版高考生物总复习 第一部分 非选择题必考五大专题 专题五 选修部分 第13讲 微生物的培养.docx

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版高考生物总复习第一部分非选择题必考五大专题专题五选修部分第13讲微生物的培养

第13讲　微生物的培养、分离及酶的应用

[考试要求]　1.大肠杆菌的培养和分离。

2.分离以尿素为氮源的微生物。

3.果汁中的果胶和果胶酶。

4.α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测。

1.（2018·浙江11月选考节选）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料制醋，需增加________的过程。

某醋化醋杆菌培养基由蛋白质胨、酵母提取物和甘露醇组成，其中某露醇的主要作用是________。

（3）为筛选胞外α－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。

解析　

（1）由于高压蒸汽灭菌锅的升温升压需要一定时间，而未达设定温度和压力将导致灭菌不彻底，因此对培养基进行高压蒸汽灭菌时，灭菌时间应从达到设定的温度或压力值时开始计时。

对于不耐热的液体培养基，如尿素培养基，一般可将其转入G6玻璃砂漏斗中过滤灭菌，采用抽滤方式可加快过滤速度。

（2）相比果醋制作中先利用葡萄糖进行酒精发酵，再进行醋酸发酵，以淀粉为原料制醋，需增加淀粉分解成糖的过程。

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作为碳源。

（3）结合生物具有适应性的规律，米酒厂周围的淀粉量相对较多，因此存在可分泌α－淀粉酶的分泌型菌种。

分泌的α－淀粉酶活性越高，数量越多，菌落周围的透明水解圈越大。

由于水解圈越大，表明淀粉分解量越多，因此水解圈直径与菌落直径比值大的菌落，分泌的酶活性较高。

经液体培养基振荡培养进行扩增后，再将培养液离心，菌种会分布于沉淀，而分泌的胞外酶分布于上清液，可取上清液测定酶活性。

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

2.（2018·浙江4月选考节选）回答与果胶、淀粉等提取和利用有关的问题：

某植物富含果胶、淀粉、蛋白质和纤维素成分。

某小组开展了该植物综合利用的研究。

（1）果胶提取工艺研究结果表明，原料先经过一段时间沸水漂洗的果胶得率（提取得到的果胶占原料质量的百分率）显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗________（A.有助于清洗杂质和去除可溶性糖B.使植物组织变得松散C.使有关酶失活D.有利于细胞破裂和原料粉碎制浆）。

（2）在淀粉分离生产工艺研究中，为促进淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝剂（乳酸菌菌液），其菌株起重要作用。

为了消除絮凝剂中的杂菌，通常将生产上使用的菌液，采用____________，进行单菌落分离，然后将其________，并进行特性鉴定，筛选得到纯的菌株。

（3）在用以上提取过果胶和淀粉后的剩渣加工饮料工艺研究中，将剩渣制成的汁液经蛋白酶和纤维素酶彻底酶解处理后，发现仍存在浑浊和沉淀问题。

可添加________________________使果胶彻底分解成半乳糖醛酸，再添加____________________，以解决汁液浑浊和沉淀问题。

（4）在建立和优化固定化酶反应器连续生产工艺研究中，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化各固定化酶反应器中的________________________（答出2点即可）、反应pH和酶反应时间等因素。

其中，酶反应时间可通过________________________来调节。

解析　本题考查选修一酶的应用，试题侧重与社会生产中利用酶的相关内容结合。

果胶酶活性受温度、pH或酶抑制剂的影响。

固定化酶就是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质（如石英砂）上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。

常用方法有吸附法、共价偶联法等。

答案　

（1）C

（2）划线分离法（或涂布分离法）　扩大培养

（3）果胶酶和果胶甲酯酶　淀粉酶使淀粉分解

（4）固定化酶的量、反应液温度　控制反应器液体流量（或体积）

3.（2017·浙江4月选考节选）制作泡菜时，为缩短发酵周期，腌制前可加入乳酸菌。

取少量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用________蘸取少量的稀释液，在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。

下图所示的划线分离操作，正确的是________。

解析　取少量酸奶，用无菌蒸馏水稀释后，再用接种环蘸取少量的稀释液，在MRS乳酸菌专用培养基的平板上划线，以获得乳酸菌单菌落。

划线分离法从第二次开始每次都是从上一次划线的末端开始划线，因为线条末端细菌的数目比线条起始处要少，正确的是B。

答案　接种环　B

4.（2016·浙江10月选考节选）请回答从土壤中分离产脲酶细菌实验的有关问题：

（1）LB固体培养基：

取适量的蛋白胨、酵母提取液、NaCl，加入一定的量的蒸馏水溶解，再加________，灭菌备用。

（2）尿素固体培养基：

先将适宜浓度的尿素溶液，用________灭菌过的G6玻璃砂漏斗过滤，因为G6玻璃砂漏斗____________，故用于过滤除菌，然后将尿素溶液加入到已经灭菌的含有酚红的培养基中，备用。

（3）取适量含产脲酶细菌的10－4、10－5两种土壤稀释液，分别涂布接种到LB固体培养基和尿素固体培养基上，培养48小时，推测固体培养基上生长的菌落数最少的是________（A.10－5稀释液＋尿素固体培养基　B.10－5稀释液＋LB固体培养基　　C.10－4稀释液＋尿素固体培养基　D.10－4稀释液＋LB固体培养基）。

在尿素固体培养基上产脲酶细菌菌落周围出现__________，其原因是细菌产生的脲酶催化尿素分解产生________所致。

（4）制备固定化脲酶时，用石英砂吸附脲酶，装柱，用蒸馏水洗涤固定化酶柱，其作用为________________。

答案　

（1）琼脂糖　

（2）高压蒸汽　孔径小，细菌不能滤过　（3）A　红色环　氨

　（4）除去游离的脲酶

5.（2016·浙江4月选考节选）请回答与“果汁中的果胶和果胶酶”实验有关的问题：

（1）果胶是细胞壁的重要组成成分，其化学本质是________（A.蛋白质　B.脂质　

C.核酸　D.多糖）。

它在细胞壁的形成过程中的主要作用是将相邻的细胞________在一起。

（2）制取果汁时，先用果胶酶将果胶分解成________和半乳糖醛酸甲酯等物质，再用________酶处理，可得到比较

澄清的果汁。

用适量且浓度适宜的上述两种酶处理时，果汁的出汁率、澄清度与酶的________高低呈正相关。

（3）由于果胶不溶于乙醇，故可用乙醇对果胶粗提物（经酶处理后的混合物）进行________处理，从而得到干制品。

答案　

（1）D　粘合　

（2）半乳糖醛酸　果胶甲酯　活性　（3）沉淀

1.正误判断

（1）单菌落的常用分离方法有划线分离法和涂布分离法，其中前者操作简单，且可计数菌体数目。

（×）

（2）在划线操作的第一次划线以及之后每次划线之前都要灼烧接种环，在每次划线操作结束后，也需要灼烧接种环。

（×）

（3）倒平板时将培养皿的盖拿开，以方便将锥形瓶中的培养基倒入培养皿。

（×）

（4）筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源，且为琼脂固体培养基。

（×）

（5）果胶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成，果胶酶和果胶甲酯酶均可水解果胶。

（√）

（6）将果胶酶用于果汁的生产，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。

（√）

（7）教材上α－淀粉酶固定在石英砂上，固定方法为吸附法。

（√）

（8）酶的固定化方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法等，将酶加上糖衣做成胶囊属于包埋法。

（×）

2.读图析图

下图是微生物划线分离示意图，划线的顺序是1、2、3、4、5。

图示划线操作共需灼烧接种环________次。

第一次灼烧接种环的目的是___________________________________________________________________，

最后一次灼烧接种环的目的是_________________________________________，

中间几次灼烧接种环的目的是_______________________________。

提示　6　避免接种环上可能存在的微生物污染菌种　及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者　杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端

考点1　结合大肠杆菌的培养和分离考查科学实践能力

1.下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程：

→

→

→

→

请回答：

（1）培养基灭菌常用________法，灭菌后，要待________________________时才能打开锅盖。

（2）倒平板和接种前要用________擦手。

接种和划线前使用________的方法对接种环灭菌。

（3）划线分离时，接种环在菌液中蘸取________次。

下图甲表示在平板培养基上的第一次和第二次划线，请在乙图中画出第三次划线。

（4）划线后在恒温培养箱中培养时，培养皿须倒置，目的是

___________________________________________________________________。

（5）实验完成后，接触过细菌的器皿应如何处理？

_____________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

解析　此题考查大肠杆菌的培养和分离过程，具体分析如下：

（1）对培养基进行的灭菌应该是用灭菌锅进行高压蒸汽灭菌。

灭菌后，灭菌锅内的压力与大气压相同时，才能打开锅盖，否则会造成培养液溅出。

（2）在进行实验操作时，操作者的双手要用酒精棉球擦拭消毒，接种环要用火焰灼烧灭菌。

（3）划线分离时，接种环在菌液中蘸取菌液1次然后连续划线。

（4）在培养时，培养皿须倒置，目的是防止冷凝后形成的水滴落在培养基上污染培养基，冲散菌落。

（5）实验完成后，接触过细菌的器皿应灭菌处理以防止污染。

答案　

（1）高压蒸汽灭菌　灭菌锅内压力与大气压相同

（2）酒精棉球　（酒精灯火焰上）灼烧

（3）1　（见下图）

（4）防止冷凝后形成的水滴落在培养基上污染培养基

（5）接触过细菌的器皿应作灭菌处理

（1）常见无菌操作技术

方法

灼烧灭菌

高压蒸汽灭菌

酒精消毒

紫外线消毒

适用

对象

接种环等金属用具

培养皿等玻璃用具、接种环等金属用具、培养基等

双手、操作桌面等

操作台、接种室等

提醒：

为防止葡萄糖高温分解碳化，含有葡萄糖的培养基要用500g/cm2压力（90℃以上）灭菌30min。

尿素等加热会分解的物质，不能加热灭菌，只能用G6玻璃砂漏斗过滤。

（2）微生物分离的两种常用方法

比较

划线分离法

涂布分离法

工具

接种环

玻璃刮刀

原理

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表面。

在数次划线后培养，可以分离到由一个细菌细胞繁殖而来的肉眼可见的细胞群体，即菌落

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。

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菌细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落

特点

方法简单，但不适宜计数

单菌落更易分开，可以计数，但操作复杂

培养

结果

目的

使培养基上形成单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落

考点2　围绕分离以尿素为氮源的微生物考查科学实践能力

2.下图是“分离以尿素为氮源的微生物”实验的基本流程，请回答下列问题：

（1）该实验培养基不能含有________（A.尿素　B.氯化钠　C.葡萄糖　D.琼脂）。

（2）尿素溶液可用________________使之无菌。

若要检查B过程灭菌是否彻底，可以采用的方法是_____________________________________________________

___________________________________________________________________。

（3）图中步骤C为________。

相对于划线分离法，过程D涂布分离法的优点是________________。

（4）如果菌落周围出现________色环带，说明该菌落能分泌脲酶。

解析　

（1）分离以尿素为氮源的微生物，应该以尿素为唯一氮源，所以不应有琼脂，因为琼脂是未被纯化的混合物，内含一定量的含氮化合物。

（2）尿素加热分解，不能够加热灭菌，只能用G6玻璃砂漏斗过滤除去细菌等微生物。

将空白培养基放在适宜温度下培养一段时间，若无菌落出现，则说明培养基灭菌彻底。

（3）图中步骤C为倒平板，相对于划线分离法，涂布分离法更容易获得单菌落。

（4）若菌落能分泌脲酶，则菌落周围会出现红色环带。

答案　

（1）D　

（2）G6玻璃砂漏斗过滤　将空白培养基放在适宜温度下培养一段时间，观察有无菌落出现　（3）倒平板　单菌落更易分开　（4）红

（1）本实验用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基。

琼脂是未被纯化的混合物，内含一定量的含氮化合物，不利于以尿素为氮源的细菌的筛选。

（2）因尿素加热分解，本实验配制尿素固体培养基时，需先高压蒸汽灭菌，冷却至60℃时再加入通过G6玻璃砂漏斗过滤的尿素溶液。

（3）微生物筛选过程中必要的两种对照培养基及其作用

筛选微生物时，除选择培养基外，还需设置两组对照培养基，以提高实验的说服力和科学性。

对照培养基

作用

现象

结论

未接种的培养基

有无杂菌污染的判断

未接种的培养皿中无菌落生长

未被杂菌污染

接种的全营养培养基

选择培养基有无筛选作用的判断

全营养培养基上的菌落数大于选择培养基上的数目

选择培养基具有筛选作用

考点3　结合果汁中的果胶和果胶酶考查科学实践能力

3.（2018·学军中学3月模拟）回答下列有关果胶、果汁和果胶酶等问题。

（1）果胶是植物细胞壁的主要成分，起着将植物细胞________在一起的作用。

制作果汁时可加入果胶酶和____________以分解果胶，提高果汁出汁率和澄清度。

（2）生产果胶酶可从黑曲霉中提取，下列适于黑曲霉扩大培养的培养基是________（A.蛋白胨和酵母提取物培养基B.尿素固体培养基　C.MS培养基

　D.添加蔗糖的豆芽汁培养基）。

由于果胶酶溶于水，不利于重复使用，可通过物理或化学方法将果胶酶固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有________的制剂。

（3）用果汁制作果酒，以果汁为原料，加入一定比例的蔗糖目的是____________________________________________________________________。

最后倒入酵母悬液，混匀，加盖；发酵开始时，由于微生物的需氧呼吸会使发酵瓶内出现________，原因是_________________________________。

解析　“细菌喜荤，霉菌喜素”，霉菌培养基一般用无机物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可。

用果汁制作果酒时加入一定比例的蔗糖，既可以增加糖的含量，又可以借助酵母菌将蔗糖转化为酒精而提高果酒的酒精含量。

答案　

（1）粘合　果胶甲酯酶　

（2）D　酶活性　（3）提高果酒的酒精和糖的含量　负压　需氧呼吸消耗氧气，产生的二氧化碳易溶于水

考点4　α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

4.如图是固定化酶反应柱，请回答下列问题：

（1）将α－淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不时搅拌，这样α－淀粉酶就可以固定在石英砂上。

这种固定化酶的方法称为________。

30min后，装入如图所示的反应器中，构成固定化酶反应柱，并用10倍体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是________________________。

洗涤时，蒸馏水流速________（填“能”或“不能”）过快。

（2）实验时，将此反应柱固定在支架上，用滴管滴加可溶性淀粉溶液，并以

0.3mL/min的流速过柱，控制流速的目的是_______________________________。

在流出5mL后接收0.5mL流出液，加入1～2滴________，观察颜色。

为了使观察到的颜色变化明显，可________后再观察。

如果溶液呈红色，说明淀粉水解成为________。

（3）实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤此反应柱，洗涤的目的是____________________________________________________________________。

洗涤后，放置在4℃冰箱中保存。

几天后，可重复使用。

解析　

（1）固定化酶的制作方法有吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法，本题所示为吸附法。

洗涤的目的是除去未吸附的一些游离的酶，在洗涤时流速不能过快，为1mL/min。

（2）以相对较慢的流速使淀粉溶液流过反应柱，可以让吸附着的酶与底物充分反应。

根据KI－I2溶液与淀粉反应呈蓝色，与糊精反应呈红色的原理来鉴定反应情况。

（3）实验完成后还需要对反应柱进行洗涤，以除去参与反应的反应物及生成的产物，以便重复使用。

答案　

（1）吸附法　除去未吸附的游离淀粉酶　不能　

（2）使淀粉溶液与溶粉酶充分接触充分反应　KI－I2溶液　稀释　糊精　（3）洗去残留的反应物和产物

（1）固定化酶的优点：

酶既能与反应物接触，又能与产物分离，且可被反复多次利用。

（2）两次用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器的目的比较

洗涤过程

目的

在固定α－淀粉酶后，用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器

除去未吸附的游离α－淀粉酶

实验结束后，用10倍体积的蒸馏水洗涤注射器

洗去残留的淀粉溶液和产物

1.（2018·宁波3月模拟）研究小组从土壤中筛选以多环芳烃（PAHs）为碳源和能源的细菌，用以降解工业废水和生活污水中的PAHs。

请回答：

（1）为了从土壤中筛选PAHs降解菌，需配制以________为唯一碳源的培养基，培养基经________[A.121℃（500g/cm2压力），15min　B.90℃（500g/cm2压力），

15min　C.121℃（1kg/cm2压力），15min　D.90℃（500g/cm2压力），30min]高压蒸汽灭菌，待冷却至60℃后倒平板。

（2）倒平板时应使锥形瓶的瓶口通过火焰，目的是____________。

在倒平板的过程中，如果培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，则这个平板不能用来培养PAHs降解菌，原因是______________________________________________________。

（3）制备土壤稀释液，用________方法接种于固体培养基表面，培养时，需将培养皿________并放在37℃恒温培养箱中培养24h。

（4）用划线法纯化PAHs降解菌的过程中，在第二次及其后的划线操作时，须从上一次划线的末端开始划线，原因是______________________________________

____________________________________________________________________。

答案　

（1）PAHs　C　

（2）防止杂菌污染　空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生　（3）涂布　倒置　（4）使细菌数随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而成的菌落

2.（2018·浙江新高考联盟联考）关于分离以尿素为氮源的微生物实验，请分析回答以下问题：

（1）脲酶可以催化尿素分解为____________，其中碱性物质可以能使酚红指示剂变为________。

（2）分离以尿素为氮源的微生物，培养基配制必须加凝固剂________，培养基在________g/cm2压力下灭菌30分钟，冷却至60℃，加入通过__________________

的尿素溶液，混合均匀待用。

（3）为了从土壤中分离得到以尿素为氮源的微生物，分离效果比较好的操作方法是采用________________。

采用该方法分离，土壤溶液必须经过________处理。

答案　

（1）NH3和CO2　红色　

（2）琼脂糖　500　G6玻璃（砂）漏斗过滤　（3）涂布分离法　稀释

3.（2017·丽水、衢州、湖州质量检测）回答下列果汁中的果胶和果胶酶相关问题：

（1）自制的果汁很浑浊，主要是含有大量杂质，杂质主要成分是________，可用________检测。

市售果汁为达到澄清透明且不降低品质的要求，常用________处理。

（2）市售果汁在制作过程中要进行灭菌，灭菌是指使用强烈的理化因素杀死________________。

不同的物质灭菌有所区别，如葡萄糖，为防止________________，要用500g/cm2压力（90℃以上）灭菌30min；而尿素只能用G6玻璃砂漏斗过滤灭菌，原因是________________。

（3）果汁饮料要求细菌总数≤100个/mL，大肠杆菌＜3个/100mL。

为了检测某成品受细菌污染情况，需要培养和计数，其中所用的细菌分离方法是____________________________________________________________________。

答案　

（1）果胶　乙醇　果胶酶（或果胶酶和果胶甲酯酶）

（2）（物体内外）所有的微生物　葡萄糖分解碳化　尿素加热会分解　（3）涂布分离法

4.（2018·绍兴3月选考适应性考试）回答与α－淀粉酶的制备和固定化过程有关的问题：

（1）为了获得优良的枯草杆菌菌株，研究者取5克土样加到有95mL________的三角瓶中.振荡10分钟，即成10－1土壤液。

为了进一步稀释土壤液，应用________吸取悬液，制成10－2、10－3、10－4、10－5的土壤稀释液。

（2）筛选产α－淀粉酶的枯草杆菌时，用较低浓度的________作为培养基中的唯一碳源，接种时宜采用________接种法。

（3）α－淀粉酶宜采用吸附法进行固定化。

下列关于反应柱的理解，正确的是________。

A.反应物和酶均可自由通过反应柱

B.反应物和酶均不能通过反应柱

C.反应物能通过反应柱，酶不能通过反应柱

D.反应物不能通过，酶能通过

（4）为了确定筛选出的α－淀粉酶的应用价值，还需要进一步检测固相α－淀粉酶的活性，在该实验中，流出液中加入KI－I2指示剂后，试管中呈现________色。

相对于唾液淀粉酶，枯草杆菌产生的α－淀粉酶具有________特性，从而有利于工业生产。

答案　

（1）无菌水　移液器　

（2）淀粉　涂布　（3）C（4）红　耐高温

（时间：

30分钟）

一、选择题

1.下列依次表示倒平板、接种的位置，以及划线法接种的路径示意图，其中错误的是（　　）

解析　在划线时，应在第一区