1、1微生物的培养与应用 酶的应用1.(2018 全国卷)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,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
2、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)牛肉膏蛋白胨一般用于培养细菌,MS 培养基用于植物组织培养,因此,分离培养酵母菌可用麦芽汁琼脂培养基。培养基常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,所观察到的菌落通常是由一个细胞繁殖而来的一个肉眼可见的子细胞群体。(2)在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,繁殖速度快;在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸,产生乙醇和 CO2。(3)制作面包时,加入酵母菌,酵母菌先进行有氧呼吸,后期再进行无氧呼吸,都有 CO2产生,CO 2受热后膨胀使面包松软。2.(2018 全国卷)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌
3、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。 (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
4、 消毒液 (4)氯气 (5)未将锅内冷空气排尽解析 实验室中能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等,可用干热灭菌的方法灭菌。对于一些不耐高温的液体,如牛奶采用巴氏消毒法和高温瞬时消毒法消毒,这种消毒方法的优点是可以杀死牛奶中的微生物,并且牛奶中的营养成分基本不被破坏。自来水通常是用氯气消毒的,氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢,次氯酸具有强氧化性,能杀死自来水中的微生物。用高压蒸汽灭菌法灭菌时,把锅内的冷空气彻底排除后才能达到设定的压力和相应的温度。23.金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物,可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量人的血液)上生长
5、时,可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程,请回答相关问题。(1)按细胞结构分类,金黄色葡萄球菌属于 生物,从培养过程分析,金黄色葡萄球菌可进行 呼吸。 (2)质量分数为 7.5%的 NaCl 肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括 ,用质量分数为 7.5%的 NaCl 肉汤培养基进行选择培养的主要目的是 。 (3)操作中在血平板上的接种方法是 ,接种操作前后需要对接种工具进行 灭菌。 (4)在制备血平板时需将 pH 调节至 (填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌,待培养基 后,再加入适量血液。按培养基功能分类,血平板属于 培养基。 (5)经多次规范
6、操作、重复实验,血平板上均出现 的菌落,初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌,但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带,因此,要对本操作流程进行完善,完善的方案是 。 答案 (1)原核 有氧(2)碳源、氮源、水和无机盐 增加金黄色葡萄球菌的数量(3)平板划线法 灼烧(4)微碱性 冷却 鉴别(5)周围存在透明圈 设置不加鲜牛奶,其他操作均相同的对照组解析 (1)金黄色葡萄球菌是一种细菌,属于原核生物。培养过程无密闭处理,故它进行有氧呼吸。(2)质量分数为 7.5%的 NaCl 肉汤培养基可为微生物提供生长所需要的碳源、氮源、水和无机盐。用质量分数为 7.5%的 NaCl 肉汤培养基进行选择培养是为
7、了增加高度耐盐性的金黄色葡萄球菌的数量。(3)图示用的接种工具是接种环,说明在血平板上接种的方法是平板划线法。接种工具在接种前后都要进行灼烧灭菌处理。(4)金黄色葡萄球菌能在血平板(培养基中添加适量人的血液)上生长,人的血浆 pH 为 7.357.45,为微碱性,所以金黄色葡萄球菌的生长环境为微碱性。培养基在灭菌前要先调节 pH。因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞,使其褪色,所以血平板上出现周围存在透明圈的菌落,说明有金黄色葡萄球菌,故血平板是鉴别培养基。(5)为增强实验结论的严谨性,应增加空白对照组。4.(2016 全国卷)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
8、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。3(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 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) 周围有透明圈(3)甘油解析 (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,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在
9、一起的乳酸菌被分散,培养后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鉴别乳酸菌和中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸;乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙,故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。5.废纸的主要成分是木质纤维。下图是工业上利用废纸生产乙醇的基本工作流程。请回答下列问题。(1)自然界中环节需要的微生物大多分布在 的环境中。中获得的酶是 酶。 (2)若从土壤中分离出上述微生物,应以 为唯一碳源的培养基进行培养,并加入 形成红色复合物进行筛选,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。
10、 (3)接种后一个平板经培养后的菌落分布如右图所示,推测接种时可能的操作失误是 。向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是 。 (4)生产中可以满足环节的常见菌种是 。玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可为该微生物的生长提供 。 答案 (1)富含纤维素(或“落叶较多”等) 纤维素(2)纤维素 刚果红(CR) 透明圈4(3)涂布不均匀 避免培养基污染棉塞(4)酵母菌 碳源解析 在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红纤维素的复合物就无法形成,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的透明圈。糖液
11、经发酵产生乙醇,常用的菌种是酵母菌。纤维素经充分水解后,其产物为葡萄糖,可为该微生物的生长提供碳源。6.有机化工原料氯苯不易降解,会污染环境,现欲从土壤中分离高效降解氯苯的微生物。回答下列问题。(1)为了获得能降解氯苯的微生物菌种,可在被氯苯污染的土壤中取样,并应选用以 为碳源的培养液进行选择培养。除含有碳源外,培养液还应含有 、无机盐和水等。 (2)将获得的 3 种待选微生物甲、乙、丙分别接种在 1 L 含 20 mg 氯苯的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观测从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为 33 h、15 h、46 h,则应选择微生物 作为菌
12、种进行后续培养。 (3)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可用 直接计数,也可选用 法统计活菌数目,一般前者得到的结果 (填“”“=”或“(4)原核 核糖体解析 (1)为了获得能降解氯苯的微生物菌种应选用以氯苯为碳源的培养液进行选择培养,在该培养液中,只有能降解氯苯的微生物才能生长,而其他微生物则不能生长。培养液中除含有碳源外,还应含有氮源、无机盐和水等。(2)微生物乙在含有氯苯的培养液中从实验开始到停止生长所用的时间比微生物甲、丙短,说明微生物乙分解氯苯的能力比甲、丙更强,所以应选择微生物乙作为菌种进行后续培养。(3)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可在显微镜下用血细胞计数板直接计数,
13、也可选用稀释涂布平板法统计活菌数目。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,所以一般前者得到的结果大于后者。(4)选定的菌种没有具膜细胞器,如线粒体等,则该菌种属于原核生物。组成原核生物的原核细胞有核糖体,而核糖体是蛋白质合成的场所,所以该菌种产生的降解氯苯的酶蛋白在核糖体上合成。7.(2015 全国卷)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 染液染色。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
14、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;若要测定其活菌数目,可选用 法进行计数。 5(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(2)油脂(3)血细胞计数板 稀释涂布平板(4)45 40解析 (
15、1)显微观察时,用苏丹(或苏丹)染液可将微生物 A 菌体中的油脂染成橘黄色(或红色),易于观察。微生物 A 菌体中的油脂不易挥发,宜选用萃取法从菌体中提取。(2)微生物 B 可产生脂肪酶,故应选用以油脂为碳源的固体培养基进行培养,以获得该菌的单菌落。(3)若要测定微生物 B的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直接计数;若要测定其活菌数目,可选用稀释涂布平板法进行计数。(4)三种不同温度下分解相同的油脂所需酶量 45 时最多,40 时最少,说明三个温度中 45 条件下该酶活力最小,40 条件下该酶活力最大。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕 40 设计后续实验。8.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗
16、衣粉,可以分解衣物上的蛋白质等有机污渍。请回答下列问题。(1)构成碱性蛋白酶的基本单位是 ,碱性蛋白酶的合成场所是细胞中的 。 (2)由下图可知,该实验的目的是探究 。50 时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是 %。 (3)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关记录。脸盆编号洗涤物(等量)洗涤温度 洗衣粉(等量)水量 L洗净所需时间 min1油污布45 加酶 2 42油污布45 普通 2 73油污布5 加酶 2 9 64油污布5 普通 2 8 该实验设计主要体现了实验设计的 原则、 原则。 若第 1 组洗净所需时间接近 7 min,最可能的原因是 。 (4)下列衣料不适宜用添加
17、蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有 。 A.棉织品 B.毛织品C.腈纶织品 D.蚕丝织品(5)根据以上实验结果,写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施: 。 答案 (1)氨基酸 核糖体(2)温度和碱性蛋白酶的含量对加酶洗衣粉去污力的影响 0.6(3)对照 单一变量 酶失活(4)BD(5)用温水浸泡、延长浸泡时间、增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)9.为了探索海藻酸钠固定化对绿球藻生长的影响,以及固定化藻对含 Zn2+的污水的净化作用,科研人员用筛选到的一株绿球藻进行实验,流程及结果如下。请回答下列问题。制备固定化绿球藻凝胶球 清洗23 次 培养液中培养 柠檬酸钠溶液溶解凝胶球,测定藻数量(1)实
18、验中海藻酸钠的作用是 ,CaCl 2的作用是 。 7(2)为洗去凝胶球上残余的 CaCl2和其他污染物,并保持绿球藻活性,宜采用 洗涤。图1 中 1.0%海藻酸钠组培养 24 h 后,移去凝胶球,溶液呈绿色,原因是 。 (3)为探索固定化藻对含 Zn2+的污水的净化作用,应选用浓度为 的海藻酸钠制备凝胶球。 (4)图 2 中空白凝胶球组 Z 浓度下降的原因是 。结合图 1 和图 2 分析,固n2+定化藻的实验组 2448 h 间 Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是 ;7296 h 间 Zn2+浓度下降速度较慢的原因有 。 答案 (1)包埋绿球藻(包埋剂) 与海藻酸钠反应形成凝胶球(凝固剂)(
19、2)培养液 海藻酸钠浓度过低(凝胶球孔径过大)(3)2.0%(4)凝胶吸附 Zn2+ 绿球藻生长(增殖)速度快 绿球藻生长(增殖)速度减慢,溶液中 Zn2+浓度较低解析 (1)实验中海藻酸钠的作用是作为包埋剂,包埋绿球藻。CaCl 2的作用是与海藻酸钠反应形成凝胶球。(2)要洗去凝胶球上残余的 CaCl2和其他污染物并保持绿球藻活性,需采用培养液洗涤。海藻酸钠浓度过低导致凝胶球孔径过大,部分绿球藻进入溶液,所以溶液呈绿色。(3)从图 1 可以看出,海藻酸钠浓度为 2.0%时,绿球藻数量最多,所以应选用该浓度海藻酸钠制备凝胶球。(4)空白凝胶球组 Zn2+浓度下降的原因可能是凝胶吸附 Zn2+。综合图 1 和图 2 可以看出,固定化藻的实验组 2448 h 间 Zn2+浓度下降速度较快的主要原因是绿球藻生长速度快,吸收了 Zn2+;7296 h 间 Zn2+浓度下降速度较慢的原因有绿球藻生长速度减慢,Zn 2+浓度较低等。
