2019版高考生物總復(fù)習(xí) 第一部分 非選擇題必考五大專題 專題五 選修部分 第13講 微生物的培養(yǎng)、分離及酶的應(yīng)用學(xué)案.doc

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第13講　微生物的培養(yǎng)、分離及酶的應(yīng)用 [考試要求]　1.大腸桿菌的培養(yǎng)和分離。2.分離以尿素為氮源的微生物。3.果汁中的果膠和果膠酶。4.α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測。 1.(2018浙江11月選考節(jié)選)回答與微生物培養(yǎng)及應(yīng)用有關(guān)的問題： (1)對培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時，滅菌時間應(yīng)從________________________時開始計時。對于不耐熱的液體培養(yǎng)基，一般可將其轉(zhuǎn)入G6玻璃砂漏斗中，采用________方式可較快地進(jìn)行過濾滅菌。 (2)與釀造果醋相比，利用大米、高粱等富含淀粉的原料制醋，需增加________的過程。某醋化醋桿菌培養(yǎng)基由蛋白質(zhì)胨、酵母提取物和甘露醇組成，其中某露醇的主要作用是________。 (3)為篩選胞外α－淀粉酶分泌型菌種，一般從________(A.果園樹下　B.肉類加工廠周圍　C.米酒廠周圍　D.枯樹周圍)獲得土樣，用無菌水稀釋，涂布到含有淀粉的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，一段時間后在培養(yǎng)基表面滴加碘液，可在菌落周圍觀察到透明的水解圈。若要篩選酶活性較高的菌種，需挑選若干個________比值大的菌落，分別利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)進(jìn)行擴(kuò)增。然后將培養(yǎng)液離心，取________用于檢測酶活性。 解析　(1)由于高壓蒸汽滅菌鍋的升溫升壓需要一定時間，而未達(dá)設(shè)定溫度和壓力將導(dǎo)致滅菌不徹底，因此對培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌時，滅菌時間應(yīng)從達(dá)到設(shè)定的溫度或壓力值時開始計時。對于不耐熱的液體培養(yǎng)基，如尿素培養(yǎng)基，一般可將其轉(zhuǎn)入G6玻璃砂漏斗中過濾滅菌，采用抽濾方式可加快過濾速度。(2)相比果醋制作中先利用葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵，再進(jìn)行醋酸發(fā)酵，以淀粉為原料制醋，需增加淀粉分解成糖的過程。醋化醋桿菌培養(yǎng)基由蛋白胨、酵母提取物和甘露醇組成，其中甘露醇的主要作用是作為碳源。(3)結(jié)合生物具有適應(yīng)性的規(guī)律，米酒廠周圍的淀粉量相對較多，因此存在可分泌α－淀粉酶的分泌型菌種。分泌的α－淀粉酶活性越高，數(shù)量越多，菌落周圍的透明水解圈越大。由于水解圈越大，表明淀粉分解量越多，因此水解圈直徑與菌落直徑比值大的菌落，分泌的酶活性較高。經(jīng)液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)進(jìn)行擴(kuò)增后，再將培養(yǎng)液離心，菌種會分布于沉淀，而分泌的胞外酶分布于上清液，可取上清液測定酶活性。 答案　(1)達(dá)到設(shè)定的溫度或壓力值　抽濾 (2)將淀粉分解成糖　作為碳源 (3)C　水解圈直徑與菌落直徑　上清液 2.(2018浙江4月選考節(jié)選)回答與果膠、淀粉等提取和利用有關(guān)的問題： 某植物富含果膠、淀粉、蛋白質(zhì)和纖維素成分。某小組開展了該植物綜合利用的研究。 (1)果膠提取工藝研究結(jié)果表明，原料先經(jīng)過一段時間沸水漂洗的果膠得率(提取得到的果膠占原料質(zhì)量的百分率)顯著高于常溫水漂洗的果膠得率，最主要原因是沸水漂洗________(A.有助于清洗雜質(zhì)和去除可溶性糖B.使植物組織變得松散C.使有關(guān)酶失活D.有利于細(xì)胞破裂和原料粉碎制漿)。 (2)在淀粉分離生產(chǎn)工藝研究中，為促進(jìn)淀粉絮凝沉降，添加生物絮凝劑(乳酸菌菌液)，其菌株起重要作用。為了消除絮凝劑中的雜菌，通常將生產(chǎn)上使用的菌液，采用____________，進(jìn)行單菌落分離，然后將其________，并進(jìn)行特性鑒定，篩選得到純的菌株。 (3)在用以上提取過果膠和淀粉后的剩渣加工飲料工藝研究中，將剩渣制成的汁液經(jīng)蛋白酶和纖維素酶徹底酶解處理后，發(fā)現(xiàn)仍存在渾濁和沉淀問題?？商砑觃_______________________使果膠徹底分解成半乳糖醛酸，再添加____________________，以解決汁液渾濁和沉淀問題。 (4)在建立和優(yōu)化固定化酶反應(yīng)器連續(xù)生產(chǎn)工藝研究中，通常要分析汁液中各種成分的濃度和所用酶的活性，然后主要優(yōu)化各固定化酶反應(yīng)器中的________________________(答出2點即可)、反應(yīng)pH和酶反應(yīng)時間等因素。其中，酶反應(yīng)時間可通過________________________來調(diào)節(jié)。 解析　本題考查選修一酶的應(yīng)用，試題側(cè)重與社會生產(chǎn)中利用酶的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合。果膠酶活性受溫度、pH或酶抑制劑的影響。固定化酶就是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)(如石英砂)上，使之成為不溶于水而又有酶活性的制劑。常用方法有吸附法、共價偶聯(lián)法等。 答案　(1)C (2)劃線分離法(或涂布分離法)　擴(kuò)大培養(yǎng) (3)果膠酶和果膠甲酯酶　淀粉酶使淀粉分解 (4)固定化酶的量、反應(yīng)液溫度　控制反應(yīng)器液體流量(或體積) 3.(2017浙江4月選考節(jié)選)制作泡菜時，為縮短發(fā)酵周期，腌制前可加入乳酸菌。取少量酸奶，用無菌蒸餾水稀釋后，再用________蘸取少量的稀釋液，在MRS乳酸菌專用培養(yǎng)基的平板上劃線，以獲得乳酸菌單菌落。下圖所示的劃線分離操作，正確的是________。 解析　取少量酸奶，用無菌蒸餾水稀釋后，再用接種環(huán)蘸取少量的稀釋液，在MRS乳酸菌專用培養(yǎng)基的平板上劃線，以獲得乳酸菌單菌落。劃線分離法從第二次開始每次都是從上一次劃線的末端開始劃線，因為線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，正確的是B。 答案　接種環(huán)　B 4.(2016浙江10月選考節(jié)選)請回答從土壤中分離產(chǎn)脲酶細(xì)菌實驗的有關(guān)問題： (1)LB固體培養(yǎng)基：取適量的蛋白胨、酵母提取液、NaCl，加入一定的量的蒸餾水溶解，再加________，滅菌備用。 (2)尿素固體培養(yǎng)基：先將適宜濃度的尿素溶液，用________滅菌過的G6玻璃砂漏斗過濾，因為G6玻璃砂漏斗____________，故用于過濾除菌，然后將尿素溶液加入到已經(jīng)滅菌的含有酚紅的培養(yǎng)基中，備用。 (3)取適量含產(chǎn)脲酶細(xì)菌的10－4、10－5兩種土壤稀釋液，分別涂布接種到LB固體培養(yǎng)基和尿素固體培養(yǎng)基上，培養(yǎng)48小時，推測固體培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)最少的是________(A.10－5稀釋液＋尿素固體培養(yǎng)基　B.10－5稀釋液＋LB固體培養(yǎng)基　　C.10－4稀釋液＋尿素固體培養(yǎng)基　D.10－4稀釋液＋LB固體培養(yǎng)基)。在尿素固體培養(yǎng)基上產(chǎn)脲酶細(xì)菌菌落周圍出現(xiàn)__________，其原因是細(xì)菌產(chǎn)生的脲酶催化尿素分解產(chǎn)生________所致。 (4)制備固定化脲酶時，用石英砂吸附脲酶，裝柱，用蒸餾水洗滌固定化酶柱，其作用為________________。 答案　(1)瓊脂糖　(2)高壓蒸汽　孔徑小，細(xì)菌不能濾過　(3)A　紅色環(huán)　氨 　(4)除去游離的脲酶 5.(2016浙江4月選考節(jié)選)請回答與“果汁中的果膠和果膠酶”實驗有關(guān)的問題： (1)果膠是細(xì)胞壁的重要組成成分，其化學(xué)本質(zhì)是________(A.蛋白質(zhì)　B.脂質(zhì)　 C.核酸　D.多糖)。它在細(xì)胞壁的形成過程中的主要作用是將相鄰的細(xì)胞________在一起。 (2)制取果汁時，先用果膠酶將果膠分解成________和半乳糖醛酸甲酯等物質(zhì)，再用________酶處理，可得到比較 澄清的果汁。用適量且濃度適宜的上述兩種酶處理時，果汁的出汁率、澄清度與酶的________高低呈正相關(guān)。 (3)由于果膠不溶于乙醇，故可用乙醇對果膠粗提物(經(jīng)酶處理后的混合物)進(jìn)行________處理，從而得到干制品。 答案　(1)D　粘合　(2)半乳糖醛酸　果膠甲酯　活性　(3)沉淀 1.正誤判斷 (1)單菌落的常用分離方法有劃線分離法和涂布分離法，其中前者操作簡單，且可計數(shù)菌體數(shù)目。() (2)在劃線操作的第一次劃線以及之后每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)，在每次劃線操作結(jié)束后，也需要灼燒接種環(huán)。() (3)倒平板時將培養(yǎng)皿的蓋拿開，以方便將錐形瓶中的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿。() (4)篩選分解尿素的細(xì)菌的培養(yǎng)基以尿素為唯一氮源，且為瓊脂固體培養(yǎng)基。( ) (5)果膠由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成，果膠酶和果膠甲酯酶均可水解果膠。(√) (6)將果膠酶用于果汁的生產(chǎn)，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，固定方法為吸附法。(√) (8)酶的固定化方法有吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法等，將酶加上糖衣做成膠囊屬于包埋法。() 2.讀圖析圖 下圖是微生物劃線分離示意圖，劃線的順序是1、2、3、4、5。 圖示劃線操作共需灼燒接種環(huán)________次。第一次灼燒接種環(huán)的目的是___________________________________________________________________， 最后一次灼燒接種環(huán)的目的是_________________________________________， 中間幾次灼燒接種環(huán)的目的是_______________________________。 提示　6　避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染菌種　及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免菌種污染環(huán)境和感染操作者　殺死上一次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時接種環(huán)上的菌種直接來源于上一次劃線的末端 考點1　結(jié)合大腸桿菌的培養(yǎng)和分離考查科學(xué)實踐能力 1.下圖為“大腸桿菌的培養(yǎng)和分離”實驗的基本流程： →→→→ 請回答： (1)培養(yǎng)基滅菌常用________法，滅菌后，要待________________________時才能打開鍋蓋。 (2)倒平板和接種前要用________擦手。接種和劃線前使用________的方法對接種環(huán)滅菌。 (3)劃線分離時，接種環(huán)在菌液中蘸取________次。下圖甲表示在平板培養(yǎng)基上的第一次和第二次劃線，請在乙圖中畫出第三次劃線。 (4)劃線后在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)時，培養(yǎng)皿須倒置，目的是 ___________________________________________________________________。 (5)實驗完成后，接觸過細(xì)菌的器皿應(yīng)如何處理？ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析　此題考查大腸桿菌的培養(yǎng)和分離過程，具體分析如下：(1)對培養(yǎng)基進(jìn)行的滅菌應(yīng)該是用滅菌鍋進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。滅菌后，滅菌鍋內(nèi)的壓力與大氣壓相同時，才能打開鍋蓋，否則會造成培養(yǎng)液濺出。(2)在進(jìn)行實驗操作時，操作者的雙手要用酒精棉球擦拭消毒，接種環(huán)要用火焰灼燒滅菌。(3)劃線分離時，接種環(huán)在菌液中蘸取菌液1次然后連續(xù)劃線。(4)在培養(yǎng)時，培養(yǎng)皿須倒置，目的是防止冷凝后形成的水滴落在培養(yǎng)基上污染培養(yǎng)基，沖散菌落。(5)實驗完成后，接觸過細(xì)菌的器皿應(yīng)滅菌處理以防止污染。 答案　(1)高壓蒸汽滅菌　滅菌鍋內(nèi)壓力與大氣壓相同 (2)酒精棉球　(酒精燈火焰上)灼燒 (3)1　(見下圖) (4)防止冷凝后形成的水滴落在培養(yǎng)基上污染培養(yǎng)基 (5)接觸過細(xì)菌的器皿應(yīng)作滅菌處理 (1)常見無菌操作技術(shù) 方法 灼燒滅菌 高壓蒸汽滅菌 酒精消毒 紫外線消毒 適用 對象 接種環(huán)等金屬用具 培養(yǎng)皿等玻璃用具、接種環(huán)等金屬用具、培養(yǎng)基等 雙手、操作桌面等 操作臺、接種室等 提醒：為防止葡萄糖高溫分解碳化，含有葡萄糖的培養(yǎng)基要用500 g/cm2壓力(90 ℃以上)滅菌30 min。尿素等加熱會分解的物質(zhì)，不能加熱滅菌，只能用G6玻璃砂漏斗過濾。 (2)微生物分離的兩種常用方法 比較 劃線分離法 涂布分離法 工具 接種環(huán) 玻璃刮刀 原理 通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面。在數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個細(xì)菌細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的細(xì)胞群體，即菌落 將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細(xì)菌細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落 特點 方法簡單，但不適宜計數(shù) 單菌落更易分開，可以計數(shù)，但操作復(fù)雜 培養(yǎng) 結(jié)果 目的 使培養(yǎng)基上形成單個細(xì)菌細(xì)胞繁殖而來的子細(xì)胞群體——菌落 考點2　圍繞分離以尿素為氮源的微生物考查科學(xué)實踐能力 2.下圖是“分離以尿素為氮源的微生物”實驗的基本流程，請回答下列問題： (1)該實驗培養(yǎng)基不能含有________(A.尿素　B.氯化鈉　C.葡萄糖　D.瓊脂)。 (2)尿素溶液可用________________使之無菌。若要檢查B過程滅菌是否徹底，可以采用的方法是_____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)圖中步驟C為________。相對于劃線分離法，過程D涂布分離法的優(yōu)點是________________。 (4)如果菌落周圍出現(xiàn)________色環(huán)帶，說明該菌落能分泌脲酶。 解析　(1)分離以尿素為氮源的微生物，應(yīng)該以尿素為唯一氮源，所以不應(yīng)有瓊脂，因為瓊脂是未被純化的混合物，內(nèi)含一定量的含氮化合物。(2)尿素加熱分解，不能夠加熱滅菌，只能用G6玻璃砂漏斗過濾除去細(xì)菌等微生物。將空白培養(yǎng)基放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，若無菌落出現(xiàn)，則說明培養(yǎng)基滅菌徹底。 (3)圖中步驟C為倒平板，相對于劃線分離法，涂布分離法更容易獲得單菌落。(4)若菌落能分泌脲酶，則菌落周圍會出現(xiàn)紅色環(huán)帶。 答案　(1)D　(2)G6玻璃砂漏斗過濾　將空白培養(yǎng)基放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察有無菌落出現(xiàn)　(3)倒平板　單菌落更易分開　(4)紅 (1)本實驗用瓊脂糖代替瓊脂配制固體培養(yǎng)基。瓊脂是未被純化的混合物，內(nèi)含一定量的含氮化合物，不利于以尿素為氮源的細(xì)菌的篩選。 (2)因尿素加熱分解，本實驗配制尿素固體培養(yǎng)基時，需先高壓蒸汽滅菌，冷卻至60 ℃時再加入通過G6玻璃砂漏斗過濾的尿素溶液。 (3)微生物篩選過程中必要的兩種對照培養(yǎng)基及其作用 篩選微生物時，除選擇培養(yǎng)基外，還需設(shè)置兩組對照培養(yǎng)基，以提高實驗的說服力和科學(xué)性。 對照培養(yǎng)基 作用 現(xiàn)象 結(jié)論 未接種的培養(yǎng)基 有無雜菌污染的判斷 未接種的培養(yǎng)皿中無菌落生長 未被雜菌污染 接種的全營養(yǎng)培養(yǎng)基 選擇培養(yǎng)基有無篩選作用的判斷 全營養(yǎng)培養(yǎng)基上的菌落數(shù)大于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目 選擇培養(yǎng)基具有篩選作用 考點3　結(jié)合果汁中的果膠和果膠酶考查科學(xué)實踐能力 3.(2018學(xué)軍中學(xué)3月模擬)回答下列有關(guān)果膠、果汁和果膠酶等問題。 (1)果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分，起著將植物細(xì)胞________在一起的作用。制作果汁時可加入果膠酶和____________以分解果膠，提高果汁出汁率和澄清度。 (2)生產(chǎn)果膠酶可從黑曲霉中提取，下列適于黑曲霉擴(kuò)大培養(yǎng)的培養(yǎng)基是________(A.蛋白胨和酵母提取物培養(yǎng)基 B.尿素固體培養(yǎng)基　C.MS培養(yǎng)基 　D.添加蔗糖的豆芽汁培養(yǎng)基)。由于果膠酶溶于水，不利于重復(fù)使用，可通過物理或化學(xué)方法將果膠酶固定在某種介質(zhì)上，使之成為不溶于水而又有________的制劑。 (3)用果汁制作果酒，以果汁為原料，加入一定比例的蔗糖目的是____________________________________________________________________。 最后倒入酵母懸液，混勻，加蓋；發(fā)酵開始時，由于微生物的需氧呼吸會使發(fā)酵瓶內(nèi)出現(xiàn)________，原因是_________________________________。 解析　“細(xì)菌喜葷，霉菌喜素”，霉菌培養(yǎng)基一般用無機(jī)物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可。用果汁制作果酒時加入一定比例的蔗糖，既可以增加糖的含量，又可以借助酵母菌將蔗糖轉(zhuǎn)化為酒精而提高果酒的酒精含量。 答案　(1)粘合　果膠甲酯酶　(2)D　酶活性　(3)提高果酒的酒精和糖的含量　負(fù)壓　需氧呼吸消耗氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳易溶于水 考點4　α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測 4.如圖是固定化酶反應(yīng)柱，請回答下列問題： (1)將α－淀粉酶溶于水中，再加入石英砂，不時攪拌，這樣α－淀粉酶就可以固定在石英砂上。這種固定化酶的方法稱為________。30 min后，裝入如圖所示的反應(yīng)器中，構(gòu)成固定化酶反應(yīng)柱，并用10倍體積的蒸餾水洗滌此反應(yīng)柱，洗滌的目的是________________________。洗滌時，蒸餾水流速________(填“能”或“不能”)過快。 (2)實驗時，將此反應(yīng)柱固定在支架上，用滴管滴加可溶性淀粉溶液，并以 0.3 mL/min的流速過柱，控制流速的目的是_______________________________。 在流出5 mL后接收0.5 mL流出液，加入1～2滴________，觀察顏色。為了使觀察到的顏色變化明顯，可________后再觀察。如果溶液呈紅色，說明淀粉水解成為________。 (3)實驗后，用10倍柱體積的蒸餾水洗滌此反應(yīng)柱，洗滌的目的是____________________________________________________________________。 洗滌后，放置在4 ℃冰箱中保存。幾天后，可重復(fù)使用。 解析　(1)固定化酶的制作方法有吸附法、共價偶聯(lián)法、交聯(lián)法和包埋法，本題所示為吸附法。洗滌的目的是除去未吸附的一些游離的酶，在洗滌時流速不能過快，為1 mL/min。(2)以相對較慢的流速使淀粉溶液流過反應(yīng)柱，可以讓吸附著的酶與底物充分反應(yīng)。根據(jù)KI－I2溶液與淀粉反應(yīng)呈藍(lán)色，與糊精反應(yīng)呈紅色的原理來鑒定反應(yīng)情況。(3)實驗完成后還需要對反應(yīng)柱進(jìn)行洗滌，以除去參與反應(yīng)的反應(yīng)物及生成的產(chǎn)物，以便重復(fù)使用。 答案　(1)吸附法　除去未吸附的游離淀粉酶　不能　(2)使淀粉溶液與溶粉酶充分接觸充分反應(yīng)　KI－I2溶液　稀釋　糊精　(3)洗去殘留的反應(yīng)物和產(chǎn)物 (1)固定化酶的優(yōu)點：酶既能與反應(yīng)物接觸，又能與產(chǎn)物分離，且可被反復(fù)多次利用。 (2)兩次用10倍體積的蒸餾水洗滌注射器的目的比較 洗滌過程 目的 在固定α－淀粉酶后，用10倍體積的蒸餾水洗滌注射器 除去未吸附的游離α－淀粉酶 實驗結(jié)束后，用10倍體積的蒸餾水洗滌注射器 洗去殘留的淀粉溶液和產(chǎn)物 1.(2018寧波3月模擬)研究小組從土壤中篩選以多環(huán)芳烴(PAHs)為碳源和能源的細(xì)菌，用以降解工業(yè)廢水和生活污水中的PAHs。請回答： (1)為了從土壤中篩選PAHs降解菌，需配制以________為唯一碳源的培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)________[A.121 ℃(500 g/cm2壓力)，15 min　B.90 ℃(500 g/cm2壓力)， 15 min　C.121 ℃(1 kg/cm2壓力)，15 min　D.90 ℃(500 g/cm2壓力)，30 min]高壓蒸汽滅菌，待冷卻至60 ℃后倒平板。 (2)倒平板時應(yīng)使錐形瓶的瓶口通過火焰，目的是____________。在倒平板的過程中，如果培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，則這個平板不能用來培養(yǎng)PAHs降解菌，原因是______________________________________________________。 (3)制備土壤稀釋液，用________方法接種于固體培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)時，需將培養(yǎng)皿________并放在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h。 (4)用劃線法純化PAHs降解菌的過程中，在第二次及其后的劃線操作時，須從上一次劃線的末端開始劃線，原因是______________________________________ ____________________________________________________________________。 答案　(1)PAHs　C　(2)防止雜菌污染　空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生　(3)涂布　倒置　(4)使細(xì)菌數(shù)隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終得到由單個細(xì)菌繁殖而成的菌落 2.(2018浙江新高考聯(lián)盟聯(lián)考)關(guān)于分離以尿素為氮源的微生物實驗，請分析回答以下問題： (1)脲酶可以催化尿素分解為____________，其中堿性物質(zhì)可以能使酚紅指示劑變?yōu)開_______。 (2)分離以尿素為氮源的微生物，培養(yǎng)基配制必須加凝固劑________，培養(yǎng)基在________ g/cm2壓力下滅菌30分鐘，冷卻至60 ℃，加入通過__________________ 的尿素溶液，混合均勻待用。 (3)為了從土壤中分離得到以尿素為氮源的微生物，分離效果比較好的操作方法是采用________________。采用該方法分離，土壤溶液必須經(jīng)過________處理。 答案　(1)NH3和CO2　紅色　(2)瓊脂糖　500　G6玻璃(砂)漏斗過濾　(3)涂布分離法　稀釋 3.(2017麗水、衢州、湖州質(zhì)量檢測)回答下列果汁中的果膠和果膠酶相關(guān)問題： (1)自制的果汁很渾濁，主要是含有大量雜質(zhì)，雜質(zhì)主要成分是________，可用________檢測。市售果汁為達(dá)到澄清透明且不降低品質(zhì)的要求，常用________處理。 (2)市售果汁在制作過程中要進(jìn)行滅菌，滅菌是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死________________。不同的物質(zhì)滅菌有所區(qū)別，如葡萄糖，為防止________________，要用500 g/cm2壓力(90 ℃以上)滅菌30 min；而尿素只能用G6玻璃砂漏斗過濾滅菌，原因是________________。 (3)果汁飲料要求細(xì)菌總數(shù)≤100個/mL，大腸桿菌＜3個/100 mL。為了檢測某成品受細(xì)菌污染情況，需要培養(yǎng)和計數(shù)，其中所用的細(xì)菌分離方法是____________________________________________________________________。 答案　(1)果膠　乙醇　果膠酶(或果膠酶和果膠甲酯酶) (2)(物體內(nèi)外)所有的微生物　葡萄糖分解碳化　尿素加熱會分解　(3)涂布分離法 4.(2018紹興3月選考適應(yīng)性考試)回答與α－淀粉酶的制備和固定化過程有關(guān)的問題： (1)為了獲得優(yōu)良的枯草桿菌菌株，研究者取5克土樣加到有95 mL________的三角瓶中.振蕩10分鐘，即成10－1土壤液。為了進(jìn)一步稀釋土壤液，應(yīng)用________吸取懸液，制成10－2、10－3、10－4、10－5的土壤稀釋液。 (2)篩選產(chǎn)α－淀粉酶的枯草桿菌時，用較低濃度的________作為培養(yǎng)基中的唯一碳源，接種時宜采用________接種法。 (3)α－淀粉酶宜采用吸附法進(jìn)行固定化。下列關(guān)于反應(yīng)柱的理解，正確的是________。 A.反應(yīng)物和酶均可自由通過反應(yīng)柱 B.反應(yīng)物和酶均不能通過反應(yīng)柱 C.反應(yīng)物能通過反應(yīng)柱，酶不能通過反應(yīng)柱 D.反應(yīng)物不能通過，酶能通過 (4)為了確定篩選出的α－淀粉酶的應(yīng)用價值，還需要進(jìn)一步檢測固相α－淀粉酶的活性，在該實驗中，流出液中加入KI－I2指示劑后，試管中呈現(xiàn)________色。相對于唾液淀粉酶，枯草桿菌產(chǎn)生的α－淀粉酶具有________特性，從而有利于工業(yè)生產(chǎn)。 答案　(1)無菌水　移液器　(2)淀粉　涂布　(3)C (4)紅　耐高溫 (時間：30分鐘) 一、選擇題 1.下列依次表示倒平板、接種的位置，以及劃線法接種的路徑示意圖，其中錯誤的是(　　) 解析　在劃線時，應(yīng)在第一區(qū)的劃線末端開始往第二區(qū)域內(nèi)劃線，在第二區(qū)的劃線末端開始往第三區(qū)劃線。 答案　D 2.在做分離分解尿素的細(xì)菌實驗時，A同學(xué)從對應(yīng)10－6培養(yǎng)基上篩選出大約150個菌落，而其他同學(xué)只選擇出大約50個菌落。A同學(xué)的結(jié)果產(chǎn)生原因不可能有(　　) A.由于土樣不同 B.由于培養(yǎng)基污染 C.由于操作失誤 D.沒有設(shè)置對照 解析　根據(jù)以上分析已知A同學(xué)的實驗結(jié)果可能是培養(yǎng)基污染造成的，還可能是A同學(xué)實驗操作過程中污染造成的，也可能是與其他同學(xué)所取土壤樣品不同造成的，關(guān)鍵是設(shè)法排除影響結(jié)果的因素。實驗應(yīng)該設(shè)計對照組，但是實驗結(jié)果的出現(xiàn)并不是沒有設(shè)置對照組導(dǎo)致的。 答案　D 3.下列與果膠酶相關(guān)的敘述錯誤的是(　　) A.果膠酶不僅存在于植物細(xì)胞中，也存在于許多微生物細(xì)胞中 B.果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層 C.在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清 D.果膠酶由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成 解析　果膠酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)，果膠是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成的。 答案　D 4.下列與α－淀粉酶固定化相關(guān)的敘述錯誤的是(　　) A.所用的酶固定化方法為吸附法 B.所用的載體為石英砂 C.淀粉溶液可流經(jīng)酶柱，淀粉酶不能流出 D.淀粉酶可流經(jīng)酶柱，淀粉溶液不能流出 解析　α－淀粉酶固定化可采用石英砂作載體進(jìn)行物理吸附法固定；制作成固定化酶柱后，淀粉溶液可流經(jīng)酶柱，但淀粉酶不流出。 答案　D 5.欲篩選并鑒定出分解尿素的細(xì)菌，最合適的培養(yǎng)基是(　　) A.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、瓊脂、酚紅 B.蛋白胨、酵母提取物、NaCl、瓊脂、酚紅 C.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、瓊脂糖、醋酸洋紅 D.葡萄糖、NaCl、K2HPO4、尿素、瓊脂糖、酚紅 解析　瓊脂、蛋白胨、酵母提取物含有氮元素，篩選分解尿素的細(xì)菌，應(yīng)該選用以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基，排除A、B兩項；分解尿素的細(xì)菌產(chǎn)生的脲酶分解尿素產(chǎn)生氨，會使酚紅變紅，可鑒定分解尿素的細(xì)菌，醋酸洋紅是染色質(zhì)的染料，排除C項，選D項。 答案　D 二、非選擇題 6.回答與微生物的培養(yǎng)和利用有關(guān)的問題： (1)微生物在試管中培養(yǎng)時通常加棉塞，周圍沒有皺褶和縫隙，容易拔出，但用手提著棉塞時，試管又不能落下。棉塞的作用有兩個：一是________________；二是保證通氣良好。制作棉塞所用的棉花不能用脫脂棉，原因是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)測定微生物生長曲線的方法有很多，有血細(xì)胞計數(shù)板法、平板________計數(shù)法、________法等。制作生長曲線時，以________作縱坐標(biāo)，________作橫坐標(biāo)。 (3)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用最廣泛和最普通的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基，一般要將pH調(diào)至________，以利于細(xì)菌的生長繁殖。 答案　(1)防止雜菌污染　脫脂棉易吸水，吸水后容易引起污染　(2)菌落　比濁　菌數(shù)的對數(shù)　生長時間 (3)中性偏堿 7.下表是用于從土壤中分離純化細(xì)菌的培養(yǎng)基配方。 材料 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 瓊脂 水 用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL 請回答： (1)培養(yǎng)基的類型很多，按照“細(xì)菌喜________，霉菌喜________”的原則配制上述培養(yǎng)基后，一般還要調(diào)節(jié) pH 并對培養(yǎng)基進(jìn)行________處理。 (2)分離純化微生物最常使用的劃線分離法中，接種環(huán)在菌液中蘸菌液 ________(A.一　B.二　C.三　D.四)次；若用涂布分離法，則制備細(xì)菌懸液時，一般需進(jìn)行________處理，為確保操作過程不被雜菌污染，接種必須在________________附近操作。 (3)假設(shè)培養(yǎng)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上菌落連成一片，可能的原因是什么？(列舉一項)。____________________________________________________________。 解析　(1)“細(xì)菌喜葷”，通常細(xì)菌培養(yǎng)基要用蛋白胨和酵母提取物來配制；“霉菌喜素”，霉菌培養(yǎng)基通常用無機(jī)物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可。配制培養(yǎng)基后，一般還要調(diào)節(jié) pH 并對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理。 (2)分離純化微生物有劃線分離法和涂布分離法，劃線分離微生物時，接種環(huán)在菌液中只能蘸菌液一次；若用涂布分離法，則制備細(xì)菌懸液時，為防止菌液中的微生物過多，一般需進(jìn)行稀釋處理，為確保操作過程不被雜菌污染，接種必須在酒精燈火焰附近操作。 (3)假設(shè)培養(yǎng)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上菌落連成一片，可能的原因是稀釋倍數(shù)不夠，菌液的濃度太高；劃線時，劃完第一次沒有滅菌即接著劃第二次；培養(yǎng)過程滅菌不嚴(yán)格，受到微生物的污染等。 答案　(1)葷　素　滅菌　(2)A　稀釋　酒精燈火焰　(3)稀釋倍數(shù)不夠，菌液的濃度太高；劃線時，劃完第一次沒有滅菌即接著劃第二次；培養(yǎng)過程滅菌不嚴(yán)格，受到微生物的污染 8.利用紫薯制酒可以提高其經(jīng)濟(jì)附加值。請回答： (1)在工廠化生產(chǎn)時，為提高紫甘薯的利用率，可加入果膠酶和淀粉酶，其中果膠酶可來自________________________________________等微生物。由于酶在水溶液中不穩(wěn)定，因此常將酶固定在某種介質(zhì)上制成 ________。 (2)果膠酶可將紫甘薯勻漿中的果膠水解為________。 A.半乳糖醛酸和葡萄糖 B.半乳糖和果糖 C.麥芽糖 D.半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯 (3)紫甘薯勻漿流經(jīng) α－淀粉酶柱后，取適量流出的液體，經(jīng)脫色后加入I2－KI溶液，結(jié)果液體呈紅色。表明該液體中含有________。 (4)發(fā)酵前，為使酵母菌迅速發(fā)生作用，取適量的干酵母，加入溫水和 ________。 (5)下圖表示發(fā)酵液pH對酒精濃度的影響。據(jù)圖判斷，最佳pH是________。 解析　(1)果膠酶可來自黑曲霉或蘋果青霉等微生物。由于酶在水溶液中不穩(wěn)定，因此常將酶固定在某種介質(zhì)上制成固定化酶。(2)果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成，因此果膠酶可將紫甘薯勻漿中的果膠水解為半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯。(3)淀粉遇I2－KI溶液顯藍(lán)色，淀粉的初步水解產(chǎn)物糊精遇I2－KI溶液呈紅色。(4)發(fā)酵前，為使酵母菌迅速發(fā)生作用，取適量的干酵母，加入溫水和蔗糖。(5)分析曲線圖可知，pH為4.7時，隨著時間的推移，和其他pH對比，其酒精濃度最高，表明發(fā)酵的最佳pH是4.7。 答案　(1)黑曲霉或蘋果青霉　固定化酶　(2)D　(3)糊精　(4)蔗糖　(5)4.7 9.為從養(yǎng)豬場周圍土壤中分離產(chǎn)脲酶的微生物，進(jìn)行了如下實驗。 (1)培養(yǎng)基的制備：本實驗需在LB固體培養(yǎng)基和尿素固體培養(yǎng)基上進(jìn)行接種，因尿素________，只能用________過濾。下列對本實驗選用的尿素固體培養(yǎng)基和LB固體培養(yǎng)基的敘述，錯誤的是________(A.都要121 ℃滅菌15 min B.都含有N源　C.都要添加瓊脂糖　D.都要添加酚紅)。 (2)制備細(xì)菌懸液：在無菌條件下，將土樣加到含有適量________的三角瓶中，振蕩搖勻，并以此方法制備不同濃度的土壤稀釋液。 (3)接種分離：本實驗分離微生物的方法是________。 (4)培養(yǎng)觀察：將培養(yǎng)皿________，在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～48 h，觀察菌落數(shù)。 解析　尿素加熱會分解，不能夠加熱滅菌，只能用G6玻璃砂漏斗過濾。尿素固體培養(yǎng)基含有葡萄糖，121 ℃滅菌15 min會造成葡萄糖分解碳化，要用 500 g/cm2(90 ℃以上)的條件滅菌30 min。在尿素固體培養(yǎng)基中添加酚紅是用來鑒定篩選出的產(chǎn)脲酶微生物，LB固體培養(yǎng)基中未添加。(2)為防止雜菌污染，配制細(xì)胞懸液需要用無菌水。(3)常用的微生物分離方法有劃線分離法和涂布分離法，涂布分離法往往需要先對細(xì)胞懸液進(jìn)行稀釋，再涂布分離。(4)為防止冷凝后形成的水滴落在培養(yǎng)基上污染培養(yǎng)基，需將培養(yǎng)皿倒置在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。 答案　(1)加熱會分解　G6玻璃砂漏斗　AD　(2)無菌水　(3)涂布分離法　(4)倒置 10.鎘是工業(yè)廢水中常見的污染物，對人體的傷害極大，我國環(huán)保法將其列為一類污染物。一些微生物可以分泌多聚糖、糖蛋白、脂多糖、可溶性氨基酸等胞外聚合物質(zhì)，這些聚合物具有絡(luò)合或沉淀金屬離子，從而起到凈化工業(yè)廢水中重金屬鹽的功能。某同學(xué)準(zhǔn)備依據(jù)下圖操作步驟，從處理廢水的活性污泥中分離篩選鎘降解高效菌株。請回答下列問題： (1)________是消除污染雜菌的通用方法，也是用于篩選高表達(dá)量菌株的最簡便方法之一。 (2)鎘降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、鎘、葡萄糖、水等物質(zhì)，則其在進(jìn)行滅菌時應(yīng)控制壓力在________。分離時應(yīng)取不同濃度的稀釋液________ mL涂到平板上。 (3)下圖為平板劃線法分離純化細(xì)菌，整個實驗過程需要將接種環(huán)灼燒滅菌________次。 A.2 B.3 C.4 D.5 (4)采用光電比色測定法檢測降解后的廢水中鎘含量。在制備標(biāo)準(zhǔn)曲線實驗過程，下表中1～5號比色管的鎘濃度應(yīng)分別為________。 管號 1 2 3 4 5 6 鎘濃度/(mgmL－1) 1 最后分別以________為橫、縱坐標(biāo)繪制曲線。 答案　(1)單菌落的分離　(2)500 g/cm2　0.1　(3)C　(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8　鎘濃度、光密度值 11.果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，常用于果汁的生產(chǎn)。 (1)果膠酶用于果汁生產(chǎn)，是因為它能分解果膠，可解決果肉出汁率低和________等問題。 (2)果膠由________和________組成。 (3)若要檢測蘋果汁中是否還含有果膠，可取一定量的果汁與________混合，若出現(xiàn)________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全分解。 (4)固定化酶技術(shù)是將水溶性的酶用物理或化學(xué)的方法固定在某種介質(zhì)上，使酶能與________接觸，又能與________分離。 (5)在“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”這一實驗中，α－淀粉酶固定在石英砂上，使用了下圖中的________。 答案　(1)果汁渾濁　(2)半乳糖醛酸　半乳糖醛酸甲酯　(3)乙醇　渾濁　(4)底物　產(chǎn)物　(5)③ 12.工業(yè)生產(chǎn)果汁時，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出汁率，為研究溫度對果膠酶活性的影響，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗： ①將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 ℃水浴中恒溫處理10 min(如圖A)。 ②將果膠酶與蘋果泥混合，再次在10 ℃水浴中恒溫處理10 min(如圖B)。 ③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測量果汁量(如圖C)。 ④在不同溫度條件下重復(fù)以上實驗步驟，并記錄果汁量如下： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 果汁量/mL 8 13 15 25 15 12 11 10 根據(jù)上述實驗，請分析回答下列問題： (1)果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因為果膠酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中果膠的水解，產(chǎn)物是____________________________________________________________________。 (2)實驗結(jié)果表明，當(dāng)溫度為________附近時果汁量最多，此時果膠酶的活性________。 (3)實驗步驟①的目的是_______________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)本實驗檢測因變量的方法有兩種，分別是________、________。 解析　(1)果膠在果膠酶作用下水解產(chǎn)物是半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯。(2)實驗結(jié)果顯示，40 ℃附近時出汁量最多，果膠酶的活性最高。(3)將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10 ℃水浴中恒溫處理，可以使酶和蘋果泥處于同一溫度條件下，以使二者混合后混合液的溫度就是設(shè)定的溫度10 ℃。(4)果膠酶的活性高，果膠分解徹底，果汁的澄清度高，果汁出汁量大；果膠酶的活性低，果膠分解不徹底，果汁的澄清度低，果汁出汁量小。 答案　(1)半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯　(2)40 ℃　最高　(3)使酶和蘋果泥處于同一溫度條件下　(4)測果汁澄清度　比較出汁量