发布时间 : 星期二 文章[精品]2019版高考生物一轮复习第11单元生物技术实践第34讲微生物的培养和利用学案苏教版更新完毕开始阅读
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(2)平板划线法 6
(3)临时保藏 菌种容易被污染或产生变异 (4)能量 30~35
[解析] (1)①是制备培养基时倒平板中的主要操作,该操作需使锥形瓶的瓶口通过火焰,目的是通过灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。(2)根据图④可知,该纯化醋酸菌的接种方法是平板划线法。平板划线时,每次划线前都要进行灼烧,最后一次划线结束也要进行灼烧,因此共需要6次灼烧处理。(3)纯化的醋酸菌菌种将频繁用于果醋生产,则可以采用临时保藏的方法保存菌种,但这种方法保存的时间不长,原因是菌种容易被污染或产生变异。(4)将醋酸菌加入果酒中,乙醇可为醋酸菌的生命活动提供能量;果醋发酵的适宜温度是30~35 ℃。
考点二
【知识梳理】
1.(1)生存环境 (2)目的菌株 (3)抑制 阻止
2.(1)稀释涂布平板 (2)稀释度 活菌 (3)显微镜直接 3.非测试因素 可信度 未接种的
4.脲酶 尿素 有机质 系列稀释 计数 酚红 氨 碱性 【题组训练】
1.(1)固体 调pH 高压蒸汽灭菌
(2)不能 培养基中含有NH4NO3,尿素不是唯一氮源 (3)酚红 红色
(4)平板划线法、稀释涂布平板法和稀释混合平板法
[解析] 微生物培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求,对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方向的作用。(1)分析题中表格可知,该培养基中加入琼脂作为凝固剂,因此属于固体培养基,不论何种培养基,在各成分都溶化后分装前,要先调整pH,培养基常用的灭菌方法为高压蒸汽灭菌。(2)根据培养基的成分判断,该培养基中含有NH4NO3,尿素不是唯一氮源,因此该培养基不能用于分离土壤中分解尿素的细菌。(3)为检测尿素分解菌的存在与否,在以尿素为唯一氮源的选择培养基中加入酚红指示剂,如果存在尿素分解菌,则指示剂将变红色。(4)微生物常用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法和稀释混合平板法。 2.(1)脲酶(或分解尿素的酶) 氨(或NH3) (2)凝固剂 酚红
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(3)D (4)检测培养基平板灭菌是否合格 4.7×10 低
[解析] 常用的灭菌方法:高压蒸汽灭菌法适用于一般培养基和玻璃器皿灭菌;干热灭菌适用于需要保持干燥的玻璃器皿的灭菌,凡带有橡胶的物品和培养基都不能进行干热灭菌;无菌室、缓冲间和接种箱常用紫外线进行空气灭菌;微生物接种时的金属接种工具和试管口可以用灼烧灭菌;煮沸灭菌通常不能彻底杀灭一些生物的孢子和芽孢,一般适用于餐具和不耐高温的食品等的消毒。(1)分解尿素的酶是脲酶,所以分解尿素的微生物含有脲酶。尿素含有C、H、O、N元素,其水解产物是二氧化碳、水和氨气,氨气使的培养基的碱性增强。(2)琼脂是凝固剂,使培养基呈固态;培养基中的碱性物质可以与酚酞反应产生红色环带。(3)对尿素溶液进行灭菌的最适方法是过滤灭菌。(4)空白平板的作用是检测培养基平板是否合格,根据题干提供的数据进行计算,每升瘤胃样液中分解尿素的微生物活菌数为
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(49+47+45)÷3×1000×10×1000=4.7×10(个)。由于菌种可能重叠,所以统计的菌落数往往低于接种的实际活菌数目。
考点三
【知识梳理】
1.(1)C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶 (2)纤维二糖 葡萄糖
2.(1)刚果红染色 (2)红色复合物 透明圈
(3)纤维素 (4)纤维素 选择培养基 梯度稀释 鉴别纤维素分解菌 透明圈 【题组训练】
1.(1)葡萄糖 C1酶、CX酶
(2)防止外来杂菌的入侵 酒精灯火焰 干热灭菌
(3)纤维素 在倒平板时就加入刚果红 培养基表面的菌悬液过多会导致菌体堆积,影响分离效果
[解析] (1)纤维素是一种多糖,其基本组成单位是葡萄糖;纤维素酶是一种复合酶,其中C1酶、CX酶能使纤维素分解成纤维二糖。(2)微生物分离和培养的关键环节是防止外来杂菌的入侵;为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行;倒平板用的培养皿需要保持干燥,可以采用干热灭菌法进行灭菌。(3)为了分离出纤维素
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分解菌,配制的选择培养基要以纤维素为唯一碳源。筛选纤维素分解菌时,常用的刚果红染色法有两种,一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。在涂布平板时滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多,原因是培养基表面的菌悬液过多会导致菌体堆积,影响分离效果。 2.(1)高压蒸汽灭菌 步骤③培养基中石油是唯一碳源 (2)稀释涂布平板法 涂布不均匀
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(3)5.7×10
(4)提高培养液中(溶解)氧的含量,通过振荡可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率 (5)筛选出分解石油能力最强的细菌
[解析] (1)配制好的培养基通常使用高压蒸汽灭菌法灭菌。步骤③与步骤②中培养基成分相比,最大的区别是步骤③培养基中石油是唯一碳源。(2)同学A进行步骤④的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如题图乙所示。该同学的接种方法是稀释涂布平板法,出现图乙结果可能的失误操作是涂布不均匀。(3)同学B也按照同学A的接种方法进行了步骤④的操作:将1 mL样品稀释100倍,在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的
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菌落数分别为56、58和57。据此可得出每升样品中的活菌数为(56+58+57)÷3÷0.1×1000×100=5.7×10(个)。(4)步骤⑤需要振荡培养,原因是提高培养液中(溶解)氧的含量,通过振荡可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出分解石油能力最强的细菌。
历年真题明考向
1.(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,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稳定 [解析] (1)催化尿素分解的酶为脲酶。分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是为细胞生命活动提供能量,葡萄糖的代谢中间产物可以作为合成其他有机物的原料。(2)能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,如果培养基中含有NH4NO3,则不能起到筛选作用。(3)培养基中的KH2PO4和Na2HPO4可以为微生物生长提供钠离子、钾离子等,其还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。 2.(1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③ [解析] (1)蛋白胨、苯酚都可以作为碳源。(2)为了筛选酚降解菌,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐增加。若平板中菌落过于密集,说明浓度太大,为方便菌落计数与分离,应进一步稀释涂布。平板培养基为固体培养基,制备时必须添加凝固剂。(3)连续划线法中在划线的末尾区域菌种浓度最小,更易获得单菌落。(4)1号比色管作对照,苯酚浓度为0,1~6号比色管苯酚浓度由0逐渐增加到1 mg/L,且有梯度,所以1~5号比色管的苯酚浓度应分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L。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③20倍后,再进行比色。 3.(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] 本题考查微生物的培养与计数,主要考查学生的识记、理解与实验设计能力。(1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨中都含有蛋白质,可作为氮源。用于计数的培养基应为固体培养基,需加入琼脂等凝固剂。(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况,所以需将灭菌后的平板放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间,然后再在恒温箱中培养。(3)空白对照组应是无菌平板,所以应该无菌落出现,有菌落出现说明培养基被污染了,那么其他各实验组的培养基也不合格,所以需要重新制作平板。
4.(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,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] 本题考查微生物的培养及泡菜制作方面的知识。(1)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,进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细菌,从而能在培养基表面形成单菌落。(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的识别与分离。分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。(3)乳酸菌在-20 ℃长期保存时,甘油可起到密封和隔绝空气的作用。
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有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。
(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是 。
(2)纯化菌株时,通常使用的划线工具是 。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌,第二划线区域及其他划线区域均无菌落,造成划线无菌落可能的操作失误有 、 。
(3)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是 ,该实验设计是否合理? 。为什么? 。 [答案] (1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长和繁殖 (2)接种环 接种环灼烧后未冷却 划线未从第一区域末端开始 (3)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理 缺少空白对照
[解析] (1)微生物的各种培养基配方一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四类营养物质;选择培养基允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长,因而培养基必须以苯磺隆为唯一碳源,只让目的菌株生长繁殖。
(2)纯化菌株时,通常使用的划线工具是接种环(或接种针);接种环在平板内的每一次划线前,都要先灼烧灭菌冷却后划线,而且要从上一次划线末端而非空白处划线,不冷却会烫死上次划线末端的菌株,从空白处划线是不会有菌落生长的。
(3)图乙上清液中加入的蛋白酶溶液是用于水解上清液中的某蛋白质的,由此可判定,实验假设是目的菌株通过分泌某种蛋白质来降解苯磺隆,但是尚需设置不加入蛋白酶的对照组实验,否则没有说服力,因而实验设计不合理。
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