2020届高考生物艺考生总复习上篇专题九生物技术与工程第14讲生物技术课后巩固提升

第14讲生物技术

一、选择题

1．农业生产上有一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解，长期使用会污染土壤。为修复被污染的土壤，可按图示程序选育出能降解该除草剂的细菌。已知该除草剂(含氮有机物)在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明。请分析回答：

(1)微生物接种是微生物学研究中最常用的基本操作技术，该技术的核心是________________________________________________________________________。

(2)在选育过程中，应将土壤浸出液接种于以该除草剂为唯一________的培养基上。通过比较单菌落周围________的大小，可筛选出高效的目的菌。实验结果如上图显示的A～E 五种菌株中，________是最理想菌株。

(3)若想对初步筛选得到的目的菌进行纯化并计数，可采用的接种方法是________。将1 mL土壤溶液分别稀释10倍和100倍，每种稀释度各在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液，经过适当培养后，6个平板上的菌落数分别为59、57、58和2、7、5，空白对照组的平板上没有菌落，则每升土壤溶液中活菌数的理论值为________个。实际上每升土壤溶液中的活菌数比通过统计所得的这一数值要大，因为___________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)科研人员用放射线处理该细菌，获得突变株A和B，然后对突变株A和B进行实验，结果如下表所示：

接种的菌种一般培养基实验处理及结果

A 不生长添加营养物质甲，能生长

请分析突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因。

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)微生物接种技术的核心是防止杂菌污染。(2)已知该除草剂为含氮有机物，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明；降解该除草剂的细菌能分解培养基中的该除草剂，使培养基中出现透明圈。可见，在选育能降解该除草剂的细菌的过程中，应将土壤浸出液接种于以该除草剂为唯一氮源的培养基上。通过比较单菌落周围透明圈的大小，可筛选出高效的目的菌。实验结果图显示的A～E五种菌株中，E菌落周围的透明圈最大，因此E是最理想菌株。(3)对初步筛选得到的目的菌进行纯化并计数，可采用稀释涂布平板法进行接种。统计菌落数目时，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，因此应选择稀释度为10倍的、分别接入0.1 mL稀释液的3个平板上的菌落数(分别为59、57、58)进行统计，则每升土壤溶液中活菌数的理论值为[(59＋57＋58)÷3]×10÷(0.1×10－3)＝5.8×106(个)。由于统计结果是用菌落数来表示的，当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以实际上每升土壤溶液中的活菌数比通过统计所得的这一数值要大。(4)分析表中信息可知：突变株A生长需要营养物质甲，突变株B生长需要营养物质乙，据此可推知，突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因是：突变株A生长需要营养物质甲，突变株B可以提供；突变株B生长需要营养物质乙，突变株A可以提供。

答案：(1)防止杂菌污染(无菌操作) (2)氮源透明圈 E (3)稀释涂布平板法5.8×106统计结果是用菌落数来表示的，当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落(4)突变株A生长需要营养物质甲，突变株B可以提供；突变株B生长需要营养物质乙，突变株A可以提供

2．为探究大肠杆菌CV101菌株和CV103菌株的营养需求，某团队在营养成分相同的含醋酸盐的培养液中分别接种CV101菌株和CV103菌株，并置于相同且适宜的环境中培养，每隔一段时间统计两种菌株的生长状况。实验数据如下图所示，回答下列问题：

(1)醋酸盐培养基从物理性质上来看属于________培养基，该培养基主要应用是________；从功能上来看属于________培养基；

(2)由图可知：更适应醋酸盐培养基环境的菌株是________，其依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，原因是_____________________________________________________________________。

(3)若要统计培养30小时后醋酸盐培养基中的CV101活菌数，可采用________法；为保证能在固体培养基上获得单个菌落，接种前，需取1 mL该菌液进行________处理。

解析：(1)根据题干信息分析，某团队在营养成分相同的含醋酸盐的培养液中分别接种CV101菌株和CV103菌株，因此该培养基属于液体培养基，有利于菌种的扩大培养；从功能上看其属于选择培养基。(2)据图分析可知，在一定时间内，CV101菌株在该培养基中数量持续增多，而CV103菌株的数量减少且维持在较低水平，说明CV101菌株能以醋酸盐为碳源，因此CV101菌株是更适应醋酸盐培养基环境的菌株。(3)常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其中后者可以用于菌种的计数；为保证能在固体培养基上获得单个菌落，接种前，需取1 mL该菌液进行梯度稀释处理。

答案：(1)液体扩大培养选择(2)CV101菌株在一定时间内CV101菌株在该培养基中数量持续增多，而CV103菌株的数量减少且维持在较低水平CV101菌株能以醋酸盐为碳源(3)稀释涂布平板梯度稀释

3．某地盛产葡萄、柿子等水果，但因销路不畅，造成水果严重积压，腐烂变质。某驻村扶贫支教老师为解决葡萄、柿子等资源严重损耗问题，组织学生设计了如图1所示装置，试图探究以柿子为原料制作柿子酒、柿子醋。请回答下列问题：

(1)酵母菌的分离和纯化：

①用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物，用榨汁机榨取葡萄汁后，将其装入甲瓶中。葡萄汁的质量和环境温度等方面满足需求，在________的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物则被抑制。应注意的相关操作是_____________________________________。

②若要通过酵母菌的单菌落进行计数，应在培养液中加入________，采用________法分离和计数。________(填“能”或“不能”)用这种培养基对酵母菌进行扩大培养。

(2)柿子酒、柿子醋的制备：

①若在甲瓶内装入打碎的柿子浆，加入________酶，能较好的提升柿子酒的清澈度。

②当酒精发酵基本完成时，将果汁的酒精浓度稀释至5～6度，然后导入乙瓶(装有5%～10%的醋酸菌液)，搅匀，将温度保持在30 ℃，进行醋酸静置发酵。该过程中，对乙瓶应进行的操作是__________________________________________。

③为探究不同醋酸菌接种量(5%、10%、15%)与醋酸发酵的关系，进行了相应实验，获得图2所示实验数据。在接种后70 h，接种量为15%的醋酸产量最少的主要原因是__________________________________________。

答案：(1)①缺氧、呈酸性夹住a、b，关闭c、e，间隔一段时间应打开b处夹子排出CO2②琼脂稀释涂布平板不能(2)①纤维素酶和果胶②打开夹子d，通入无菌的空气③醋酸菌生长繁殖消耗营养物质较多，产生的代谢废物积累太多

4．(2019·高三北京海淀模拟)某校课外兴趣小组对某种品牌的酸奶中乳酸菌的数量进行了测定。取6支灭菌的试管，分别加入9 mL灭菌的生理盐水，编号为B1、B2、B3、B4、B5、B6；吸取1 mL酸奶样液加入试管B1中，混合均匀；然后另取一支吸管从B1中吸取1 mL溶液，加入B2中，依次类推，最后从试管B6中取0.1 mL样液进行涂布计数，涂布三个平板，其菌落数分别为251、265、276个。请回答下列问题：

(1)乳酸是乳酸菌________呼吸的产物，进行的场所是________________________。

(2)制备乳酸菌的培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是________。平板冷凝后，倒置的目的是______________________________________________。

(3)该兴趣小组对乳酸菌接种所采用的方法是________。根据三个平板中的菌落数，可推测原酸奶中乳酸菌的浓度为________个/mL，该方法测定的乳酸菌的含量和实际值相比，一般________(填“偏大”或“偏小”)。

(4)为了使测量的结果更加准确，对照组的设置应该是

___________________________________________________________________________ _______。

解析：(1)乳酸是乳酸菌进行无氧呼吸的产物，无氧呼吸的场所是乳酸菌细胞的细胞质基质。(2)制备培养基过程中，对培养皿灭菌的常用方法是干热灭菌法，对培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。平板冷凝后，将平板倒置的目的是防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基中造成污染，同时也可以避免培养基中的水分过快地挥发。(3)根据题干的操作步骤可推知，得到的是101、102、103、104、105、106倍的稀释液。从试管B6中取0.1 mL样液进行涂布计数，三个平板中菌落数分别为251、265、276个，可推测原酸奶中乳酸菌的浓度为(251＋265＋276)÷3×10×106＝2.64×109个/mL。稀释涂布平板法测定活菌数目时，因为相邻的细菌可能形成一个菌落，因此测定值可能比实际值小。(4)为了使测量的结果更加准确，需要另增设一组培养基，接种等量无菌水，主要是检测对培养基和培养器具灭菌是否彻底和操作是否严格按无菌操作要求进行。

答案：(1)无氧细胞质基质(2)干热灭菌法防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基，也可以避免培养基中的水分过快地挥发(3)稀释涂布平板法 2.64×109偏小(4)另增设一组培养基，接种等量无菌水，其他操作均相同

5．土壤是微生物的天然培养基。回答下列问题：

(1)按照如表所示配方配制 1 000 mL牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本流程：称量→________________________。该培养基中能为微生物提供维生素的是____________________________。

牛肉膏蛋白胨固体培养基配方

琼脂20.0 g

将上述物质溶解后，添加自来水，定容至1 000 mL

(2)从土壤中分离分解纤维素的微生物的实验流程中，首先进行选择培养，目的是________________________________________________________________________；其次进行梯度稀释，目的在于鉴定培养时培养皿中菌落数在________之间；然后进行鉴定培养，____________________________的菌落是目的菌形成的。

(3)如图所示为某同学统计某培养液中纤维素分解菌数目的流程及记录结果。据图分析，该样液中微生物浓度大约为________个/mL。若各操作环节均正确，该同学认为该培养液中含有多种微生物，则该同学做出如此判断的理由是________________________________。

解析：(1)由于该配方是按照1 000 mL的量制定的，所以按照如表配方配制1 000 mL 牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本流程是称量→溶化→(调pH→)灭菌→倒平板，无需进行计算环节。牛肉膏和蛋白胨都能为微生物的生长提供维生素。(2)选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，以确保能从样品中分离到所需的微生物。利用稀释涂布平板法统计样液中微生物数量时，为了使统计结果更加准确，培养皿中菌落数应在30～300之间。鉴定纤维素分解菌时，应使用刚果红染液，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，一旦纤维素被分解，纤维素分解菌形成的菌落周围就会出现透明圈。(3)根据公式可计算出该样液中微生物浓度大约为8.0×107个/mL。各操作环节均正确，由于培养基中形成了多种不同类型的菌落，所以判断样液中有多种微生物。

答案： (1)溶化→(调pH→)灭菌→倒平板牛肉膏和蛋白胨(2)增加纤维素分解菌的浓度，以确保能从样品中分离到所需的微生物30～300 产生透明圈

(3)8.0×107培养皿中有多种不同类型的菌落