1、专题24 传统发酵技术与微生物的应用,高考生物 (新课标专用),考点1 传统发酵技术 1.(2017课标全国,37,15分)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵 效果的因素,某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀,再 将两者置于适宜条件下进行发酵,并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题: (1)该实验的自变量是 、 。 (2)如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌是 。 (3)如果在实验后,发现32 h内的发酵效果越来越好,且随发酵时间呈直线上升关系,则无法确定 发酵的最佳时间;若要确定最佳发酵时间,还需要做的事情是
2、 。 (4)从大豆到豆豉,大豆中的成分会发生一定的变化,其中,蛋白质转变为 ,脂肪 转变为 。,五年高考,答案 (1)菌种 发酵时间 (2)好氧菌 (3)延长发酵时间,观测发酵效果,最好的发酵效果所 对应的时间即为最佳发酵时间 (4)氨基酸和肽 脂肪酸和甘油,解析 本题考查传统发酵技术的相关知识。(1)根据题中“甲、乙两菌种”和“32 h内定期 取样观测发酵效果”可确定该实验的自变量是菌种类型和发酵时间。(2)发酵容器底层缺氧, 上层氧气相对充足,上层大豆的发酵效果比底层的好,说明该发酵菌属于好氧菌。(3)由于32 h 内发酵效果随发酵时间呈直线上升,所以若要确定最佳发酵时间,应该继续延长发酵
3、时间,观测 发酵效果,最好发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。(4)发酵过程中微生物会产生多种 蛋白酶和脂肪酶,蛋白酶可使蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可使脂肪分解为甘油 和脂肪酸。 知识归纳 关于传统发酵技术的3个误区 (1)误认为微生物培养基中都需有机碳源、氮源,自养型微生物的培养不需加有机碳源、固氮 菌的培养不需加氮源。 (2)误认为泡菜制作过程中乳酸和亚硝酸盐的含量都是先增加后减少,在泡菜制作过程中乳酸 含量先增加后保持稳定。 (3)误认为果酒、果醋制作过程中都需要无氧条件,果醋制作过程中利用的是醋酸菌的有氧呼 吸,因此需要有氧条件。,2.(2016课标全国,39,15分,0
4、.74)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题: (1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细 胞的 中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙 醇的检验;过程在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的 增殖速度 。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌 的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。 (3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低 于”或“高于”)第二阶段的。 (4)醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“
5、不含有”)线粒 体。,答案 (1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有,解析 (1)图中过程和表示酵母菌无氧呼吸的第一、二阶段,发生场所是细胞质基质;乙醇 可在酸性条件下与重铬酸钾试剂发生颜色反应;过程表示有氧呼吸的第二、三阶段,发生在 线粒体中;与无氧呼吸相比,有氧呼吸过程释放的能量多,所以在有氧条件下酵母菌的繁殖速度 较快。(2)醋酸杆菌是好氧菌,所以乙醇转变为醋酸的过程需要在有氧条件下才能完成。(3)酵 母菌和醋酸杆菌的最适生长温度分别是 20 和3035 。(4)醋酸杆菌属于细菌,是原核生 物,原核细胞中不含有线粒体。 解题关键 判断图中所代表的过
6、程分别为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段、无氧呼 吸第二阶段和有氧呼吸第二、三阶段是解题关键。,3.(2016天津理综,10,12分)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。淀粉类原料 成熟酒醅成熟醋 醅 (1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,这是因为酶 。 (2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提高 的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。 (3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。,发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。据图分析,与颠倒前相比,B层醋酸 杆菌在颠倒后密度变化的特点是 ,
7、由此推测,影响醋酸杆菌密度 变化的主要环境因素是 。乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中 层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。 成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变, 加剧了不同种类乳酸菌的 ,淘汰了部分乳酸菌种类。,答案 (12分) (1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌 (3)先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH 颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动,或下) 种间竞争(或竞争),解析 (1)因酶在最适温度下的催化能力最强,故发酵过程中需控制好反应温度。(2)酵母菌是 兼性厌氧型微生物,在有氧条件下分解有机物释放
8、能量多,繁殖快。(3)曲线图显示,与翻动前 相比,B层在翻动后醋酸杆菌密度先快速增加而后趋于稳定,对比翻动前后B层醋酸杆菌所处 环境条件知,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境因素有氧气浓度、pH及营养物质含量等。乳 酸菌是厌氧型微生物,处于发酵缸下层的醋醅有利于乳酸菌发酵产生乳酸。随着发酵时间的 推移,环境中营养物质减少,代谢废物增多,微生物生存条件恶劣,不同种乳酸菌间的竞争加剧, 部分菌种因不适应环境而被淘汰。 审题方法 解答本题的关键是理解独流老醋的分层固体发酵的原理为有氧与无氧发酵环境 的更替。 评析 本题以独流老醋的生产工艺流程为信息,以影响微生物发酵的因素为考查点,考查了学 生的知识综合
9、运用能力。,4.(2015广东理综,29,16分)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体 健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”,查阅资料得到图。(1)制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是 。乳酸菌发酵第一阶段的产物有 。 (2)据图,与第3天相比,第8天后的泡菜更适于食用,因为后者 ;pH呈下降趋势,原因是 。,(3)该小组得到一株“优选”乳酸菌(亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍),拟参照资料的 实验方案和食盐浓度(4%10%),探究与普通乳酸菌相比用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚 硝酸盐含量的高低,并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表,并推测实
10、验结论。,答案 (16分)(1)创造无氧环境(1分) 丙酮酸、H、ATP(3分) (2)亚硝酸盐含量已接近最低水平(1分) 乳酸积累(2分) (3)结果记录表(6分) 亚硝酸盐含量(单位:mg/kg),注:其他合理答案酌情给分。 推测实验结论: 用“优选”乳酸菌制作泡菜,亚硝酸盐含量更低(1分) 最适条件是亚硝酸盐含量最低时的食盐浓度和发酵时间(2分),解析 (1)由于乳酸菌是厌氧细菌,制作泡菜时,泡菜坛一般用水密封,目的是隔绝空气,创造无 氧环境。乳酸菌发酵第一阶段的产物是丙酮酸、H和ATP。(2)析图可知,8天后的泡菜中亚 硝酸盐含量低,更适于食用。制作泡菜过程中,由于乳酸的积累,pH呈下
11、降趋势。(3)该实验的 目的是比较“优选”乳酸菌和普通乳酸菌在制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低,并确定最 适条件,故表格的设计要体现不同时间不同食盐浓度下两种乳酸菌的亚硝酸盐含量的差异。 实验结论应是优选乳酸菌制作的泡菜中亚硝酸盐含量更低,并确定亚硝酸盐含量最低时的食 盐浓度和发酵时间。 方法技巧 设计实验结果记录表时注意将自变量、实验对象和发酵时间三个维度设计在一 个表格中。,考点2 微生物的培养和应用 1.(2018课标全国,37,15分)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液。 在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。 回答下列问题: (1)
12、M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制 的生长,加入了链霉素 的培养基属于 培养基。 (2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还 有 (答出两点即可)。氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有 (答出两点即可)。 (3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养,平板上长出菌落后可通过加入显色 剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是 ,该方法能筛选出产淀粉酶微生物的 原理是 。 (4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下,得到以下结果: 甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、
13、140和149,取平均值133; 乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。 有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是 。,答案 (1)细菌 选择 (2)碳源、无机盐 蛋白质、核酸 (3)碘液 淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈 (4)乙同学的结 果中,1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,结果的重复性差,解析 本题主要考查微生物的培养与应用。(1)链霉素可抑制细菌生长,从功能上看,添加链霉 素的培养基属于选择培养基。(2)微生物正常生长需要的营养物质有无机盐、氮源、碳源 等。氮源进入细胞后,可以用于合成含氮大分子物质
14、,如核酸、蛋白质等。(3)淀粉遇碘液显蓝 色,若淀粉被水解,则产淀粉酶的菌落周围的淀粉被水解,形成以菌落为中心的透明圈。(4)用 稀释涂布平板法统计菌落数目时,为保证统计结果的准确性,一般选择菌落数在30300的平板 进行计数,取结果差别不大组别的平均值,进而得出计数结果。而乙同学的结果中,1个平板的 计数结果与另2个相差悬殊,即乙同学的结果可信度低。 知识归纳 微生物的计数方法 (1)显微镜直接计数法:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计数一定容积的样品 中微生物的数量。缺点:因不能区分死菌与活菌而使计数结果偏大。 (2)活菌计数法:利用稀释涂布平板法接种,通过统计菌落数目计算样品
15、中的活菌数。缺点:当 两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落,因此统计结果偏小。,2.(2018课标全国,37,15分)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的 污染。 回答下列问题: (1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具 (填“可以”或“不可以”)放入干热灭 菌箱中进行干热灭菌。 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是 。 (3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能 。在照 射前,适量喷洒 ,可强化消毒效果。 (4)水厂供应的自来水通常是经过 (填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。 (
16、5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可 能的原因是 。,答案 (1)可以 (2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少 (3)破坏DNA结构 消毒液 (4)氯气 (5)未将锅内冷空气排尽,解析 (1)能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具可以采用干热灭菌法灭 菌。(2)用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法对牛奶消毒,可以杀死牛奶中的微生物,并且使牛奶的 营养成分损失较少,而煮沸消毒法会破坏牛奶的营养成分。(3)紫外线照射可以破坏DNA结 构,杀死物体表面或空气中的微生物;在照射前,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以 加强消毒效果。(4)
17、水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。(5)高压蒸汽灭菌时,若不排尽 锅内的冷空气,会使锅内温度不达标。 知识归纳 消毒与灭菌 (1)消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢 和孢子)。常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法,对实验室的空气常用紫外线或化学药 物消毒。 (2)灭菌则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。常用的灭 菌方法有:灼烧灭菌法、干热灭菌法和高压蒸汽灭菌法等。,3.(2018课标全国,37,15分)回答下列与酵母菌有关的问题: (1)分离培养酵母菌通常使用 (填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼 脂”)培养基
18、,该培养基应采用 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培 养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是 。 (2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进 (填“菌体快速增殖”“乙醇产 生”或“乳酸产生”)。 (3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原 因是 。,答案 (1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2)菌体 快速增殖 乙醇产生 (3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软,解析 (1)常用含葡萄糖较多的麦芽汁琼脂培养基分离培养酵母菌
19、。培养基常采用高压蒸汽 灭菌法灭菌。菌落是由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)有氧气存在时,酵母 菌有氧呼吸产生的大量能量可用于快速增殖;无氧气存在时,酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇和 CO2。(3)酵母菌进行细胞呼吸可产生CO2,故用酵母菌制作的面包会变得松软。 易错警示 不同培养基的用途 牛肉膏蛋白胨培养基常用于培养细菌,MS培养基常用于植物组织培养,麦芽汁琼脂培养基常 用于培养酵母菌。,4.(2018江苏单科,31,8分)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半,可作为饲料蛋白的来源。有 些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养,这样既可减少污染又可降低生产成本。研究 人员拟从土壤样品
20、中分离该类酵母,并进行大量培养。下图所示为操作流程,请回答下列问题:(1)配制培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,将其溶解、定容后,调节培养基的 ,及时对培养基进行分装,并进行 灭菌。 (2)取步骤中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中,在步骤中将温度约 (在25 、50 或80 中选择)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后倒置培养。 (3)挑取分离平板中长出的单菌落,按步骤所示进行划线。下列叙述合理的有 。 a.为保证无菌操作,接种针、接种环使用前都必须灭菌,b.划线时应避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落 c.挑取菌落时,应挑取多个菌落,分别测定酵母细胞中甲醇的含量 d.可以通过逐步
21、提高培养基中甲醇的浓度,获得甲醇高耐受株 (4)步骤中,为使酵母数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和 供应。为监测 酵母的活细胞密度,将发酵液稀释1 000 倍后,经等体积台盼蓝染液染色,用2516型血细胞计 数板计数5 个中格中的细胞数,理论上 色细胞的个数应不少于 ,才能达到每 毫升3109个活细胞的预期密度。,答案 (8分) (1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)50 (3)a、b、d (4)氧气 无 30,解析 本题主要考查微生物的培养与计数的相关知识。(1)培养基在定容后、分装前需要调 节pH;分装后还需要进行高压蒸汽(湿热)灭菌。(2)倒平板时温度不宜过高,以防烫伤;同时温 度
22、也不能太低,以防培养基凝固而无法形成平板,因此倒平板时温度应选择50 左右。(3)平 板划线时,需保证无菌操作,以防混入杂菌而影响分离结果。因此操作过程中所用的接种针、 接种环在使用之前都必须灭菌;划线时不能划破培养基表面,以免影响菌落的正常形态进而影 响后期观察;挑取菌落时,应挑取单个菌落;通过逐步提高培养基中甲醇的浓度,可获得利用甲 醇能力强的菌株,即甲醇高耐受株。(4)为扩大培养过程,欲使酵母数量迅速增加,应为酵母 菌提供充足的营养和O2。台盼蓝染液能将死的酵母菌染成蓝色,而活的酵母菌不能被染色。 假设5个中方格中有x个活酵母菌,由题意可知:(x5)10-41 0002=3109,由此解
23、得x=30。 方法技巧 酵母菌计数的常用方法血细胞计数板 (1)以25格16格的计数板为例,计数时除了4个角上的中方格外,还要加上中央的一个中方格, 共计数5个中方格(共80个小方格)内的酵母菌。 (2)计数公式: 1 mL悬液中的酵母菌数量=(80个小方格内酵母菌数量/80)400104稀释倍数。,5.(2017课标全国,37,15分)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回 答下列问题: (1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能 以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是
24、(答出两点即可)。 (2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或 “尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是 。 (3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。,答案 (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动 提供能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4 NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定,解析 此题考查微生物
25、的培养与利用。(1)尿素不能直接被植物吸收,但土壤中某些细菌可以 产生脲酶将尿素分解成氨和CO2,进而被植物吸收。土壤中能分解尿素的细菌是异养型细菌, 它们不能直接利用CO2合成有机物,只能以现成的葡萄糖等有机物为碳源。构成微生物培养 基的成分主要是水、无机盐、碳源和氮源,葡萄糖在微生物培养基中既可作为碳源,也可作为 能源。(2)不同微生物对营养物质的需求不同,在培养基中加入特定的某种化学物质以抑制其 他微生物的生长或促进所需微生物的生长,这样的培养基就可以起选择作用。为获得分解尿 素的细菌,可以把尿素作为唯一氮源。(3)微生物培养基中应包括水、无机盐、碳源和氮源等, 另外,不同的微生物对pH
26、的要求不同。培养基中的KH2PO4和Na2HPO4既可为细菌生长提供无 机营养,又可保持培养基的特定pH。 易错警醒 培养基中只加入尿素一种氮源,可将可分解尿素的细菌分离出来,这样的培养基为 选择培养基;培养基中加入酚红指示剂,可分解尿素的细菌可将尿素分解形成氨,氨与水结合呈 碱性,会使酚红指示剂呈红色,从而形成红色的透明圈,这样的培养基为鉴别培养基。,6.(2017江苏单科,31,7分)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同 学准备依据下图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列 问题:(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO
27、4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。 (2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解 菌的目的。若如图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。制 备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。 (3)如图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。,(4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯 度并进行显色反应,下表中15号比色管的苯酚浓度应分别为 。,如果废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序 号:5 10 20)倍后,再进行比色。,答案
28、 (7分)(1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3) (4)0、0.2、0.4、0.6、 0.8 ,解析 本题考查微生物分离的相关知识。(1)酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌 生长提供碳源。(2)转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌,随转接次数增多,培养 基中的苯酚含量应逐渐增加。若平板中菌落过于密集,则需进一步稀释,降低菌体密度后再涂 布培养,以便于菌落分离与计数。制备平板培养基时,需添加琼脂等凝固剂。(3)连续划线时, 在划线的末端菌体密度最低,即在划线的末端最易获得单菌落。(4)1号比色管应为空白对照 组,由6号比色管中苯酚浓度知,15号比色管苯酚浓度应为0
29、.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。废水为50 mg/L苯酚溶液,降解后残留的苯酚浓度约为5021%=10.5(mg/L),则需对残 留液进行20倍稀释后10.520=0.525(mg/L),才可以进行比色。,7.(2016课标全国,39,15分,0.681)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: 配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); 制作无菌平板; 设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作; 将各组平板置于37 恒温箱中培
30、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,该培养基中的成分 X通常是 。 (2)步骤中,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”)。,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,解析 (1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供
31、氮源;制备固体培养基需加 入琼脂。(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况,所以需在教室不 同高度的位置分别用平板收集微生物即开盖暴露一段时间。(3)该实验中空白对照组不应出 现菌落,若空白对照组出现了菌落,则说明此次调查中出现了污染现象,实验组的污染情况不能 确定,故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果,而应重新进行实验。 方法技巧 第(2)问实验组的操作,实质上是考查实验组如何控制自变量和如何进行微生物培 养中的接种操作,在回答的时候应从这两方面进行具体的描述。,8.(2016课标全国,39,15分,0.24)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。
32、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”)。,答案 (1)无菌水(2分) 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(3分) (2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸)(每空3分,共6分) 具有透明圈(2分) (3)甘油(2分),解析 (1)分离
33、纯化乳酸菌时,由于泡菜滤液中菌的浓度高,因此需要用无菌水对泡菜滤液进行 梯度稀释,其目的是将聚集在一起的乳酸菌分散成单个细胞,以便在培养基表面形成单菌落。 (2)乳酸菌代谢过程中可产生乳酸,若在培养基中加入碳酸钙,则碳酸钙既可以中和乳酸,又可 以在乳酸菌菌落的周围出现明显透明圈,据此可以用于乳酸菌的鉴别。(3)乳酸菌在-20 长 期保存时,为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞,在菌液中常需要加入一定量的甘油。 方法技巧 第(2)问中可以根据学科间知识的联系推测碳酸钙的作用,化学上学过碳酸钙可以 中和酸;也可以依据题干信息“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”推
34、测,乳酸菌产生乳酸将碳酸钙溶解,菌落周围出现透明圈,碳酸钙起到 鉴别作用。,9.(2015课标,39,15分,0.6127)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
35、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10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,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。,答案 (1)苏丹(或苏丹) 萃取法(每空2分,共4分) (2)油脂(3分) (3)血细胞计数板 稀释涂布平板(每空2分,共4分) (4)45 40(每空2分,共4分),解析 本题主要考查了植物油脂的染色和提取方法、选择培养基的配制、微生物的计数以 及确定酶的最适温度的实验设计等。(1)脂肪可用苏丹染液(或苏丹染液)进行染色。微
36、 生物A产生的油脂不易挥发,不能用水蒸气蒸馏法提取,应用萃取法加以提取。(2)能产生脂肪 酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中,为了选择培养,固体培养基上应 以油脂作为唯一碳源。(3)测定培养液中的微生物的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直 接计数;而要测定活菌数,则可利用稀释涂布平板法进行计数。(4)酶量需要最多的温度下,其 酶活力最小,即酶活力最小的温度应为45 。三个温度下酶活力最大的温度是40 ,但40 不一定是该酶的最适温度,故应围绕40 设计后续实验。,评分细则 (1)苏丹(或苏丹)(2分)专用术语, “丹”容易写错,有写成数字3或4的不得分。 萃取法(2分)专用
37、术语,错字不得分。 (2)油脂(3分),脂肪、油、甘油三酯、植物油、动物油等都给分,脂质、原油、油料不给分。 (3)血细胞计数板(2分),血球计数板、血细胞计数法也给分。稀释涂布平板(2分)专用术语,稀 释涂布,稀释平板涂布不给分。 (4)45、40(每空2分,共4分),唯一答案。,10.(2014课标,39,15分,0.5106)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
38、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 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,解析 (1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三
39、种组分:C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,前 两种酶使纤维素分解成纤维二糖,葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红可与纤维 素形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。用含有刚果红的纤 维素培养基培养纤维素分解菌时,由于纤维素被分解,红色复合物无法形成,培养基中会出现以 纤维素分解菌为中心的透明圈。(3)培养基甲未使用琼脂,为液体培养基,不能用于分离单菌 落。含有纤维素和刚果红(CR)的培养基可分离和鉴别纤维素分解菌。,11.(2014课标,39,15分,0.5527)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
40、: (1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。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1 mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL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
41、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。,答案 (15分)(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8107(每空2分,共4分) (2)灼烧(2分) 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3分) (3)B(2分) (4)溶解氧 营养物质(每空2分,共4分),解析 (1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间,可依据是否产生菌落确定培养基的灭 菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式(CV)M知:1 mL水样中菌株数为(380.1)100= 3.8104,故每升水样中的
42、活菌数为3.8107。(2)利用接种环接种时,接种环需灼烧灭菌。利用 平板划线法分离细菌时,在第二次及以后划线时,总是从上一次划线的末端开始,可以将聚集的 菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基 表面,故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面,即B表示的是用稀释涂布平板法接种培 养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量,同时使菌体与营养物质充分接触,提 高营养物质的利用率,从而提高细菌的生长速度。,以下为教师用书专用,12.(2013课标,39,15分,0.5633)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
43、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24 h,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,
44、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 。,答案 (15分) (1)划线 稀释涂布(或涂布)(每空2分,共4分) (2)涂布(1分) (3)敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A的弱 耐药菌(每空2分,共8分) (4)A(2分),解析 本题主要考查微生物培养的相关知识。(1)将细菌接种到固体培养基上的方法有平板 划线法和稀释涂布平板法。(2)由(1)获取的致病菌单菌落,经过适当稀释,用涂布法接种至固 体培养基表面进一步培养。(3)在检测致病菌对抗
45、生素的敏感性实验中,若含A种抗生素的滤 纸片周围出现透明圈,说明周围的致病菌死亡,该致病菌对A种抗生素敏感;若含B种抗生素的 滤纸片周围没有出现透明圈,说明致病菌对B种抗生素不敏感;若含C种抗生素的滤纸片周围 的透明圈比含A的小,说明该致病菌对C的敏感性比对A的弱;若含D种抗生素的滤纸片周围透 明圈也比含A的小,说明A、B、C、D四种抗生素的杀菌效果最显著的为A。透明圈中出现的 菌落为耐药菌。(4)根据(3)中分析,为达到抗菌目的最好选用抗生素A。,13.(2011课标,39,15分)有些细菌可分解原油,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
46、。回答问题: (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,以避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)从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌
47、株,使用的培养基应是以原油为 唯一碳源的选择培养基,通过控制碳源这种营养成分,来促进能高效降解原油的菌株的生长,抑 制其他微生物的生长。(2)菌种纯化培养时,常采用平板划线法和稀释涂布平板法接种。(3)当 固体培养基上长出单菌落后,可通过比较菌落周围分解圈的大小,来判断菌株降解原油能力的 大小。一般来说,分解圈越大说明该菌株的降解能力越强,反之则越弱。(4)实验室培养微生物 的过程中,常用灼烧灭菌法对接种环、接种针、试管口、瓶口等进行灭菌;用高压蒸汽灭菌法 对培养基、试管等进行灭菌;用干热灭菌法对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等进行灭 菌。实验操作应在酒精灯火焰旁进行,因为酒精灯火焰旁可形
48、成一个无菌环境,可防止微生物 的污染。,14.(2009全国,33,10分)利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现有野 生菌株对淀粉的转化效率低,某同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。 (1)实验步骤: 配制 (固体、半固体、液体)培养基,该培养基的碳源应为 。 将 接入已灭菌的培养基平板上。 立即用适当剂量的紫外照射,其目的是 。 菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小,周围出现 现象的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。 (2)若已得到二株变异菌株和,其淀粉转化率较高。经测定菌株淀粉酶的催化活性高,菌 株的淀粉酶蛋白含量高。经进一步研究发现,突变发生在淀粉酶基因的编码区或非编码区, 可推测出菌株的突变发生在 区,菌株的突变发生在 区。,
