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专题25微生物的利用生物(浙江选考专用)考点微生物的培养和利用A组自主命题·浙江卷题组五年高考1.[2018浙江11月选考,32(一),7分]回答与微生物培养及应用有关的问题:(1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时,灭菌时间应从时开始计时。对于不耐热的液体培养基,一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中,采用方式可较快地进行过滤灭菌。(2)与酿造果醋相比,利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋,需增加的过程。某醋化醋杆菌培养基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇组成,其中甘露醇的主要作用是。(3)为筛选胞外α-淀粉酶分泌型菌种,一般从(A.果园树下B.肉类加工厂周围C.米酒厂周围D.枯树周围)获得土样,用无菌水稀释,涂布到含有淀粉的选择培养基上培养,一段时间后在培养基表面滴加碘液,可在菌落周围观察到水解圈。若要筛选酶活性较高的菌种,需挑选若干个比值大的菌落,分别利用液体培养基振荡培养进行扩增。然后将培养液离心,取用于检测酶活性。答案(1)达到设定的温度或压力值抽滤(2)将淀粉分解为葡萄糖作为碳源(3)C水解圈直径与菌落直径上清液解析(1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时,灭菌时间应从达到设定的温度或压力值时开始计时。对于不耐热的液体培养基,如含有尿素,一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中进行过滤灭菌,采用抽滤方式可加快过滤。(2)大米、高粱等原料中富含淀粉,醋化醋杆菌无法直接利用,所以应先将淀粉分解为葡萄糖。醋化醋杆菌培养中,甘露醇为微生物提供碳源。(3)制作米酒的过程,需先将淀粉通过淀粉酶催化水解为可以进行发酵的糖,米酒厂周围土样中胞外α-淀粉酶分泌型菌种含量相对较高。淀粉在α-淀粉酶的催化下水解生成糊精,糊精遇碘液不会变蓝,而淀粉遇碘液变蓝,若在培养基表面滴加碘液,由于菌种产生胞外α-淀粉酶水解淀粉而形成水解圈,水解圈越大,说明α-淀粉酶的活性越高。因此,可通过挑选水解圈直径与菌落直径比值大的菌落来筛选酶活性较高的菌种,然后利用液体培养基振荡培养进行扩增,再对培养液进行离心,取上清液得到淀粉酶提取液,用于酶活性检测。素养解读本题通过微生物的综合应用,考查了生命观念和科学探究。2.[2016浙江10月选考,32(一),7分]请回答从土壤中分离产脲酶细菌和脲酶固定化实验的有关问题:(1)LB固体培养基:取适量的蛋白胨、酵母提取液、NaCl,加入一定量的蒸馏水溶解,再加,灭菌备用。(2)尿素固体培养基:先将适宜浓度的尿素溶液,用灭菌过的G6玻璃砂漏斗过滤,因为G6玻璃砂漏斗,故用于过滤除菌,然后将尿素溶液加到已经灭菌的含有酚红的培养基中,备用。(3)取适量含产脲酶细菌的10-4、10-5两种土壤稀释液,分别涂布接种到LB固体培养基和尿素固体培养基上,培养48h,推测固体培养基上生长的菌落数最少的是(A.10-5稀释液+尿素固体培养基B.10-5稀释液+LB固体培养基C.10-4稀释液+尿素固体培养基D.10-4稀释液+LB固体培养基)。在尿素固体培养基上产脲酶细菌菌落周围出现,其原因是细菌产生的脲酶催化尿素分解产生所致。(4)制备固定化脲酶时,用石英砂吸附脲酶,装柱。再用蒸馏水洗涤固定化酶柱,其作用是。答案(1)琼脂(2)高压蒸汽孔径很小,细菌不能滤过(3)A红色环带氨(或NH3)(4)除去游离的脲酶解析(1)制备固体培养基需要加入琼脂。(2)培养基、实验用具等的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌,G6玻璃砂漏斗孔径很小,细菌不能滤过,故可用于过滤除菌。(3)LB固体培养基营养较为全面,尿素固体培养基以尿素为唯一氮源,所以在10-5稀释液+尿素固体培养基上生长的菌落数最少,细菌产生的脲酶催化尿素分解产生氨(或NH3),使pH升高,培养基中的酚红指示剂就会变红。(4)用蒸馏水洗涤固定化酶柱,其作用为除去游离的脲酶。素养解读本题通过从土壤中分离产脲酶细菌和脲酶的固定化,考查了生命观念和科学探究。3.(2015浙江自选,17,10分)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①。(2)在无菌条件下,将经过处理的土壤悬液进行②,然后涂布于含有植酸钠的固体培养基上。培养后观察到③,其周围出现透明水解圈,圈的直径大小与④强弱有关。(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⑤。液体培养基与固体培养基相比,不含有的成分是⑥。(4)在合适条件下,将提纯的植酸酶与海藻酸钠混合后,滴加到一定浓度的钙离子溶液中,使液滴形成凝胶固体小球。该过程是对酶进行⑦。A.吸附B.包埋C.装柱D.洗涤(5)温度与植酸酶相对酶活性的关系如图所示。下列叙述 的是⑧。 错误A.测试温度中,固定化与非固定化植酸酶的最适温度分别为60℃和45℃B.测试温度范围内,固定化植酸酶的相对酶活性波动低于非固定化植酸酶C.固定化与非固定化植酸酶相比,相对酶活性在80%以上时的温度范围较宽D.65℃时固定化与非固定化植酸酶的相对酶活性因蛋白质变性而位于最低点答案(1)①耐高温菌株(2)②稀释③单菌落④植酸酶的活性(3)⑤供氧⑥琼脂(4)⑦B(5)⑧D解析(1)用80℃高温处理土壤悬液可以筛选出耐高温菌株。(2)无菌条件下经处理的土壤悬液利用稀释涂布平板法进行接种;培养后可观察到有的单菌落周围出现透明圈,这是耐高温菌株产生的植酸酶水解植酸钠形成的,透明圈越大,说明植酸酶的活性越高。(3)将液体培养基振荡可提高培养液中氧的含量,固体培养基具有固体状态是因为制备培养基时加入了琼脂。(4)将植酸酶与海藻酸钠混合,然后制成凝胶珠,这是利用包埋法制备固定化酶。(5)对比曲线可知,65℃时非固定化植酸酶因蛋白质变性而活性最低,但此温度条件下固定化植酸酶活性虽然降低,但不一定发生了蛋白质变性,故选D。素养解读本题通过筛选产耐高温植酸酶菌株及酶的固定化,考查了生命观念和科学探究。考点微生物的培养和利用B组统一命题、省(区、市)卷题组1.(2019课标全国Ⅰ,37,15分)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会,其原因是。(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是。(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供和。答案(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料解析(1)在Ⅰ号培养基中,牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源,Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中,碳源只有X,不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增殖,使该类细菌比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时,需采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下,丙酮酸可被分解为CO2和H2O且释放能量,为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。知识归纳总结微生物培养的常考知识(1)培养基的营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。(2)常用灭菌方法:灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。(3)培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶常采用的灭菌和消毒方法依次是高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学消毒、紫外线灭菌、巴氏消毒法。(4)选择培养基的原理:不同微生物在代谢过程中所需要的营养物质和环境不同。有的适于酸性环境,有的适于碱性环境。例如从土壤中分离放线菌时,可在培养基中加入10%的酚数滴,抑制细菌和真菌的生长;如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度的食盐。2.(2019课标全国Ⅱ,37,15分)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是。(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择菌落进一步纯化,选择的依据是。 (3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。①在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加,三处滴加量相同。②一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明。答案(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(4)①缓冲液②缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近解析本题借助微生物的筛选及酶活力对比实验的相关知识,考查考生对实验目的、原理的理解和对实验现象、结果的分析、解释能力。通过对不同种类微生物的筛选、纯化及酶活力实验分析,体现了对科学探究素养中方案探讨、结果分析要素的考查。(1)要从土壤中分离能降解W的细菌,培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源,应将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上,观察细菌能否生长,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源,否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则,C处应滴加等量不含酶的缓冲液。②C处只滴加等量缓冲液,若C处没有出现透明圈,说明缓冲液不能降解W,若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明酶E与天然酶降解W的能力相近。3.(2019课标全国Ⅲ,37,15分)回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是。硝化细菌在没有碳源的培养基上(填“能够”或“不能”)生长,原因是。(2)用平板培养细菌时一般需要将平板(填“倒置”或“正置”)。(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。答案(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源(2)倒置(3)在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征(4)灭菌解析本题借助细菌的培养方法与操作的相关知识,考查考生理解实验原理、方法与操作步骤,并对一些生物学问题进行初步探究的能力;试题通过实验分析和方案探究的形式体现了对科学探究素养的考查。(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等,蛋白胨能同时提供碳源、氮源,葡萄糖提供碳源,NaNO3不能提供碳源,可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同,故制备培养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌,可以利用空气中的CO2