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1、第2讲 微生物的培养与应用1(2017年全国新课标卷)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
2、异养型生物，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NH4NO3，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的稳定【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。进入细胞体内的葡萄糖既可为细胞生命活动提供能量，又可作为合成其他物质的原料。(2)分解尿素的细菌能以尿素作为氮源，但其他细菌不能。以NH4NO3为氮源的细菌有很多种。如果选用含有NH4NO3的其他两组
3、，会在培养基中长出以NH4NO3为氮源的杂菌，不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4为无机盐，可以提供营养物质，并能维持渗透压，同时HPO和H2PO为一对缓冲对，所以可以维持细胞生长过程中pH的稳定。2(2017年江苏卷)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。小明同学准备依据下图操作步骤，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
4、_，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)下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，下表中第15号比色管的苯酚浓度应分别为_。管号123456苯酚浓度/(mgL1)1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：51020)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)(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8【解析】本题考查土壤微生物的分离及计数。(1)培
5、养基中的营养物质一般都包括水、无机盐、碳源、氮源，其中蛋白胨和苯酚中含有C元素，可作为碳源。(2)要富集该菌，应提高营养物质含量。若菌落过于密集，说明稀释倍数太小，应进一步稀释，然后再划平板。制备固体培养基时需加入凝固剂琼脂。(3)用平板划线法接种菌体，随划线次数的增加，菌体数量逐渐减少，故区域更易获得单菌落。(4)题中已给出6号比色管中的苯酚浓度为1 mg/L，根据浓度梯度的设计原则以及空白对照原则，15号比色管中的苯酚浓度应依次为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。若废水中苯酚的浓度为50 mg/L，降解后约有21%的苯酚残留，则降解后废水
6、中苯酚的浓度为5021%10.5(mg/L)，因为比色管中苯酚的浓度范围为01 mg/L，若将降解后的废水稀释5倍或10倍，则稀释后废水中苯酚的浓度均大于1 mg/L，若稀释20倍，则稀释后废水中苯酚的浓度为0.525 mg/L，介于01 mg/L之间，故需将降解后的废水稀释20倍后再进行比色。3(2016年全国新课标卷)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：配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); 制作无菌平板； 设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作； 将各组
7、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，该培养基中的成分X通常是_。(2)步骤中，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366)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)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为
8、氮源；平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。(2)实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中自变量为不同高度，故需在不同高度下放置开盖平板。同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置的时间一致。为了保证实验的可靠性，需要设置多个平行组。(3)在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。若出现菌落，则表明操作过程中存在杂菌污染的现象，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。4(2016年全国新课标卷)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
9、_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)无菌水泡菜滤液中乳酸菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落(2)鉴别乳酸菌中和产生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油【解析】(1)分离纯化乳酸菌过程中，需要在固体培养基上培养乳酸菌并得到单菌落。由于泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落，故分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。(2)由于乳酸菌代谢产生的乳酸可以
10、溶解培养基中的碳酸钙，形成透明圈，故培养基中加入碳酸钙可用于鉴别乳酸菌，同时碳酸钙也可以中和乳酸菌产生的乳酸。(3)乳酸菌在20 长期保存时，菌液中需要加入一定量的甘油，加甘油是为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞。5(2016年四川卷)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。(1)图中选择培养基应以_作为唯一氮源；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19
11、1。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质含_个氨基酸。【答案】(1)尿素酚红红(2)稀释涂布平板法1.75少(3)UGA115【解析】(1)脲酶能够催化尿素分解为氨，故图中选择培养基应以尿素作为唯一氮源。由于尿素被分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，使酚红指示剂变红色。(2)用于计数
12、细菌菌落数的接种方法是稀释涂布平板法，统计的菌落数应介于30300之间，故选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数，每克土壤样品中的细菌数量为(156178191)30.11051.75108(个)。由于两个或多个细菌连接在一起时，往往统计的是一个菌落，故用此方法测得的细菌数偏少。(3)密码子由三个相邻的碱基组成，271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子，插入的70个核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子，紧随其后的是UGA，应为终止密码，翻译结束，因此突变基因表达的蛋白质含115个氨基酸。6(2015年全国新课标卷)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
13、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(或苏丹)萃取法(2)油脂(3)血细胞计数板稀释涂布平板(4)4540【解析】本题主要考查了植物油脂的染色和
