高考生物一轮复习练习：11.2课时跟踪练《微生物的培养与应用》（含详解）

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课时跟踪练
1．(2014·全国卷Ⅱ)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是______________________________________________；
然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为________。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过____________灭菌。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是___________________。
(3)示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是振荡培养能提高培养液中________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________的利用率。
解析：(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间，观察空白平板上是否出现菌落。0.1 mL稀释液中平均有(39＋38＋37)/3＝38个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380个，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104个，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1 000＝3.8×107个。(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较图A和图B可以看出：A培养基中细菌的分布呈线性，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
答案：(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107个
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B (4)溶解氧 营养物质
2．(2013·全国卷Ⅱ)临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。
回答下列问题：
(1)为了从样本中获取致病菌单菌落，可用________法或________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。
(2)取该单菌落适当稀释，用________法接种于固体培养基表面，在37 ℃培养箱中培养24 h，使其均匀生长，布满平板。
(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明__________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的________。
(4)根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素________。
解析：(1)实验室中对微生物纯化培养时，常用的接种方法有划线法和稀释涂布法。(2)若让已经获得的单个菌落在固体培养基上大量且均匀繁殖，常用涂布器把稀释的菌液均匀涂满整个平板。(3)对某种抗生素越敏感的致病菌，在该抗生素存在的范围内，越不易生存，形成的透明圈就越大。但是，如果在透明圈中还有菌落生存，则说明这个菌落的细菌耐药性很强。(4)通过(3)可知，在应用时，要想杀死某致病菌，就得选择能使该致病菌大量死亡，即产生的透明圈大的那种抗生素。
答案：(1)平板划线 稀释涂布(或涂布)
(2)涂布 (3)敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A的弱 耐药菌 (4)A
3．为了调查成都自来水的水质情况，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，划线时落在培养基上共画了5个区域，则共需要________次灼烧接种环。该培养基从物理状态上看，属于________培养基。
(3)检测自来水中大肠杆菌的数量，可选用伊红美蓝培养基，伊红美蓝培养基除了为大肠杆菌的生长繁殖提供水和碳源外，还可以提供______________等基本营养成分。该研究小组在统计菌落数目时，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因____________而遗漏菌落的数目，如果接种后一个平板经培养后的菌落分布如下图所示，推测接种时可能的操作失误是____________。
解析：(1)微生物的培养基常用高压蒸气灭菌法进行灭菌。为防止冷凝水影响细菌的生长，需将培养皿倒置培养。
(2)因为每次划线前后都需要灭菌，所以画了5个区域需要6次灼烧接种环。平板划线法用的是固体培养基。
(3)微生物的培养基的基本成分一般包括水、无机盐、碳源、氮源。在统计菌落数目时，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而遗漏菌落的数目，如果接种后一个平板经培养后的菌落分布如题图所示，推测接种时可能的操作失误是涂布不均匀。
答案：(1)高压蒸气灭菌 倒置 (2)6 固体 (3)氮源和无机盐(答不全不得分) 培养时间不足 涂布不均匀
4．(赣州模拟)如图是分离、纯化及保存枯草芽孢杆菌菌株的过程示意图：将土壤表层土稀释液煮沸十五分钟(枯草芽孢杆菌的芽孢不会失去活性)静置5分钟后获得样品，进行如下操作：
请回答下列问题：
(1)由题意可知，除用选择培养基外，还有__________操作起到筛选作用。
(2)上图的划线操作中，培养基从物质状态分类上属于______________，接种环用________法进行灭菌，划线过程中第一区和最后一区的划线________(能/不能)相连。
(3)用稀释涂布平板法在5个培养基平板上，均接种稀释倍数为104的样品液0.1 mL，培养一段时间后，平板长出来的菌落数分别为13，160，532，175和187。每毫升样品中的细菌数量为________个。
(4)用上述方法统计出的菌落数往往比样品中活菌的实际数目________，原因是___________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)根据题干信息“将土壤表层土稀释液煮沸十五分钟(枯草芽孢杆菌的芽孢不会失去活性)”可知，除用选择培养基外，还有煮沸操作起到筛选作用。
(2)上图的划线操作中，培养基从物质状态分类上属于固体培养基；接种环用灼烧灭菌(灼烧) 法进行灭菌；划线过程中第一区和最后一区的划线不能相连。
(3)用稀释涂布平板法在5个培养基平板上，均接种稀释倍数为104的样品液0.1 mL，培养一段时间后，平板长出来的菌落数分别为13，160，532，175和187。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，因此每毫升样品中的细菌数量为＝eq \f(160＋175＋187,3)×eq \f(1,0.1)×104＝1.74×107个。
(4)由于两个或者多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此用上述方法统计出的菌落数往往比样品中活菌的实际数目少。
答案：(1)煮沸 (2)固体培养基 灼烧灭菌(灼烧) 不能 (3)1.74×107 (4)少 两个或者多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
5．(银川模拟)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7.5%NaCl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适宜温度下培养一段时间的目的是____________________________________。
(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、10－3、10－4的自来水样。
(4)将0.1 mL 10－1～10－4的四个稀释样液，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。
解析：(1)金黄色葡萄球菌在血平板(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，据此原理可对金黄色葡萄球菌进行筛选，因此应选择固体培养基。金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性，用7.5% NaCl牛肉膏蛋白胨培养基培养金黄色葡萄球菌时，培养基中加入的7.5% NaCl，不影响金黄色葡萄球菌的生长，但同时可抑制其他菌的生长，因此利于金黄色葡萄球菌的筛选。
(2)高温会破坏血细胞，因此为了防止高温破坏血细胞，在制作血平板时需等平板冷却后，方可加入血液。血平板在使用前，需置于恒温培养箱中适宜温度下培养一段时间的目的是：检测血平板是否符合无菌要求。
(3)取10 mL自来水样，加入90 mL无菌水稀释成10－1的自来水样，依次操作，制作稀释10－2、10－3、10－4的自来水样。
(4)将稀释的样液接种到血平板上进行微生物纯化培养，所采用的接种方法是稀释涂布平板法。金黄色葡萄球菌可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色，因此在血平板上，金黄色葡萄球菌菌落的周围会出现透明圈(溶血圈)。依题意：血平板上生长的平均菌落数＝(42＋38＋37)÷3＝39个，则1 mL自来水中的活菌数约＝(39÷0.1)×1 000＝3.9×105个，每升自来水中的活菌数为＝3.9×105×103＝3.9×108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)90 mL无菌水 (4)稀释涂布平板法 透明圈(溶血圈) 3.9×108
6．淀粉酶是用途最广、产量最大的酶制剂之一，广泛用于印染、酿造和医药行业。请回答：
(1)配制筛选能分泌淀粉酶的微生物的培养基时，应以______ 为唯一碳源。获得的菌种长期保存的方法是____________。
(2)从面粉加工厂附近的土壤中，取5g土壤倒入装有45 mL蒸馏水并带有玻璃珠的锥形瓶中振荡，制成土壤悬液。将土壤悬液稀释104倍后，用____________法分别将0.1 mL的菌液接种到3个平板上，培养一段时间，3个平板中的菌落数分别为53个、60个、73个，则土壤悬液中分泌淀粉酶的微生物有________个/mL。将接种后的平板置于恒温培养箱中____________(填“正置”或“倒置”)培养。
(3)在培养基中加入碘化钾后，出现透明圈的菌落能分泌淀粉酶，原理是____________________________。一般情况下，透明圈直径(D)和菌落直径(d)的比值(D/d)反映了淀粉酶的活性，它们的关系是______________。
(4)筛选获得的微生物，经鉴定是芽孢杆菌，芽孢杆菌除产生活性较强的淀粉酶外，还产生活性较强的蛋白酶和脂肪酶，因此，在动物饲料中添加芽孢杆菌或其代谢产物可提高动物________________的效率。
解析：(1)根据选择培养基的配置原则，配制筛选能分泌淀粉酶的微生物的培养基时，应以淀粉为唯一碳源。获得的菌种长期保存的方法是甘油管藏。
(2)对微生物计数一般采用稀释涂布平板法；根据题干中所给数据，土壤悬液中分泌淀粉酶的微生物有(53＋60＋73)÷3÷0.1×104＝6.2×106 个/mL；为了防止培养基中的冷凝水污染培养基，需要将接种后的平板置于恒温培养箱中倒置培养。
(3)淀粉遇碘化钾变蓝，淀粉酶分解淀粉后出现透明圈，因此在培养基中加入碘化钾后，出现透明圈的菌落能分泌淀粉酶。一般情况下，透明圈直径(D)和菌落直径(d)的比值(D/d)反映了淀粉酶的活性，D/d值越大，淀粉酶活性越高。
(4)分析题意可知，芽孢杆菌除产生活性较强的淀粉酶外，还产生活性较强的蛋白酶和脂肪酶，因此在动物饲料中添加芽孢杆菌或其代谢产物可提高动物对营养物质消化吸收的效率。
答案：(1)淀粉 甘油管藏 (2)稀释涂布平板 6.2×106 倒置 (3)淀粉遇碘化钾变蓝，淀粉酶分解淀粉后出现透明圈 D/d值越大，淀粉酶活性越高 (4)对营养物质消化吸收
7．乙草胺是除草剂中常见的化学成分，在土壤和水体中存在时间长，难以降解。请回答下列问题：
(1)实验小组欲从土壤中获取乙草胺降解菌，需将土壤样品置于以__________为唯一碳源的培养基中进行富集培养。
(2)该实验小组选取乙草胺浓度为800 mg/L的富集液进行系列稀释，分别取103、104和105稀释倍数的稀释液0.1 mL涂布于培养基上，每个稀释倍数涂布三个平板，结果各平板的菌落数分别为(286、298、297)，(35、32、31)，(36、7、2)。
①不适合用于计数的为__________倍数的稀释液，另外两组稀释倍数得到的细菌数不一致的原因可能是________________________
_____________________________________________________。
②某同学认为，要防止杂菌的污染，可在培养基中加入青霉素，你觉得该同学的说法是否正确？_______，理由是_______________。
(3)实验小组从土壤中筛选出两株乙草胺降解菌D1和D2，温度对两株降解菌的生长的影响如下图所示。对温度适应范围更广的是菌株__________，温度会影响菌株的生长状况的原因是_______________。
解析：(1)欲从土壤中获取乙草胺降解菌，需将土壤样品置于以乙草胺为唯一碳源的培养基中进行富集培养，在该培养基上，只有乙草胺降解菌能够生长。
(2)①不适合用于计数的为105倍数的稀释液，因为该稀释倍数下三个培养基中菌落数差别较大。用另外两组稀释倍数进行计数得到的细菌数不一致的原因可能是稀释倍数为103时，更多的菌落连在一起最终形成单菌落，导致结果小于稀释倍数为 104 组。
②加入青霉素，不仅会抑制杂菌繁殖，也会抑制目的菌的繁殖。
(3)D1菌株在不同温度下相对生长速率变化不大，对温度适应范围更广，温度会影响菌株的生长状况的原因是温度会影响与菌株生长代谢有关酶的活性。
答案：(1)乙草胺 (2)105 稀释倍数为103时，更多的菌落连在一起最终形成单菌落，导致结果小于稀释倍数为 104 组 不正确 青霉素抑制杂菌繁殖的同时，也会抑制目的菌的繁殖 (3)D1 温度会影响与菌株生长代谢有关酶的活性
8．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。小明同学准备依据如图操作步骤，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________，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)如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1～5号比色管的苯酚浓度应分别为______________。
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：①5 ②10 ③20)倍后，再进行比色。
解析：(1)酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌生长提供碳源。(2)转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌，随转接次数增多，培养基中的苯酚含量应逐渐增加。若平板中菌落过于密集，则需进一步稀释，降低菌体密度后再涂布培养，以便于菌落分离与计数。制备平板培养基时，需添加琼脂等凝固剂。(3)连续划线时，在划线的末端菌体密度最低，即在划线的末端最易获得单菌落。(4)1号比色管应为空白对照组，由6号比色管中苯酚浓度知，1～5号比色管苯酚浓度应为0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后残留的苯酚浓度约为50×21%＝10.5(mg/L)，则需对残留液进行20倍稀释后[10.5÷20＝0.525(mg/L)]，才可以进行比色。
答案：(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
9．某研究小组研究了不同浓度的抗生素A对大肠杆菌生长的影响，实验结果见下图1。回答下列相关问题：
图1 图2
(1)该培养基为大肠杆菌提供的主要营养物质有碳源、水、无机盐、________四类，而配置该培养基时，通常加入________作为凝固剂。
(2)为了确保利用____________法接种大肠杆菌时，形成一层菌膜，则对菌种的稀释倍数________。另外，在培养和接种大肠杆菌时要特别注意进行________操作。根据实验结果，选出对大肠杆菌抑制作用最明显的抗生素A浓度的依据是_________________________。
(3)为减少实验误差，每一浓度的抗生素A还要制备________________。
(4)该研究小组运用上述实验方法还研究了相同浓度的a、b、c三种不同抗生素对大肠杆菌生长的影响。请在图2中用图表示这一处理方案(可模仿图1加以必要的注解)。
解析：(1)微生物生长繁殖所需要的四类主要营养物质是水、无机盐、碳源和氮源。该实验所用的培养基为固体培养基，常用的凝固剂是琼脂。
(2)图中接种大肠杆菌时所使用的接种方法是稀释涂布平板法，为了得到菌膜，稀释倍数不能太大。接种和培养大肠杆菌的关键是无菌操作。据图1分析，⑤号圆纸片的抑菌圈最大，说明该浓度的抗生素A对大肠杆菌抑制作用最明显。
(3)为减少实验误差，每一浓度的抗生素A还要制备多个圆纸片进行重复实验。
(4)该方案的自变量为相同浓度的a、b、c三种不同抗生素，还应有空白对照，注意在图中要标记清楚，具体图解见答案。
答案：(1)氮源 琼脂 (2)稀释涂布平板 不能太大 无菌 透明圈越大，抑制效果越明显 (3)多个圆纸片 (4)图示见下图所示
管号
1
2
3
4
5
6
苯酚浓度/(mg/L)
1