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2025高考生物一轮复习素养提升练习选择性必修3第10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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这是一份2025高考生物一轮复习素养提升练习选择性必修3第10单元生物技术与工程第2讲微生物的培养技术及应用，共6页。
|情境试题 规范作答|
阅读下列材料，回答下列问题：
柑橘“酸腐病”的防治
我国是全球第一柑橘种植和消费国，然而白地霉侵染引起的酸腐病，会导致柑橘在贮运过程中腐烂，造成经济损失。为探究桔梅奇酵母菌对白地霉的作用①，研究者在柑橘果实中部等距离刺两个孔，其中一孔接种白地霉和桔梅奇酵母菌悬液。一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况，结果如图：
(1)柑橘能为白地霉的生长提供的四大营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐。实验前应将桔梅奇酵母菌与白地霉菌种用平板划线(或稀释涂布平板)法分别接种到不同的平板上进行培养，再用无菌水分别制备菌种悬液，利用血细胞计数板在显微镜下计数，并稀释至实验所需浓度。
(2)实验时，另一个孔作为对照组的处理是接种白地霉和等量的无菌水。
(3)综合图1、图2结果可说明桔梅奇酵母菌可推广应用于柑橘防腐，请说明理由：桔梅奇酵母菌可以降低果实发病率和抑制白地霉菌丝生长。
【解题策略】
真|题|再|现
1．(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( D )
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。故选D。
2．(2021·山东卷，20)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是( B )
A．乙菌的运动能力比甲菌强
B．为不影响菌的运动需选用液体培养基
C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
解析：从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌，说明了乙菌的运动能力比甲菌强，A正确；为不影响菌的运动需选用半固体培养基，B错误；该实验可以根据黑色沉淀的多少初步比较细菌产生硫化氢的能力，但不能测定产生硫化氢的量，C正确；微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染，D正确。
3．(2023·北京卷)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如图)，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。
(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱)假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
解析：(1)蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
(2)将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
(3)将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。
(4)根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
4．(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是石油。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成DNA、RNA和蛋白质(合理即可)(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是在平板Ⅰ和平板Ⅱ的甲孔中均滴加A菌液，在平板Ⅰ和平板Ⅱ的乙孔中均滴加等量的B菌液，培养相同时间，观察透明圈大小(分解石油的能力越强，透明圈越大)。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是菌株A，理由是菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，且菌株A分解石油的能力较强(合理即可)。
解析：(1)石油中含有含碳有机物，可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有蛋白质和核酸。
(2)在资源和空间不受限制的阶段，细菌呈“J”形增长。若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。
(3)由题表可知，Ⅰ平板培养基，菌株AB都可生长，可用来比较A和B菌株分解石油的能力大小；Ⅱ平板缺少氮源，可用来比较此条件下两种菌株分解石油能力的大小，可据此设计实验。
(4)据表格信息可知，菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，而且Ⅰ平板中，A的透明圈大于B的，能说明A菌株分解石油能力强于B菌株，因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说，治理石油污染应该选用菌株A。
5．(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌和湿热灭菌(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。菌株C的生长除需要碳源外，还需要水、氮源、无机盐(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是减少环境污染(合理即可)(答出1点即可)。
解析：(1)在实验室培养微生物时，对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和湿热灭菌等。
(2)由实验结果可知，以葡萄糖作为碳源时，细胞干重最高，最有利于菌株C生长；而以制糖废液作为碳源时，S产量最高，此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外，一般还包括水、氮源和无机盐等。
(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长，可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。
(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度，可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，减少环境污染。菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
＋＋＋
＋＋
B
＋＋
－
碳源
细胞干重(g/L)
S产量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18
|情境试题 规范作答|
阅读下列材料，回答下列问题：
柑橘“酸腐病”的防治
我国是全球第一柑橘种植和消费国，然而白地霉侵染引起的酸腐病，会导致柑橘在贮运过程中腐烂，造成经济损失。为探究桔梅奇酵母菌对白地霉的作用①，研究者在柑橘果实中部等距离刺两个孔，其中一孔接种白地霉和桔梅奇酵母菌悬液。一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况，结果如图：
(1)柑橘能为白地霉的生长提供的四大营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐。实验前应将桔梅奇酵母菌与白地霉菌种用平板划线(或稀释涂布平板)法分别接种到不同的平板上进行培养，再用无菌水分别制备菌种悬液，利用血细胞计数板在显微镜下计数，并稀释至实验所需浓度。
(2)实验时，另一个孔作为对照组的处理是接种白地霉和等量的无菌水。
(3)综合图1、图2结果可说明桔梅奇酵母菌可推广应用于柑橘防腐，请说明理由：桔梅奇酵母菌可以降低果实发病率和抑制白地霉菌丝生长。
【解题策略】
真|题|再|现
1．(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( D )
A．不含氮源的平板不能用于微生物培养
B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒
C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃
D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。故选D。
2．(2021·山东卷，20)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是( B )
A．乙菌的运动能力比甲菌强
B．为不影响菌的运动需选用液体培养基
C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
解析：从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌，说明了乙菌的运动能力比甲菌强，A正确；为不影响菌的运动需选用半固体培养基，B错误；该实验可以根据黑色沉淀的多少初步比较细菌产生硫化氢的能力，但不能测定产生硫化氢的量，C正确；微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染，D正确。
3．(2023·北京卷)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如图)，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。
(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱)假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
解析：(1)蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
(2)将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
(3)将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现溶菌圈。
(4)根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。
4．(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。
实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。
培养基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。
操作步骤：
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养，得到A、B菌液；
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂，分别制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。
回答下列问题。
(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是石油。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成DNA、RNA和蛋白质(合理即可)(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。
(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验，结果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是在平板Ⅰ和平板Ⅱ的甲孔中均滴加A菌液，在平板Ⅰ和平板Ⅱ的乙孔中均滴加等量的B菌液，培养相同时间，观察透明圈大小(分解石油的能力越强，透明圈越大)。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是菌株A，理由是菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，且菌株A分解石油的能力较强(合理即可)。
解析：(1)石油中含有含碳有机物，可以作为碳源。菌体内的含氮生物大分子有蛋白质和核酸。
(2)在资源和空间不受限制的阶段，细菌呈“J”形增长。若最初接种N0个A细菌，繁殖n代后A细菌的数量是N0·2n。
(3)由题表可知，Ⅰ平板培养基，菌株AB都可生长，可用来比较A和B菌株分解石油的能力大小；Ⅱ平板缺少氮源，可用来比较此条件下两种菌株分解石油能力的大小，可据此设计实验。
(4)据表格信息可知，菌株A在无NH4NO3的培养基上可以生长繁殖，而菌株B在无NH4NO3的培养基上不能生长繁殖，而且Ⅰ平板中，A的透明圈大于B的，能说明A菌株分解石油能力强于B菌株，因此对于贫氮且被石油污染的土壤来说，治理石油污染应该选用菌株A。
5．(2022·全国乙卷)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌和湿热灭菌(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是葡萄糖；用菌株C生产S的最适碳源是制糖废液。菌株C的生长除需要碳源外，还需要水、氮源、无机盐(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是减少环境污染(合理即可)(答出1点即可)。
解析：(1)在实验室培养微生物时，对玻璃器皿进行灭菌的方法有干热灭菌和湿热灭菌等。
(2)由实验结果可知，以葡萄糖作为碳源时，细胞干重最高，最有利于菌株C生长；而以制糖废液作为碳源时，S产量最高，此时更有利于生产S。微生物生长所需的营养物质除碳源外，一般还包括水、氮源和无机盐等。
(3)碳源为淀粉时菌株C不能生长，可能是因为菌株C缺乏能分解淀粉的酶，不能分解利用淀粉。
(4)若要进一步确定生产S的最适制糖废液浓度，可分别向一系列含有不同浓度制糖废液的培养基中接种等量且适量的菌株C，放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后检测培养液中S的含量。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，减少环境污染。菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
＋＋＋
＋＋
B
＋＋
－
碳源
细胞干重(g/L)
S产量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18
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