4)若小组采用稀释涂布平板法统计菌落数目,统计的菌落数往往比活菌的实际数目 ,如果接种后一个平板经培养后的菌落分布如图所示,推测接种时可能的操作失误是 。 答案 (1)高压蒸汽灭菌 倒置 (2)6 固体 (3)伊红美蓝 氮源和无机盐 (4)少 涂布不均匀解析 (1)培养基常用高压蒸汽灭菌。为防止冷凝水影响细菌生长,需将培养皿倒置培养。(2)用平板划线法接种时,在每次划线前需对接种环灼烧灭菌,在第5区划线完毕后还需对接种环灼烧灭菌,以防止微生物污染环境。(3)在添加伊红美蓝指示剂的固体培养基上,大肠杆菌菌落呈黑色,故用滤膜法检测自来水中大肠杆菌的数量时,需将滤膜放在伊红美蓝培养基上。(4)活菌落计数法是通过统计培养基表面的菌落数推算菌液中菌体数量的,菌落形成时往往出现两个或多个细菌细胞连接在一起形成一个菌落,故统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。10.(2018甘肃兰化一中二模,37)(10分)据不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5亿公顷,其中我国为9913万公顷,严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。只有少数生物可以生长在盐碱环境中,研究发现,这些生物体中往往有“嗜盐酶”,这种酶常有盐耐受性、热耐受性和对有机溶剂的抗性。某生物兴趣小组欲分离嗜盐微生物。(1)兴趣小组同学来到青海湖采集菌样,其原因是 。 (2)采集到湖水后若要分离嗜盐菌,所采用的培养基从功能上看属于 培养基。 (3)取1mL湖水,按图稀释后接种(每次稀释10倍),培养一段时间后,平板上长出的菌落数分别为13、163、438、182和195。该过程采取的接种方法是 ,工具是 ,计算每毫升水样中的菌体数量为 ×108个;与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的菌体数较 ,其原因是 。 (4)若需要长期保存分离得到的嗜盐菌,应采用 法。 答案 (1)青海湖是咸水湖 (2)选择 (3)稀释涂布平板法 涂布器 1.8 小 当两个或多个细菌连接在一起时,往往统计的是一个菌落 (4)甘油管藏解析 (1)在寻找目的菌时,要依据它对生活环境的要求,到相应环境中去寻找。由此推知:欲分离嗜盐微生物,兴趣小组同学来到青海湖采集菌样,其原因是青海湖是咸水湖。(2)分离嗜盐菌的培养基,从功能上看属于选择培养基。(3)取1mL湖水,按题图稀释106倍后接种,说明采取的接种方法是稀释涂布平板法,采用的接种工具为涂布器。接种后培养一段时间,平板上长出的菌落数分别为13、163、438、182和195。统计菌落数目时,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,应将菌落数差异明显的舍弃,因此每毫升水样中的菌体数量为(163+182+195)÷3×106=1.8×108个/mL。与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的菌体数较少,其原因是当两个或多个细菌连接在一起时,往往统计的是一个菌落。(4)若需要长期保存分离得到的嗜盐菌,应采用甘油管藏法。
11.(2020浙江金华十校一模,24)有些细菌可将原油分解为无机物,从而消除原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲分离能高效降解原油的菌株。回答问题:(1)在分离过程中,应从 的土壤中采集样品,并将土壤样品稀释液接种于以 (填“原油”“葡萄糖”或“原油+葡萄糖”)为碳源的固体培养基上,不选择其他两组的原因是 。 (2)培养得到的单菌落,有些单菌落周围出现较大的分解圈,有些单菌落周围不出现分解圈,说明细菌降解原油的酶可以存在于 。 (3)为了提高分解原油的效率,研究人员尝试将分离得到的分解菌通过固定化技术,制成原油污染水体的去污处理装置,该装置的优点是 。为了达到较好的去污效果,处理过程中除控制温度、pH外,还可以采取 等措施(答出一点),说明理由: 。 答案 (1)受原油污染 原油 其他两组都含有葡萄糖,能分解原油的细菌和不能分解原油的细菌都能利用葡萄糖,不能起到筛选作用 (2)细胞内(细胞膜上)或细胞外 (3)可重复利用(易于产物和底物的分离) 控制待处理污水流速(处理过程中通气) 控制污水流速可让原油充分分解(原油降解菌需要在有氧的条件下才能将原油彻底分解)(其他合理答案也可)解析 (1)要分离能高效降解原油的菌株,应从受原油污染的土壤中采集样品,将土壤样品稀释液接种于以原油为唯一碳源的固体培养基上,这样只有能分解原油的细菌才能被筛选出来。(2)有些单菌落周围出现较大的分解圈,说明细菌降解原油的酶分泌到了细胞外,有些单菌落周围没有分解圈,说明降解原油的酶在细胞内。(3)固定化技术的很大一个优点就在于能重复利用且易于产物和底物的分离。为了达到较好的去污效果,处理过程中除控制温度、pH外,还要控制污水流速,这样可以让污水中的原油得到充分降解。12.酸雨主要是由大气中所含的SO2造成的。研究人员为了获得用于烟气脱硫的脱硫细菌,进行了相关实验。回答下列问题:(1)采集菌种:在某热电厂烟囱周围区域采集土样,取样用的小铁铲和盛装土样的信封在使用前都需要 。将采集的土样进行稀释处理后,接种到培养基上进行培养。 (2)分离目的菌:将目的菌转移到含少量无菌水的锥形瓶中,边搅拌边持续通入SO2,驯化几分钟后接种到固体培养基上,待长出菌落后再重复上述步骤,并逐步延长通SO2的时间,与此同时逐步降低培养基的pH。由此分离得到的目的菌具有较强的 的能力。 (3)活菌计数:为获得大量目的菌用于生产,在培养过程中需连续取样进行计数, 法常用来统计样品中的活菌数目。通常情况下,用此方法得到的活菌数目往往比实际数目 (填“高”或“低”)。 (4)检测目的菌对抗生素的敏感性:取该单菌落适当稀释后的液体2滴,接种于固体培养基表面,并用 使菌液均匀分布。在37℃培养箱中培养24小时后,将大小相同且分别含有不同抗生素的圆纸片均匀置于该平板的不同位置,再培养一段时间,结果如图所示(圆纸片周围的白色区域表示没有菌落分布),据此实验结果推测,五种抗生素中对该菌抑制作用最强的是 (答序号和名称)。 (5)菌种保存:采用平板划线法分离纯化得到了脱硫细菌,可以采用 的方法,对菌种长期保存。 答案 (1)灭菌 (2)利用SO2和耐酸 (3)稀释涂布平板 低 (4)涂布器 ⑤青霉素 (5)甘油管藏解析 (1)为了防止杂菌的污染,取样用的小铁铲和盛装土样的信封在使用前都需要灭菌。(2)驯化过程中不断通入SO2,并且逐步延长时间,与此同时逐步降低培养基的pH,因此分离得到的脱硫细菌具有较强的利用SO2和耐酸的能力。(3)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数目;
由于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,因此用此计数方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。(4)用稀释涂布平板法接种时所用的涂布工具是涂布器;据图分析,青霉素圆纸片周围的透明圈最大,说明五种抗生素中对该菌抑制作用最强的是青霉素。(5)长期保存菌种一般采用甘油管藏法,即将菌液与灭菌的甘油混匀,放在-20℃的冰箱中长期保存。13.(20205·3原创题)琼脂是制备固体培养基必需的材料,当实验室大量使用固体培养基后,需要把废弃的固体培养基分解,避免污染环境。经多次实验鉴定,井式假单胞菌能使琼脂彻底地溶解,属于琼脂分解菌。近年来,关于造成河、湖环境污染的发酵废液的脱色问题已引起人们的重视,糖蜜发酵废液的黑褐色色素所造成的色泽污染是环境保护所不容许的,为了脱除这种黑褐色色素,保护自然环境,研究人员从琼脂生产厂土壤中筛选到多株具有脱色能力的琼脂分解菌,其体内能够产生脱色酶,琼脂分解菌通过氧化方式进行脱色作用。(1)为了筛选可分解琼脂的细菌,配制的培养基是以 为唯一碳源的固体培养基,此培养基称为 。 (2)实验小组采用 分离土壤溶解水样中的细菌。操作时,接种环通过 灭菌,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,这样做的目的是 。 (3)鉴定具有脱色能力的琼脂分解菌时,可在培养基中加入 ,接种井式假单胞菌,适宜条件下培养一段时间,发现培养基上形成圆形凹穴,有的凹穴周围出现透明圈,原因是 。 (4)进行污染物脱色时,将琼脂分解菌扩大培养获得更多菌,通过不断增加营养物质的比例 (填“可以”或“不可以”)提高其种群密度,分析说明原因: 。也可以提取脱色酶进行固定化酶脱色,在生产实践中固定化酶的优点有 (至少写出两点)。 答案 (1)琼脂 选择培养基 (2)划线分离法 灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 (3)糖蜜发酵废液的黑褐色色素 琼脂分解菌分解琼脂出现凹穴,有些琼脂分解菌体内有脱色酶,能通过氧化方式进行脱色作用,从而把糖蜜发酵废液的黑褐色色素脱除 (4)不可以 扩大培养的液体培养基由于营养物质浓度增高,渗透压也增高,不利于细菌生长 可反复使用;既能与反应物接触,又能与产物分离解析 (1)分析题干信息可知,为了筛选琼脂分解菌,所用的培养基应该是以琼脂为唯一碳源的培养基,这种培养基称为选择培养基。(2)分离微生物常用划线分离法或涂布分离法,其中用到接种环的接种方法是划线分离法。操作时,接种环通过灼烧灭菌,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,这样做的目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)井式假单胞菌能够利用琼脂作碳源,长期培养菌落,菌落所在琼脂被分解而使培养基出现凹穴,有些琼脂分解菌体内有脱色酶,具有脱色能力,则有的凹穴周围的糖蜜发酵废液的黑褐色色素被脱除而形成透明圈。(4)由于营养物质浓度不断增高,渗透压也增高,不利于细菌生长,故扩大培养琼脂分解菌时,通过不断增加营养物质的比例不能提高其种群密度。固定化酶的优点有可反复使用;既能与反应物接触,又能与产物分离等。素养解读 本题将微生物的培养和分离方法应用于实际,体现了对科学探究素养中实验设计、结果分析要素的考查。14.(2019江苏南京、盐城三模,33)刚果红能够与纤维素形成红色复合物,可用其鉴定纤维素分解菌。某研究小组将滤纸埋在土壤中,30天后从滤纸周围取6g土壤样品,加入30mL无菌水中溶解,得到了富有纤维素分解菌的菌原液,并进行实验,回答下列问题:(1)稀释菌原液:为确定合适的稀释倍数,小组成员取1mL菌原液进行如图所示的操作,在统计菌落时,发现平板上的平均菌落数为40个,则每毫升菌原液中的细菌数大约为 个。
(2)培养基的准备:在对培养基进行高压蒸汽灭菌的过程中,完成加水、装锅、加热、排气、保温保压适当时间后,切断电源,让灭菌锅内温度自然下降,待 时,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,取出灭菌的培养基等物品。在培养基中加入灭菌的刚果红溶液,待培养基冷却至50℃左右时倒平板,从功能上来看,该培养基属于 培养基,培养基中碳源主要是 。 (3)接种与观察:在无菌条件下,用 取0.1mL稀释后的菌悬液进行图1中 所示的操作,室温放置2~3分钟后倒置于恒温箱中培养,室温放置2~3分钟的目的是 。培养过程中定期观察菌落特征和透明圈的大小,图2中D/d的值越 ,表示该菌对纤维素分解能力越强。 答案 (1)4×106 (2)压力表的压力降为零 鉴别纤维素 (3)移液枪(移液管) 甲 使菌液完全被培养基吸收(或使菌液渗入培养基中) 大解析 (1)分析题图,可知接种到平板上的菌液被稀释了104倍,由此可求得每毫升菌原液中的细菌数大约为(40/0.1)×104=4×106个。(2)切断电源,让灭菌锅内温度自然下降,待压力表的压力降为零时,打开排气阀,旋开固定螺栓,开盖,取出灭菌的培养基等物品。从功能上来看,加入刚果红的培养基属于鉴别培养基,该培养基中的碳源主要是纤维素。(3)在无菌条件下,用移液枪或移液管取0.1mL稀释后的菌悬液进行图1中甲(稀释涂布平板法)所示的操作。室温放置2~3分钟的目的是使菌液完全被培养基吸收(或使菌液渗入培养基中)。透明圈的大小可说明该菌分解纤维素能力的强弱,图2中D/d的值越大,表示该菌对纤维素分解能力越强。15.(2019四川广安、眉山、内江、遂宁一诊,11)(15分)某研究小组利用“滤膜法”对受污染的河流水体进行了大肠杆菌活菌数目的测定。回答下列问题:(1)研究人员向培养液中加入适量的溴麝香草酚蓝水溶液后,再将污水样滴加进去振荡摇匀,一段时间后,若观察到溶液颜色变化情况为 ,说明微生物在培养过程中产生了CO2。若要用酸性重铬酸钾检测微生物在培养过程中是否产生了酒精,具体做法是 。 (2)利用“滤膜法”测定大肠杆菌的数目时,应先制备牛肉膏蛋白胨固体培养基,该培养基的灭菌方法是 ,灭菌后待培养基冷却至 ℃左右时,在 附近倒平板。 (3)滤膜的孔径应 (填“大于”“小于”或“等于”)大肠杆菌直径。将滤膜转移到伊红美蓝培养基上培养一段时间,然后统计 色的菌落数目,就可估算出单位体积样品中大肠杆菌的数目,但这样得到的统计值往往要比实际值低,原因是 。 答案 (1)由蓝变绿再变黄 取2mL培养液的滤液注入干净的试管中,再向试管中滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,振荡摇匀后观察溶液颜色的变化 (2)高压蒸汽灭菌 50 酒精灯火焰 (3)小于 黑 两个或多个大肠杆菌连在一起时,平板上只能观察到一个菌落解析 本题主要考查科学探究中的方案探讨、结果分析。(1)微生物细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄;微生物无氧呼吸产生的酒精可以用酸性重铬酸钾进行检测,即取2mL培养液的滤液注入干净的试管中,再向试管中滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,振荡摇匀后观察溶液颜色的变化。(2)微生物培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌;待培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。(3)滤膜的孔径应小于大肠杆菌直径;
伊红美蓝培养基上大肠杆菌菌落为黑色,因此可通过统计黑色菌落的数目,计算出单位体积样品中大肠杆菌数目。由于培养基中两个或多个大肠杆菌连在一起时,平板上只能观察到一个菌落,因此理论上统计值比实际值偏低。综合篇【综合集训】提升 培养基要点拓展1.(2019北京理综,3,6分)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(如图),实验结果见表。菌种菌落直径:C(mm)透明圈直径:H(mm)H/C细菌Ⅰ5.111.22.2细菌Ⅱ8.113.01.6有关本实验的叙述,错误的是( )A.培养基除淀粉外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 C 2.(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(5g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(45g/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[教师专用题组]【综合集训】提升 培养基要点拓展1.(2020浙江金华十校一模,4)幽门螺杆菌(含有脲酶)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后,进行分离培养。实验基本步骤如图所示,图中X表示( )
A.调节pHB.接种C.加入酚红指示剂D.将培养基倒置答案 B 要分离培养幽门螺杆菌,首先配制相应的培养基(调节pH、加入酚红指示剂等),再通过高压蒸汽灭菌法灭菌后倒平板,接着进行接种,将培养基倒置培养后进一步观察菌落。B正确。2.(2020浙江杭州期中,7)为了筛选能产生阿拉伯胶(一种多糖)降解酶的菌株SM01,应选用表中哪种培养基( )(单位:g/L) 培养基阿拉伯胶阿拉伯胶酶NaNO3牛肉膏K2HPO4MgSO4KClFeSO4甲25--3110.50.01乙2510-6--110.50.01丙--33110.50.01丁25-3-110.50.01A.甲B.乙C.丙D.丁答案 D 要筛选能产生阿拉伯胶降解酶的菌株,培养基中要以阿拉伯胶作为唯一碳源、氮源,因此培养基中不能含有牛肉膏,也不能含有阿拉伯胶酶来水解阿拉伯胶。D正确。3.(2020浙江温州一模,16)为了分离以尿素为氮源的微生物,配制某培养基的成分如下:葡萄糖、氯化钠、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水和尿素溶液。下列叙述错误的是( )A.该培养基既有选择功能,又有鉴别功能B.配制该培养基时,要用无菌水,不能用蒸馏水C.除尿素外,其余成分配制好后经500g/cm2高压蒸汽灭菌D.尿素溶液要用经高压蒸汽灭菌过的G6玻璃砂漏斗过滤除菌答案 B 该培养基以尿素为唯一氮源,具有选择功能,又含有酚红,具有鉴别功能,A正确;配制该培养基时可以用蒸馏水,因为还会对培养基进行灭菌处理,B错误;除尿素在后续需要用G6玻璃砂漏斗过滤灭菌外,其余成分配制好后经500g/cm2高压蒸汽灭菌,C正确;G6玻璃砂漏斗用于尿素的过滤除菌,其使用前要经高压蒸汽灭菌法灭菌,D正确。4.(2020浙江嘉兴一模,27)(8分)赖氨酸缺陷型大肠杆菌(Lys-)是指经过诱变处理后,失去产生赖氨酸能力的大肠杆菌。回答下列问题:(1)培养基的配制。配制4类培养基:完全培养基、基本培养基、补充赖氨酸的基本培养基([Lys])、无氮基本培养基。在培养基配制过程中, (填“需要”或“不需要”)保持无菌环境。若需要配制固体无氮培养基,则需在液体无氮培养基中添加 。 (2)Lys-菌株的诱变。将野生型大肠杆菌接种在液体完全培养基中培养6h,目的是 。然后将菌液进行诱变处理50min,去除诱变剂后,需将菌株转入液体无氮基本培养基培养至菌体数量不再上升,目的是耗尽菌体中储存的 。 (3)Lys-菌株的筛选。取上述菌悬液,涂布在[Lys]固体培养基上,待长出菌落后,一一对应地接种至固体基本培养基和[Lys]固体培养基上,培养一段时间后,挑取 的菌落,即为Lys-菌株。 (4)Lys-菌株的保存。将筛选获得的Lys-菌株接种于 ,4℃下保存。 (5)利用Lys-菌株筛选能分泌赖氨酸的益生菌。将Lys-菌株与 培养基混合,制成固体平面培养基,然后将需筛选的益生菌涂布在此平板上,培养一段时间后,选取 的菌落即为所需。 答案 (1)不需要 琼脂糖 (2)扩大培养 氨基酸 (3)在固体基本培养基上不生长(或生长不佳),而在[Lys]固体培养基上能生长(良好生长) (4)[Lys]固体斜面培养基 (5)固体基本 周围长有Lys-解析 (1)在培养基的配制过程中不需要保持无菌环境,因为后续还需要对其进行高压蒸汽灭菌法灭菌。配制固体无氮培养基需要在液体无氮基本培养基中加入琼脂糖。(2)将野生型大肠杆菌菌种接种在液体完全培养基中培育6h,目的是进行扩大培养。诱变处理后,
将菌株转入液体无氮基本培养基培养至菌体数量不再上升,目的是耗尽菌体中原本储存的氨基酸。(3)筛选赖氨酸缺陷型大肠杆菌时,将细菌分离后一一对应接种到固定基本培养基和[Lys]固体培养基上,培养一段时间后,挑取在固体基本培养基上难以生长而在[Lys]固体培养基上生长良好的菌落,即为所要的赖氨酸缺陷型菌株。(4)菌株的保存是接种在试管斜面上,4℃下保存。(5)要筛选能分泌赖氨酸的益生菌,需要将赖氨酸缺陷型菌株和固体基本培养基混合,再将需要筛选的益生菌涂布在此平板上,培养一段时间后选取周围长有赖氨酸缺陷菌的菌落即为所需。5.蛋白酶在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值。某同学为筛选产蛋白酶的高产菌株,做了如下实验步骤(配制了下列培养基,在适宜条件下培养):步骤取样培养基培养结果Ⅰ土壤样品葡萄糖,(NH4)2SO2,K2HPO4·3H2O,KH2PO4,NaCl,CaCl2,MgSO4·7H2O,加水定容培养液aⅡ1mL培养液a同上菌落Ⅲ挑取单菌落细菌培养基培养液b(1)为实现筛选目的,步骤Ⅰ所使用的培养基配方中,应去除 并加入高浓度的 。该培养基从功能上看属于 培养基。 (2)灭菌是否彻底或是否被污染需要检测,检测方法: 。 (3)为实现目的菌的分离和计数,步骤Ⅱ所使用的培养基中还常加入 制成平板,采用的接种方法是 。 (4)步骤Ⅲ的目的是 。 答案 (1)葡萄糖 蛋白质 选择 (2)未接种的培养基在适宜条件下放置一段时间后,观察培养基上是否有菌落产生 (3)琼脂 稀释涂布平板法 (4)快速增加目的菌的种群数量(扩大培养)解析 (1)该实验的目的是筛选产蛋白酶的高产菌株,即需要的菌株具有很强的分解蛋白质的能力,因此其利用的碳源和氮源主要来自蛋白质,不需要葡萄糖,则其培养基中应该除去葡萄糖,加入高浓度的蛋白质,这种加入了菌种需要的特殊物质的培养基属于选择培养基。(2)为了检测灭菌是否彻底或是否被污染,应该将未接种的培养基在适宜条件下放置一段时间后,观察培养基上是否有菌落产生。(3)接种常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法,其中后者可以用于菌种的分离和计数,接种所用的应该是固体培养基,因此常在步骤Ⅱ所使用的培养基中加入琼脂制成平板。(4)步骤Ⅲ挑取单菌落进行培养,目的是快速增加目的菌的种群数量。6.下表是某同学列出的分离土壤中微生物的培养基配方,据此回答下列问题:KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O尿素葡萄糖琼脂14g2.1g0.2g10g10.0g15.0g将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。(1)从作用上看,该培养基属于 培养基,提供氮源的物质是 ,细菌能利用该氮源是由于体内能合成 酶。 (2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时,还需在培养基中加入 指示剂,若指示剂变 ,说明有目的菌株存在。 (3)为了测定微生物的数量,接种时应采用 法,某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL,培养后菌落数分别为180、155、176、129个,则每升原土壤样液中上述微生物的数量为 个,测定的活菌数比实际活菌数 (填“低”“高”或“基本一致”)。 答案 (1)选择 尿素 脲 (2)酚红 红 (3)稀释涂布平板 1.6×1012 低解析 (1)该培养基中以尿素为唯一氮源,是选择培养基,提供氮源的是尿素,能利用尿素的细菌能产生脲酶。(2)分解尿素的细菌能将尿素分解形成氨和二氧化碳,氨呈碱性,遇酚红指示剂呈红色,故鉴定分解尿素的细菌时,常用酚红指示剂。(3)测定微生物数量常用稀释涂布平板法,菌落数的平均数为
160,所以每升原土壤样液中的微生物数量为160÷0.1×106×103=1.6×1012,用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低的原因是培养基上的菌落可能是由两个或多个细胞连在一起形成的。7.为更好地解决冬季污水处理厂氨氮去除率低的问题,某研究小组尝试从海水中筛选在低温下能高效去除氨氮的硝化细菌。将采集到的海水样本加入液体培养基A(其氮源为氨态氮),放在24℃的培养箱中培养5天,然后取少量培养液在固体培养基上涂布,得到三种形态、颜色均不相同的单菌落。回答下列问题:(1)液体培养基A应选用的灭菌方法是 (填“高压蒸汽灭菌法”或“干热灭菌法”),不选另外一种的原因是 。 (2)在配制培养基A时,对碳源的要求是 (填“提供有机碳源”或“不提供碳源”),理由是 。 (3)最后分离得到的单菌落有三种,其形态、颜色各不相同,表明硝化细菌 。 (4)该研究小组在上述实验的基础上,已经获得了高效去除氨氮的硝化细菌,则需要经过 处理,才能筛选出符合要求的能高效去除氨氮的硝化细菌。 答案 (1)高压蒸汽灭菌法 干热灭菌法针对耐高温需要保持干燥的物品,若选干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发 (2)不提供碳源 硝化细菌能进行化能合成作用,为自养生物 (3)存在不同的种类 (4)低温解析 (1)干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发,常用于耐高温、需要保持干燥的培养皿等物品。常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。(2)硝化细菌能利用氨氧化成硝酸释放出的化学能进行化能合成作用,把二氧化碳和水合成糖类,是自养型生物,因此培养基中不需要有机碳源。(3)细菌菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等。每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征。题中分离得到的单菌落有三种,其形态、颜色各不相同,表明硝化细菌存在不同的种类。(4)因为题中要求解决冬季污水处理厂氨氮去除率低的问题,因此获得的高效去除氨氮的硝化细菌,还需要经过低温处理后再筛选出符合条件的硝化细菌。8.有机磷农药是用于防治植物害虫的含磷有机化合物,广泛应用于农业生产中,有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标,不少品种对人、畜的毒性很强,人误食后如不及时医治就会危及生命。某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题:(1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,可在被有机磷农药污染的土壤中取样,并在含有碳源、氮源及 等的选择培养基上添加适量的 进行选择培养。 (2)在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是 。若培养基需要调节pH,则应在灭菌之 (填“前”或“后”)调节。 (3)该小组在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,这样做的目的是 。 (4)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用 直接计数,也可选用 法统计活菌数目。 (5)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时,则应选择微生物 (填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养,理由是 。 答案 (1)水和无机盐 有机磷农药 (2)琼脂 前 (3)检测培养基平板灭菌是否合格 (4)血细胞计数板 稀释涂布平板 (5)丙 微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强解析 (1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种,就要人为提供有利于该微生物的生长条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长,因此所用的选择培养基除含有碳源、氮源及水和无机盐等微生物生长所需的基本营养成分外,还需添加适量的有机磷农药,以便进行选择培养。(2)
在制备固体培养基时,常需加入的凝固剂是琼脂。平板培养基配制的基本流程为计算→称量→溶化→调节pH→灭菌→倒平板,即调节pH应在灭菌之前进行。(3)为检测培养基平板灭菌是否合格,在接种前需随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间,观察有无菌落形成。若无菌落形成,则说明培养基平板灭菌合格。(4)测定并统计培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用血细胞计数板直接计数,也可选用稀释涂布平板法统计活菌数目。(5)依题意可知,甲、乙、丙培养液中的微生物从实验开始到停止生长所用的时间分别为32小时、45小时、16小时,说明微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强,因此应选择微生物丙作为菌种进行后续培养。9.如图是纯化纤维素分解菌并生产乙醇的基本工作流程,请回答下列问题:(1)图中①过程选取富含纤维素的土壤,在鉴定和筛选所需微生物时需用 对纤维素进行染色并制成选择培养基。最后还要在平板培养基上分离纯化目的菌。为避免杂菌污染培养物和环境,接种时要在 操作。 (2)图中②环节获得的酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,分别为C1酶、CX酶和 。前两种酶使纤维素分解成 ,第三种酶将其进一步分解成葡萄糖。⑤环节常用的菌种是 。 (3)用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中纤维素分解菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中,取0.2mL稀释液涂布,得到以下统计结果:涂布了三个平板,统计的菌落数是210、240和246;请计算每毫升原液中的菌体数是 。用这种方法测得的菌体数可能比实际活菌数量 。 答案 (1)刚果红 酒精灯火焰旁 (2)葡萄糖苷酶 纤维二糖 酵母菌 (3)1.16×109 少解析 (1)富含纤维素的土壤较易获得纤维素分解菌。刚果红和纤维素结合形成红色复合物,纤维素分解菌能在含刚果红的选择培养基中形成透明圈,从而达到分离纯化纤维素分解菌的目的。为避免杂菌污染培养物和环境,接种时要在酒精灯火焰旁操作。(2)纤维素酶至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分,前两种酶将纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。过程⑤为无氧发酵产生乙醇的过程,此过程需要用酵母菌作为菌种。(3)涂布的三个平板的菌落的平均值为(210+240+246)÷3=232个。每毫升原液中的菌体数是232÷0.2×106=1.16×109个,由于两个或多个细菌连在一起时,看到的是一个菌落,因此用这种方法测得的菌体数可能比实际活菌数量少。10.(2020届湖北天门、仙桃、潜江联考,34)(15分)联苯(C12H10)是一种难以降解的环境污染物,研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化联苯降解的关键酶。为了从富含联苯的环境中分离出联苯降解菌,某同学设计了甲、乙两种培养基,成分如下表:维生素NH4NO3MgCl2联苯水琼脂培养基甲++++++培养基乙+++++-(注:“+”表示添加该物质,“-”表示没有添加该物质)(1)甲培养基中加入联苯作为 用于培养联苯降解菌,该培养基属于 (填“选择”或“鉴定”)培养基,接种前需采用 法进行灭菌。 (2)为了便于测定培养基乙中联苯降解菌的数量,可以从培养基乙中取培养液1mL加入到 中稀释100倍之后进行显微计数,由此计算得到的培养基乙中联苯降解菌的数量是 (填“真实值”或“估算值”)。 (3)关于图示接种方法的叙述,正确的是 。
A.接种环正在酒精灯火焰上进行灼烧灭菌B.接种后的平板需倒置培养C.该接种方法可得到单个菌落D.酒精灯提供了局部无菌环境答案 (1)碳源 选择 高压蒸汽灭菌 (2)99mL无菌水 估算值 (3)BCD解析 (1)甲培养基中加入联苯作为碳源用于培养联苯降解菌,属于选择培养基,只有能利用联苯的微生物才能存活,接种前对培养基应该采用高压蒸汽灭菌法灭菌。(2)乙为液体培养基,要对培养基乙中培养液稀释100倍,需要取培养液1mL加入99mL无菌水中,之后进行显微计数,由此可以估算出培养基乙中联苯降解菌的数量,所得值是估算值。(3)接种时接种环应在酒精灯火焰旁进行,图示为接种划线过程,而不是灼烧接种环灭菌过程,A错误;接种后的平板需倒置培养,避免污染,B正确;该接种方法为平板划线法,可得到单个菌落,C正确;酒精灯提供了局部无菌环境,D正确。
