选修1专题2 微生物的培养与应用

专题2 微生物的培养与应用
1、 (2011全国新课标高考理综,39)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。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。
【解析】 (1)在以原油为唯一碳源的培养基中,分解原油的细菌可以大量繁殖,而其他细菌不能生存。此种培养基属于选择培养基。
(2)纯化菌种常用平板划线法和稀释涂布平板法。
(3)在以原油为唯一碳源的培养基上,在菌落周围的原油被分解而形成分解圈,分解圈越大,说明该菌株降解能力越强。
(4)实验室灭菌有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌,实验操作要在酒精灯火焰附近的无菌区进行。
【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
2.(2010山东高考理综,34)生物柴油是一种可再生的清洁能源,其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现,在微生物M产生的脂肪酶作用下,植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如下图)。
(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发,宜选用 、 方法从油料作物中提取。
(2)筛选产脂肪酶的微生物M时,选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供
,培养基灭菌采用的最适方法是 法。
(3)测定培养液中微生物数量,可选用 法直接计数;从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测 ,以确定其应用价值;为降低生物柴油生产成本,可利用 技术使脂肪酶能够重复使用。
(4)若需克隆脂肪酶基因,可应用耐热DNA聚合酶催化的 技术。
【解析】 (1)因为植物油不易挥发,不能选用蒸馏法,可以用压榨法、萃取法从油料作物中提取。
(2)微生物的生长需要水、碳源、氮源和无机盐等,选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源。分析灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等实验室常用灭菌方法的特点可知,培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法。
(3)测定培养液中微生物的数量,可选用显微镜直接计数法直接计数。提取的脂肪酶在应用于实验或生产之前,要先检测其活性,以确定其应用价值。固定化酶技术可以实现酶的反复利用,降低生产成本。
(4)在应用PCR技术扩增DNA片段时,DNA合成(延伸)时温度要控制在72 ℃,需要具有较强的耐热性的DNA聚合酶催化。
【答案】 (1)压榨 萃取(注:两空顺序无先后) (2)碳源 高压蒸汽灭菌 (3)显微镜直接计数 酶活性(或酶活力)
固定化酶(或固定化细胞) (4)PCR(或多聚酶链式反应,聚合酶链式反应)
3.(2012届山东临沂一轮模考)苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水应含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株,筛选的主要步骤如下图所示,①为土壤样品,请回答下列问题:
(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入 作为碳源,②中不同浓度碳源的培养基 (A.影响;B.不影响)细菌的数量。如果要测定②中活细菌数量,常采用 法。
(2)④为对照,微生物在④中不生长,在⑤中生长,?④与?⑤培养基的主要区别在于 ;使用 法可以在⑥上获得单菌落。
(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小 。
(4)实验过程中如何防止其他微生物的污染 。
【解析】 (1)要从土壤中筛选只能利用苯酚的细菌菌株,应在选择培养基中加入苯酚作为唯一碳源,不同浓度的苯酚会影响细菌的数量。测定细菌数量,常采用平板菌落计数法。
(2)由于该细菌菌株只能利用苯酚,?⑤中含有苯酚,可培养获得分解苯酚的菌株,④中无苯酚,不能获得分解苯酚的菌株。使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落。(3)自变量为不同菌株,因此,本实验用相同浓度的苯酚培养不同菌株,一定时间后,测定培养液中苯酚含量的变化情况。若苯酚浓度减小幅度大,说明此菌株分解苯酚能力较强。
(4)为防止其他微生物的污染,实验器材、接种环境都需要灭菌,实验过程要确保无菌操作。
【答案】 (1)苯酚 A 平板菌落计数(活菌计数或菌落?计数?) (2)④含除苯酚外的其他碳源,⑤以苯酚作为唯一碳源 平板划线(稀释涂布平板) (3)用相同苯酚浓度的培养液培养不同菌株,一定时间后,测定培养液中苯酚的含量 (4)培养基灭菌,接种环境灭菌,接种过程无菌操作
4.(2009宁夏、辽宁高考理综,40)
(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择 、 、 等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养器皿进行
(消毒、灭菌);操作者的双手需进行清洗和 ;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能? ? 。
(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应保证待测样品稀释的 。
(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的 。
(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是 。
(6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及培养物必须经过 处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。
【解析】 大肠杆菌体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短,常作为遗传学研究的实验材料。微生物培养操作过程要保证在无菌条件中进行,需消毒或灭菌。检测培养基是否被污染,可将未接种的培养基在适宜条件下培养,若有菌落说明已被污染,若无菌落说明未被?污染?。
【答案】 (1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短 (2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构 (3)比例合适 (4)鉴定(或分类) (5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生 (6)灭菌
5.(2011山东高考理综,34)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用,两者的提取及应用如图所示。
(1)柚皮易焦糊,宜采用 法提取柚皮精油,该过程得到的糊状液体可通过
除去其中的固体杂质。
(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或 接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是 。实验前需对超净工作台进行 处理。
(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供 。电泳法纯化乳酸菌素时,若分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量越大,电泳速度 。
(4)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的 来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
【解析】 柚皮精油宜采用压榨法进行提取,要除去其中杂质可采用过滤法。培养基中的尿素可为乳酸菌提供氮源。电泳法分离蛋白质时分子量越大,电泳速度越慢,反之则越快。培养基菌落透明圈直径越大,说明柚皮精油和乳酸菌的抑菌效果越好。
【答案】 (1)压榨 过滤
(2)稀释涂布平板法 高压蒸汽灭菌锅 消毒
(3)氮源 越慢
(4)直径(或大小)
河北省唐山市2011—2012学年度高三年级第二次模拟考试
理科综合生物能力测试
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）。共300分。
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2．第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再涂选其它答案标号。第II卷用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在试题卷上作答，答案无效。
3．考试结束后，监考员将试题卷、答题卡一并交回。
第I卷
本卷共21小题，每小题6分，共126分。
以下数据可供解题时参考
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Ba 137 Cu 64 C 12
一、选择题（本题包括13小题，每小题只有一个选项符合题意）
1．下列有关酶的叙述正确的是
A．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
B．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
C．酶催化效率高是因为其降低活化能更显著
D．与光合作用有关的酶分布在叶绿体的内膜、基粒和基质
2．右图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输（不包括胞吞和胞吐）
的方式，下列表述错误的是
A．只有在氧气存在时才会发生方式b的物质运输
B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有
D．b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
3．关于转录和翻译的叙述，正确的是
A．RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化转录
B．不同密码子编码同种氨基酸可保证翻译的速度
C．真核细胞的转录主要在细胞核内进行，翻译主要在细胞质基质中进行
D．转录时的碱基互补配对类型有4种，翻译时有3种
4．右图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述正确的是
A．内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
B．若②表示促甲状腺激素，则其不只运输给甲状腺
C．若①表示免疫活性物质，则其均是由免疫细胞产生的
D．寒冷时，控制骨骼肌不自主战栗的神经中枢是大脑皮
层的身体感觉中枢
5．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，错误的叙述是
A．实验中要用卡诺氏液浸泡根尖，以固定细胞的形态
B．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极
C．多倍体细胞形成过程可能发生两条非同源染色体之间相互交换片段
D．多倍体细胞形成过程增加了非同源染色体重组的机会
6．研究表明甘氨酸能使处于静息状态的突触后膜的Cl—通道开放，使Cl—内流（如右图所示）。下列有关这一生理过程的叙述中不正确的是
A．甘氨酸属于神经递质，其受体的化学本质是糖蛋白
B．直接参与甘氨酸合成、分泌的细胞器有核糖体、内质网和
高尔基体
C．甘氨酸从突触前膜释放进入内环境后，再与突触后膜的受
体结合
D．甘氨酸作用于突触后膜，会引起细胞膜两侧电位差发生改变
29．（8分）某生物兴趣小组利用如图装置（若干个）开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。
请根据以上图表回答下列问题：
（1）上表探究性实验课题中的自变量是____。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____。
（2）若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是 （填上升或下降），植物的净光合作用速率是____mL/h。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正（排除非生物因素对实验结果的影响），如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来 （大或小）。
（3）利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是____ 。
30．（11分）如图虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动方向。请据图回答：
（1）图中不该存在的箭头是____（填序号）。
（2）初级消费者排出的粪便中仍舍有部分能量，这一部分能量流向分解者的过程应属于图示中的____（填序号）。
（3）生长在该生态系统中的蘑菇属于图中的____（填字母），蘑菇被人类食用，则实现了生态系统中能量的 利用，提高了能量的 。
（4）研究发现该生态系统中的动、植物均有垂直结构，一般认为动物的分层与 有关。
（5）请在右图中画出该生态系统的碳循环模式图。
31．（12分）已知某植物的高杆（D）对矮杆（d）为显性，植株抗病（T）对感病（t）为显性，两对基因独立遗传。以纯合的高杆感病品种为母本，纯合的矮杆抗病品种为父本进行杂交实验。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F1种子，得到的F1植株自交，单株收获，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，发现绝大多数株系都出现了高杆与矮杆的分离：而只有一个株系（A）全部表现为高杆。
（1）从理论上说，在考虑两对相对性状的情况下，上述绝大多数株系的基因型有 种，表现型有____种。
（2）据分析，导致A株系全部表现为高杆的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析A株系的抗病性状，因此需要对A株系进行处理，这种处理是____ 。如果是由于母本自交，该株系的表现型为____，其基因型是____；如果是由于父本有一个基因发生突变，该株系的表现型为____，其基因型是
；
（3）正常株系中的高杆抗病类型分别与矮杆感病类型进行杂交，则产生的下一代表现型之比理论上为________。
32．（8分）果实成熟到一定程度时，乙烯含量明显上升。有些果实在这个时侯呼吸速率会突然增高，最后又下降，果实就完全成熟了，这个呼吸高峰称为呼吸峰。某实验小组开展了与果实保鲜贮藏相关的课题研究：
（1）材料和器材
刚采摘的成熟度相近的小番茄若干、密闭容器、蒸馏水、乙烯合成抑制剂。气相色谱仪（用于测定乙烯浓度）、远红外CO2分析仪。
（2）方法和步骤
①挑选足量的无破损，形状、大小、外观颜色相对一致小番茄，随机均分成A、B两组。
②A组在 中浸泡，B组在________中浸泡，处理相同时间后取出。
③从A、B两组中取出等量的小番茄分别放入两个相同的密闭容器内。
④一小时后，分别从两个容器内抽取等量气体， ，并记录数据。
⑤每隔3天，重复步骤③④。
（3）结果和结论
所得数据处理后得到下图（图1、图2分别表示A、B组实验结果）。
①请给该实验拟定一个课题：____ 。
②比较图1、图2得到的实验结果是____ ，从而说明乙烯合成抑制剂有利于小番茄的贮藏、保鲜。
39．[生物——选修1：生物技术实践]（15分）
酶已广泛地应用在食品、化工、轻纺、医药等领域。在应用酶的过程中，常遇到酶很难回收再利用等实际问题。固定在载体上的酶可以被反复利用。自20世纪70年代，在固定化酶技术的基础上，又发展出了细胞固定化技术。回答下列问题：
（1）一般来说，酶更适合采用的固定化技术有____和 ，而细胞多采用的固定化技术是____ 。
（2）称取干酵母，放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀，并放置l小时左右时间。其目的是________。
（3）配制海藻酸钠溶液时，在用酒精灯加热时，注意要 ，反复几次。
（4）将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至____，加入已活化的酵母细胞，充分搅拌至混和均匀。
（5）将装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器，以恒定的速度滴加到配好的____溶液中，形成____，完成对酵母细胞的固定化。
40．【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分）
近20年来，在胚胎移植中，牛的胚胎移植技术较为成熟。请回答牛的胚胎移植技术中的相关知识。
（1）牛的胚胎移植技术中，对供体的要求是 和生产性能优秀的个体。
（2）哺乳动物在怀孕初期能为胚胎的收集提供可能，这是因为早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 。
（3）在胚胎移植技术中，收集到胚胎后要进行 ，再进行移植，以及移植后的检查等步骤。
（4）采用试管动物技术可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和________。在体外受精前，要对精子进行获能处理，通常采用的体外获能方法有____法和____ 法两种。体外受精主要包括 、____ 和____等几个主要步骤。
生物部分（共90分）
A卷 1．B 2．A 3．B 4．C 5． D 6．A
B卷 1．C 2．A 3．B 4．B 5． D 6．B
29．（8分）
（1）植物的种类和光质（1分） 1和3（1分）
（2）上升（1分） 15（1分） 大（1分）
（3）对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液（或能吸收CO2的液体），测量单位时间内水柱移动的距离。（3分）
30．（11分）
（1）②（2分）
（2）①（2分）
（3）D（1分） 多级（1分）利用率（1分）
（4）栖息空间和食物条件（2分）
（5）见右图（2分）
31．（12分）
（1）9（1分） 4 （1分）
（2）接种相应的病原体（1分）
全部感病（1分） DDtt（2分） 抗病和感病（2分） DDTT DDTt DDtt（2分）
（3）4:2:2:1（2分）
32．（8分）
（2）②蒸馏水（1分） 等量一定浓度的乙烯合成抑制剂（1分）
④用气相色谱仪测定乙烯浓度，用远红外CO2分析仪测定CO2浓度（2分）
（3）①探究乙烯合成抑制剂对小番茄果实保鲜贮藏的作用（或影响）（2分）
②乙烯合成抑制剂能抑制乙烯的产生，从而抑制细胞呼吸，延迟呼吸峰的出现（2分）
39．[生物——生物技术实践]（15分）
（1）化学结合法（2分） 物理吸附法（2分） 包埋法（2分）
（2）使酵母细胞活化（2分） （3）用小火或间断加热（2分）
（4）室温（2分） （5）CaCl2（2分） 凝胶珠（1分）
40． [生物— 选修3：现代生物科技专题]（15分）
（1）遗传性能（1分）（2）游离状态（1分）
（3）检查（1分） 培养或保存（1分）
（4）早期胚胎的培养（1分） 培养（2分） 化学诱导（2分）
卵母细胞的采集（2分） 精子的获取（2分） 受精（2分）
A
B
C
D
大气中CO2库