2024届高考生物一轮总复习第十单元生物技术与工程课时跟踪练33微生物的培养技术及应用

课时跟踪练33

一、选择题

1．(2022·辽宁沈阳二中模拟)金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一，A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎，为选出最佳疗效的抗生素，研究者将分别含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48 h，结果如图。下列叙述正确的是(　　)

A．可采用干热灭菌的方法对该实验使用的培养皿和培养基进行灭菌

B．抗生素D治疗SAU感染的效果最好

C．滤纸片b周围抑菌圈中出现一个菌落，可能是形成该菌落的SAU发生了基因突变

D．接种涂布后的培养皿立即倒置放置于37 ℃的恒温箱中培养

解析：由分析可知，实验使用的培养皿可采用干热灭菌的方法进行灭菌，但培养基采用高压蒸汽灭菌，A项错误；抑菌圈越大，说明该菌对此药敏感性越大，反之越小，因此抗生素A治疗SAU感染效果最好，B项错误；由图可知，滤纸片b周围抑菌圈中出现一个菌落，可能是形成该菌落的SAU发生了抗药性基因的突变而得以存活，C项正确；接种后，并不立即将平板倒置，原因是有利于涂布的菌液被培养基吸收，D项错误。

答案：C

2．(2022·浙江20名校联盟联考)下列关于“分离以尿素为氮源的微生物”实验的叙述，正确的是(　　)

A．在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌

B．液体培养基振荡培养的目的是使微生物均匀分布以便涂布

C．对含有尿素的培养基进行灭菌时，需降低高压蒸汽灭菌的压力与温度

D．称取土壤、稀释土壤溶液、涂布平板这些操作都需要在酒精灯火焰旁进行

解析：在尿素固体培养基上生长的细菌，不一定都是以尿素为氮源的，可能利用空气中的氮气，A项错误；振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，所以振荡培养条件下细菌生长速度加快，B项错误；对含有尿素的培养基进行灭菌时，不能降低高压蒸汽灭菌的压力与温度，否则达不到灭菌的效果，C项错误；为防止杂菌污染，称取土壤、稀释土壤溶液、涂布平板都要在火焰旁进行，D项正确。

答案：D

3．(2022·浙江卷)农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的(　　)

A．琼脂＋蔗糖　　　　　　　 B．蔗糖＋激素

C．激素＋无机盐   D．无机盐＋琼脂

解析：据题干的信息，“秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”，秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解，提供碳源和能源，这相当于植物组织培养基中添加的蔗糖；秸秆中的纤维素是固体，可以作为培养基的支持物，使培养基呈固体状态，这相当于植物组织培养基中添加的琼脂。选A。

答案：A

4．(2022·山东泰安期末)下图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤，下列相关叙述正确的是(　　)

A．对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌处理

B．步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置

C．步骤②应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落

D．步骤③划线结束后在培养皿盖上做好标注

解析：图中①是倒平板，②是进行平板划线，③是培养。对实验操作的空间、操作者的衣着和手需要进行消毒处理，A项错误；倒完平板后立即盖上培养皿盖，待培养基冷却凝固后将平板倒过来放置，B项错误；步骤②应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落，C项正确；图中操作结束后需在培养皿底标注菌种及接种日期等信息，而不是在培养皿盖上做标注，D项错误。

答案：C

5．(2022·山东淄博联考)下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述，正确的是(　　)

A．只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素

B．统计样品中的活菌数目一般用平板划线法

C．筛选分解尿素的细菌时，应以尿素作为培养基中唯一的营养物质

D．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则表明筛选到了分解尿素的细菌

解析：统计样品中的活菌数目时一般用稀释涂布平板法，B项错误；筛选分解尿素的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一氮源，培养基中还应含有水、无机盐、碳源等营养物质，C项错误；在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，则表明筛选到了分解尿素的细菌，D项错误。

答案：A

6．(2022·浙江20名校联盟联考)防止杂菌污染和获得纯净微生物培养物是研究和应用微生物的前提，也是发酵工程的重要基础。下列关于无菌操作技术的叙述，正确的是(　　)

A．将培养基转移到三角瓶和试管中时必须使用三角漏斗

B．接种环在划线前后都要进行灼烧并立即划线以免灭菌失效

C．无菌技术只能用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染

D．高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从高压蒸汽灭菌锅开始加热时计时

解析：将培养基转移到三角瓶和试管中时必须使用三角漏斗，A项正确；接种环在划线前后都要进行灼烧并在冷却后立即划线以免杀灭菌种，B项错误；无菌技术能用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染，还能有效避免操作者自身被微生物感染，C项错误；高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从高压蒸汽灭菌锅达到要求温度时开始计时，直至灭菌完成为止，D项错误。

答案：A

二、非选择题

7．(2022·广东高三联考)在我们的日常生活中会产生大量的厨余垃圾，厨余垃圾极容易腐烂形成臭味和滋生大量的病菌，还会污染环境。研究人员设想将垃圾转变成良好的肥料，需要从厨余垃圾中分离纯化出高效分解垃圾的微生物。回答下列问题：

(1)分离纯化高效分解垃圾的微生物需要配制培养基，培养基的营养成分主要包括________________________等，对配制好的培养基常采用____________法进行灭菌。灭菌是指使用强烈的理化因素杀死__________________________，包括芽孢和孢子。

(2)纯化分解垃圾的微生物的技术流程为样品采集→梯度稀释→分离纯化→鉴别培养→菌种鉴定，该过程利用了____________法进行菌株的分离纯化。接种后进行培养时，培养皿皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，因此，需要将培养皿倒置，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

出现了多种特征的菌落，这说明____________________________________________。

(3)为估算样液中的细菌数目，通过菌落计数后发现，稀释倍数高的一组估算结果往往______(填“大于”“小于”或“等于”)稀释倍数低的一组。将分离纯化出的高效分解垃圾的3种微生物制成菌剂，为测定这3种菌剂对厨余垃圾的实际降解能力，实验思路是①将纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质和水等，按照厨余垃圾的组分比例配制培养基；②将等量的3种菌剂分别与等量的培养基置于适宜的环境中进行混合培养；③___________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)培养基的营养成分一般包括碳源、氮源、水和无机盐等。采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。(2)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列浓度梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布在固体培养基上进行培养，平板冷凝后，培养皿皿盖上会凝结水珠，将培养皿倒置既可以防止皿盖上的水珠落入培养基上造成污染，同时还可以避免培养基表面的水分过快地挥发。若整个分离过程中没有受到杂菌污染，但培养基上出现了多种特征的菌落，则说明多种微生物都能分解厨余垃圾或分解菌不止一种。(3)在稀释倍数低的一组中，有时会出现两个或多个细胞连在一起，但平板上显示的只是一个菌落，测定这3种菌剂对厨余垃圾的实际降解能力，可用各组培养基中各种成分的减少量或各组培养基中各种成分的剩余量作为观测指标。

答案：(1)碳源、氮源、水和无机盐　高压蒸汽灭菌　物体内外所有的微生物

(2)稀释涂布平板　将培养皿倒置既可以防止皿盖上的水珠落入培养基上造成污染，又可以避免培养基表面的水分过快地挥发　多种微生物都能分解厨余垃圾(或分解菌不止一种)

(3)大于　培养相同时间后，测定各组培养基中各种成分的减少量(或各组培养基中各种成分的剩余量)

8．(2022·广东佛山二模)甘蔗是华南地区一种重要的经济作物。某研究团队从甘蔗根际土壤中分离出了几种固氮菌，实验方案如下图。

回答下列问题：

(1)Ashby培养基的营养成分主要包括水、无机盐__________等。实验中第一次在Ashby培养基上接种的方法是____________________，在Ashby平板上进行多次接种的目的是________________________________________________________________________。

(2)固氮菌能产生固氮酶。为评估固氮酶的活性，可以检测____________________。

(3)研究发现，上述固氮菌还能产生IAA。取一定体积的固氮菌菌液离心，获得上清液，现欲测定上清液中IAA的含量，请利用以下试剂写出实验思路。

供选试剂：标准的1 g/L的IAA母液，蒸馏水，S试剂(与IAA反应显红色，且颜色深浅与IAA浓度成正相关)。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

解析：(1)固氮菌可利用空气中的氮气作为氮源，所以Ashby培养基的营养成分主要包括水、无机盐、碳源等，不需要额外加入氮源。将土壤稀释液进行梯度稀释后再接种的方法为稀释涂布平板法，在Ashby平板上进行多次接种的目的是提高固氮菌的纯度。(2)固氮酶的活性越大，单位时间内的固氮量越大，所以为评估固氮酶的活性，可以检测单位时间内的固氮量。(3)S试剂可与IAA反应显红色，且颜色深浅与IAA浓度成正相关，所以可用蒸馏水对IAA母液进行梯度稀释，加入S试剂制成标准显色液，往上清液中加入S试剂，与标准显色液进行比色，与上清液颜色相近的标准显色液中IAA的浓度计为上清液中IAA的浓度。

答案：(1)碳源　稀释涂布平板法　提高固氮菌的纯度

(2)单位时间内的固氮量

(3)用蒸馏水对IAA母液进行梯度稀释，加入S试剂制成标准显色液，往上清液中加入S试剂，与标准显色液进行比色，与上清液颜色相近的标准显色液中IAA的浓度计为上清液中IAA的浓度。

9．(2022·湖南师大附中三模)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：

(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是______________________________________

________________________________________________________________________。

(2)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的______培养基，原因是___________

________________________________________________________________________。

(3)步骤④所用的接种工具是__________，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为__________个。

(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如下图。

注：CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤中50 mL有氮全营养液：成分为在1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL接种自身固氮菌的无氮植物营养液)。

①对照组(CK)的处理为_____________________________________________________。

②实验结果表明：施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与CK组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约________%。

③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是_________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多。在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤。(2)表格为两种培养基的配方，步骤④应选其中的Ashby培养基，原因是该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用。(3)实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为126÷0.1×104＝1.26×107(个)。(4)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液。②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与对照组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为(22－10)÷10×100%＝120%。③自生固氮菌比共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。

答案：(1)在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型，生活在土壤表层)

(2)Ashby　该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用

(3)涂布器　1.26×107

(4)每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液　120　自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制