高考生物考题集萃含答案解析——微生物的培养与应用

1第11章第49讲1．2017·全国卷Ⅰ)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__脲酶__。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__分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物__，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__为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料__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__尿素__填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是__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NH4NO3，不能起到筛选作用__。3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有__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__答出两点即可)。解析1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物作为能源物质；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、氨基酸等物质。2)选择培养基是只允许特定种类的微生物目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO－4/HPO2－4可以使培养基中pH保持相对稳定。2．2016·全国卷Ⅰ)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__牛肉膏、蛋白胨__。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是__琼脂__。2)步骤③中，实验组的操作是__将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，2开盖暴露一段时间__。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__污染__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__不正确__填“正确”或“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。3．2016·全国卷Ⅲ)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__无菌水__对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是__泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落__。2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有__鉴别乳酸菌__和__中和产生的乳酸或酸)__。分离纯化时应挑选出__具有透明圈__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__甘油__填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。解析1)分离纯化乳酸菌时，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。4．2016·四川卷)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__尿素__为唯一氮源；鉴别培养基还需添加__酚红__作指示剂，3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__红__色。2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液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__稀释涂布平板法__，每克土壤样品中的细菌数量为__1．75__×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__少__。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__UGA__，突变基因表达的蛋白含__115__个氨基酸。解析1)脲酶由分解尿素的细菌产生，故需用以尿素为唯一氮源的培养基筛选该类微生物。分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，故培养基中加入酚红指示剂后，菌落周围将出现红色。2)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数，在计数时一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。每克样品中的菌株数＝C/V)×M。因培养基上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，故统计结果往往较实际数目少；而用血球计数板计数时，死亡的、活的菌体都计数在内。3)图乙显示，mRNA在箭头以前有273个核苷酸为91个密码子)，箭头处增加的70个核苷酸与后续的AG刚好组成24个密码子，后面的UGA为终止密码。突变基因表达的蛋白质含91＋24＝115个氨基酸。