1.1发酵工程的培养基 练习(含解析)2024-2025学年高二下学期生物苏教版选择性必修3

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1.1发酵工程的培养基 练习(含解析)2024-2025学年高二下学期生物苏教版选择性必修3

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2024年6月12日高中生物作业
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.聚乳酸(PLA)是新型可降解塑料,目前土壤微生物对其降解能力有限。明胶是PLA的结构类似物,可为部分微生物提供有机碳源和氮源,对微生物产生PLA降解酶具有诱导作用。现提供3种液体培养基:①基本培养基(成分为牛肉膏、无机盐、水);②基本培养基+适量明胶;③去除牛肉膏的基本培养基+适量明胶。若要筛选出以明胶为唯一碳源并能降解PLA的菌株,下列叙述正确的是( )
A.微生物繁殖后能在上述3种培养基上形成单菌落
B.培养基①中存活的是异养型微生物,培养基③中存活的是自养型微生物
C.培养基②中最可能筛选出符合实验目的的微生物
D.后续还需要进行PLA膜降解效果测试的复筛实验
2.进行土壤中尿素分解菌的选择培养时,利用的培养基组分及含量如表所示。下列分析错误的是( )
组分 KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4 7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂糖 H2O
含量 1.4g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 定容1000mL
A.KH2PO4和Na2HPO4既可为菌体提供无机盐,又可调节培养基的pH
B.尿素既可为尿素分解菌提供氮源,又可对培养基中的微生物起选择作用
C.琼脂糖一般不可以为尿素分解菌提供碳源,只起到凝固剂的作用
D.蒸馏水既可用于定容,又可用于稀释培养液
3.实验室欲测定链霉素对3种细菌的抗生素效应,可用3种细菌在事先准备好的琼脂平板上画3条等长的平行线(3条线均与图中的链霉素带接触),将平板置于37 ℃条件下恒温培养3天,结果如下图所示。从实验结果分析,以下叙述不正确的是(  )
A.链霉素能阻止结核杆菌的生长
B.链霉素对结核杆菌比对霍乱菌更有效
C.链霉素对结核杆菌比对伤寒菌更有效
D.链霉素可以用于治疗伤寒病人
4.下列有关倒平板的操作不正确的是( )
A.倒平板过程需要在酒精灯火焰旁进行
B.待培养基冷却到室温时进行倒平板
C.倒平板时培养皿盖打开的开口要尽量小
D.培养基冷凝后需要将平板倒置保存
5.多环芳烃(PAHa)是一种不溶于水的有机物,在培养基中以微小的颗粒状存在,PAHs在土壤中的降解速率很慢,并具有致癌和致畸作用。科研人员欲从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株,下列说法错误的是( )

A.培养基甲为液体培养基,可扩大培养目的菌株
B.培养基甲和培养基乙均应该以PAHs为唯一碳源
C.实验还应设置对照组,若对照组培养基上生长的菌落数少于选择培养基,说明选择培养基具有筛选作用
D.若培养液中PAHs浓度过高,目的菌株对PAHs的降解能力可能下降
6.研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是( )
A.a点时取样、尿素氮源固体培养基
B.b点时取样、角蛋白氮源固体培养基
C.b点时取样、蛋白胨氮源液体培养基
D.c点时取样、角蛋白氮源液体培养基
7.“以艾灸病人床四角,各一壮,令不相染”描绘了我国传统民间医药学用艾叶杀菌的的场景。某班同学按照“探究抗生素对细菌的选择作用实验”的实验过程,分别使用含有相同浓度的艾叶汁和氨苄青霉素的两种滤纸片对大肠杆菌进行选择性培养,测量抑菌圈的直径变化,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.艾叶汁的抑菌效果比氨苄青霉素好
B.氨苄青霉素对大肠杆菌的选择作用更强
C.氨苄青霉素诱导产生耐药性突变的效果更好
D.对药物敏感的细菌周围的滤纸片可能不出现抑菌圈
8.酱油起源于我国,至今已有数千年历史。参与酱油酿造过程的微生物主要有米曲霉、酵母菌和乳酸菌等,在众多微生物及其酶系的作用下,分解大豆、小麦中的蛋白质、脂肪等有机物,最终形成具有特殊色泽和良好风味的酱油。某企业制作酱油的流程示意图如下。下列说法错误的是( )
A.米曲霉发酵过程中大豆中的蛋白质可为米曲霉的生长提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源
B.米曲霉产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸
C.参与酱油酿造过程的米曲霉、酵母菌和乳酸菌都属于真核生物
D.抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,发酵池发酵阶段加入食盐可以抑制杂菌生长
9.甲、乙、丙是三种微生物,下表I、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖;甲能在I中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;丙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、乙都不能。下列说法正确的是( )
粉状硫10g K2HPO44g FeSO40.5g 蔗糖10g (NH4)2SO40.4g H2O100ml MgSO49.25g CaCl20.5g
Ⅰ + + + + - + + +
Ⅱ + + + - + + + +
Ⅲ + + + + + + + +
A.甲、乙、丙都是异养微生物
B.甲、乙都是自养微生物、丙是异养微生物
C.甲是固氮微生物、乙是异养微生物、丙是自养微生物
D.甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
10.为了获得所需要的微生物,可以通过选择培养及鉴别培养来进行筛选。下列叙述错误的是( )
A.从样品中筛选所需要的微生物时只能使用固定培养基
B.培养基中加入抗生素能筛选出具有相应抗性的微生物
C.尿素分解菌能够将尿素分解为氨,使酚红指示剂变红
D.刚果红染色法中,纤维素分解菌能分解纤维素使菌落周围出现透明圈
11.微生物的培养基类型较多,一般可根据其用途、物理性质以及培养基组成物质的化学成分特征等方面进行分类。下列相关叙述错误的是( )
A.进行细菌的鉴定和分离时,应使用固体培养基,以便分析菌落特征和数量
B.获取微生物的代谢产物时,多使用液体培养基进行摇床培养,以利于细胞增殖和代谢的进行
C.从液体培养基中取样对细菌计数时,还须用到的有血细胞计数板和显微镜
D.常用琼脂作为凝固剂来配制固体培养基
12.下列有关微生物数量说法,错误的是( )
A.土壤中各类微生物的数量不同,因此分离不同类型的微生物要选择不同的稀释倍数
B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,选用的稀释范围不同
C.只要得到了3个或3个以上菌落数目在30~300的平板,就能够统计样品中活菌数目
D.牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基,说明选择培养基已筛选出一些菌落
二、多选题
13.金黄色葡萄球菌可引起化脓性炎症,青霉素是化脓性炎症的特效药。但由于青霉素的长期滥用,金黄色葡萄球菌中出现了对青霉素的耐药性,进而产生了“超级细菌”。某医学研究小组在患者体内采集样本并制成菌液后进行分离培养,具体操作如图所示。(已知:金黄色葡萄球菌能分解卵黄中的卵磷脂,在含卵黄的固体培养基上形成的菌落周围会出现特有的乳白色的乳浊环。)下列相关叙述正确的是(  )
A.超级细菌的产生是抗生素对变异的细菌进行选择的结果
B.灭菌后待温度降到50℃左右时,在无菌条件下,加入无菌的卵黄液
C.含卵黄的固体培养基可以鉴别金黄色葡萄球菌,卵黄液可为微生物提供碳源和氮源
D.长期滥用青霉素后,金黄色葡萄球菌基因频率发生改变从而产生新物种
14.为探究某物种的等位基因“CST1”与“Cst1 E81K ”的功能,科研人员将表达 CST1 和 Cst1 E81K的质粒分别导入不能吸收葡萄糖的酵母菌(以麦芽糖为碳源),经处理后将其接种到含不同碳源的培养基上,生长情况如下表所示。相关叙述正确的是( )
组别 麦芽糖 麦芽糖+葡萄糖类似物(吸收后可杀死酵母菌)
稀释5倍 稀释25倍 稀释125倍 稀释5倍 稀释25倍 稀释125倍
空质粒 +++ +++ + +++ +++ +
CST1 +++ ++ + ++ - -
Cst1E81K +++ ++ + +++ ++ +
注:“+”表示菌落多少“-”表示无菌落。
A.培养基中除碳源外还需添加氮源、无机盐、水等成分
B.加葡萄糖类似物的目的是鉴定酵母菌能否吸收葡萄糖
C.据表推测,CST1 可能与转运葡萄糖进入细胞有关
D.导入 Cst1 E81K 的酵母菌吸收葡萄糖能力大于导入 CST1 的酵母菌
15.土壤中95%以上的磷为植物很难利用的无效磷。解磷菌能够将磷矿粉等无效磷转化为植物易利用的速效磷。为研究解磷菌的解磷机理,科研人员将磷矿粉制成培养液,培养从土壤中分离出的2种解磷菌(M-3-01、B3-5-6),测定培养液的上清液pH及其中的速效磷含量,结果如图,下列叙述正确的是( )
A.2种解磷菌是用只含磷矿粉的培养基分离出来的
B.由图可知,168h以内M-3-01解磷能力较强
C.B3-5-6转化无效磷的能力与培养溶液pH显著相关
D.据图推测B3-5-6可能借助分泌酸性物质溶解磷矿粉
16.如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的过程示意图,有关叙述错误的是( )

A.在配制步骤②、③的培养基时,都应添加琼脂
B.步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,可通过比较溶液pH的变化大小来比较细菌分解尿素的能力
三、非选择题
17.自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图。回答下列问题:

(1)步骤①土样应取自表层土壤的原因是 。
(2)下表为两种培养基的配方,步骤④应选其中的 培养基,原因是 。
培养基类型 培养基组分
Ashby培养基 甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基 蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(3)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时,经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定,筛选出固氮能力最强的菌种CM12,为进一步鉴定其固氮能力,科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验,30天后测定土壤微生物有机氮含量,结果如下图。
注:
CK:对照处理组;
N:尿素处理组(每盆土壤中50mL有氮全营养液:成分为在1000mL无氮植物营养液中加入0.12g尿素);
CM12:自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50mL,接种自身固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为 。
②自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广,原因是 。
18.物质m是一种有机物(仅含有C、H两种元素),会污染土壤。m在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲用三种培养基筛选土壤中能高效降解m的细菌(目标菌)。①号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入m(5g/L);②号培养基;氯化钠(5g/L),硝酸铵( 3g/L),其他无机盐(适量),m(15 g/L);③号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵( 3g/L),其他无机盐(适量),m(45g/L)。
(1)在①号培养基中,为微生物提供氮源的是 。②③号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 。
(2)用①号培养基从土壤悬浮液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)若将土壤悬浮液接种在②号液体培养基中,培养一段时间后,甲、乙菌的比例会 ,其原因是 。
(4)假设从③号培养基中得到了高效降解m并能转变为丙酮酸的细菌,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供 。
19.羧甲基纤维素钠(CMC)是一种纤维素的衍生物,常用做食品添加剂。因其不能被人体消化吸收,通常被认为是安全的食品添加剂。研究者欲探究CMC能否引起小鼠体重变化,进行了如下实验:用含1.0%CMC的无菌水作为饮用水,连续饲喂无菌小鼠(实验前从未接触过微生物,肠道内没有菌群)12周后测定小鼠体重。实验结果如下图所示,请回答下列问题:
(1)本实验的自变量是 。
(2)有人推测小鼠体重变化是因为摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测,研究者设计了如下实验;分别收集A、B组小鼠粪便,制成悬液涂布于 (填“含全营养”或“以CMC为唯一碳源”)的培养基上。置于 (填“无氧”或“有氧”)条件下培养,通过观察比较菌落的种类和数量以确定推测是否成立。
(3)为进一步探究“小鼠体重变化是否与CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变有关”,研究者设计了粪菌移植实验,请完善实验设计方案。
实验备选材料:①无菌小鼠,②饲喂含CMC无菌水12周的普通小鼠、③饲喂无菌水12周的普通小鼠,④含1.0%CMC的无菌水、⑤无菌水。
实验组 对照组
1 将 (填序号)的粪菌移植到无菌小鼠消化道内 将 (填序号)的粪菌移植到无菌小鼠消化道内
2 用 (填序号)作为饮用水 用 (填序号)作为饮用水
3 在相同且适宜的无菌环境中培养一段时间,测定小鼠的体重变化
实验结果;若 ,说明小鼠体重变化是由CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致。
20.佩戴口罩是预防病原体感染的有效措施之一。使用过的口罩,如果没有妥善处理会对生态环境造成巨大威胁。某科研团队欲从不同环境的土壤中筛选出能高效降解一次性口罩(主要成分是聚丙烯纤维)的细菌。请回答下列问题:
(1)该科研团队设计了一个对照实验,请将以下实验步骤补充完整:
①采集来自不同环境的等量土壤,编号为A、B、C、D。将同型号等量的一次性口罩经灭菌处理后埋入各组土壤中。
②在相同且适宜条件下培养一段时间后,观察各组中口罩的腐烂程度。
③从口罩腐烂程度 的一组上采集细菌样品。
(2)分离纯化目的菌时,培养基以 作为唯一的碳源。这样的培养基按功能划分,属于 培养基。
(3)若需进一步对土样中的细菌计数,上图所示微生物接种的方法是 ,在3个平板上分别滴加0.1mL稀释液,经适当培养后,3个平板上菌落数分别是65、66和67,则1g土壤中的活菌数约为 个。该方法所得测量值一般比实际值偏低的原因是 。
21.图1是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图,其中A~E代表物质,①~⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在,固氮酶对氧气高度敏感,在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题:
(1)物质A、C分别是 、 。根瘤菌为根瘤细胞提供 ,该物质在根瘤细胞质中发生反应,转化为氨基酸等含氮有机物。某同学欲从大豆根系分离出固氮菌,则配制的培养基应包含的营养成分有 。
(2)研究发现,蔗糖进入维管束细胞的过程可被呼吸抑制剂抑制,据此推测,蔗糖进入维管束细胞的跨膜运输需要的条件是 。
(3)研究发现,光诱导的移动因子可从大豆枝条移动到根部,同时根瘤菌内形成某种复合物,进而激活根瘤发生相关基因的表达。可见,光除了可为植物提供能量外,还可作为 参与大豆根瘤结节生成的调控。
(4)对栽培大豆进行根瘤菌的接种预实验(作为实验组),并测定大豆植株光合作用相关变化指标,结果如图2所示。
据图2分析,接种根瘤菌能提高大豆植株净光合速率的原因可能是 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【分析】蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂,具有肉香的特殊气息。蛋白胨中富含有机氮化合物,也含有一些维生素和糖类,能为微生物提供碳源、氮源、维生素等营养物质。
【详解】A、微生物繁殖后能在固体培养基上形成单菌落,液体培养基中不会形成单菌落,A错误;
B、牛肉膏提供的是有机碳源和氮源,故培养基①中存活的异养型微生物,培养基③中去除牛肉膏,但是明胶是PLA的结构类似物,可为部分微生物提供有机碳源和氮源,异养型微生物也可以存活,B错误;
C、若要筛选出以明胶为唯一碳源并能降解PLA的菌株,则应该使用去除牛肉膏的基本培养基+适量明胶+适量PLA作为唯一碳源,C错误;
D、分离筛选到符合要求的微生物后,还要对其进行培养并测试其对PLA膜的降解效果,D正确。
故选D。
2.D
【分析】
进行土壤中尿素分解菌的选择培养的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源,缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
【详解】A、KH2PO4和Na2HPO4这两种无机盐既可以为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH相对稳定,A正确;
B、培养基中除了尿素无其他含氮物质,只有尿素分解菌通过分解尿素进行生长繁殖,故尿素既能为尿素分解菌提供氮源,又可对培养基中的微生物起选择作用,B正确;
C、琼脂糖不能被微生物利用,只能充当凝固剂,C正确;
D、蒸馏水起定容作用,蒸馏水不能对培养液进行稀释,稀释所用的溶剂应为无菌水,D错误。
故选D。
3.D
【分析】抗生素能够杀灭细菌,但是不同的细菌对同种抗生素的敏感性不同。图中链霉素带中的链霉素会扩散进入周围环境,对链霉素敏感的细菌无法生长。根据图示结果可知,结核杆菌对链霉素最敏感,其次是霍乱菌,伤寒菌对链霉素具有耐药性。
【详解】A、由图可知,结核杆菌线消失最多,结核杆菌剩余最少,链霉素能阻止结核杆菌的生长,A正确;
BC、由图可知,结核杆菌对链霉素最敏感,其次是霍乱菌,伤寒菌对链霉素具有耐药性,链霉素对结核杆菌比对霍乱菌更有效,链霉素对结核杆菌比对伤寒菌更有效,BC正确;
D、伤寒病人致病菌是伤寒菌,而伤寒菌对链霉素具有耐药性,链霉素不可用于治疗伤寒病人,D错误。
故选D。
4.B
【分析】倒平板操作的步骤:待培养基冷却到50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞;右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰;用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖;等待平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,使皿盖在下、皿底在上,这样可以防止皿盖上的水分滴到培养基上造成培养基的污染。
【详解】A、倒平板过程需要在酒精灯火焰旁进行,防止空气中的杂菌污染,A正确;
B、待培养基冷却到50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板,B错误;
C、倒平板时培养皿盖打开的开口要尽量小,用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于锥形瓶瓶口的缝隙,将培养基倒入培养皿,以防空气中杂菌的污染,C正确;
D、培养基冷凝后需要将平板倒置,防止皿盖上的水珠滴落到培养基上,D正确。
故选B。
5.C
【分析】分析题图:图示表示科研人员从被PAHs污染的土壤中分离出高效降解PAHs的菌株的主要步骤。其中培养液中加入多环芳烃菲作为唯一碳源,目的是筛选出高效降解PAHs的菌株。
【详解】A、液体培养基可用于扩大培养,分析题图可知,培养基甲为液体培养基,可扩大培养目的菌株,A正确;
B、实验目的是分离出高效降解PAHs的菌株,故培养基甲和培养基乙均应该以PAHs为唯一碳源,B正确;
C、选择培养基中的菌落数应少于普通培养基的菌落数,才说明选择培养基具有筛选作用,C错误;
D、若培养液中PAHs浓度过高,导致培养基渗透压过高,目的菌株失水,代谢程度减弱,目的菌株对PAHs的降解能力可能下降,D正确。
故选C。
6.D
【分析】筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,要用角蛋白氮源培养基。
【详解】研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,因此既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,所以在c点取样,并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养,所以D正确,ABC错误。
故选D。
7.B
【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物种和氧气的要求。
【详解】AB、艾叶汁的抑菌小于氨苄青霉素的抑菌圈,则艾叶汁的效果比氨苄青霉素弱,氨苄青霉素对大肠杆菌的选择作用更强,A错误,B正确;
C、突变是不定向性的,氨苄青霉素对耐药性突变只是起选择作用,C错误;
D、对药物敏感的细菌,不能生长,其周围的滤纸片会出现抑菌圈,D错误。
故选B。
8.C
【分析】米曲霉在发酵过程中产生的蛋白酶能将蛋白质分解为小分子的肽和氨基酸,产生的脂肪酶能将脂肪分解为甘油和脂肪酸,使发酵的产物具有独特的风味。
【详解】A、大豆中含有丰富的蛋白质,可为微生物的生长繁殖提供氮源,小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供碳源,A正确;
B、制作酱油时,米曲霉等微生物产生的蛋白酶能将蛋白质分解成小分子肽和氨基酸,B正确;
C、乳酸菌是原核生物,米曲霉、酵母菌是真核生物,C错误;
D、抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素,在发酵池中酵母菌产生的酒精能抑制杂菌的生长,乳酸菌产生的乳酸使发酵液呈酸性也能抑制杂菌的生长,同时往发酵池中添加的食盐也能抑制杂菌的生长,D正确。
故选C。
9.C
【分析】据表分析:Ⅰ培养基的特点是缺氮,能在这样的培养基上存活的只能是固氮微生物;Ⅱ培养基的特点是没有有机碳源,是培养自养微生物的培养基;Ⅲ培养基是适宜异养微生物生长的培养基。
【详解】乙能在Ⅱ(缺少有机碳源)中正常生长繁殖,而甲和丙都不能,只能在Ⅰ和Ⅲ(都含有有机碳源)中才能正常生长繁殖,因此乙属于自养型微生物,甲、丙都属于异养微生物,Ⅰ培养基缺氮源,但甲能在该培养基上生长繁殖,说明甲能够自身固氮,属于固氮微生物,C符合题意。
故选C。
10.A
【分析】1、筛选目的微生物时应该使用只有目的微生物能够生存,而其他微生物不能生存的选择培养基。
2、选择培养基是指通过培养混合的微生物,仅得到或筛选出所需要的微生物,其他不需要的微生物种类在这种培养基上是不能生存的。
【详解】A、从样品中筛选所需要的微生物不是只能用固体培养基,也可以用液体培养基,只要能得到目的菌即可,A错误;
B、抗生素抑制细菌生长,培养基中加入抗生素,具有相应抗性的微生物才能在其上生长,从而可以筛选出具有相应抗性的微生物,B正确;
C、尿素分解菌能够将尿素分解为氨,氨使培养基碱性增强,pH升高,从而使酚红指示剂变红,C正确;
D、在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红就会与纤维素结合形成红色复合物,纤维素分解菌能分解纤维素,当培养基中的纤维素被分解后,刚果红一纤维素复合物就无法形成,这样培养基中会出现以纤维素降解菌为中心的透明圈,D正确。
故选A。
11.C
【分析】对微生物计数通常采用血细胞计数板在显微镜下直接计数,或利用稀释涂布平板法通过菌落数间接计数。微生物实验完成后需先灭菌后再对相关工具进行洗涤,以免造成环境污染。
【详解】A、常见进行细菌的鉴定和分离,应使用固体培养基,以便通过分析菌落特征和对菌落数量的统计以达到目的,A正确;
B、摇床的使用,可以让营养物质和细胞接触更充分,有利于细胞增殖和代谢的进行,B正确;
C、血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数,细菌计数板常用于相对较小的细菌等的计数,C错误;
D、固体培养基制作时常用琼脂作为凝固剂,D正确。
故选C。
12.C
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数为30~300、适于计数的平板,在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均值。
【详解】A、样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目,土壤中各类微生物数量不同,含量最多的是细菌,其次是放线菌,最少的是真菌,为了获得菌落数为30~300、适于计数的平板,因此分离不同类型的微生物要选择不同的稀释倍数,A正确;
B、分解尿素的细菌只是属于土壤中众多细菌的一种,测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量,应选用的稀释范围不同,测定土壤中细菌总量的稀释倍数较大,B正确;
C、如果得到了两个或多个菌落数为30~300的平板,说明稀释度合适,操作比较成功,能够进行菌落的计数,C错误;
D、牛肉膏蛋白胨培养基属于完全培养基,如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,说明选择培养基具有筛选作用,D正确;
故选C。
13.ABC
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。
【详解】A、超级细菌的产生是抗生素对变异的细菌进行选择的结果,其实质是种群的基因频率发生了定向的改变,A正确;
B、配制好的培养基通常使用高压蒸汽进行灭菌,然后待温度降到50℃左右时,因为要分离能分解卵黄中的卵磷脂的金黄色葡萄球菌,故需要在无菌条件下加入无菌的卵黄液,摇匀后立即倒平板,B正确;
C、由题意可知,含卵黄的固体培养基可以鉴别金黄色葡萄球菌,卵黄液可为微生物提供碳源和氮源、水和无机盐等营养物质,C正确;
D、新物种形成的标志是产生生殖隔离,长期滥用青霉素后,金黄色葡萄球菌基因频率发生改变,但不一定产生新物种,D错误。
故选ABC。
14.ABC
【分析】由题干信息分析可知,该实验的目的是为探究某物种的等位基因“CST1”与“cst1E81K”的功能,由图观察可知,左图中,在添加麦芽糖的培养基中空质粒组、导入CST1和导入cst1E81K的酵母菌的三组处理中酵母菌菌落数目相差不大,但在麦芽糖+葡萄糖类似物组中,导入CST1的酵母菌菌落数目最少,这说明该处理组吸收葡萄糖类似物的量最多。
【详解】A、培养基中的主要成分有碳源、氮源、水和无机盐等,A正确;
B、加葡萄糖类似物的目的是鉴定酵母菌能否吸收葡萄糖,B正确;
C、据表推测,导入CST1的酵母菌在葡萄糖类似物的培养基上菌落数目降低,这是由于葡萄糖类似物被吸收后可以杀死酵母菌,据此推测CST1能转运葡萄糖类似物进入酵母菌,故其功能可能是转运葡萄糖进入细胞,C正确;
D、在麦芽糖+葡萄糖类似物的培养基中,导入cst1E81K的酵母菌菌落数目多于CST1处理组,这说明其存活率更高,由于葡萄糖类似物被吸收后可以杀死酵母菌,据此推测导入cst1E81K的酵母菌葡萄糖吸收速率小于导入CST1的酵母菌,D错误。
故选ABC。
15.BCD
【分析】1、培养基的主要成分是水、碳源、氮源、无机盐。
2、据图可知,自变量为培养时间及不同的解磷菌,因变量为速效磷和pH。
【详解】A、培养基的主要成分是水、碳源、氮源、无机盐,只含磷矿粉的培养基无法满足解磷菌对全部营养物质的需求,2种解磷菌是用只含磷矿粉为唯一磷源的培养基分离出来的,A错误;
B、据图可知,168h以内M-3-01解磷菌的速效磷含量高于B3-5-6解磷菌,说明168h以内M-3-01解磷能力较强,B正确;
C、在培养72h以后B3-5-6解磷菌中的pH下降,速效磷含量也迅速上升,则说明B3-5-6转化无效磷的能力与培养溶液pH显著相关,C正确;
D、当pH下降时B3-5-6培养液上清液中速效磷含量也迅速上升,当pH上升到7.0以上时,速效磷的含量不再上升,推测B3-5-6可能借助分泌酸性物质溶解磷矿粉,D正确。
故选BCD。
16.AC
【分析】(1)液体培养基:不含凝固剂(如琼脂),呈液体状态。 用途:扩大培养获得大量菌种、常用于工业生产。(2)固体培养基:含凝固剂(如琼脂),呈固体状态。 用途:分离、计数、鉴定等。
分解尿素的细菌的分离:分解尿素的细菌能合成脲酶,该酶能催化尿素分解产生NH3,以此作为细菌生长的氮源。要将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来,培养基的配方设计思路是培养基中除含有细菌必需的碳源、水、无机盐外,只含有尿素一种氮源。
【详解】A、②培养基是液体培养基,不需要添加琼脂,A错误;
B、步骤③纯化分解尿素细菌的原理是将聚集的细菌通过涂布平板法分散,获得单细胞菌落,B正确;
C、步骤③筛选分解尿素的细菌,培养基中应以尿素为唯一氨源,不能加入牛肉膏蛋白胨(含有氮源),C错误;
D、步骤④鉴定细菌分解尿素的能力时,挑取③中不同种的菌落分别接种,分解尿素能力高的会产生更多NH3,溶液pH更高,所以可通过溶液pH的变化大小来比较细菌分解尿素的能カ,D正确。
故选AC。
17.(1)在富含有机质的土壤表层,有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型,生活在土壤表层)
(2) Ashby 该培养基不含氮源,具有选择作用, LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用
(3) 每盆土壤浇50mL无氮植物营养液 自生固氮菌能在土壤中独立固氮,不受宿主的限制
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】(1)土壤有“微生物的天然培养基”之称,在富含有机质的土壤表层,有更多的固氮菌生长(或固氮菌一般为需氧型,生活在土壤表层),因此步骤①土样应取自表层土壤。
(2)由表格中培养基配方分析可知,步骤④应选其中的Ashby培养基,这是因为该培养基不含氮源,具有选择作用,自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源,而 LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源,不具有选择作用。
(3)①设置对照组时需要排除无关变量对实验的影响,故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50mL无氮植物营养液。
②自生固氮菌能在土壤中独立固氮,不受宿主的限制,而共生固氮菌(如根瘤菌)受宿主的限制,因此自生固氨菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广。
18.(1) 牛肉膏、蛋白胨 物质m
(2) 乙 乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解m,而甲菌落没有形成透明圈。
(3) 甲会下降,乙会升高 甲不能分解m,不能获得碳源而不能增殖;乙可分解m获得碳源而能增殖
(4)能量和合成其他物质的原料
【分析】在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称做选择培养基。虽然各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源 (提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质) 和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。由题图信息分析可知,菌落乙的透明圈大,应选择菌落乙作为目标菌进行下一步的纯化培养。
【详解】(1)①号培养基中含有牛肉膏、蛋白胨和有机物m等,其中m仅含有C、H两种元素,故为微生物提供氨源的是牛肉膏、蛋白胨。②③号培养基中除无机盐外,还含有有机物m,故为微生物提供碳源的有机物是m。
(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。如果要得到目标菌,应该选择乙菌落进一步纯化。因为乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解m,而甲菌落没有形成透明圈。
(3)②号培养基的碳源是m,甲菌不能降解m,缺乏碳源而不能增殖;乙菌能降解m,可以增殖。
(4)丙酮酸可通过有氧呼吸产生能量,同时丙酮酸也是代谢中间产物,故可为该菌提供能量和合成其他物质的原料。
19.(1)生活环境是否有菌、是否使用CMC
(2) 含全营养 无氧
(3) ② ③ ⑤ ⑤ 实验组小鼠体重大于对照组
【分析】根据题干信息和图形分析可知,图1和图2实验自变量为是否用CMC处理和是否含有微生物;比较A、B组体重差值与C、D组体重差值,可以看出在普通环境中差值较大,在无菌环境中几乎无差值,这说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。
【详解】(1)根据图1分析可知,本实验的自变量包括生活环境是否有菌、是否使用CMC。
(2)本实验的实验目的是研究摄入的CMC是否改变了小鼠肠道内各种微生物的比例,收集A、B组小鼠粪便,制成悬液涂布于含全营养的培养基上。肠道菌为厌氧菌,应置于无氧条件下培养,再通过观察比较菌落的种类和数量以确定推测是否成立。
(3)本实验的实验组是将饲喂含CMC无菌水12周的普通小鼠的粪菌移植到无菌小鼠消化道内,以改变无菌小鼠体内的菌群环境,再以无菌水作为饮用水,一段时间后测定小鼠的体重变化。对照组是将饲喂无菌水12周的普通小鼠的粪菌移植到无菌小鼠消化道内,使无菌小鼠肠道菌群与普通小鼠致,再以无菌水作为饮用水,一段时间后测定小鼠的体重变化。若实验组小鼠体重大于对照组,说明小鼠体重变化是出CMC引起的小鼠消化道内各种微生物比例改变所致。
20.(1)最大
(2) 聚丙烯纤维 选择
(3) 稀释涂布平板法 6.6×108 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
【分析】筛选目的菌株的原理:在寻找目的菌株时,要根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。实验室中微生物菌株的筛选,也应用了同样的原理,即人为提供有利于目的菌株生长的条件(营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。而在筛选菌株的时候,常用到选择培养基。在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作选择培养基。
【详解】(1)从口罩腐烂程度最大的一组上采集细菌样品,该样品即含有较强分解口罩能力的菌体。
(2)该目的菌是能高效降解一次性口罩(主要成分是聚丙烯纤维)的细菌,因此培养基以聚丙烯纤维作为唯一的碳源。这样的培养基按功能划分,属于选择培养基。
(3) 据图可知,上述需要对土样中的细菌计数,先将菌液梯度稀释,然后涂布在平板上,该接种的方法是稀释涂布平板法。据图可知,1g土样加入到99mL无菌水,稀释了100倍,随后取1mL的菌液分别加入9mL的无菌水,稀释10倍,因此最后被稀释了106倍,根据公式每克样品中的菌株数=(C÷V)×M=(65+66+67)÷3÷0.1×106=6.6×108个。稀释涂布平板法常用菌落数表示菌液中细胞数,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,因此该方法所得测量值一般比实际值偏低。
21.(1) H2O ATP 碳源、水、无机盐
(2)需要能量和载体蛋白
(3)信号分子
(4)根瘤菌为大豆植株提供合成叶绿素a的原料,促进叶绿素a的合成,从而提高植物净光合速率
【分析】光合作用分为光反应和暗反应,光反应的场所是叶绿体类囊体膜,条件是光、色素和酶等;能量变化是将光能转化为储存在ATP中的化学能。暗反应(碳反应)的场所是叶绿体的基质;条件是CO2和多种酶;能量变化是将ATP中的化学能转化为储存在糖类等有机物中的化学能。
【详解】(1)根据图1信息,参与CO2固定的物质包括A、E和C5,A是水光解的底物,即是H2O,E是CO2,C是ATP。根瘤菌能够将大气中的氮气在固氮酶的催化下,固定成NH3,NH3直接参与豆科植物根瘤细胞中氨基酸的合成,豆科植物产生的糖类可以供给根瘤菌利用,故根瘤菌为植物细胞提供NH3(NH4+),该物质在植物细胞质中发生反应,转化为氨基酸等含氮有机物。微生物培养基中的营养成分应该包括碳源、氮源、水、无机盐,培养固氮菌的培养基中不添加氮源,因为固氮菌能利用空气中的氮气,所以配制固氮菌的培养基应包含的营养成分有碳源、水、无机盐。
(2)蔗糖进入维管束细胞的过程可被呼吸抑制剂抑制,说明蔗糖进入细胞的运输方式为主动运输,主动运输需要的条件是需要能量和载体蛋白(转运蛋白)。
(3)光除了提供能量来源外,还作为一种信号因子,调节大豆植株根瘤结节的生成。
(4)分析图2可知,实验组的叶绿素a含量高于对照组,说明根瘤菌为大豆植株提供合成叶绿素a的原料,促进叶绿素a的合成,进而提高大豆植株净光合速率。
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