高中生物北师大版 (2019)选择性必修3 生物技术与工程第一节 微生物纯培养物的获得练习题

第1章发酵工程

第一节　微生物纯培养物的获得

基础巩固

1.下列有关微生物培养的叙述,正确的是(　　)。

A.通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落

B.若培养基需要调节pH,应该在灭菌后进行

C.培养基的成分需根据培养微生物的目的进行适当调整

D.将自然发酵的酸奶接种在固体培养基上即可直接获得乳酸菌的纯培养物

答案:C

解析:微生物培养中,常用固体或半固体培养基分离获得细菌单菌落,液体培养基无法分离,A项错误。若培养基需要调节pH,应该在灭菌前进行,B项错误。培养基的营养成分主要包括碳源、氮源、水、无机盐和微量元素,培养微生物时,要根据培养微生物的目的进行适当调整,因为不同微生物对营养物质的需求不同,C项正确。自然发酵的酸奶中含有多种微生物,将其接种在固体培养基上会得到多种菌落,不会直接得到乳酸菌的纯培养物,D项错误。

2.无菌技术包括多个方面,下列有关无菌操作的叙述,错误的是(　　)。

A.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落

B.消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对消毒对象的伤害

C.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

D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触

答案:A

解析:为了防止污染,接种环经火焰灭菌、冷却后才可以快速挑取菌落,A项错误。消毒是利用物理或化学的方法杀灭物体表面、人体皮肤、环境中等部分微生物(不包括芽孢)的过程,要根据不同消毒对象采用不同的消毒方法,比如操作者的双手消毒只能用体积分数为70%~75%的酒精,其他消毒方法都可能对皮肤造成伤害,B项正确。酒精灯火焰附近会形成一个局部的无菌区域,在酒精灯火焰附近操作可避免周围环境中微生物的干扰,C项正确。操作过程中要禁止无菌物品和其他物品相接触,这是无菌操作的要求之一,D项正确。

3.图1-1-1是纯化微生物时采用的两种接种方法接种后培养的效果图。下列相关叙述正确的是(　　)。　

图1-1-1

A.图甲3个平板中所用培养液的稀释度应保持相同

B.图乙中划线的最后一区与第一区不能相连

C.图甲、图乙所用的接种工具分别是接种环和涂布器

D.图乙中每次划线应从同一起点开始以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落

答案:B

解析:题图甲中3个平板所用培养液的稀释度应当不同,才能分离出单菌落,A项错误。平板划线法常用于分离单菌落,为确保得到单菌落,划线时应注意下一次划线从上一次划线的末端开始、最后一次划线不要与第一次划线相连,B项正确,D项错误。题图甲所用的接种工具为涂布器,题图乙所用的接种工具为接种环,C项错误。

4.微生物纯培养物的获得是发酵生产的基础。从自然界的酸奶中得到乳酸菌的纯培养物,首先需要得到单菌落。下列有关单菌落及纯培养物的叙述,错误的是(　　)。

A.单菌落是由一个微生物细胞在液体培养基上经过生长繁殖形成的肉眼可见的子细胞群

B.一个单菌落就是一种微生物的纯培养物

C.挑取单菌落接种到试管斜面或液体培养基中培养,最终可得到某种微生物的纯培养物

D.利用稀释涂布平板法在固体培养基上能得到分布较均匀的单菌落

答案:A

5.酵母菌是工业发酵的重要微生物,酵母菌的获得有很多方法。下列有关“从发酵粉中分离纯化酵母菌”实验的叙述,错误的是(　　)。

A.本实验的目的之一是能够熟练配制适合酵母菌生长繁殖的培养基,其中适合酵母菌生长的培养基为马铃薯葡萄糖培养基

B.实验中用到的试管进行高压蒸汽灭菌,一组7支,加塞包扎,121 ℃灭菌20 min

C.若用稀释涂布平板法接种,酵母菌悬液需要稀释至10-6,取该稀释度的菌液涂布平板即可

D.将涂布的培养皿倒置于恒温培养箱中,30 ℃培养,得到单菌落,再从单菌落上挑取少许细胞,接种到试管斜面上培养,获得酵母菌的纯培养物

答案:C

6.某化工厂的污水池中,含有一种有害的、难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如图1-1-2所示。请分析回答下列问题。

图1-1-2

(1)“目的菌”生长所需的氮源和碳源来自培养基中的　　　　　　　　,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是　　　　　　　　。 

(2)在上述实验操作过程中,获得纯净“目的菌”的关键是　　　　　　　　。 

(3)培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量　　　　　　的培养液,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量　　　　　　　　。 

(4)转为固体培养时,常采用平板划线法进行接种,操作时应对接种工具采用　　　　　　　灭菌的方法。 

(5)实验结束后,使用过的培养基应该进行　　　　　处理后,才能倒掉。 

答案:(1)化合物A　异养需氧型　(2) 防止外来杂菌入侵　(3)减少　增加　(4)火焰　(5)灭菌

解析:(1)由培养基的配方可知,该培养基由化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制而成,因此化合物A为目的菌提供了碳源和氮源;目的菌是异养需氧微生物,因此在培养过程中应该振荡培养,增加培养液中的溶氧量,以满足微生物对氧气的需求。

(2)获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌入侵。

(3)培养若干天后,若培养瓶中化合物A含量减少,说明其中含有“目的菌”,并将其接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量增加。

(4)在转为固体培养时,常采用平板划线法接种,为保证无菌操作,操作时应对接种工具采用火焰灭菌的方法。

(5)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉,防止造成环境污染。

能力提升

1.幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。幽门螺杆菌易传染,慢性胃炎和消化性溃疡往往有家族聚集现象。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1-1-3所示。下列叙述错误的是(　　)。　

配制培养基→灭菌、倒固体平板→X

观察←培养

图1-1-3

A.在培养时,将培养皿倒置于恒温培养箱中,更容易获得单菌落

B.在配制培养基时,要根据幽门螺杆菌的营养需求添加碳源和氮源

C.应在富氧环境下培养幽门螺杆菌,慢性胃炎有家族聚集现象说明它是遗传病

D.步骤X表示接种,在无菌条件下操作时,先将菌液稀释,然后将菌液涂布到培养基平面上,其中菌液稀释是为了获得单菌落

答案:C

解析:由于幽门螺杆菌寄生在胃内,对氧气需求不高,培养幽门螺杆菌不需要富氧环境,幽门螺杆菌易传染,才导致家族聚集现象,不能据此说明慢性胃炎是遗传病。

2.黑茶是利用微生物的酶促进茶多酚氧化的发酵茶。研究人员对黑茶中的微生物进行了分离和鉴定,过程如图1-1-4所示。下列相关叙述错误的是(　　)。

图1-1-4

A.向样品中加入无菌水制成样品悬液

B.涂布时应用无菌移液管吸取样品悬液0.1 mL移入固体平板进行涂布

C.涂布平板上长出的菌落可通过平板划线法进一步纯化

D.在固体平板上进行平行划线可使微生物均匀分布

答案:D

解析:制备样品悬液时应向黑茶样品中加入无菌水,A项正确。涂布时应用无菌移液管或移液器吸取样品悬液0.1 mL移入灭菌的固体平板上进行均匀涂布,B项正确。涂布平板上长出的菌落可通过平板划线法进一步纯化,C项正确。在固体平板上进行平行划线,可在划线的末端得到单菌落,不能使微生物均匀分布,D项错误。

3.穿刺接种是用接种针蘸取少量的菌种,沿半固体培养基中心向管底作直线穿刺,如图1-1-5所示。若某细菌具有鞭毛而能运动,则在穿刺线周围能够生长。下列叙述错误的是(　　)。　

图1-1-5

A.与平板划线法使用的培养基相比,穿刺接种使用的培养基添加的琼脂较少

B.穿刺接种所用培养基与固体平板相比需添加特殊的营养成分

C.穿刺接种可用于厌氧菌种的培养或研究微生物的运动

D.穿刺接种可用于鉴定微生物的呼吸作用类型

答案:B

解析:穿刺接种使用的是半固体培养基,因此与平板划线法使用的培养基相比,穿刺接种使用的培养基添加的琼脂较少,A项正确。穿刺接种所用培养基与固体平板相比,仅仅是物理状态有所差别,营养物质都是根据微生物的营养需求配制的,不需要提供特殊营养物质,B项错误。由于是半固体培养基,且把微生物接种到培养基内部,所以穿刺接种可用于厌氧菌种的培养或研究微生物的运动,C项正确。由于穿刺接种后微生物可以分布于培养基的内部,根据培养一段时间后菌落的分布可判断微生物的呼吸作用类型,若菌落只分布在培养基内部,培养基表面没有菌落,则说明所培养的微生物是厌氧微生物,D项正确。

4.(不定项选择题)将没有吃完的西瓜盖上保鲜膜后放入冰箱,是很多人日常储藏西瓜的办法。有这样一种说法:盖上保鲜膜储藏的西瓜中细菌种类和数目反而比没用保鲜膜的多。某生物研究小组针对上述说法进行探究,他们用盖上保鲜膜保存了三天的西瓜表面的瓜瓤制备浸出液,研究细菌的种类。不同细菌在固体培养基上呈现不同的菌落。下列说法正确的是(　　)。

A.可采用稀释涂布平板法进行接种

B.瓜瓤浸出液是液体,因此培养时平板不用倒置

C.仅需要设置盛有培养基的空白平板作对照

D.可通过平板上菌落的特征初步判断细菌的种类

答案:AD

解析:可通过观察细菌的菌落特征来判断细菌种类的多少,只有固体培养基才能用于观察菌落特征,固体培养基常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法,所以可采用稀释涂布平板法进行接种,A项正确。接种时需要将菌液接种在固体培养基上,培养时平板需要倒置,这样可以防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养皿造成污染,还可防止培养基表面的水分蒸发,B项错误。该实验是比较两种不同处理方式下西瓜中细菌的种类,所以除需要设置盛有培养基的空白平板作对照外,还需要设置接种同样条件下不盖保鲜膜保存三天的西瓜表面的瓜瓤制备的浸出液的平板作对照,C项错误。不同细菌的菌落特征不同,所以可通过平板上菌落的特征初步判断细菌的种类,D项正确。

5.(不定项选择题)用纸片扩散法测定病原菌对各种抗生素敏感性的实验,是指在某病原菌均匀分布的平板上,铺设含有不同种类抗生素的纸片后进行培养。图1-1-6为某测定实验的结果,其中抑菌圈是在纸片周围出现的透明区域。下列叙述错误的是(　　)。

图1-1-6

A.在图示固体培养基上可用平板划线法接种病原菌

B.形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物较敏感

C.未出现抑菌圈可能是病原菌与抗生素接触后发生抗性变异

D.“纸片扩散法”实验中的自变量是不同种类的抗生素

答案:ABC

解析:由题干“某病原菌均匀分布的平板上”可知,题图所示固体培养基上采用的接种方法是稀释涂布平板法,A项错误。形成的抑菌圈较小的原因可能是微生物对药物敏感程度较低,B项错误。未出现抑菌圈可能是病原菌群体中已存在对该抗生素有抗性的变异类型,这种变异类型原来就存在,不是接触抗生素后才形成的,C项错误。由题干“铺设含有不同种类抗生素的纸片后进行培养”可知,“纸片扩散法”实验中的自变量是不同种类的抗生素,D项正确。

6.在微生物连续培养时,一部分旧的液体培养基以一定的速度流出,同时不断有等量的新鲜液体培养基流入以保证微生物对营养物质的需要。研究人员将大肠杆菌JA122菌株接种到葡萄糖含量受到限制的液体培养基中,连续培养多代,然后取样分析其中存在的新菌株。回答下列问题。

(1)液体培养基中除了把葡萄糖作为　　　　外,还应该含有　　　　　　　　　　　　。 

(2)样品中还发现了CV101、CV103新品种,对其菌株的代谢差异进行分析发现,CV103对葡萄糖吸收率最高,代谢终产物是醋酸盐。进一步研究表明,CV101可以在过滤的培养过CV103的培养基中生长,据此作出的推测是 　　　　　　　。 

请再设计并完成下列实验,来验证上述观点。

①配制　　　　　　　　的固体培养基(A组)和不含碳源的固体培养基(B组)。 

②将等量且适量稀释的CV101菌液分别接种到A、B培养基中培养一段时间,并观察记录菌株的生长情况。实验过程应在　　　　　　　条件下进行。 

③预期实验结果: 　　　　　　　。 

答案:(1)碳源　氮源、水、无机盐和微量元素等

(2)CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源　①以醋酸盐为唯一碳源　②无菌(或适宜的温度等)　③A组菌株生长(形成菌落),B组菌株不能生长(无菌落)　

解析:(1)培养基的营养成分主要包括碳源、氮源、水、无机盐和微量元素等,其中葡萄糖为碳源。

(2)由题意可知,CV103对葡萄糖吸收率最高,代谢终产物是醋酸盐。进一步研究表明,CV101可以在过滤的培养过CV103的培养基中生长,可以推测CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源。若要验证CV101菌株能以CV103菌株产生的醋酸盐为碳源这一推论,就要配制以醋酸盐为唯一碳源的培养基,将CV101菌株分别接种到以醋酸盐为唯一碳源的培养基和不含碳源的培养基中培养一段时间,并观察记录菌株的生长状况;实验过程应在无菌条件下进行;如果A组菌株生长(形成菌落),B组菌株不能生长(无菌落),则可以证明这一结论。