高考圈题新课标I卷高考生物总复习 题组训练15 微生物的培养与利用.docx

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高考圈题新课标I卷高考生物总复习题组训练15微生物的培养与利用

题组15微生物的培养与利用

（一）考法解法

【命题特点分析】

本部分属于每年高考常考内容，近年来多以非选择题（选做题）的形式呈现，难度系数在0.5-0.6之间；考查重点为微生物的分离纯化和培养。

试题多以进行实验设计或者其他考查，考查的内容多种多样。

既注重对主干知识的考查，又重点考查“双基”和实验能力。

【解题方法荟萃】

解决该部分试题，需要从以下几个方面着手考虑：

1．微生物的营养

营养要素

来源

功能

碳源

无机碳源

CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物

①构成细胞和合成一些代谢产物②有些既是碳源又是异养微生物的能源

有机碳源

糖、脂肪、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等

氮

源

无机氮源

NH3、铵盐、硝酸盐、N2等

合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物

有机氮源

牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸

生长因子（特

殊营养物质）

维生素、氨基酸、碱基

①酶和核酸的组成成分

②参与代谢过程中的酶促反应

水和无机机盐

外界摄入

水不仅是优良溶剂而且可维持生物大分子的稳定；无机盐是细胞内的成分和调节物质等

2．培养基种类及用途

划分标准

培养基种类

特点

用途

物理性质

液体培养基

不加凝固剂

工业生产

半固体培养基

加凝固剂，如琼脂

观察微生物的运动、分类鉴定

固体培养基

微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种

化学成分

天然培养基

含化学成分不明确的天然物质

工业生产

合成培养基

培养基成分明确（用化学成分已知的化学物质配成）

分类、鉴定

用途

选择培养基

培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要微生物的生长，促进所需要的微生物的生长

培养、分离出特定微生物（如培养酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐）

鉴别培养基

根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品

鉴别不同种类的微生物，如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽）

3．微生物的分离与计数

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离：

①筛选菌株：

利用选择培养基筛选。

②过程：

土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

（2）分解纤维素的微生物的分离：

①原理：

即：

可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

（3）鉴定方法：

鉴定分解尿素的细菌

含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素

鉴定纤维素分解菌

（4）计数方法：

①显微镜直接计数法：

利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。

该方法不能区分细菌的死活。

②间接计数法（活菌计数法）：

常用稀释涂布平板法。

稀释涂布平板法的理论依据是：

当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落即代表一个活菌。

为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，每个稀释倍数涂布3个平板进行计数，取平均值。

【特别提醒】消毒和灭菌的区别

条件

结果

常用方法

应用范围

消毒

较为温和的物理或化学方法

仅杀死物体表面或内部部分微生物

煮沸消毒法

一般物品

巴氏消毒法

不耐高温的液体

化学药剂消毒法

用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等

灭菌

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

灼烧灭菌

接种工具

干热灭菌

玻璃器皿、金属用具等

高压蒸汽灭菌

培养基及容器的灭菌

（二）真题剖析

【题干】（2011·全国新课标卷理综·39）有些细菌可以分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。

某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。

请回答：

（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以           为唯一碳源的固体培养基上。

从功能上讲，该培养基属于           培养基。

（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即         和          。

（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力         。

（4）通常情况下，在微生物的培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、     和      。

无菌技术要求实验操作应在酒精灯          附近进行，以免周围环境中微生物的污染。

【答案】

（1）原油 选择 

（2）平板划线法 稀释涂布平板法 

（3）强 

（4）干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰

【解析】

（1）欲筛选出能降解原油的菌株，培养基中应只含有原油而无其它碳源，这样，不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，这类培养基属于选择培养基。

（2）分离纯化菌种时，需采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，使聚集在一起的分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便纯化菌种。

（3）降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。

（4）实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌（如接种环）、干热灭菌（如培养皿）、高压蒸汽灭菌（如培养基）等。

无菌操作要求在整个实验过程中操作都在酒精灯火焰附近进行，以避免周围微生物的污染。

【题干】（2014·全国新课标I卷理综·39）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。

回答下列问题：

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将分解成。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成色氢合物，用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

注：

“＋”表示有，“－”表示无

据表判断，培养基甲（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是；培养基乙（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是。

【答案】

（1）纤维二糖   葡萄糖

（2）红色      透明圈 

（3）不能     纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基  不能      培养基中没有纤维素粉 

【解析】

（1）纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。

纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，如下图：

（2）刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

（3）生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。

纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基。

纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，需要以纤维素为主要碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。

（三）高考圈题

【题干】同学们为了探究土壤中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌（目的菌）。

培养基成分如下表所示，实验步骤如下图所示。

请分析回答问题：

（1）简述土壤中可分解尿素的细菌的鉴定方法及原理：

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入指示剂，细菌合成的将尿素分解为，pH升高，使指示剂变为红色。

（2）培养基中加入尿素的目的是筛选目的菌，这种培养基属于培养基。

（3）“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的和，实验中需要振荡培养，原因是。

（4）如图是利用法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

（5）关于如图的操作方法和结果，叙述正确的是。

A．操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌。

B．划线操作须在火焰上进行。

C．在5区域中才可以提到所需菌落。

D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌。

【答案】

（1）酚红　　脲酶　　氨

（2）选择

（3）尿素　　　　葡萄糖　　　为目的菌提供氧气

（4）平板划线

（5）D

【圈题理由】该题涉猎知识内容为该题组下常考重难点知识。

【解析】

（1）要筛选能降解尿素的细菌应以尿素为唯一氮源，并且加入酚红指示剂。

分解尿素的细菌能产生脲酶，会将尿素分解为氨，使酚红指示剂变红。

（2）培养基中加入尿素并以此为唯一氮源，起到了选择作用，只有能利用尿素的细菌才能生存下来。

（3）题意中的目的菌氮源来自尿素，碳源来自葡萄糖。

振荡培养主要是可以为目的菌提供氧气。

（4）图中有明显的划线和分区，所以是平板划线法。

（5）平板划线法操作前要将接种环放在火焰外焰灼烧灭菌，故A错误。

划线操作须在酒精灯旁进行，故B错误。

在3-5区域中都有可能得到所需菌落，故C错误。

在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌，接种前灭菌时为了防止外来杂菌，每次结束灭菌是为了杀死上次残留的细菌，故D正确。

【题干】牛奶是微生物生长的良好培养基。

生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况，也影响奶制品的运输和贮藏。

牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物。

为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如右图所示操作。

用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有9mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次。

请回答下列有关问题：

（1）巴氏消毒的方法是，使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是。

（2）取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布，应选择的涂布工具是下图中的。

（3）图中所示方法为稀释培养法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。

若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为___个。

运用这种方法统计的结果往往较实际值（填“偏大”或“偏小”），原因是。

（4）消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应做什么改动?

。

（5）从生牛奶取样培养得到的菌落中，混有各种杂菌，从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加人，菌落具有特征的可以认定为大肠杆菌。

【答案】

（1）70—75℃煮30分钟（80℃煮15分钟）　　　　牛奶的营养成分不被破坏

（2）B

（3）3.4×106　　　　偏小　　　个别菌落可能是由2个或多个菌落形成

（4）稀释次数减少

（5）伊红美蓝　　　（金属光泽的紫）黑色

【圈题理由】该题涉猎知识内容为该题组下常考重难点知识。

【解析】

（1）采用巴氏杀菌法加工牛奶，在70—75℃煮30分钟或80℃煮15分钟进行杀菌，在杀灭牛奶中有害菌群的同时牛奶的营养成分不被破坏，完好地保存了营养物质和纯正口感。

（2）取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布，应选择涂布器，即图中的B。

（3）依题意并结合图示可推测牛奶中每毫升含细菌数为[（35＋33＋34）÷3]×104÷0.1＝3.4×106。

在统计菌落时，当两个或多个菌落连在一起时，平板上观察到的只是单个菌落数，所以运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小。

（4）消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用稀释涂布平板法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应减少稀释次数。

（5）欲检测大肠杆菌，可在培养基中加人伊红美蓝，大