《大高考》版高考生物一轮复习AB卷专题22 微生物的利用含答案.docx

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《大高考》版高考生物一轮复习AB卷专题22微生物的利用含答案

A卷　全国卷

微生物的实验室培养

1.（2012·全国，5）下列关于细菌的叙述，正确的是（　　）

A.不同种类细菌的生长均需要相同碳源

B.常用液体培养基分离获得细菌单菌落

C.细菌大量培养过程中，芽孢形成于细菌生长的调整期

D.培养基中含有高浓度NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选

解析　本题考查微生物的营养、生长等相关知识。

金黄色葡萄球菌能在含有高浓度NaCl的培养基中正常生长、繁殖，其他微生物则不能，故可用含高浓度NaCl的选择培养基来筛选金黄色葡萄球菌，选项D正确；自养型细菌（如硝化细菌）可直接利用空气中的CO2作碳源，异养型细菌（如大肠杆菌）只能利用培养基中现成的有机碳源（如葡萄糖），选项A错误；常利用固体培养基分离获得细菌单菌落，选项B错误；细菌的生长曲线包括调整期、对数期、稳定期、衰亡期四个阶段，芽孢形成于细菌生长的稳定期，选项C错误。

答案　D

2.（2016·全国课标卷Ⅲ，39）[生物——选修1：

生物技术实践]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；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

（2）在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的识别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有透明圈的菌落作为候选菌。

（3）乳酸菌在－20℃长期保存时应使用甘油管藏法，故菌液中常需要加入一定量的甘油。

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

3.（2013·课标全国Ⅱ，39）临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。

实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。

回答下列问题：

（1）为了从样本中获取致病菌单菌落，可用____________法或____________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

（2）取该单菌落适当稀释，用__________法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A__________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B__________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明__________________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的____________。

（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素__________。

解析　微生物纯化的方法主要为平板划线法和稀释涂布平板法。

根据微生物的特点对其进行一系列浓度梯度稀释，然后用涂布法接种于固体培养基表面，然后在适宜条件下培养；抗生素是由真菌产生的，可以抑制生长、繁殖或杀死细菌等致病菌的一类物质，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明有抗生素A的地方该致病菌受到抑制；B的周围没有透明圈，说明致病菌对抗生素B不敏感，C的透明圈要比A的透明圈小，说明该致病菌对C的敏感性比对A的弱；D出现了透明圈，说明该致病菌对D敏感，但是在透明圈上出现一个菌落，又排除杂菌污染，判断此菌落的微生物对抗生素D产生了耐药性。

根据以上分析，为达到抗菌的目的，最好选择抗生素A。

答案　

（1）划线　稀释涂布（或涂布）　

（2）涂布　（3）敏感　不敏感　该致病菌对C的敏感性比对A的弱　耐药菌　（4）A

微生物的分离和计数

4.（2016·全国课标卷Ⅰ，39）[生物——选修1：

生物技术实践]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配置培养基（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）牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为氮源；平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。

（2）实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中变量为不同高度，故需在不同高度下放置开盖平板。

同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。

为了保证实验可靠性，需要设置多个平行组。

（3）在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。

若出现菌落，表明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。

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

5.（2015·全国卷Ⅰ，39）[生物——选修1：

生物技术实践]已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。

脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。

回答有关问题：

（1）显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用______________染色。

微生物A产生的油脂不易挥发，可选用________（填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”）从菌体中提取。

（2）为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。

（3）若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用____________________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用____________________法进行计数。

（4）为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35℃、40℃、45℃温度下降解10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，则上述三个温度中，________℃条件下该酶活力最小。

为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续实验。

解析　

（1）生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染成橘黄色（或红色）。

（2）为了筛选出能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，我们应选用只能让该菌落生长的选择性培养基，因此培养基中只能选用油脂作为唯一碳源的固体培养基。

（3）血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数，但是不分死活，因此要计数活菌数量要通过稀释涂布平板法来计数。

（4）温度影响酶的活性，在三个温度中，45℃需酶量最高，说明酶活性最低；在三个温度实验中40℃所需酶量最少，低于35℃和45℃所用酶量，说明酶的最适温度介于35℃和45℃之间，因此应围绕40℃设计不同温度梯度，进行后续实验。

答案　

（1）苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）　萃取法　

（2）油脂　（3）血细胞计数板　稀释涂布平板　（4）45　40

6.（2014·新课标全国卷Ⅰ）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________色复合物。

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）：

酵母膏

无机盐

淀粉

纤维素粉

琼脂

CR溶液

水

培养基甲

＋

＋

＋

＋

－

＋

＋

培养基乙

＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

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________________________。

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）分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，且需以纤维素为唯一碳源。

答案　

（1）纤维二糖　葡萄糖　

（2）红　透明圈　（3）不能

液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

7.（2014·课标Ⅱ，39）为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。

回答下列问题：

（1）该小组采用稀释涂布平板法检测水样中细菌含量。

在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是______________；

然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。

据此可得出每升水样中的活菌数为________________。

（2）该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过________灭菌。

在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。

这样做的目的是_________________________________________________________

_________________________________________________________________。

（3）示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

结果发现：

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是：

振荡培养能提高培养液中________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________的利用率。

解析　本题通过微生物培养考查灭菌的方法、微生物数量计算和培养条件。

（1）为了确定培养基的灭菌是否合格，通过随机取若干灭菌后的空平板培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生长，用来进行对照。

三个培养基上平均菌落数为38，所以每升水样中活菌数为38×10×100×1000＝3.8×107。

（2）接种环用灼烧法进行灭菌。

在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线，这样做的目的是：

通过划线次数的增加，使每次划线时菌体的数目逐渐减少，以便得到单个菌落。

（3）A表示平板划线法接种培养后得到的结果，B表示稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）振荡培养可以增加液体培养基的氧气含量，促进好氧型微生物的生长；同时还能使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。

答案　

（1）检测培养基平板灭菌是否合格　3.8×107

（2）灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落

（3）B　（4）溶解氧　营养物质

B卷　地方卷

微生物的实验室培养

1.（2013·四川理综，10）普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的α一淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。

（1）图甲中，过程①需要的酶有______________________。

为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以________作为唯一碳源。

②③过程需重复几次，目的是

_________________________________________________________________。

（2）某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。

该同学的接种方法是________；推测该同学接种时可能的操作失误是_________________________________________________________________。

（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种________菌的发酵罐需要先排气，其原因是_________________________。

（4）用凝胶色谱法分离α一淀粉酶时，在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质，相对分子质量较________。

解析　本题综合考查基因工程、微生物的培养、蛋白质的分离等相关知识，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。

（1）由题目所给信息可以直接看出，工程酵母菌比普通酵母菌利用淀粉的能力强。

在以淀粉为唯一碳源的培养基上，工程酵母菌可以正常增殖，而普通酵母菌不能正常增殖。

（2）微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，根据图乙菌落分布情况可确定该同学所采用的接种方法是后者；由图乙中菌落分布不均匀可推测该同学接种时可能的操作失误是涂布不均匀。

（3）在以淀粉为原料的培养液中，普通酵母菌繁殖慢，发酵产生气体少；工程酵母菌繁殖快、发酵产生气体多。

（4）当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较大的蛋白质不易进入凝胶内部的通道、只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。

答案　

（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶　淀粉　进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌

（2）稀释涂布平板法　涂布不均匀

（3）工程酵母　工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生CO2的速率更快

（4）小

微生物的分离和计数

2.（2016·江苏卷，25）漆酶属于木质降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。

下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是（多选）（　　）

A.生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品

B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C.在涂布平板上长出的菌落，在通过划线进一步纯化

D.斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株

解析　漆酶降解“木质”，则漆酶菌株多存在于“木质”丰富的场所，故生活污水中含有大量微生物，但不一定含有产漆酶的菌株，A错误；筛选生活污水中含有大量微生物，B正确；在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化，C正确；斜面培养基中含有大量营养物，可在低温下长期保存菌株，D错误。

答案　BC

3.（2016·四川卷，10）图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。

（1）图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。

（2）在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品液0.1mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。

该过程采取的接种方法是________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。

（3）现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码（终止密码有UAG、UGA和UAA）。

突变基因转录的mRNA中，终止密码为________，突变基因表达的蛋白质含________个氨基酸。

解析　

（1）脲酶能够催化尿素分解为氨，故图中选择培养基应以尿素作为唯一氮源。

由于尿素被分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，使酚红指示剂变红色。

（2）用于计数细菌菌落数的接种方法是稀释涂布平板法，统计的菌落数应介于30～300之间，故选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数，每克土壤样品中的细菌数量为（156＋178＋191）/3÷0.1×105＝1.75×108。

由于两个或多个细菌连接在一起时，往往统计的是一个菌落，故用此方法测得的细菌数偏少。

（3）密码子由三个相邻的碱基组成，271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子，插入的70个核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子，紧随其后是UGA，应为终止密码，翻译结束，因此表达的蛋白质含115个氨基酸。

答案　

（1）尿素　酚红　红　

（2）稀释涂布平板法　1.75　少　（3）UGA　115

4.（2014·四川卷，10）有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。

研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。

分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。

（1）微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、______________________

四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是__________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

（2）与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。

（3）纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。

划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。

造成划线无菌落可能的操作失误有_______________

_________________________________________________________________。

（4）为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。

该实验的假设是________________________，该实验设计是否合理？

为什么？

__________________________________。

解析　

（1）微生物生长所需要的主要营养物质包括：

碳源、氮源、水和无机盐。

使用选择培养基是因为它是允许特定的微生物生长和增殖，同时又能抑制或阻止其他微生物生长和增殖的培养基，该实验所用培养基只有能利用苯磺隆的微生物才能正常生长和增殖。

（2）植物组织培养常需要添加的植物激素有生长素和细胞分裂素，调整二者的比例可以诱导脱分化和再分化。

MS培养基的成份一般先分别配制成母液备用。

（3）平板划线法接种时常使用接种环划线。

第二区域只有第一条线无菌落，而其他的划线却有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线时将菌种烫死，而后接种环冷却，能正常划线，也可能是第一次划线时划线未从第一区域末端开始，使接种环上无菌种。

（4）题中实验将取得的菌种培养液过滤后离心，上清液加入蛋白酶处理后，测得其对苯磺隆的降解率，意为假设菌种能产生降解苯磺隆的蛋白质类酶，若用蛋白酶处理后，可使该酶分解，苯磺隆降解率下降，则假设成立。

但由于缺乏空白对照，不能比较蛋白酶处理是否降低苯磺隆降解率，该实验不能得出相应结论。

答案　

（1）氮源和无机盐　只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长和繁殖　

（2）细胞分裂素　母液　（3）接种环　①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始　（4）目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质　不合理，缺少空白对照