高中生物之生物技术实践的练习题.docx

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高中生物之生物技术实践的练习题

高中生物之生物技术实践的练习题

　　高中生物之生物技术实践的专项练习一、微生物的营养1.微生物的营养营养要素来源功能碳源无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物①构成细胞和合成一些代谢产物②有些既是碳源又是异养微生物的能源有机碳源糖、脂肪、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等营养要素来源功能氮源无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N2等合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸营养要素来源功能生长因子（特殊营养物质）维生素、氨基酸、碱基①酶和核酸的组成成分②参与代谢过程中的酶促反应水和无机机盐外界摄入水不仅是优良溶剂而且可维持生物大分子的稳定;无机盐是细胞内的成分和调节物质等2.培养基种类及用途划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种划分标准培养基种类特点用途化学成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确（用化学成分已知的化学物质配成）分类、鉴定划分标准培养基种类特点用途用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要微生物的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物（如培养酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素;培养金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐）用途鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物，如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽）3.微生物的分离与计数

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离：

①筛选菌株：

利用选择培养基筛选。

　　②过程：

土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。

（2）分解纤维素的微生物的分离：

①原理：

即：

可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

　　②流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。

　　（3）鉴定方法：

鉴定分解尿素的细菌含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红，则该菌能分解尿素鉴定纤维素分解菌（4）计数方法：

①显微镜直接计数法：

利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。

　　该方法不能区分细菌的死活。

　　②间接计数法（活菌计数法）：

常用稀释涂布平板法。

　　稀释涂布平板法的理论依据是：

当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落即代表一个活菌。

　　为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，每个稀释倍数涂布3个平板进行计数，取平均值。

　　【特别提醒】消毒和灭菌的区别条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部部分微生物煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药剂消毒法用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源等条件结果常用方法应用范围灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌接种工具干热灭菌玻璃器皿、金属用具等高压蒸汽灭菌培养基及容器的灭菌二、酶的应用1.酶的存在与简单制作方法

（1）酶在生物体内的存在（或分布）部位：

酶是在生物体活细胞中合成的。

　　多数酶在细胞内直接参与生物化学反应，少数的酶要分泌到细胞外发挥作用。

（2）酶的制备：

①胞内酶的制取：

需要破碎生物组织细胞，可用破碎仪、研磨器或匀浆器等机械将组织细胞破碎，使酶从活细胞中释放出来，进入细胞外的溶液中，经过滤、离心制备成粗酶液。

　　②胞外酶的制备：

对于唾液淀粉酶、胰蛋白酶等分泌到细胞外的酶，可以直接从动物分泌物或细胞外的组织间隙中提取。

　　2.酶活性（力）测定的一般原理和方法

（1）酶活性（力）的含义：

酶的活性（力）是指酶催化一定化学反应的能力。

（2）酶活性（力）测定的一般原理和方法：

酶的活性（力）通常以单位时间内底物的消耗量或者在单位时间内产物的生成量来表示。

　　3.酶的活性及影响酶活性因素的实验探究（以果胶酶在生产中的应用为例探究温度或pH对果胶酶活性的影响）

（1）探究不同温度（或pH）对酶活性的影响时，温度（或pH）作为自变量，通常通过设置合理的梯度来确定最适值，最适值是通过比较相同时间内获得的产量或效果来确定的。

（2）在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温（或同pH）处理，目的是保证底物和酶在混合时的温度（或pH）相同，避免苹果泥与果胶酶混合时影响混合物的温度（或pH），从而影响实验效果。

　　（3）果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力。

　　在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。

　　4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果

（1）实验原理：

加酶洗衣粉的酶制剂有多种，包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等。

　　加入不同的酶制剂，会制成用于不同污渍洗涤的加酶洗衣粉。

　　复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，对各种污渍都有较好的洗涤效果。

（2）实验操作程序：

步骤烧杯编号ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质（等量）奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37℃37℃37℃加入洗衣粉（等量）蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉玻璃棒搅拌（等速）5分钟5分钟5分钟观察实验现象5.固定化酶和固定化细胞的比较项目固定化酶固定化细胞常用方法化学结合法、物理吸附法包埋法优点①可反复使用;②有利于工艺的连续化、管道化，同时降低了生产成本可以连续发酵，节约成本;②保持酶在细胞内的原始状况，增加了酶的稳定性;③操作容易不足①酶在固定化时活力有所损失;②不适用于多酶反应细胞膜、细胞壁会阻碍底物的渗透和扩散，降低反应效率三、生物技术在食品加工及其他方面的应用1.运用发酵加工食品的基本方法果酒果醋腐乳泡菜微生物类型酵母菌（真菌）兼性厌氧菌醋酸杆菌（细菌）好氧细菌毛霉（真菌）好氧菌乳酸菌（细菌）厌氧菌原理酵母菌无氧呼吸产生酒精醋酸杆菌有氧呼吸产生醋酸毛霉代谢产生蛋白酶和脂肪酶乳酸菌无氧呼吸产生乳酸控制条件前期有氧后期无氧，20℃左右有氧，30℃～35℃有氧，15℃～18℃无氧，常温实验流程【特别提醒】①在泡菜的腌制过程中会产生亚硝酸盐，亚硝酸盐在一定条件下可转化为能致癌、致畸和致突变的物质——亚硝胺。

　　②在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰（紫）红色染料，通过目测比较，可大致估算亚硝酸盐的含量。

　　2.植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用及特点：

（1）在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。

（2）使用顺序不同，结果不同，具体如下：

使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高（3）用量比例不同，结果也不同：

的比值3.植物芳香油三种提取方法的比较提取方法实验原理方法步骤适用范围水蒸气蒸馏利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取有机溶剂萃取使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶液中4.DNA和蛋白质技术

（1）DNA的粗提取和鉴定：

①基本原理：

a.DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低。

　　b.DNA不溶于酒精溶液。

　　c.DNA不被蛋白酶水解。

　　d.DNA在水浴加热条件下可被二苯胺染成蓝色。

　　②主要步骤：

选取材料→破碎细胞，获取含DNA的滤液→去除滤液中的杂质→DNA的析出与鉴定。

　　③注意事项：

a.选择动物细胞时，细胞比较容易破碎，选择植物细胞时则要先溶解细胞膜（如加洗涤剂、研磨等）。

　　b.以鸟类的红细胞为材料时，需向血液中加入柠檬酸钠抗凝。

　　c.二苯胺需现配现用。

（2）PCR技术的基本操作和应用：

①目的——获取大量的目的基因②原理——双链DNA的复制。

　　③条件——需要DNA模板、引物（一般为单链DNA）、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需的离子，同时还要控制温度。

　　④过程：

a.变性：

在95℃时DNA解旋。

　　b.复性：

在50℃时引物与DNA单链结合。

　　c.延伸：

在72℃时合成DNA子链（两个引物间的序列）。

　　（3）蛋白质的提取和分离：

①实验原理：

依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离。

　　②常用方法：

a.凝胶色谱法：

根据相对分子质量的大小分离蛋白质。

　　b.电泳：

利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。

　　c.蛋白质的提取和分离一般分为四步：

样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。

　　【特别提醒】①人和哺乳动物成熟的红细胞中不含细胞核，也没有DNA，不适于作为DNA提取的材料，但却是提取血红蛋白的理想材料。

　　②凝胶色谱柱的直径大小不影响分离效果，但直径过大会造成洗脱液体积增大，样品稀释度增大;凝胶色谱柱的高度与分离度有关。

　　③红细胞洗涤过程中，洗涤三次后，上清液仍有黄色，可增加洗涤次数，否则无法除去血浆蛋白;离心时转速要低，时间要短，否则白细胞等会一同沉淀，达不到分离效果。

　　④血红蛋白释放过程中，蒸馏水的作用是涨破红细胞，甲苯的作用主要是溶解细胞膜。

　　微生物的培养和应用1.微生物的营养营养要素来源功能碳源无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物①构成细胞中的物质和一些代谢产物;②既是碳源又是能源有机碳源糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等氮源无机氮源无机氮：

NH3、铵盐、硝酸盐、N2等将无机氮合成含氮的代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物生长因子维生素、氨基酸、碱基①酶和核酸的组成成分;②参与代谢过程中的酶促反应2.微生物的纯化培养的方法

（1）平板划线法①通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面②在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落。

（2）稀释涂布平板法①将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

　　②在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

　　3.测定微生物数量的方法

（1）直接计数法：

常用的是显微镜直接计数。

（2）间接计数法：

常用的是稀释涂布平板计数法。

　　【特别提示】

（1）显微镜计数法计算的细菌中包括死细菌。

　　稀释涂布平板法计数的是活菌数。

（2）稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目要低。

　　酶的应用1.直接使用酶、固定化酶和固定化细胞直接使用酶固定化酶固定化细胞制作方法化学结合法固定化、物理吸附法固定化包埋法固定法是否需要营养物质否否是催化反应单一或多种单一一系列反应底物各种物质（大分子、小分子）各种物质（大分子、小分子）小分子物质缺点①对环境条件非常敏感，易失活;②难回收，成本高，影响产品质量不利于催化一系列酶促反应反应物不易与酶接近，尤其是大分子物质，反应效率下降优点催化效率高、耗能低、低污染①既能与反应物接触，又能与产物分离;②可以重复利用成本低、操作容易2.加酶洗衣粉的洗涤效果的探究

（1）判断加酶洗衣粉洗涤效果的方法：

可在洗涤后比较污物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。

（2）加酶洗衣粉的洗涤效果的探究方法：

实验设计遵循的原则是对照原则和单一变量原则，如探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有何不同时，以控制洗衣粉的种类为变量，其他条件完全一致;同时，普通洗衣粉处理污物与加酶洗衣粉处理污物形成对照实验。

　　（3）变量的分析和控制：

影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质、衣物大小、浸泡时间、洗涤的方式和洗涤的时间等。

　　在选择适宜的变量作为探究课题的时候，应注意切合实际，如选择水温时，我们可以选择一年中冬季、春季、秋季和夏季的实际常温5℃、15℃、25℃和35℃进行实验。

　　植物有效成分的提取不同物质的提取分离方法提取方法方法步骤适用范围水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏、分离油层、除水过滤适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法石灰水浸泡、漂洗、压榨、过滤、静置、再次过滤适用于柑橘、柠檬等易焦煳原料的提取有机溶剂萃取粉碎、干燥、萃取、过滤、浓缩适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分浸泡在有机溶剂中考点一微生物的培养和利用1.（2016·高考全国乙卷）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。

　　某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。

　　实验步骤如下：

①配制培养基（成分：

牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）;②制作无菌平板;③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作;④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

　　回答下列问题：

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于________。

　　若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。

（2）步骤③中，实验组的操作是________。

　　（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。

　　若将30（即36-6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________（填“正确或“不正确）。

　　为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。

　　回答下列问题：

（1）该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。

　　在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是________________________;然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液;经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。

　　据此可得出每升水样中的活菌数为________。

（2）该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。

　　这样做的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

　　（3）示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

　　（4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

　　结果发现：

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

　　分析其原因是：

振荡培养能提高培养液中________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________的利用率。

　　考点二传统发酵技术的应用.（2016·高考全国甲卷）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。

　　回答下列问题：

（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。

　　图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的________中进行。

　　与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。

（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。

　　（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于或“高于）第二阶段的。

　　（4）醋酸杆菌属于____核生物，其细胞结构中_____（填“含有或“不含有）线粒体。

　　（2015·高考广东卷）泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害，某兴趣小组准备参加“科技创新大赛，查阅资料得到下图。

（1）制作泡菜时，泡菜坛一般用水密封，目的是________。

　　乳酸菌发酵第一阶段的产物有________。

（2）据上图，与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，因为后者________;pH呈下降趋势，原因是________________。

　　（3）该小组得到一株“优选乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4%～10%），探究与普通乳酸菌相比用“优选乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。

　　请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。

　　（2016·高考全国丙卷）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：

（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）。

　　考点三植物组织培养为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。

　　请回答下列问题：

（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________。

（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。

　　细胞干重在12d后下降的原因有__________________;培养液中蔗糖的作用是________、________。

　　（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。

　　二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。

　　为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。

　　若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是______________________、________________。

　　（4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。

　　下列说法正确的有________（填序号）。

　　①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢用多倍体育种的方法培育三倍体无子西瓜，每年都要制种，很麻烦。

　　某活动小组同学们，想到了利用植物组织培养的方法来解决此难题。

　　请回答与此实验相关的问题。

（1）离体的组织和细胞，对营养、环境等条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基。

　　常用的一种培养基是________，其主要成分包括：

大量元素、微量元素、有机物，还常常需要添加________;对培养基要进行________灭菌。

（2）选取合适的外植体作为实验材料，接种前还要对其进行________处理。

　　为提高组织培养成功率，常选择________的材料做外植体。

　　（3）如果外植体选取的材料为茎段，插入培养基时应注意________。

　　培养一段时间后，会通过________形成愈伤组织，愈伤组织的特点是________________________。

　　考点四植物芳香油的提取.（2015·高考全国卷Ⅰ·节选）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。

　　（2015·高考全国卷Ⅱ）回答与胡萝卜素有关的问题：

（1）胡萝卜含有的胡萝卜素中，最主要的是________（填“α胡萝卜素、“β胡萝卜素或“γ胡萝卜素），该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子________，后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症，该疾病称为________，胡萝卜素是________（填“挥发性或“非挥发性）物质。

（2）工业生产上，用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时，________（填“需要或“不需要）将新鲜的岩藻干燥。

　　（3）现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂，应选用其中的______作为胡萝卜素的萃取剂，不选用另外一种的理由是________________。

　　①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如右图。

　　据图分析，与颠倒前相比，B层醋酸杆菌密度变化的主要环境因素是____________________。

　　②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。

　　发酵过程中，发酵缸中____________层醋醅有利于乳酸菌繁殖，积累乳酸。

　　③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少，主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的变化，加剧了不同种类乳酸菌的____________，淘汰了部分乳酸菌种类。

　　2.（2016课标1卷.39）（15分）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。

　　某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。

　　实验步骤如下：

①配置培养基（成分：

牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）;②制作无菌平板;③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作;④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

　　回答下列问题:

（1）该培养基中微生物所需的氮来源于_________________。

　　若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是_________________。

（2）步骤③中，实验组的操作是_________________。

　　（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_________________现象。

　　若将30（即36-6）个/平板作为本组菌落数的