高中生物浙科版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第二节 纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得精练

课后素养落实(二)　纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得

(建议用时：40分钟)

题组一　采用划线或涂布的接种方法能够实现对目标微生物的分离和纯化

1．下列关于平板划线操作的叙述，错误的是(　　)

A．每次划线前都要灼烧接种环

B．灼烧接种环后，要立即用接种环接种，防止杂菌污染接种环

C．要在酒精灯火焰旁进行

D．接种前，要将菌种试管口通过火焰

B　[灼烧接种环后，将接种环伸入管内，让环端先接触培养基上未长菌的部位，使其冷却，然后轻轻挑取少量菌体，再进行接种。灼烧接种环后，不可立即用接种环接种，以免接种环温度过高，将菌种杀死。]

2．(2020·山东德州高二期末)某同学成功分离出了土壤中的固氮菌，结果如图所示。该实验使用了(　　)

A．平板划线法

B．液体培养基

C．不含氮源的培养基

D．不含碳源的培养基

C　[图示结果呈现的是单个菌落，故该实验采用了稀释涂布平板法，A项错误；在固体培养基上才能形成菌落，B项错误；要分离土壤中的固氮菌，应该用不含氮源的选择培养基，C项正确；固氮菌为异养型生物，因此所用培养基需要加入碳源，D项错误。]

3．下列有关倒平板操作的叙述，错误的是(　　)

A．将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上

B．使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰

C．将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌面上

D．等待培养基冷却凝固后需要倒过来放置

C　[整个倒平板过程要防止外来杂菌的入侵，因此灭过菌的培养皿应放在火焰旁，打开的锥形瓶瓶口应迅速通过火焰，培养皿应打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不能将培养皿盖完全打开，等待培养基冷却凝固后需要倒过来放置。]

4．将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37 ℃恒温箱的目的是(　　)

A．对比观察培养基有没有被微生物利用

B．对比分析培养基是否被杂菌污染

C．没必要放入未接种的培养基

D．为了下次接种时再使用

B　[对未接种的培养基进行培养，起到对照作用，可用来确定培养基是否被杂菌污染。]

5．下图是某同学分离和培养土壤中微生物的部分操作步骤和实验结果示意图。回答下列问题：

A　　　　　　B　　　　　　　C

D　　　　　　E　　　　　　　F

(1)利用固体培养基培养土壤中的微生物时，除考虑各种营养条件外，还需要控制的培养条件有____________________(至少写两点)等。接种前应该先检测固体培养基是否被污染，检测的具体方法是_______________________________

____________________________________________________________________。

(2)图示中用平板划线法接种的操作顺序是A→B→______________；以上操作步骤中存在明显错误的是__________(用字母表示)，该操作的正确方法是__________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

[解析]　(1)若用该培养基培养土壤中的微生物，除考虑各种营养条件外，还要考虑温度、pH、氧气、无菌和渗透压等条件。检测固体培养基是否被污染的方法是将未接种的培养基在适宜的环境中放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。(2)图示是平板划线法接种操作示意图，其操作顺序是A→B→E→D→C→F；为了防止杂菌污染，接种应该在酒精灯的火焰旁进行，因此以上操作中存在错误的步骤是C。

[答案]　(1)温度、pH、氧气、无菌(至少写两点)　将未接种的培养基在适宜的环境中放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生　(2)E→D→C→F　C　在酒精灯的火焰旁划线

题组二　微生物的数量测定与选择培养

6．(2020·河北省张家口一中期中)下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述，正确的是(　　)

A．实验中采集的土样经高温灭菌后，可以用于制取土壤稀释液

B．分离土壤中能分解尿素的细菌时，应选择以尿素为唯一氮源的培养基

C．测定土壤样品中的活菌数目，常用显微镜计数法

D．接种土壤微生物稀释液时，平板划线法通过连续划线的操作使微生物均匀分布

B　[在分离土壤中的尿素分解菌实验中，采集的土样经高温灭菌后，土样中的微生物被杀死，再制取土壤稀释液接种并培养，不会得到菌落，A错误；分离土壤中能分解尿素的细菌时，应选择以尿素为唯一氮源的培养基，只有能利用尿素的细菌才能生长繁殖，B正确；测定土壤样品中的活菌数目，常用稀释涂布平板法，显微镜计数法是将活菌和死菌一同计数，C错误；接种土壤微生物稀释液时，稀释涂布平板法的操作使微生物均匀分布，D错误。]

7．(2020·山东青州一中高二期末)下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述，错误的是(　　)

A．将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释

B．同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板

C．培养基应以尿素为唯一氮源并加入酚红作为指示剂

D．应选择菌落数在300以上的平板进行计数，并求其平均值

D　[将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释，A正确；同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板，减少实验误差，B正确；培养基应以尿素为唯一氮源并加入酚红作为指示剂，分解尿素的细菌能产生脲酶，将尿素分解为氨，使培养基呈红色，C正确；统计尿素分解菌的数目时，以菌落数为30～300的平板进行计数，求其平均值，D错误。]

8．下列关于分离微生物和统计菌落数目方法的叙述，不正确的是(　　)

A．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落

B．在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多，否则会导致菌体堆积，影响分离效果

C．采用稀释涂布平板法计数获得的菌落数往往少于实际的活菌数

D．若在稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1 mL下涂布5个细菌培养基平板，细菌菌落数分别为13、153、462、175和191，则每克土壤样品中的细菌数量为1.73×107个/mL

D　[当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落，因此菌落数可以代表最初菌体的数目，A正确；在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多，通常为0.1 mL，否则会导致菌体堆积，影响分离效果，B正确；采用稀释涂布平板法计数获得的菌落有可能是由多个细菌形成的，所以往往少于实际的活菌数，C正确；为了保证结果准确，一般选取菌落数为30～300的平板进行计数，故题中细菌菌落数分别为153、175、191的三个平板符合计数要求，所以每克土壤样品中的细菌数量＝(153＋175＋191)÷3÷0.1×105＝1.73×108个/mL，D错误。]

9．原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃。土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是(　　)

A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用

B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基

C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上

D．在选择培养基上能形成分解圈的即为所需菌种

C　[为了筛选、获取能利用多环芳烃为碳源的菌种，首先是取材，应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用，A项正确；其次配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基，B项正确；然后进行接种，在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养基上，在适宜的条件下进行培养，若将土壤稀释液进行灭菌，就不能筛选出能高效降解原油的菌株，C项错误；在选择培养基上形成的菌落，若该菌落周围有分解圈，即为所需菌种，D项正确。]

10．反刍动物的瘤胃中有许多能分解尿素的微生物。为了研究利用尿素配制的反刍动物饲料，以替代部分蛋白质饲料，降低饲料成本，进行了相关实验。请回答下列问题：

(1)尿素是尿素分解菌的氮源，因此在配制培养基时________。

A．葡萄糖在培养基中含量越多越好

B．尿素在培养基中含量越少越好

C．尿素分解菌无固氮能力，故培养基中的氮源为尿素

D．尿素分解菌有固氮能力，故培养基中尿素为无机氮

(2)瘤胃中的尿素分解菌能将尿素分解成________，其中的________可用于合成微生物蛋白，该蛋白质是反刍动物的优质氮源。

(3)为研究瘤胃中尿素分解菌的种类，实验者配制以尿素为唯一氮源的培养基，该培养基从功能上属于__________培养基。可在培养基中加入________指示剂以初步鉴定这些菌能够分解尿素，为确证这些菌是尿素分解菌，可通过酶活性测定及基因数据库比对，只有具有脲酶活性和________基因的菌，才是真正的尿素分解菌。

(4)研究发现，如果只饲喂尿素配制的饲料，会导致反刍动物氨中毒，请根据高中所学知识分析其原因是___________________________________________

____________________________________________________________________。

[解析]　(1)尿素既可以作为尿素分解菌的氮源，也可以作为其碳源，葡萄糖在培养基中并不是越多越好，A项错误；添加尿素的目的是筛选尿素分解菌，其他微生物不能很好地生活在该培养基上，尿素在培养基中不是越少越好，过少就失去选择作用，过多又会使细胞失水死亡，B项错误；尿素分解菌没有固氮能力，故培养基中需要添加尿素作为有机氮源，C项正确，D项错误。(2)尿素分解菌能将尿素分解成CO2和NH3，其中的NH3可用于合成微生物蛋白，为反刍动物提供优质氮源。(3)以尿素为唯一氮源的培养基，尿素分解菌可以生存，而其他微生物不能存活，因此该培养基从功能上属于选择培养基；可在培养基中加入酚红指示剂以初步鉴定这些菌能够分解尿素；为确证这些菌是尿素分解菌，可通过酶活性测定及基因数据库比对，只有具有脲酶活性和脲酶基因的菌，才是真正的尿素分解菌。(4)如果只饲喂尿素配制的饲料，会导致反刍动物氨中毒，原因是氨会使瘤胃液pH增大。

[答案]　(1)C　(2)CO2和NH3　NH3　(3)选择　酚红　脲酶　(4)氨会使瘤胃液pH增大

11．(2020·枣庄高二检测)筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段，下列有关技术中不能筛选成功的是(　　)

A．在全营养的LB培养基(普通培养基)中，筛选大肠杆菌

B．在尿素固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物

C．用以纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物

D．在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体的微生物

A　[在全营养的LB培养基中，几乎所有细菌都能生长，不能筛选出大肠杆菌，A符合题意；在尿素固体培养基中，只有能分解尿素的微生物才能生长，不能分解尿素的微生物因缺乏氮源不能生长，能够筛选分解尿素的微生物，B不符合题意；在纤维素为唯一碳源的培养基上，只有能分解纤维素的微生物才能生长，不能分解纤维素的微生物因缺乏碳源不能生长，能筛选分解纤维素的微生物，C不符合题意；在培养基中加入不同浓度的氯化钠，能筛选抗盐突变体微生物，D不符合题意。]

12．下列有关多次连续平行划线接种时的叙述，错误的是(　　)

A．第一次操作前灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物

B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种

C．在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液

D．划线结束后，灼烧接种环能及时杀死接种环上的菌种，避免细菌污染环境或感染操作者

C　[平板划线法通过接种环在固体培养基表面进行连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，以形成单菌落。因此，每次划线时，都应将接种环上原有的菌体杀死，划线时分散的菌体来自上次划线结束时的菌体。]

13．尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述，正确的是(　　)

A．培养基中加入尿素作为唯一氮源，该培养基是鉴别培养基

B．测定土壤中分解尿素的细菌数量和测定土壤中放线菌的数量可采用相同的稀释度

C．细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高

D．利用稀释涂布平板法可以直接完成土壤中分解尿素的细菌的分离计数和纯化鉴定

C　[培养基中加入尿素作为唯一氮源，该培养基是选择培养基，A错误；因为土壤中各类微生物的数量不同，故为获得不同类型的微生物，要按不同的稀释倍数进行分离，B错误；细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，可加入酚红指示剂进行检测，C正确；鉴定分解尿素的细菌应该用加酚红的鉴别培养基，D错误。]

14．下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图，有关叙述错误的是(　　)

A．在配制步骤②③的培养基时，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌

B．步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落

C．步骤③采用涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素

D．步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力

C　[配制培养基时，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌，A项正确；步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌通过稀释涂布平板法分散，获得单细胞菌落，B项正确；步骤③筛选分解尿素的细菌，培养基中应以尿素为唯一氮源，C项错误；步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力，D项正确。]

15．(2020·广东佛山顺德区高二期中)为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员利用被石油污染过的土壤进行下图A所示的实验。

图A

图B

(1)配制好的培养基灭菌通常可以使用____________法。步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是________________________。这种培养基从功能上看属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。

(2)同学甲进行步骤④的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图B所示。该同学的接种方法是________________；推测同学甲用此方法接种时出现图B结果可能的操作失误是________；在接种前，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______________________________________

___________________________________________________________________。

(3)同学乙也按照同学甲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________个。这种计数方法得到的结果一般比实际值偏小，原因可能有________________________

_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(4)步骤⑤需要振荡培养，其目的是提高培养液溶氧量，同时使__________________________________________________________________，

提高营养物质利用率。

(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是______________________________

________________________________________________________________。

[解析]　(1)根据题意，要分离和纯化高效分解石油的细菌，配制好的培养基灭菌通常可以使用高压蒸汽灭菌法。图中步骤②是扩大培养来自被石油污染过的土壤中的细菌，步骤③是利用石油扩大培养分解石油的细菌，步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是步骤③的培养基中石油是唯一碳源。这种培养基从功能上看属于选择培养基。(2)步骤④是对分解石油的细菌进行分离，分析图B可知，分解石油的细菌在培养基上所形成的是单个菌落，说明同学甲进行过程④的操作中接种方法是稀释涂布平板法；图B中培养基表面左侧的菌落数目明显比右侧多，推测同学甲用此方法接种时可能涂布不均匀；在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。(3)同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作，据题干信息计算，可得出每升样品中的活菌数为(56＋58＋57)÷3÷0.1×100×1 000＝5.7×107(个)。由于细菌会相互重叠，当两个或多个细菌连在一起时，形成菌落后，平板上观察到的只是一个菌落，所以导致统计的细菌数目往往比实际数目少。(4)步骤⑤需要振荡培养，其目的是提高培养液溶氧量，同时使菌体与培养液充分接触，提高营养物质利用率。(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好的细菌，其中石油剩余量最少的一组所含的细菌就是分解石油能力最好的细菌。

[答案]　(1)高压蒸汽灭菌　步骤③的培养基中石油是唯一碳源　选择　(2)稀释涂布平板法　涂布不均匀　检测培养基平板灭菌是否合格　(3)5.7×107　当两个或多个细菌连在一起时，形成菌落后，平板上观察到的只是一个菌落　(4)菌体和培养液充分接触　(5)筛选出分解石油能力最好的细菌