高中生物第1部分微生物的利用阶段整合提升浙科版选修1word版本.docx
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高中生物第1部分微生物的利用阶段整合提升浙科版选修1word版本
阶段整合提升
网络构建
一、微生物培养基的配方
1．基本成分
虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源、无机盐，原因是：
微生物的化学组成与其他生物大体相同，也是主要由C、H、O、N、P、S等元素组成，这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物，归纳为碳源、氮源、无机盐、水四大类营养。
2．培养基配方中四种营养成分比较
营养物质
定义
作用
主要来源
碳源
凡能提供所需碳元素的物质
合成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养微生物的主要能源物质
无机化合物：
CO2、NaHCO3；有机化合物：
糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
氮源
凡能提供所需氮元素的物质
合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
无机化合物：
N2、NH3、铵盐、硝酸盐；有机化合物：
尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水
在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高
不仅是优良的溶剂而且可维持生物大分子结构的稳定
——
无机盐
为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素
细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂
——
注：
自养型微生物的碳源是无机碳，异养型微生物的碳源是有机碳。
由此可见，培养不同类型的微生物，培养基的组成不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种基本物质。
二、实验注意事项
在大肠杆菌的培养和分离的实验中，要特别强调无菌操作，这是进行微生物实验中必备的操作要求，也是本模块多数实验的基本要求，应该形成无菌操作的行为习惯。
无菌操作，既包括各种器皿必须是无菌的，也包括各种培养基也必须是无菌的，同时还要求在接种时，不能带有其他杂菌，所以在实验过程中，应时刻保持这种无菌意识。
辨认菌落和菌种种类时，要能大致区分细菌、放线菌与酵母菌菌落，有些用肉眼不能判断的菌落也可借助显微镜进行观察判断。
三、平板划线（划线分离）法和稀释涂布平板（涂布分离）法比较
比较
平板划线法
稀释涂布平板法
特点
操作简单，但是单菌落不易分离
操作复杂，但是单菌落易分离
原理
连续划线。
由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落
将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养皿表面形成单个菌落
操作注意事项
第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。
在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。
应从操作的各个细节上保证“无菌”。
例如，对涂布器等接种器具进行消毒和灭菌、酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等
1．（2015·浙江自选节选）某工厂为了生产耐高温植酸酶饲料添加剂，开展了产该酶菌株的筛选、酶的固定化及其特性分析研究，其流程如下图所示。
→
→
→
→
→
请回答：
（1）土壤悬液首先经80℃处理15分钟，其目的是筛选出________。
（2）在无菌条件下，将经过处理的土壤悬液进行________，然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。
培养后观察到________，其周围出现透明水解圈，圈的直径大小与________强弱相关。
（3）筛选获得的菌株经鉴定后，将优良菌株进行液体扩大培养。
培养时需要振荡，其主要目的是________。
液体培养基与固体培养基相比，不含有的成分是________。
【解析】
（1）对土壤悬液进行高温处理，大部分菌种被高温杀死，可筛选出耐高温的菌株。
（2）涂布分离法是分离培养细菌的常用方法，需要先将培养的菌液稀释，再涂布到固体培养基平面上，以得到相互分开的单菌落。
在含植酸钠的培养基上，目标菌株可分解植酸钠，在其菌落周围形成透明水解圈，植酸酶的活性越强，单位时间内分解的植酸钠越多，形成的透明圈越大。
（3）筛选获得的菌株经鉴定后需转至液体培养基中扩大培养，培养时需要振荡，振荡的目的是增加液体培养基中的氧气浓度。
制备固体培养基的过程中需要加入溶化的琼脂，琼脂冷却后呈固态。
【答案】
（1）耐高温菌株
（2）稀释 单菌落 植酸酶的活性 （3）供氧 琼脂
2．（2016·全国乙卷）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。
某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。
实验步骤如下：
①配制培养基（成分：
牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；
②制作无菌平板；
③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；
④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
（1）该培养基中微生物所需的氮来源于________。
若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。
（2）步骤③中，实验组的操作是________。
（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。
若将30（即36—6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________（填“正确”或“不正确”）。
【解析】
（1）牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。
若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。
（2）该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。
（3）若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。
空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均数。
【答案】
（1）牛肉膏、蛋白胨 琼脂
（2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间 （3）污染 不正确
3．（2016·全国丙卷）某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。
分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。
回答下列问题：
（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________和________。
分离纯化时应挑选出________的菌落作为候选菌。
（3）乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________（填“蒸馏水”、“甘油”或“碳酸钙”）。
【解析】
（1）分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。
（2）乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢（无氧呼吸）过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。
（3）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。
将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20℃的冷冻箱中保存。
【答案】
（1）无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落
（2）鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸（或酸） 具有透明圈 （3）甘油
综合测评
（一）
实验室守则 生物技术概述
第一部分 微生物的利用
（时间：
60分钟，满分：
100分）
一、选择题（每小题3分，共51分）
1．根据实验室守则，下列做法错误的是（ ）
A．用试管加热任何东西时，试管口不能朝向任何人
B．微生物实验必须严格进行无菌操作
C．若有细菌培养物泼洒出来，应迅速擦拭
D．用过的培养物都必须经过高压灭菌后再作处理
【解析】 若有细菌培养物泼洒出来，不能随意擦拭，应该先用纸巾盖起，再用漂白粉溶液使纸巾湿透，放置15～20min，然后用适当的方法清除。
【答案】 C
2．下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A．基因工程经常以抗生素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的载体
C．通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理载体DNA
D．连接酶的主要功能是将黏性末端碱基之间的氢键连接起来
【解析】 培育的转基因生物不同，选用的目的基因就不同，不一定以抗生素抗性基因为目的基因。
只有用同一种限制酶分别处理含目的基因的DNA和载体，才能切割出互补的黏性末端，才可以用DNA连接酶将目的基因与载体连接起来。
连接酶连接的是磷酸二酯键，不能用于连接氢键。
【答案】 B
3．下列与生物技术发展历史过程或应用相关的叙述不正确的是（ ）
A．4世纪葛洪所著《抱朴子》一书中记有“海藻酒疗瘿”，是利用了海藻中的“碘”治疗甲状腺肿大
B．7世纪的孙思邈用猪肝治疗雀目，现在看来就是用猪肝中储存的维生素A治疗色盲症
C．以原核细胞或真核细胞为生物工厂生产产品如人的白细胞介素等，应属现代生物技术
D．用传统生物技术也可生产出无菌产品如抗体、疫苗、酶等
【解析】 用猪肝治疗雀目，实际是利用了猪肝中含量较丰富的维生素A治疗维生素A缺乏症——“夜盲症”，而不是“色盲症”。
【答案】 B
4．获得纯净培养物的关键是（ ）
A．将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
B．接种纯种细菌
C．适宜条件下培养
D．防止外来杂菌的入侵
【解析】 进行微生物培养，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，为此需做到无菌操作。
【答案】 D
5．（2016·长沙检测）在划线分离操作中，错误的是（ ）
A．将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红
B．将烧红的接种环在火焰旁边冷却
C．接种环在平板上的划线位置是随机的
D．在挑取菌种前和接种完毕后均要将试管口通过火焰
【解析】 划线时是按一定的区域进行划线。
【答案】 C
6．判断以下部位不含有微生物的是（ ）
A．洗干净的脸上B．洗完澡后的皮肤
C．刷完牙后的口腔D．灼烧之后的接种环
【解析】 用清水洗脸、洗澡、刷牙只是起清洁作用，达不到灭菌效果，只有灼烧过的接种环才是真正无菌的。
【答案】 D
7．菌种鉴定的重要依据是（ ）
A．细菌的大小、形状、颜色
B．菌落的大小、形状、颜色
C．有无鞭毛
D．培养基的不同
【解析】 不同种类的细菌所形成的菌落在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定特征，所以，每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为鉴定的重要依据。
单个的细菌用肉眼是看不见的，故细菌的个体特征不能作为菌种鉴定的依据。
【答案】 B
8．LB培养基的物质组成是（ ）
A．葡萄糖、蛋白质、氯化钠、水
B．蛋白质、氯化钠、水
C．蛋白胨、氯化钠、水、酵母提取物
D．葡萄糖、氯化钠、水、酵母提取物
【解析】 LB培养基必须满足五大营养成分，即碳源、氮源、水、无机盐及生长因子。
C选项中这些成分全齐了。
而A项中缺生长因子，B项中缺生长因子，D项中缺氮源。
【答案】 C
9．梯度稀释过程中用移液管把菌液从一支试管转移到下一支试管后，要用手指轻压移液管的橡皮头，吹吸三次，其目的是（ ）
A．增加试管内的溶氧量
B．使菌液与水充分混匀
C．使试管中菌液的浓度降低
D．使细菌的形态结构发生改变
【解析】 稀释和涂布平板都要将菌液充分混匀。
【答案】 B
10．（2016·合肥质检）无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是（ ）
A．使用95%酒精对操作者的手进行消毒
B．将培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
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
【解析】 对操作者的手进行消毒所用酒精浓度最好为70%或75%，而不是95%。
【答案】 A
11．有关平板划线操作正确的是（ ）
A．灼烧接种环后，为避免其他杂菌的干扰，应立即伸入菌液取菌种
B．划线结束后，为避免实验菌污染环境和感染操作者，必须再次灼烧接种环
C．在第一次划线前灼烧接种环和每次划线前灼烧接种环的目的相同
D．划线时最后一区域一定要与第一区域相连，达到首尾相接
【解析】 此题考查对划线分离法的掌握。
A项的操作是错误的，灼烧接种环后要冷却后方能取菌种，以避免温度太高杀死菌种。
C项的叙述是错误的，第一次划线前灼烧接种环是为了杀死其他杂菌，保证实验菌的纯净；每次划线前灼烧接种环的目的是为了杀死残留在接种环上的实验菌。
D项的操作也是不正确的，首尾不能相连。
【答案】 B
12．下列关于灭菌的说法中，不正确的是（ ）
A．灭菌是杀死一定环境中所有微生物的细胞，不包括芽孢和孢子
B．对不同的生物材料，应当采取不同的灭菌方法
C．培养基一般采取高压蒸汽灭菌法
D．高压蒸汽灭菌法最终使菌体蛋白质凝固变性
【解析】 灭菌是利用强烈的理化方法，杀死一定环境中所有微生物细胞、芽孢及孢子，针对不同的生物材料，应采取不同的灭菌方法。
【答案】 A
13．下列操作与消毒或灭菌无关的是（ ）
A．接种前用酒精灯火焰灼烧接种环
B．接种前用酒精擦拭双手
C．接种在酒精灯火焰旁完成
D．培养基在冷却到60℃时倒平板
【解析】 A、C选项所述属灭菌，B选项所述属消毒，培养基冷却至60℃时倒平板，可防止过低温度时提早凝固，不利于形成固体平板，与消毒或灭菌无关。
【答案】 D
14．金黄色葡萄球菌有很强的致病力，可能引起食物中毒。
下列实验结束后的做法错误的是（ ）
A．对接种环进行灼烧处理
B．带菌培养基须经加热后才能倒掉
C．带菌培养基须经高压蒸汽灭菌锅灭菌后才能倒掉
D．接种后双手须经肥皂洗净，再用75%的酒精棉球擦拭
【解析】 进行微生物培养后的培养基，无论培养物是否为致病菌，均应经过高压蒸汽灭菌后，方可倒掉。
【答案】 B
15．对无菌操作转接培养物的叙述，正确的是（ ）
①接种环在火焰上灼烧灭菌 ②在火焰旁冷却接种环、并打开棉塞 ③打开棉塞的试管口通过火焰 ④将已冷却的接种环伸入菌液，蘸取一环菌液转移到一装有无菌培养基的三角瓶中 ⑤将三角瓶口塞上脱脂棉塞 ⑥接种环进行消毒
A．①②④⑤⑥B．①②③④⑤
C．①②③④⑤⑥D．①②③④
【解析】 盛有转接培养物的三角瓶上应封以封口膜，若使用棉塞不应用脱脂棉，因脱脂棉易吸水，吸水后容易引起污染，接种环应进行“灭菌”，而不是“消毒”。
【答案】 D
16．抗生素可由微生物产生，具有抑菌作用，能在琼脂培养基中扩散。
在筛选产生抗生素的菌种时，先在琼脂培养基平板上划线接种一种从土壤中获得的甲菌，在27℃下培养3天，形成菌落。
然后接种乙、丙、丁三种致病菌（图A），继续在同样条件下培养3天，结果如下图B。
分析结果，得出的结论是（ ）
①甲菌产生了抗生素 ②丁菌的生长被丙菌产生的抗生素抑制 ③乙菌的生长被甲菌产生的抗生素抑制 ④丙菌产生的抗生素抑制了乙菌的生长
A．①③B．①④
C．②③D．②④
【解析】 乙、丙、丁三种致病菌不会产生抗生素，否则靠近乙、丙、丁的甲菌落不能生长。
从图B来看，乙菌的生长被抑制，最可能的原因是甲菌产生了抗生素，此种抗生素只能抑制乙菌的生长，而对丙、丁两种细菌没有影响。
①③选项正确，答案为A。
【答案】 A
17．某实验学校的科技小组为了调查小清河（济南段）水中细菌的污染情况进行了实验。
实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养菌落、观察计数。
下列与此实验相关的叙述正确的是（ ）
A．培养基中含有的蛋白胨、淀粉、水、无机盐等，其中可为细菌提供氮源的是淀粉
B．为使该实验结果可靠，有必要同时在另一平板上接种无菌水一同培养
C．对培养基进行灭菌，应该采用加热煮沸法
D．为尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于4℃冰箱中培养
【解析】 培养基中可为细菌提供氮源的是蛋白胨而不是淀粉（淀粉中无“N”元素）；对培养基灭菌宜采用高压蒸汽灭菌法；为尽快观察到细菌培养结果，应将接种了湖水样品的平板置于37℃恒温箱中培养；为使结果可靠，还应同时在另一平板上接种无菌水，作为对照实验，故A～D中只有B选项所述正确。
【答案】 B
二、非选择题（共49分）
18．（9分）下表是用于从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基的配方。
请回答：
试剂
用量
试剂
用量
牛肉膏
5g
琼脂
20g
蛋白胨
10g
水
1000mL
NaCl
5g
——
——
（1）培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、________和无机盐。
上述培养基配方中能充当碳源的成分是________________。
培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行______处理。
（2）分离纯化微生物最常使用的接种方法是____________和____________。
（3）假设培养结束后，发现培养基上菌落连成一片，可能的原因是什么？
（列举两项）
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
【解析】 微生物培养基中一般都含水、无机盐、氮源、碳源，培养基配制完成后，一般还要调节pH，再进行灭菌处理。
【答案】
（1）氮源 牛肉膏和蛋白胨 灭菌
（2）划线分离法 涂布分离法
（3）稀释倍数不够，菌液的浓度太高；划线时，划完第一次没有灭菌即接着划第二次；培养过程灭菌不严格，受到微生物的污染（任选两项）
19．（10分）现已有近20个国家正在进行细菌堆浸冶金。
全世界铜的总产量中约有15%是用细菌浸出法生产的。
冶铜用的菌种主要是氧化亚铁硫杆菌，这种菌种能氧化辉铜矿（Cu2S）等各种硫化矿获得能量，并产生硫酸和硫酸铁，这两种化合物可作用于辉铜矿（Cu2S），把矿中的铜以硫酸铜形式溶解出来，再用铁置换出铜，生成的硫酸亚铁又可被细菌作为营养物氧化成硫酸铁，如此循环往复，最后从溶液中获取铜。
研究人员已初步分离、筛选到能高效产铜的该菌种，实验大致步骤如下图所示，请分析回答问题。
→
→
→
（1）分离这种菌种，可在培养基中加入化合物______________。
（2）筛选高产菌株时，接种到____________培养基（按物理性质划分）进行培养，筛选高产菌株的方案是：
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
（3）将获得的高产菌株进行进一步纯化培养时，一般用固体培养基，常采用________法进行接种。
（4）实验结束时，使用过的培养基应进行灭菌处理才能倒掉，操作时采用________灭菌方法，这样做的目的是___________________________________。
【解析】 由题中所述条件可知：
氧化亚铁硫杆菌能氧化辉铜矿等各种硫化矿获得能量，并产生硫酸和硫酸铁，因此分离这种菌种，可在培养基中加入Cu2S。
如果筛选此高产菌株，可在液体培养基上培养，测量产铜量。
纯化高产菌株时需采用平板划线法进行接种。
对培养基灭菌应采用高压蒸汽灭菌法。
【答案】
（1）Cu2S
（2）液体 分装成若干瓶等量培养基，接种等量菌种，在相同条件下培养一定时间，测量各瓶中产铜量 （3）平板划线 （4）高压蒸汽 防止环境污染
20．（10分）（2016·杭州检测）下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程：
→
→
→
→
请回答：
（1）配制细菌培养基时通常要加入一定量的氯化钠，其目的是_________
____________________________________________________________。
（2）培养基和培养器皿常用高压蒸汽灭菌，灭菌后，要待____________时才能打开高压蒸汽锅锅盖。
倒平板和接种前要用________擦手。
大肠杆菌先接种到液体培养基中的目的是______________________________________________
____________________________________________________________。
（3）分离菌群的常用方法有二种，划线分离法与涂布分离法相比，划线分离法的优点是________。
（4）划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置：
目的是___________。
（5）下列接种过程中，操作错误的是________。
A．在酒精灯火焰旁倒平板
B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌
C．将接种环伸入试管内，先接触菌体多的部位
D．接种后还要将试管口灭菌加塞
（6）实验完成后，接触过细菌的器皿应如何处理？
____________________________________________________________。
【答案】
（1）维持一定的渗透压
（2）灭菌锅内压力与大气压相同 酒精棉球 扩大培养大肠杆菌
（3）方法简单
（4）避免水滴污染培养基
（5）C
（6）接触过细菌的器皿应作灭菌处理
21．（10分）（2016·温州检测）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）。
实验的主要步骤如下图所示。
请分析回答下列问题。
（1）培养基中加入化合物A的目的是筛选目的菌，这种培养基属于________培养基。
（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________，实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是异养________型。
（填“需氧”或“厌氧”）
（3）培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量_______
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