新高考适用2024版高考生物一轮总复习练案35选择性必修3生物与技术第十单元生物技术与工程第2讲微生物的培养技术及应用

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练案[35]　选择性必修3　第十单元　生物技术与工程 第2讲　微生物的培养技术及应用A组一、选择题1．在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列关于消毒和灭菌的叙述，错误的是( B )A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法B．水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的C．用紫外灯对密闭教室消毒前，适量喷洒消毒液可强化消毒效果D．培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌解析：高锰酸钾是强氧化剂，不宜用于自来水消毒，B项错误。2．(2023·山东烟台模拟)下列与微生物培养相关的说法错误的是( B )A．平板上的一个菌落一般是由一个细胞繁殖而来的B．稀释涂布平板法对微生物计数时，欲将1 mL样品稀释10倍，应加入10 mL无菌水C．平板划线法接种微生物后，将平板倒置放入培养箱中，防止冷凝水倒流污染培养基D．制作牛肉膏蛋白胨固体培养基时，应将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯中再加水去纸解析：稀释涂布平板法对微生物计数时，欲将1 mL样品稀释10倍，只需加入9 mL无菌水，B错误。3．某同学将1 mL土壤样液稀释100倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58。下列叙述错误的是( D )A．可得出土壤样液中活菌数大约为5.7×107个/LB．此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低C．一般选择菌落数在30～300的平板进行计数D．显微镜直接计数法统计的都是稀释液中活菌数解析：根据分析可知，每升样品中的活菌数为(56＋58＋57)÷3÷0.1×1 000×100＝5.7×107(个)，A项正确；当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低，B项正确；显微镜直接计数法统计的是稀释液中所有个体的数目，包括活菌和死菌，D项错误。4．(2021·北京卷)人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是( C )A．对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌B．使用无菌棉拭子从皮肤表面取样C．用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布D．观察菌落的形态和颜色等进行初步判断解析：棉拭子上的微生物需要用平板划线法在培养基上进行接种，C错误。5．某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”的实验，具体操作流程如图所示。下列相关叙述不正确的是( C )A．在酒精灯火焰附近称取土壤并将其倒入锥形瓶中B．梯度稀释时可用移液管或微量移液器进行操作C．振荡的目的是为了增加尿素分解菌的浓度D．由图示菌落计数结果可知10克土样中的菌株数约为1.6×107个解析：酒精灯火焰附近存在一个无菌区，在酒精灯火焰附近称取土壤并将其倒入锥形瓶中，可以防止称取的土壤在倒入锥形瓶过程中，土样被污染，A项正确；梯度稀释时可用移液管或微量移液器进行操作，B项正确；振荡培养的目的是提高培养液的溶解氧的含量，使菌体充分接触培养液，提高营养物质的利用率，C项错误；根据图示可知整个流程结束后分解尿素的细菌被稀释了104倍，取0.1 mL稀释涂布在平板上，最后平板上得到的菌落为16个。即每克土壤中菌株为1.6×106(个)，所以10 g土样中菌株数为1.6×107个，D项正确。6．用稀释涂布平板法来统计样品中尿素分解菌的数目，为了提高实验结果的可信度，往往要设置对照实验，对于对照组的要求不包括( B )A．对照组培养基也严格灭菌，且不接种任何微生物B．倒平板时，培养基的用量与实验组必须完全相同C．所用培养基成分及pH大小与实验组保持一致D．对照组和实验组均放在相同且适宜的条件下培养解析：对照组培养基也要严格灭菌，且不接种任何微生物，为空白对照，A不符合题意；进行倒平板时，对照组培养基用量的大小与实验组不一定绝对相同，且对实验结果无影响，B符合题意；pH为无关变量，因此对照组所用培养基的成分及pH应与实验组完全一致，C不符合题意；对照组和实验组的培养基都要置于相同且适宜条件下培养，以保证单一变量，D不符合题意。二、非选择题7．(2021·湖南卷节选)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12～38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：(1)为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是为了杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是不接种培养(或空白培养)。(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路：将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1_mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布三个平板)，对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株C，理由是接种C菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大。菌株秸秆总重(g)秸秆残重(g)秸秆失重(%)纤维素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32B组一、选择题1．(2020·江苏卷)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是( B )A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色解析：温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板时要轻轻晃动，以保证表面平整，A项错误；由题图可见，随着划线次数增多，细菌密度减小，Ⅲ区开始出现单菌落，应从Ⅲ区挑取单菌落，B项正确；菌落是由单个微生物细胞或多个同种细胞繁殖到一定程度后形成的，能得到单菌落即可以达到菌种纯化的目的，C项错误；刚果红与纤维素形成红色复合物，菌落周围的纤维素被降解后红色消失，出现透明圈，D项错误。2．养殖池中存在的有毒物质主要是氨和亚硝酸，这两种物质可由硝化细菌吸收利用。研究人员从养殖池池泥中分离出硝化细菌并进行了计数。下列有关叙述正确的是( D )A．需配制一定浓度含氨盐的牛肉膏蛋白胨培养基以分离硝化细菌B．配制的培养基经高压蒸汽灭菌后通常还需要调节pH才能使用C．涂布时，用涂布器蘸取少量菌液并均匀地涂布在培养基的表面D．使用稀释涂布平板法统计得到的菌落数目往往比活菌的实际数目少解析：硝化细菌属于自养型生物，因此培养硝化细菌的培养基中不需要加入有机碳源，则培养基中不能加入牛肉膏蛋白胨，A错误；培养基制备过程中应先调节pH，再进行湿热灭菌，B错误；用滴管或移液管取少量菌液滴到培养皿上，然后用经过灭菌的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，C错误；用稀释涂布平板法统计菌落数目时，由于当两个或多个细菌连在一起时形成一个菌落，这样统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，D正确。3．尿酸氧化酶能分解尿酸(C5H4N4O3)，为获取尿酸氧化酶高产菌株用以研制治疗高尿酸血症的酶类药物，科研人员从海洋泥土中取样后富集培养，3天后吸取培养液梯度稀释到10－6，然后接种到固体培养基上分离培养。挑取单菌落检测尿酸氧化酶的酶活力(用每分钟转化1 μmol尿酸所需要的酶量表示)，结果如下表所示。下列分析错误的是( D )菌株1234酶活力100501420A.从海洋泥土中取的样品需在无菌条件下富集培养B．需要在以尿酸为唯一氮源的固体培养基上分离培养C．菌株3的酶活力最高，可作为实验所需的目的菌D．分离培养时利用了平板划线法进行接种解析：为获得纯净培养物，避免杂菌污染，应进行无菌操作，A项正确；实验目的是为获取尿酸氧化酶高产菌株，故需要在以尿酸为唯一氮源的固体培养基上分离培养，B项正确；酶活力用每分钟转化1 μmol尿酸所需要的酶量表示，故所需酶量越少，说明酶活力越高，可知菌株3的酶活力最高，可作为实验所需的目的菌，C项正确；根据题意可知，分离培养时利用了稀释涂布平板法进行接种，D项错误。4．(2023·宁波市高三适应性考试)下图为分离以尿素为氮源的微生物的实验结果，下列叙述正确的是( C )A．图中采用平板划线法接种B．图中①和②表示尿素培养基长出的菌落C．图中③④培养基中菌落生长代谢时，会释放CO2D．实验结果表明，自然界中能合成脲酶的微生物比例较高解析：根据实验结果可知，图中采用的接种方法为稀释涂布平板法，A项错误；由图中①和②的菌落的特征可知，①稀释度为10－6的菌落数明显多于②稀释度为10－7时的菌落数，很可能是由于杂菌污染导致的结果，而不是分离出以尿素为氮源的微生物，B项错误；③④已经分离出单个细菌繁殖而来的尿素分解菌的菌落，尿素分解菌含有脲酶，能够催化尿素分解成氨、二氧化碳和水，C项正确；根据实验结果，无法判断自然界中能合成脲酶的微生物比例，D项错误。5．聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后易被生物降解，可用于制造无污染的“绿色塑料”。科学家从某咸水湖中寻找生产PHA菌种的流程图如下。下列说法正确的是( D )①取湖水→②接种在培养基上→③培养→④挑取单菌落，分别扩大培养→⑤检测菌体的数目和PHA的产量→⑥获得目标菌株A．步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上B．步骤③需要将接种后的培养基放入恒温箱中正置培养C．步骤④所用到的培养基应加入琼脂，以便挑取单菌落获得纯化菌株D．挑取菌落时，应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量解析：PHA是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，要筛选嗜盐细菌，步骤②可用稀释涂布平板法接种到含盐量较高的选择培养基上，A项错误；步骤④扩大培养应选用液体培养基，液体培养基中不应加入琼脂，C项错误；要挑选高产聚羟基脂肪酸酯(PHA)的嗜盐菌，挑取菌落时，应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量，最后进行比较，D项正确。6．如图所示，自来水经滤膜过滤后，转移到牛肉膏蛋白胨培养基上，适宜条件下培养48 h，染色后统计变色菌落数目为165个。下列说法正确的是( D )A．若培养基含伊红—亚甲蓝，大肠杆菌菌落呈蓝绿色B．自来水中大肠杆菌浓度是33个·L－1，比真实值偏大C．为了提高准确度，需设重复实验，但不用空白对照D．若培养基菌落数目大于300，可适当减少自来水量解析：若培养基含伊红—亚甲蓝，大肠杆菌菌落呈深紫色，有金属光泽，A项错误；自来水中大肠杆菌浓度是165÷5＝33(个/L)，由于两个或多个大肠杆菌连在一起时可能长成一个菌落，因此该测量值可能比真实值偏小，B项错误；为了提高准确度，需设重复实验，同时需要设置空白对照，C项错误；若培养基菌落数目大于300，说明细菌数目较多，可适当减少自来水量，D项正确。二、非选择题7．(2020·江苏卷)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是④(填编号)。编号①②③④物品培养基接种环培养皿涂布器灭菌方法高压蒸汽(湿热灭菌)火焰灼烧干热臭氧(2)称取1.0 g某土壤样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经梯度稀释后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌4.6×105(或460_000)个。(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行诱变育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以脂肪(或油脂)为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径较大的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株B进行后续相关研究，理由是该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好。解析：(1)培养基一般进行湿热灭菌，接种环可用火焰灼烧灭菌，培养皿一般通过干热灭菌，涂布器应该用酒精引燃灭菌，故①②③正确，错误的是④。(2)稀释涂布平板法是将样品进行一系列梯度稀释后，获得细胞密度不同的菌悬液，然后涂布到平板上。根据每克样品中的菌株数＝(c÷v)×M可知，该样本中每克土壤约含酵母菌数为46×1 000÷0.1＝4.6×105个。(3)根据题意，欲提高酵母菌产酶能力，可对分离得到的产脂肪酶酵母菌菌株进行射线辐照，该育种方式为诱变育种。为了能筛选出符合要求的产脂肪酶酵母菌突变株，可配制以脂肪为唯一碳源的培养基，将辐照处理后的酵母菌涂布在该固体培养基上，形成单菌落；产脂肪酶能力越强的酵母菌，分解利用脂肪的能力越强，菌落生长越好，一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选取直径较大的菌落即可。(4)据题图分析可知，相同时间内，菌株B的细胞密度高于菌株A，而菌株B的脂肪剩余量低于菌株A的脂肪剩余量，故进行相关研究可选择菌株B，原因是菌株B增殖速度快，单细胞蛋白的产量也高，同时降解脂肪的能力强，净化效果更好。