第6单元微生物及发酵工程(高考真题+新题模拟)

第6单元·微生物及发酵工程·（高考真题+新题模拟）高考真题1.（10全国1）下列是与微生物培养有关的问题，请回答：（1）某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是＿＿＿＿＿＿＿，碳源是＿＿＿＿＿＿＿，氮源是＿＿＿＿＿＿＿。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于＿＿＿＿培养基。按照化学成分分类，该培养基属于＿＿＿培养基。从同化作用类型上看，用该培养基培养的细菌属于＿＿＿＿。（2）将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中，适宜条件下培养，定时取样测定菌体数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，可得到细菌的＿＿＿＿＿＿曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。实验室中，为了获得形态和生理特征一致的菌体，一般应在＿＿＿期取材；在生产中，常搜集培养至＿＿＿期的细菌用于次级代谢产物的提取。【解析】本题主要考查学生的理解能力，考查微生物的营养。第（1）小题，该培养基中，琼脂为凝固剂，葡萄糖为碳源，尿素为氮源；由于只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，可以用来选择出能够合成脲酶的细菌，在功能上称为选择培养基；由于其化学成分明确，故又称为合成培养基；由于该培养基中存在着有机碳源葡萄糖，故可推测从同化作用类型上看，用该培养基培养的细菌属于异养型。第（2）小题，在恒定容积的液体培养基上培养微生物，定期取样，然后以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，所得的曲线称为微生物的群体生长曲线，之所以以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是菌体数目往往非常大，且变化率也很高，直接以菌体数目为纵坐标不利于作图。实验室中，为了获得形态和生理特征一致的菌体，一般应在对数期取材；在生产中，常搜集培养至稳定期的细菌用于次级代谢产物的提取。【答案】（1）琼脂葡萄糖尿素选择合成异养型（2）群体生长菌体数目往往非常大，且变化率也很高，以菌体数目的对数为纵坐标有利于作图对数稳定2.（10全国卷Ⅱ）某种细菌体内某氨基酸X的生物合成途径如图：这种细菌的野生型能在基本培养基（满足野生型细菌生长的简单培养基）上生长，而由该种细菌野生型得到的两种突变型（甲、乙）都不能在基本培养基上生长；在基本培养基上若添加中间产物，则甲、乙都能生长；若添加中间产物，则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的X，甲能积累中间产物1,而乙不能积累。请回答：（1）根据上述资料可推论：甲中酶的功能丧失；乙中酶的功能丧失，甲和乙中酶的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的（同一、不同）菌体中的不同发生了突变，从而导致不同酶的功能丧失。如果想在基本培养基上添加少量的X来生产中间产物1，则应选用（野生型、甲、乙）。（2）将甲、乙混合接种于基本培养基上能长出少量菌落，再将这些菌落单个挑出分别接种在基本培养基上都不能生长。上述混合培养时乙首先形成菌落，其原因是。（3）在发酵过程中，菌体中X含量过高时，其合成速率下降。若要保持其合成速率，可采取的措施是改变菌体细胞膜的，使X排出菌体外。3.（10安徽卷）大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内-半乳糖苷酶的活性变化（如图）。据图分析，下列叙述合理的是A．0~50min，细胞内无-半乳糖苷酶基因B．50~100min，细胞内无分解葡萄糖的酶C．培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，-半乳糖苷酶基因开始表达D．培养基中葡萄糖缺乏时，-半乳糖苷酶基因开始表达【答案】D【解析】本题考查有关微生物相关知识，作为微生物的代谢调节有酶的合成和酶的活性调节两种，本题考点是酶的合成调节，在有葡萄糖存在时，大肠杆菌直接利用现有的葡萄糖，当没有葡萄糖时才合成分解乳糖的—半乳糖苷酶，才利用乳糖作为能源物质，所以D选项正确。模拟新题1.（2010四川省威远中学模拟）为证明“圆褐固氮菌促进植物枝条生根是通过产生的分泌物影响生根的”，设计相关实验，结果如下图。实验的关键设计思路是A.设法将圆褐固氮菌与杂菌分开，观察圆褐固氮菌的作用B.将圆褐固氮菌与植物枝条一起培养，观察枝条的生根现象C.设法将圆褐固氮菌的分泌物与圆褐固氮菌分开，单独地观察分泌物的作用D.用未培养过圆褐固氮菌的培养液做对照[答案]C【解析】由于要证明的是，圆褐固氮菌促进植物枝条生根是通过产生的分泌物来影响生根的，不能直接观察圆褐固氮菌的作用，故A错；将圆褐固氮菌与植物枝条一起培养来观察枝条的生根现象，无法确认是植物枝条还是圆褐固氮菌的作用，故B错；用未培养过圆褐固氮菌的培养液做对照，关键设计思路是要单一变量原则、对照原则，不是具体的对照组的处理。2.（2011·全品预测）微生物在生态系统的物质循环和能量流动中起着重要的作用。下列关于微生物的叙述错误的是A．根瘤菌可与豆科植物共生固氮，根瘤菌是消费者B．土壤中某些微生物能将土壤中的有机物分解为无机物，这些生物是分解者C．圆褐固氮菌可以在土壤中自生固氮，所以圆褐固氮菌是消费者D．硝化细菌通过化能合成作用可已经无机物转化为有机物，是生产者【答案】C【解析】A根瘤菌与都可植物共生，豆科植物为根瘤菌提供有机物，根瘤菌为豆科植物提供NH3，即根瘤菌从豆科植物活体摄取营养物质，所以根瘤菌为消费者；B分解土壤中有机物获取营养物质微生物，应该属于分解者；C圆褐固氮菌虽然自生固氮，但是必须从土壤中获取有机物以维持生存，所以不是消费者，是分解者；D硝化细菌是化能合成作用的生产者。3.（2010江西五校联考）如图甲是动物细胞融合过程，图乙是将一定量的淀粉酶和足量的淀粉混合后，麦芽糖积累量随温度变化的情况。对图中有关的生物学意义描述正确的是（）A．图甲中A、B细胞只能取自动物胚胎或幼龄动物的器官组织B．图乙中T2到T3的曲线表明酶的活性已达到最大C图丙中a、b、c可依次表示某一细胞在有丝分裂后期的染色体数、染色单体数和DNA分子数D．图丁中，部分细菌、蓝藻可以完成①过程，④过程需氧，②过程不需氧【答案】D【解析】在动物细胞工程中，可选取的细胞的特点是一种细胞必须有增殖的能力，另一种细胞根据需要进行选取，一般选用动物胚胎或幼龄动物的器官组织，但也可以用骨髓瘤细胞进行培养，故A错；在乙图中横坐标表示温度，纵坐标表示麦芽糖的积累量，由图可知在一定范围内随着温度上升，麦芽糖在增加，最后麦芽糖的量不变，从此图要得到酶的活性应该以斜率的大小进行判断，从T2到T3时应该是酶的活性已经丧失或者淀粉反应完全，B错；在减数分裂的后期，染色体数目加倍，染色单体数为0,和丙图不相符，C错；正确的是D，在丁图中，1表示的是生物固氮过程，有固氮能力的细菌和蓝藻可以进行，2是反硝化过程，反硝化细菌是厌氧性生物，4是硝化过程，硝化细菌是需氧型生物，D正确。4.（2010广西梧州二模）圆褐固氮菌是自生固氮菌，青霉素会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖而不影响酵母菌等真菌的生长繁殖。现有圆褐固氮菌和酵母菌的混合物，请你设计一个实验，分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。（1）材料用具：（略）（2）方法步骤：①制备两种培养基，一种是培养基，另一种是培养基，将这两种培养基各自分成两份，依次标上A、a和B、b。②分别向A、B培养基中接种混合菌，适宜条件下培养3~4天。③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种分别接种到a、b培养基中，在适宜条件下培养3~4天。（3）请回答：①本实验配制的培养基属于培养基，实验步骤③的目的是。②圆褐固氮菌大量积累次级代谢产物的时期是，其与酵母菌在基因结构上的主要差异为。③青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。据此推测青霉素不影响酵母菌生长繁殖的原因是。④生产上常用圆褐固氮菌制成菌剂施放到土壤中，以提高农作物的产量，其原因是。【答案】（2）①无氮含青霉素的（3）①选择得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌②稳定期圆褐固氮菌编码区是连续的，而酵母菌的编码区是间隔的，不连续的（2分）③酵母菌为真核生物，其细胞壁的成分与圆褐固氮菌不同（2分）④圆褐固氮菌可以固氮，为农作物提供氮素；可以分泌生长素，促进农作物的生长（2分）【解析】(2)圆褐固氮菌在无氮培养基上能生长而酵母菌不行，圆褐固氮菌在有青霉素的培养基上不能生长而酵母菌可以，所以一种是无氮培养基，另一种是含青霉素的培养基。（3）①因为此培养基的作用是分离并得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌，所以选择培养基。②微生物次级代谢产物积累主要在稳定期。因圆褐固氮菌是原核生物，而酵母菌则是真核生物，原核生物基因编码区是连续的，而真生物基因编码区是是间隔的，不连续的③虽然酵母菌和圆褐固氮菌都有细胞壁，但由于圆褐固氮菌是原核生物，而酵母菌则是真核生物，它们的细胞壁成分是不同的。④圆褐固氮菌的优点是可以固氮，为农作物提供氮素；还可以分泌生长素，促进农作物的生长。5.（2010上海长宁质检）下列生物中不属于微生物类群的是A．酵母菌B．草履虫C．香菇D．水绵[答案]D[解析]草履虫属于原生动物，二类生物都属于微生物，而水绵属于植物。6.（2011·全品预测）（选自大纲版2010全品猜题报告110页专题1第19题）微生物中有一些营养缺陷型，它们在一些营养物质的合成能力上出现缺陷，因此必须在基本培养基中添加相应的有机营养成分，才能正常培养这些菌株。现有一种产氨短杆菌，体内合成腺苷酸的途径如下图(A、B、C、D为相应的酶)。用紫外线照射产氨短杆菌后发现有一些菌体必须添加腺苷酸后才能生长。下列说法不正确的是A.如果想用这种细菌生产肌苷酸，则应使细菌体内的C酶不能合成B.这种营养缺陷型菌株的产生是基因突变的结果，腺苷酸是其生长因子C.用含牛肉膏或蛋白胨的培养基来培养这种营养缺陷型细菌不能形成菌落D.若菌体积累肌苷酸过多后会使A酶活性下降，这种调节机制属于反馈调节【答案】C【解析】牛肉膏或蛋白胨培养基来含有各种生长因子，培养这种营养缺陷型细菌能形成菌落。7.（2010重庆万州区二次质量调研）3．下列培养基与其用途不相符合的是A．因圆褐固氮菌为自生固氮微生物所以其培养基中不需添加有机物B．加入青霉素的培养基可分离到酵母菌和霉菌C．用含有一定浓度的生长素的完全培养液培养大豆幼苗观察生长素促进生根D．用含蔗糖、4NH、植物激素的固体培养基可培养转基因抗虫棉的幼苗【答案】A．【解析】圆褐固氮菌为异养型，培养基中需要有机碳源，只是不需氮源。8.(2010福建福州质检)甲、乙两种沙门氏菌具有不同的抗原，给大鼠同时注射两种沙门氏菌，一定时间后从大鼠体内分离出浆细胞，把每一个浆细胞单独培养在培养液中。提取并分别保存该大鼠的血清、每一个浆细胞的单独培养液，随后的实验最可能出现的现象是A．大鼠的血清与浆细胞的单独培养液混合后，前者含有的抗体与后者含有的抗原将产生免疫反应B．不同浆细胞的培养液混合，将出现免疫反应C．每一种培养液只能使一种细菌失去活动能力D．向大鼠的血清中分别加人甲、乙两种沙门氏菌，只有一种细菌出现凝集现象[答案]C[解析]大鼠的血清含有2种抗体，而浆细胞的单独培养液只含有一种抗体，并没有抗原存在，不同浆细胞的培养液混合，不会出现免疫反应；给大鼠同时注射两种沙门氏菌，都能使大鼠分别发生免疫反应，产生相应的抗体，而体液免疫的抗体主要分布在血清中，血清中含有这2种抗体，所以向大鼠的血清中分别加人甲、乙两种沙门氏菌，二种细菌都会出现凝集现象。9.（2010北京崇文区第二次统考）请回答下列与大肠杆菌有关的问题：（1）从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于；它的同化作用类型是。（2）下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。成分含量蛋白胨10.0g乳糖5.0g蔗糖5.0gK2HPO42.0g显色剂0.2g琼脂12.0g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL根据用途划分该培养基属于培养基（选择、鉴别）。该培养基中的碳源是。（3）培养大肠杆菌时，常用的接种方法是平板划线法和。为防