1、1课时训练 31 微生物的利用1.(2018 浙江金丽衢十二校 8 月高三第一次联考)某同学要从土壤中分离出能分解尿素的细菌,并统计单位体积土壤样液的活菌数目。按照培养基的配方称取,并将各种物质溶解后,用蒸馏水定容、灭菌,制成固体培养基备用。回答下列问题。(1)配制该培养基应加入的凝固剂和显色剂分别是 ,加入培养基的三角瓶需用 盖上后灭菌。 (2)培养分解尿素的细菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。采用的检测方法是 。 (3)若要统计土壤样品中尿素分解菌的数目,宜采用 法接种,根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积,统计平板上的菌落数目就能大约推测出样品中的活菌数。一同学在稀释倍数为 1
2、0-4的培养基中测得平板上菌落数的平均值为 24.6,则每升样品中的活菌数是 个。与血细胞计数板计数法相比,此计数方法测得的菌体数较 ,其原因是 。 答案 (1)琼脂糖和酚红(顺序不可颠倒) 封口膜 (2)将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间(或 37 恒温箱中培养),观察培养基上是否有菌落产生 (3)稀释涂布平板 2.4610 9 少 由于两个或多个细菌连接在一起,往往统计的是一个菌落或死菌未计入,故用此方法测得的细菌数偏低(其他合理答案也可)解析 (1)从土壤中分离能分解尿素的细菌用尿素作为唯一氮源,凝固剂要加入琼脂糖,显色剂用酚红。灭菌时三角瓶要用封口膜盖住。(2)检测培养基是否被
3、污染,将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间(或在 37 恒温箱中培养),观察培养基上是否有菌落产生,若没有菌落出现,说明没有污染。(3)稀释涂布平板法可用于计数。由于两个或多个细菌连接在一起,往往统计的是一个菌落或死菌未计入,故用此方法测得的细菌数偏低。稀释 109倍,接种 0.1 mL 平板菌落平均值为 24.6,则每升活菌数为 2.46109个。2.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
4、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 -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透明的水解圈。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。 2(4)植物组织培养时,先配制 MS 培养基,再加入一定比例的植物激素,当生长素相对较多时,可促进 。 (5)植物组织培养和微生物培
5、养都需要无菌操作,下列不适宜用高压蒸汽灭菌的是( )A.接种环和镊子B.三角瓶和广口瓶C.发芽培养基和生根培养基D.用于培养的幼茎和幼芽答案 (1)达到设定的温度或压力值 抽滤(2)将淀粉分解成糖 作为碳源(3)C 水解圈直径与菌落直径 上清液(4)生根(5)D解析 (1)对培养基进行高压蒸汽灭菌时,灭菌时间应从达到一定压强(或自主设定的压强或温度值)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,采用抽滤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,需增加将淀粉水解为糖的过程。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
6、中甘露醇的主要作用是作为碳源,并维持反应体系的渗透压。(3)胞外 -淀粉酶分泌型菌种,主要存活在含有大量淀粉的场所,C 项符合题意。微生物在选择培养基上生长时,消耗相应物质,本题目中淀粉被水解消耗,会出现淀粉的水解圈,可通过判断水解圈与菌落直径比值确定菌种的分解能力,一般该比值越大,分解能力越强。该实验获取的是胞外 -淀粉酶,因此离心后取上清液用于检测酶活性。(4)植物组织培养中生长素相对较多时,有利于生根,而细胞分裂素相对较多时,则有利于生芽。(5)高压蒸汽灭菌常用于培养基、培养器材等的灭菌,而用于培养的幼茎和幼芽则不能进行任何灭菌操作,否则会导致细胞死亡。3.饲养动物常用的植物饲料中含有难
7、溶的植酸钙等物质,很难被动物吸收利用,还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶,则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离出产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析回答下列问题。(1)为防止杂菌污染,要对培养基和培养皿等进行 ,而且须将接种后的培养皿呈 状态放置。 (2)接种以前进行的一系列稀释操作,目的是在培养皿表面形成 。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积,统计平板上的 就能大致推测出样品中的活菌数。 (3)由于植酸钙的不溶解性,使培养基中形成白色浑浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙,菌落的周围将形成透明的区域,根据透明区域的有无,可初步判断该菌是否产
8、植酸酶,实验结果显示 AE 五种菌株中, 是产植酸酶的最理想菌株。 (4)获得目的菌以后,若要用于植酸酶的生产,还需要进行 。 3答案 (1)(高压蒸汽)灭菌 倒置 (2)单个菌落 菌落数 (3)E (4)扩大培养解析 (1)为防止杂菌污染,要对培养基和培养皿进行(高压蒸汽)灭菌处理,而且须将接种后的培养皿呈倒置状态放置,以防止污染。(2)接种以前对样品进行稀释的目的是在培养皿表面形成单个菌落;根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积,统计平板上的菌落数就能大致推测出样品中的活菌数。(3)根据题意,菌落体积越小,透明圈越大,说明产植酸酶越多,故 E 是产植酸酶的最理想菌株。(4)获得目的菌后,
9、若用于植酸酶的生产,还需要进行扩大培养。4.自生固氮菌是一类能独立固定氮气的细菌,其中有些好氧种类能产生 PHB(一种生物可降解的热塑性塑料)。现欲从活性污泥中分离、纯化、筛选出高产 PHB 的固氮菌,操作流程如下,请回答下列问题。采集土样富集培养分离、纯化培养初步筛选 PHB 固氮菌筛选高产 PHB 固氮菌保存备用(1)富集培养时,为达到筛选自生固氮菌的目的,在配制培养液时不应添加 。培养时要将装有培养液的锥形瓶放置在摇床上振荡培养,主要目的是为细菌的生长提供 。 (2)筛选高表达菌株的方法之一是经涂布分离获得 。进行分离、纯化培养时,要先将培养基倒入 中,制成平板,此时所使用的培养基与富集
10、培养时有所不同,添加了一定量的 。 (3)在纯化过程中,在固体培养基上划线时,下列操作正确的是 。 A.接种环采用 70%酒精灭菌B.接种时应在酒精灯火焰附近进行C.划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连D.划线分离时,需要把接种环深入到培养基中进行接种答案 (1)含氮物质(氮源) 充足的氧气(2)单菌落 培养皿 琼脂(糖)(3)B解析 (1)固氮菌能够固定氮气,因此培养该细菌时,培养基中不应添加含氮物质。进行菌种扩大培养时,将装有培养液的锥形瓶放置在摇床上振荡培养,主要目的是为细菌的生长提供充足的氧气。(2)获得高表达菌株的方法之一是经涂布分离获得单菌落。进行分离纯化,需要先将培养基置于
11、培养皿中,制备固体培养基平板,相比较液体培养基,固体培养基中添加了一定量的凝固剂,由于本实验中不能加入含氮物质,因此凝固剂应选择琼脂(糖)。(3)接种环采用灼烧灭菌,A 项错误。接种操作应在酒精灯火焰旁进行,防止空气中杂菌的污染,B 项正确。划线分离的目的是通过划线,降低菌种密度,进而获得单菌落,因此第一区不能与最后一区划线相连,C 项错误。划线分离时,在培养基的表面上轻轻划线,接种环不能深入到培养基中,D 项错误。5.某村庄有一条小溪,近几年由于上游几家乳胶厂不断向其中排放废水,小溪变得不再清澈。某同学想测定该溪水中的细菌含量情况。回答下列问题。(1)先根据所学知识制备 LB 培养基。制备该
12、培养基的步骤是计算称量溶化灭菌倒平板,下列关于制备 LB 培养基的叙述,错误的是 。 A.培养基应先调 pH 再进行灭菌4B.培养基应先灭菌再分装到培养皿C.熔化琼脂时不能使培养基溢出或烧焦D.灭菌时一般用高压蒸汽灭菌锅在 121 ,500 g/cm 2压力下灭菌 15 min(2)该同学利用上述制备的培养基来检测水样中的细菌数量,他所选择的分离方法应是 ;该同学在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先培养了一段时间,这样做的目的是 。接种在超净工作台上进行,工作台上实验前一段时间需打开,实验中需关闭的是 (A.酒精灯 B.照明灯 C.紫外灯 D.过滤风)。 (3)值得注意的是,他所选择的这种方
13、法统计的结果往往比实际细菌的数目要低,这是因为 ; 。(不考虑实验操作原因引起的细菌数目的变化) (4)该同学欲将分离出的某种细菌临时保藏,应接种到试管的 培养基上,等菌落长成后,放入冰箱低温保藏。 答案 (1)D(2)涂布分离法 检查平板灭菌是否彻底 C(3)该方法只能统计样品中活菌的数目,死菌无法统计 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(4)斜面解析 (1)高压蒸汽灭菌一般灭菌条件是 121 ,1 kg/cm 2灭菌 15 min,若是含有葡萄糖等易碳化的物质,则需要在 121 ,500 g/cm 2下灭菌 30 min,D 项错误。(2)涂布分离法可以用于菌种数量的检
14、测。在接种前,一般需准备灭菌的空白平板先培养一段时间,主要目的是检测平板是否灭菌彻底。紫外灯对生物体有伤害,进行倒平板、接种等操作时,需要关闭超净台上的紫外灯。(3)采用涂布分离法进行菌种的计数,通常会比实际数目偏低,主要原因是涂布分离法只能统计样品中活菌的数目,死菌无法统计,并且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。(4)进行菌种的临时保藏,需先将菌种接种在斜面上,然后在 37 下培养 1224 h,最后置于 4 冰箱中保存。6.苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题。
15、(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K 2HPO4、MgSO 4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。 (2)将采集到的样品接种培养,苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 ,以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集,应进一步 ,以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外,还必须添加 。 (3)下图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。 5答案 (1)蛋白胨、苯酚(2)增加 稀释涂布 凝固剂(琼脂)(3)解析 本题考查土壤微生物的分离及计数。(1)培养基中的营养物质一般都包括 H2O、无机盐、碳源、氮源,蛋白胨和苯酚中含有 C 元素,可作为碳源。(2)要
16、富集该菌,应提高苯酚含量。若菌落过于密集,说明稀释倍数不够,应进一步稀释,然后再涂布平板。制备固体培养基时需加入凝固剂琼脂。(3)用平板划线法接种菌体,随划线次数的增加,菌体数量逐渐减少,故区域更易获得单菌落。7.回答与微生物分离有关的问题。由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的 - 淀粉酶基因转入酵母菌中,经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。(1)图甲中,过程需要的酶有 。为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以 为唯一碳源。过程需要重复几次,目的是进一步筛选纯化获得 的酵母菌。 (2)某同学尝试过程的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示,该
17、同学的接种方法是 ;推测该同学接种时可能的操作失误是 。 (3)上述工程酵母菌培养过程中,有关操作正确的是 。 A.玻璃刮刀和接种环一样,只需灼烧灭菌B.培养基分装到培养皿后进行灭菌C.倒平板和取菌液都必须在酒精灯火焰旁进行D.获得的菌种如果需要保存,可置于 37 恒温保存答案 (1)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶 淀粉 分解淀粉能力强(2)涂布分离法 涂布不均匀6(3)C解析 (1)图甲过程表示基因表达载体的构建,该过程先要用同种限制性核酸内切酶切割含有目的基因的外源 DNA 分子和质粒,再用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接起来形成重组质粒。普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱,而工程酵母菌可以高效利用淀粉,所以用以淀粉为唯一碳源的选择培养基可以选出工程酵母菌。过程重复几次的目的是纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌。(2)由图乙可知,该同学采用的是涂布分离法,但菌落比较集中,没有很好地分散开来,可能是涂布不均匀导致的。(3)玻璃刮刀需先用 70%的酒精消毒,然后再灼烧灭菌,A 项错误。培养基先进行灭菌后分装到培养皿,B 项错误。倒平板和取菌液都必须在酒精灯火焰旁进行,C 项正确。获得的菌种如果需要保存,若临时保存,则置于 4 的冰箱中保存,若长期保存则置于-20 冷冻箱中保存,D 项错误。
