内容正文:
专题06 生物技术与工程相关实验
实验概览
实验1 制作传统发酵食品
实验2 酵母菌的纯培养
实验3 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验4 菊花的组织培养
实验5 DNA的粗提取与鉴定
实验6 DNA片段的扩增及电泳鉴定
【实验1 制作传统发酵食品】
三
1.制作原理
传统发酵食品的制作主要依赖 活动。以乳酸菌发酵制作泡菜为例,在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解为 。在果酒制作中,酵母菌在有氧时 ,无氧时进行酒精发酵,将葡萄糖转化为 。这些微生物在适宜的条件下,利用原料中的营养物质进行 ,产生独特的 ,赋予食品特殊的口感和品质。
2.方法步骤
(1)泡菜制作:首先准备新鲜蔬菜(如白菜、萝卜等),洗净晾干后切成适当大小。将泡菜坛洗净并用 ,向坛中加入冷却的盐水(水与盐质量比约为 ),再放入蔬菜、香辛料(如花椒、辣椒等)。密封坛口,保证 环境,置于阴凉处发酵。在发酵过程中,需定期检查坛口水槽,补充水分,防止 。
(2)果酒制作:选择新鲜成熟的水果(如葡萄),冲洗后 ,再将水果榨汁。向果汁中加入适量的酵母菌菌种或含酵母菌的发酵剂,搅拌均匀后装入发酵瓶,预留约 的空间,以利于发酵初期酵母菌有氧呼吸 。密封瓶口,在 ℃条件下进行发酵, ,防止瓶内气压过高。
3.结果分析与评价
(1)泡菜:发酵完成后的泡菜色泽鲜亮,质地脆嫩,具有浓郁的乳酸发酵香味。通过 pH 试纸检测,泡菜汁 pH 值 ,表明 。品尝时,泡菜酸度适中,咸淡适宜,说明发酵过程控制较为成功。但也存在一些小问题,如个别泡菜出现轻微 现象,可能是蔬菜在腌制前 不足,含水量过高导致。
(2)果酒:制得的果酒色泽澄清,果香与酒香协调。利用酒精计测量,酒精度数达到预期范围。但在口感上,甜度略低,可能是发酵过程中 过多,后续可适当调整初始果汁的 ,以优化果酒口感。
【实验2 酵母菌的纯培养】
1.培养原理
酵母菌是单细胞 ,在 环境下都能生存。本次纯培养利用其在适宜营养、温度和 pH 条件下可迅速繁殖的特性。在有氧时,酵母菌进行有氧呼吸 ;无氧时,进行无氧呼吸产生 。根据其代谢特点,选择合适的培养基为其生长提供 (如葡萄糖)、 (如蛋白胨)、无机盐和 等营养物质,促使其在特定环境下生长繁殖并获得纯培养物。
2.方法步骤
(1)准备工作:准备 (如麦芽汁培养基)、培养皿、接种环、酒精灯、高压蒸汽灭菌锅等实验器材。将培养基分装到 中,用 塞紧瓶口, 后放入高压蒸汽灭菌锅中,在 条件下灭菌 分钟,冷却备用。同时,将培养皿、接种环等也进行 处理。
(2)接种:在 旁,用无菌接种环挑取少量酵母菌菌液,采用 法在已冷却的培养基平板上进行接种。从平板的 开始, 划线,注意划线时不要划破 ,划完一组线后,将接种环 ,冷却后再划下一组线,重复操作,直至完成 的划线,目的是通过划线将聚集的菌体 ,最终获得 。
(3)培养:将接种后的平板倒置放入 中,在 ℃条件下培养 2 - 3 天,倒置培养可防止冷凝水倒流 。
3.结果分析与评价
(1)结果分析:培养结束后,平板上出现了多个单个菌落。通过观察,菌落呈 形、表面 、光滑、边缘 ,颜色多为 ,符合酵母菌菌落的典型特征。选取单个菌落进行显微镜观察,可见单细胞、椭圆形或圆形的菌体,且能观察到出芽生殖现象,进一步确认是酵母菌。
(2)评价:本次酵母菌纯培养实验基本成功,成功获得了酵母菌的纯培养物。从实验操作来看,平板划线法操作相对简单,能有效分离出单个菌落。但在实验过程中也存在一些不足,例如在划线时,部分区域的线条不够清晰,可能是接种环冷却 或划线力度 导致,这可能会影响菌落的分离效果。在后续实验中,需更加注意实验操作的规范性和准确性,确保实验结果的可靠性。
【实验3 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数】
1.探究原理
土壤中存在能分解尿素的细菌,这类细菌能合成 酶, 酶可将尿素分解为 ,使培养基 pH 升高。在以 为唯一氮源的培养基上,只有能利用尿素的细菌可以生长繁殖,从而实现对分解尿素细菌的分离。同时,利用 法,当样品稀释度 时,单个细菌可在培养基表面形成单个菌落,理论上一个菌落来源于一个活菌,通过统计 数可估算样品中细菌数量。
2.实验设计
(1)选择培养基制备:以 为唯一氮源,添加 、无机盐、水和琼脂等制备固体培养基。
(2)样品稀释:将采集的土壤样品进行 稀释,如 10⁻¹ - 10⁻⁷倍稀释,使聚集在一起的微生物分散成单个细胞。
(3)涂布平板:将不同稀释度的土壤稀释液分别 到选择培养基平板上,每个稀释度设置 个重复。
(4)对照设置:设置 的选择培养基平板作为 对照,检测培养基 。
3.操作步骤
(1)土壤取样:在肥沃土壤 层 cm 处取样,装入 。
(2)样品稀释:用 水对土壤样品进行 稀释,每次稀释需更换 防止交叉污染。
(3)涂布平板:取 mL 不同稀释度的稀释液,用无菌 均匀涂布在培养基表面,从 依次涂布。
(4)培养:将平板倒置放入 ℃恒温培养箱培养 1 - 2 天。
(5)菌落计数:统计菌落数在 之间的平板,计算平均值,并根据公式估算样品中细菌数量(每克样品中的菌株数 = ,C 代表某一稀释度下平板上生长的 菌落数,V 代表涂布平板时所用稀释液 ,M 代表 ) 。
4.注意事项
实验全程需严格 操作,如使用无菌器材、在酒精灯火焰旁操作等,防止杂菌污染。梯度稀释时,要准确吸取和转移液体,确保稀释倍数准确。涂布时,涂布器需先在 中浸泡,再在 灼烧灭菌,冷却后使用,避免高温杀死细菌。
5.结果分析与评价
(1)结果分析:若平板上出现菌落,且空白对照平板 生长,说明分离成功。通过菌落计数,根据公式计算出土壤中分解尿素细菌的数量。若不同稀释度平板菌落数差异较大,需分析原因,如稀释过程是否准确、涂布 等。
(2)评价:本次实验成功分离出土壤中分解尿素的细菌,计数结果基本反映土壤中此类细菌数量。但实验过程中可能存在操作误差,如 、 等,可在后续实验中改进操作,设置更多重复,提高实验准确性。
【实验4 菊花的组织培养】
1.探究原理
植物组织培养的理论基础是 ,即植物的每个细胞都包含该物种的 ,在适宜条件下能够发育成完整植株。菊花组织培养就是利用这一原理,将离体的 (如茎段、叶片等)接种到含有多种营养物质和 的培养基上,通过调控 等条件,诱导其 形成愈伤组织, 出根和芽,最终培育成完整植株。
2.方法步骤
(1)准备阶段:配置 培养基,按照配方准确称取各种无机盐、有机成分、蔗糖等,加入适量 溶解,调节 pH 值至 左右,再加入 ,分装到培养瓶中,用棉塞塞紧后进行 。选取生长健壮、无病虫害的菊花植株,剪取其茎段,用 冲洗后,在超净工作台上用 酒精消毒 30 秒,再用 0.1% 消毒 5 - 8 分钟,最后用 冲洗 3 - 5 次。
(2)接种阶段:在无菌条件下,将消毒后的茎段切成 cm 长的小段,每段至少带有一个 ,接种到 MS 固体培养基上,每个培养瓶接种 段。
(3)培养阶段:将接种后的培养瓶放在培养室中,温度控制在 ℃,光照强度为 lx,光照时间为每天 小时。定期观察记录,培养 周后,茎段切口处开始形成愈伤组织,继续培养,愈伤组织进一步分化出 。
(4)移栽阶段:当试管苗长到 cm 高时,打开培养瓶瓶盖,在培养室中炼苗 天,然后将试管苗从培养基中取出,洗净根部的 ,移栽到经过消毒的 等基质中,浇透水,用塑料薄膜覆盖保湿,待幼苗适应环境后,逐渐揭去薄膜,进行常规管理。
3.注意事项
(1)无菌操作:整个组织培养过程必须严格遵守 原则,防止 。操作人员要穿戴无菌工作服、口罩和手套,超净工作台要提前打开 灯照射 30 分钟以上进行消毒,操作过程中也要定期用酒精擦拭台面和双手。
(2)培养基配制:准确称量各种成分,注意各种 的使用比例,防止配制错误影响培养效果。培养基的 pH 值对菊花组织培养影响较大,要精确调节。
(3)外植体选择与处理:外植体的生理状态直接影响培养成功率,要选择生长 的部位。消毒时间要控制得当,时间过短消毒不彻底,时间过长则会对外植体 。
4.结果分析与评价
本次菊花组织培养实验成功诱导出愈伤组织,并分化出完整的植株。从诱导率来看,愈伤组织诱导率达到 85%,分化率为 70% ,说明实验方法基本可行。但在培养过程中也发现部分培养瓶出现污染现象,分析原因可能是无菌操作不够严格或 不彻底。在植株生长方面,部分试管苗生长较弱,可能与培养基中某些营养成分比例不当或 等培养条件有关。后续实验可进一步优化无菌操作流程,调整 和培养条件,以提高培养效率和植株质量。
【实验5 DNA的粗提取与鉴定】
1.探究原理
(1)DNA 的溶解性:DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 溶液中溶解度不同。在物质的量浓度为 的 溶液中,DNA 的溶解度最低,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使 DNA ,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
(2)DNA 对酶、高温和洗涤剂的耐受性:蛋白酶能水解蛋白质,但是对 DNA 没有影响。大多数蛋白质 60-80℃的高温,而 DNA 在 ℃以上才会变性。 能够瓦解细胞膜,但对 没有影响。
(3)DNA 的鉴定:在 条件下,DNA 遇二苯胺会被染成 ,因此,二苯胺可以作为鉴定 DNA 的试剂 。
2.方法步骤
(1)材料选取:选用 DNA 含量相对较高的生物组织,如新鲜 血。破碎细胞,获取含 DNA 的滤液:在鸡血细胞液中加入一定量的 ,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液。
(2)去除滤液中的杂质:利用不同浓度的 溶液反复溶解、析出 DNA,去除杂质。
(3)DNA 的析出与鉴定:向处理后的滤液中加入冷却的 溶液,用玻璃棒沿 搅拌,卷起丝状物,即为 DNA。将提取的 DNA 溶解后,加入 试剂, 加热,观察颜色变化。
3.注意事项
(1)实验材料的选择:尽量选择 DNA 、容易获取的材料,且材料要新鲜。
(2)搅拌的力度和方向:搅拌时要 ,且沿 方向,防止 DNA 断裂。
(3)试剂的使用:注意各种试剂的浓度和使用方法,特别是二苯胺试剂要 。
4.结果分析与评价
(1)结果分析:如果实验成功,会观察到加入二苯胺试剂并沸水浴加热后,溶液变成 ,说明提取到了 DNA。若未出现蓝色,可能是提取过程中 ,或者实验操作有误。
(2)评价:本实验方法步骤较为清晰,但在实际操作中容易出现 DNA 提取量少、杂质去除不彻底等问题,可以通过优化实验条件,如调整 的浓度、改进 等,提高实验效果。
【实验6 DNA片段的扩增及电泳鉴定】
1.探究原理
DNA 片段的扩增主要利用 反应(PCR),其原理是在体外模拟 的过程。通过高温 使双链 DNA 解旋为单链,低温退火让 结合,中温延伸时在 的作用下,以 为原料沿着引物的 端合成新的 DNA 链,经过多轮循环实现 DNA 片段的指数级扩增。
2.琼脂凝胶电泳装置分析
琼脂凝胶电泳装置由 、凝胶托盘、梳子等部分组成。电源提供 ,使带电的 DNA 分子在凝胶中 ;电泳槽盛放 ,为 DNA 分子的迁移提供环境;凝胶托盘用于放置 ,梳子则在 插入,形成 。DNA 分子带 电,在电场作用下向 移动,不同大小的 DNA 片段在凝胶中的迁移速率 ,从而实现分离。
3.PCR 发生体系的配方
模板 DNA:含有 。引物:设计特异性 ,引导 DNA 合成的 ,通常浓度为 0.1 - 1μmol/L。dNTP 混合物:包含 dATP、dTTP、dCTP、dGTP,提供合成 DNA 的原料,浓度一般为 。Taq DNA 聚合酶:催化 ,用量根据酶的活性和说明书调整。缓冲液:维持反应体系的 ,通常含有 , 浓度对反应影响较大,一般为 。
4.方法步骤
(1)PCR 扩增:配制 PCR 反应体系,按照配方依次加入各成分,充分混匀。将反应管放入 PCR 仪,
(2)设置反应程序: 预变性 分钟;95℃变性 秒,55 - 65℃退火 秒,72℃延伸 秒,共 个循环;最后 72℃延伸 分钟。
(3)琼脂凝胶电泳鉴定:制备琼脂糖凝胶,根据目标 DNA 片段大小选择合适浓度的琼脂糖,一般 。凝胶冷却至 ℃时,加入适量 ,倒入 ,插入 ,待凝胶凝固。将 PCR 产物与上样 混合,加入凝胶 ,同时加入 DNA 分子量标准。
接通电源,根据凝胶浓度和长度设置合适电压,一般 1 - 5V/cm,电泳 30 - 60 分钟。在紫外灯下观察并拍照记录结果。
5.注意事项
(1)防止污染:操作过程中要使用无菌耗材,避免 DNA 污染,可设置 性对照。
(2)试剂保存:PCR 试剂应 保存,避免 。
(3)电压和时间控制:过高电压或过长时间可能导致 。
6.结果分析与评价
(1)结果分析:在紫外灯下观察,若出现与预期大小相符的条带,则说明 PCR 扩增成功;同时对比 DNA 分子量标准,可估算扩增片段的 。
(2)评价:若条带清晰、单一,说明实验操作准确,引物 好;若出现多条杂带,可能是引物设计不合理或存在 扩增;若没有条带,可能是模板 DNA 质量不佳、 不合适等。
1.(2022·湖北·统考高考真题)关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
2.(2022·湖南·高考真题)“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A.纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分
B.杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C.花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联
D.“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
3.(2023·山东·高考真题)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
4.(2023·辽宁·统考高考真题)利用某种微生物发酵生产DHA油脂,可获取DHA(一种不饱和脂肪酸)。下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B.温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C.葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D.12~60h,DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
5.(2022·湖北·统考高考真题)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该生产过程中,一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
6.(2023·江苏·统考高考真题)(多选)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
7.(2023·广东·统考高考真题)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是( )
A.a点时取样、尿素氮源培养基
B.b点时取样、角蛋白氮源培养基
C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c点时取样、角蛋白氮源培养基
8.(2022·辽宁·统考高考真题)为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
9.(2022·江苏·统考高考真题)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计,不合理的是( )
A.选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B.在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C.适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D.可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
10.(2023·北京·统考高考真题)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
11.(2023·浙江·统考高考真题)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是( )
A.培养基pH需偏碱性 B.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C.需在无氧条件下培养 D.分离得到的微生物均为乳酸菌
12.(2023·辽宁·统考高考真题)用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽,研究结果如下表。下列叙述错误的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA(mg·L-1)
1
NAA(mg:L-1)
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
-
-
-
-
-
2,4-D(mg:L)
-
-
-
-
-
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
不定芽诱导率(%)
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
注:诱导率=出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100%
A.培养基中NAA/6-BA比例过高,不利于不定芽的诱导
B.推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂
C.该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产
D.相同条件下,NAA诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于2,4-D
13.(2023·山东·高考真题)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
14.(2023·江苏·统考高考真题)研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是( )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理,活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
15.(2023·江苏·统考高考真题)某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是( )
A.洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性
B.洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,溶液即呈砖红色
C.制作根尖有丝分裂装片时,解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开
D.粗提取的DNA溶于2mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后显蓝色
A组 基础练
1.下列有关传统发酵技术的描述,正确的是( )
A.传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种
B.传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物
C.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
D.果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物
2.乳酸菌发酵过程中,牛奶中约20%的糖、蛋白质被分解成为小分子,因此酸奶比牛奶更容易被人体吸收。下列叙述正确的是( )
A.乳酸菌细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器
B.乳酸菌的一个细胞属于生命系统的细胞层次和个体层次
C.乳酸菌细胞中具有拟核,其DNA 的主要载体是染色体
D.乳酸菌发酵过程中通入氧气有利于其繁殖和产生乳酸
3.豆腐乳是用豆腐发酵形成的,其味道鲜美,下列与豆腐乳相关的叙述,错误的是( )
A.腐乳味道鲜美与发酵过程中产生的小分子物质有关
B.豆腐表面长出的匍匐菌丝有助于豆腐乳形成方块状
C.腐乳腌制过程中加盐的目的是为避免豆腐腐败变质
D.在腐乳发酵后期进行密封腌制处理利于毛霉的繁殖
4.豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,下面是豆豉制作的流程图,装坛放在室外日晒,每天搅拌两次。下列说法正确的是( )
选料→浸泡蒸煮前期发酵调味装坛
A.前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,营养更丰富
B.传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
C.调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料只是调节口味
D.装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
5.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.平板涂布时需在酒精灯火焰旁,打开皿盖放在一边,用灭菌后的涂布器进行涂布
B.空白平板使用前需进行无菌鉴定,接种后未长出菌落的平板可以直接丢弃
C.采用稀释涂布平板计数时,统计结果往往多于原始菌液中微生物数量
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
6.在生活饮用水中如果大肠杆菌含量超标,会造成细菌性痢疾,严重时会造成脱水,甚至会危及生命。可利用表中的培养基对生活饮用水中的大肠杆菌进行分离和计数,下列叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
蔗糖
乳糖
K2HPO4
显色剂(伊红美蓝)
琼脂
含量
10.0g
5.0g
5.0g
2.0g
0.2g
12.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
A.根据用途划分该培养基属于选择培养基
B.在配制培养基时应先调节pH值,再灭菌后倒平板
C.使用后的培养基在丢弃前一定要经过消毒处理,以免污染环境
D.为防止杂菌污染,还可以向培养基中添加适量抗生素
7.塑料废弃后难以降解,给人类的生存环境造成极大污染。科学家从嗜盐细菌中找到一种具有塑料的理化特性且易被微生物降解的聚羟基脂肪酸酯(PHA)。科研人员从某盐湖中取水,接种到特殊培养基上,培养一段时间后,挑选单菌落并分别扩大培养,再检测菌的数目和PHA的产量,最终获得目标菌株。下列相关叙述正确的是( )
A.实验用到的特殊培养基中应含有较高的盐分
B.挑选的单菌落是由若干嗜盐细菌繁殖而来的
C.进行扩大培养时,培养基中需加入适量琼脂
D.实验中,只有接种需要在酒精灯火焰旁进行
8.下列有关微生物培养基的描述,正确的是( )
A.微生物在液体培养基中生长时,可形成肉眼可见的菌落
B.各种微生物培养基都含有的营养物质包括水、糖类、脂肪、蛋白质和无机盐
C.培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素
D.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤依次是计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
9.下图表示研究人员在实验室中使用的分批培养细菌的方法,下列叙述错误的是( )
A.尿素分解菌可利用培养基中的尿素是因为能合成脲酶
B.平板划线操作中,灼烧接种环的次数等于在培养基上划线区域数
C.液体选择培养基通常可用于选择培养,增加目标菌种的浓度
D.将三角瓶放在摇床上振荡培养能提高溶氧量和养料的利用率
10.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述错误的是( )
A.可用PEG 诱导植物细胞融合,利用了细胞膜具有流动性的特点
B.利用植物组织培养技术可大量获得人参皂甙干粉,且已投入规模化生产
C.植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类
D.获取植物原生质体时,需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行,以使细胞发生质壁分离便于观察
11.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小。下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述,错误的是( )
A.在黄花蒿组织培养过程中的一定阶段必须给予光照
B.可以对愈伤组织进行培养使其增殖,以便从中直接获得青蒿素
C.在植物组织培养过程中,由于细胞一直处于不断增殖的状态,因此容易突变
D.生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用,但不能直接提高青蒿素的产量
12.基因型为 AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接种到试管后,在一定条件下形成试管苗。下列相关叙述错误的是( )
A.在离体条件下,花粉经过脱分化和细胞分裂形成不定形的愈伤组织
B.愈伤组织必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养
C.一般先诱导愈伤组织生芽,再诱导愈伤组织生根,最后形成试管苗
D.经无菌培养获得的试管苗的基因型是 AABB、AAbb、aaBB、aabb
13.下图为利用植物组织培养技术生产人工种子的过程图解,以下叙述正确的是( )
A.实验中所用的培养基需要灭菌,操作器械也必须用次氯酸钠溶液处理后才可使用
B.脱分化发生在b步骤,需要置于18~22℃的培养箱中避光培养
C.再分化发生在d步骤,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
D.b或c过程中进行诱变处理并继续培养,得到的种苗是抗逆性强的突变体
14.下列有关菊花组织培养的叙述,错误的是( )
A.外植体一般选自于未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝
B.培育菊花丛状苗的过程可以不经历脱分化过程
C.培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株
D.用药剂对外植体消毒时,要兼顾消毒效果和植物的耐受性
15.青蒿素是很好的抗疟疾药物,但在植物中含量较低。下图为组织培养获得含青蒿素较高的青蒿根的基本流程,相关叙述错误的是( )
A.用体积分数为 70%的酒精溶液等试剂来处理外植体
B.步骤③加入抗生素可以杀死发根农杆菌及其他细菌
C.从愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是其不含相关基因
D.步骤④中细胞分裂素用量与生长素用量的比值应小于 1
16.粉美人萱草形态优美、色彩艳丽,具有极大的栽培价值。剪取健壮、无病虫害的单株粉美人萱草的新鲜花茎进行离体培养,下列相关说法错误的是( )
A.首选花序轴作为外植体,脱分化后形成具有特定结构和功能的愈伤组织
B.取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得
C.不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同,再生能力也存在差异
D.为防止一些代谢产物的积累等因素影响培养物生长,一般需要在2~4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养
17.蓝莓酸甜宜人、细腻多汁、气味清香,由蓝莓酿制的蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”和“口服化妆品”等。如图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图形和相关知识回答下列问题:
(1)制作蓝莓酒的微生物来自 ,因此过程①冲洗时不要过度冲洗,防止酵母菌被冲洗掉,该生物的呼吸类型是 型,利用该生物生产蓝莓酒的原理是 (用反应式表达)。
(2)在过程③发酵阶段,绝大多数微生物都因无法适应 的环境而受到抑制,而酵母菌可以生长繁殖。
(3)酿制蓝莓醋的微生物是 ,该微生物只有在 时,才能进行旺盛的生理活动;在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是 ,同时在酒的表面观察到的 就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
(4)当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将蓝莓汁中的糖分解成乙酸;当缺少 时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,此时酒精为醋酸菌提供了 。
(5)果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验,在 条件下,重铬酸钾溶液与酒精反应呈现 色。
18.反刍动物的瘤胃中含有分解尿素的微生物,科研小组利用图所示过程从瘤胃中分离培养分解尿素的微生物。回答下列问题:
(1)配制培养基时,培养基的灭菌应该在分装到各试管 (填“之前”或“之后”),培养基常用的灭菌方法是 。为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择尿素作为氮源,不选择NH4NO3作为氮源的原因是 。
(2)将I得到的菌液接种到充满N2的密闭试管Ⅱ中,培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。与I相比,Ⅱ所用培养基中还需要添加的物质是 。按照对O2的需求划分,所培养的微生物属于 型。
(3)Ⅲ过程中,科研小组从 (填“细胞”“种群”或“群落”)水平对微生物的种类进行了鉴定,可根据菌落特征来初步区分不同种的微生物,原因是 。
19.(2023秋·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考阶段练习)在农业用地中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定,含该除草剂的培养基不透明)。
(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行 处理。
(2)要从富含(或长期使用)该除草剂的土壤中分离目的菌,上述培养皿中培养基的特点是:固体培养基且 (培养基成分应具备的主要特点)。若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装 (填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌,常采用的方法是 。
(3)图B、C所示方法能够纯化目的菌株的原因是 。如果要对活菌进行计数,则应采用的接种方法为 。
(4)经培养后发现,培养基上只出现少量带有透明带的菌落,大部分细菌在此培养基上不能生长的最可能原因是 。培养基中也出现了极少量没有透明带的菌落,原因是这些微生物 。
B组 提升练
1.发酵产品已经深入千家万户,果酒、果醋、泡菜、酸奶等的制作均离不开微生物发酵技术。下列关于发酵技术的说法,错误的是( )
A.变酸的醋表面有菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成
B.利用葡萄制作果酒的过程中,应先用清水冲洗葡萄1-2次,再去除枝梗
C.泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格控制无氧条件
D.制作泡菜时加“陈泡菜”水的目的是增加乳酸菌的数量以缩短发酵时间
2.酿酒前期适量通入无菌氧气或无菌空气,后期需要密闭利于酵母菌发酵。下列叙述错误的是( )
A.酿酒前期和后期都有水生成
B.酿酒前期酵母菌数量会增加
C.酿酒后期有二氧化碳的释放
D.酿酒前期和后期都有[H]的消耗
3.红薯酿制的黄酒,酒精度约为9%,制作过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.浸出液过滤后应保存于密闭容器中,留1/3的空间
B.麦芽中含有淀粉酶可将红薯中的淀粉水解,利于酵母菌获得更多发酵底物
C.酵母菌的最适温度是30℃,温度上升至30℃有利于酵母菌大量繁殖
D.温度上升至30℃,此后每半天搅拌一次,搅拌的目的使酵母菌与营养物质充分混合
4.刺梨是云贵川的特有水果,富含超氧化物歧化酶和大量的维生素C、花青素等,是制作果酒和果醋的优质原料。刺梨酒和刺梨醋的主要生产流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵过程Ⅱ需要氧并产生大量CO2
B.图示发酵过程中发酵液pH先升高后降低
C.发酵I过程的温度比发酵过程Ⅱ高
D.发酵I、Ⅱ是此生产过程的中心环节
5.(2024·全国·高三专题练习)早在《诗经·邯风·谷风)中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品,也就是腌制的酸菜、泡菜。下列叙述错误的是( )
A.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B.常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
C.制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
D.腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境
6.下列关于传统发酵技术的说法,正确的是( )
A.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
B.当缺少糖源时醋酸菌进行无氧呼吸将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
C.以乙醇为底物进行果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时的气泡量
D.进行泡菜发酵时,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
7.下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验描述错误的是( )
A.土壤中的细菌,绝大多数分布在距离地表约3~8cm的土壤中,取样时一般铲去表层土
B.测定土壤中细菌的数量,一般选用102、103、104倍数的稀释液进行平板培养
C.取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌
D.在稀释土壤溶液的过程中,每一步都要在火焰旁操作
8.纤维素分解菌是一种新型饲料添加剂,能够提高粗纤维饲料的转化率,为养殖业提供更多的饲料来源。研究人员从反刍动物粪便中分离筛选纤维素分解菌,步骤如下:
关于上述实验的分析正确的是( )
A.可采用干热灭菌法对培养基A、B进行灭菌
B.培养基B中应加入纤维素作为唯一氮源
C.④能通过涂布平板法培养获得单菌落
D.乙中透明圈与菌落的直径比值越小说明细菌分解纤维素能力越强
9.(2023秋·湖南·高三校联考阶段练习)为了分离和纯化高效分解石油的细菌,科研人员利用被石油污染过的土壤进行下图A所示的实验。同学甲进行步骤④的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图B所示。同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作:将1mL样品稀释100倍,在5个培养基平板上分别接入0.1mL稀释液,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,无菌落产生。下列叙述正确的是( )
A.乙同学计算得出每升样品中的活菌数约为3.3×108个
B.步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是步骤③的培养基中石油是唯一碳源
C.步骤④甲同学出现图B结果可能的操作失误是样品的稀释程度太低导致
D.步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出能分解石油的细菌
10.一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。为探究某种抗生素对细菌的选择作用,实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌富集培养,然后重复上述步骤培养三代,结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
培养代数
平板各区域滤纸片周围抑菌圈的直径/cm
①号区域
②号区域
③号区域
④号区域
第一代
0
2.27
2.13
2.27
第二代
0
1.95
2.02
1.87
第三代
0
1.80
1.87
1.78
A.一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性的变异
B.采用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上
C.平板中①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用
D.随培养代数增多,抑菌圈的直径越小,说明细菌的耐药性越强
11.某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验,实验流程如图所示(清水淋洗时菌T不会流失)。下列分析错误的是( )
A.在粉碎的秸秆中接种菌T是为了将秸秆中的纤维素大量分解
B.淋洗液主要为酵母菌的生长繁殖提供碳源、能源等
C.采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌时需控制压力为100kPa,温度为100℃
D.与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,图中方式能节约粮食和提高能量利用率
12.三糖铁(TS)培养基含有牛肉膏、蛋白陈、蔗糖、乳糖、微量葡萄糖、硫酸亚铁、氯化钠、酚红、琼脂等成分,可根据观察单一细菌对三种糖的分解能力及是否产生硫化氢来鉴别细菌的种类。三糖铁(TS)琼脂试验方法是:使用笔直的接种针挑取待测菌落,将接种针平稳刺入三糖铁固体斜面培养基内,然后沿原穿刺途径慢慢抽出接种针,最后在斜面上进行“之”字划线,36℃下培养18~24h观察实验结果。酚红在酸性条件下显黄色,在碱性条件下显红色。细菌产生的硫化氢与铁盐反应生成黑色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.穿刺或划线的目的是将纯培养物进行二次传代培养,须严格控制交叉污染
B.若培养基出现黑色沉淀,可推测该细菌不能分解牛肉膏、蛋白
C.若细菌能分解乳糖和葡萄糖而产酸、产CO2,推测斜面为黄色、底层为红色且有气泡
D.三糖铁(TSI)培养基属于选择培养基
13.某同学欲检测消毒餐具中大肠杆菌的数量是否超标,进行如下操作:用蒸馏水分3~5次冲洗待检餐具内表面,制成待测样液备用;配制伊红一亚甲蓝琼脂培养基,将待测样液接种于琼脂培养基上。下列叙述错误的是( )
A.为了确保检测的准确性,冲洗待检餐具的蒸馏水应该换成无菌水
B.为便于观察菌落的颜色,应将培养基的pH调至中性或弱碱性
C.设置牛肉膏蛋白胨培养基作对照可检验该鉴别培养基的效果
D.生长在伊红一亚甲蓝琼脂培养基上的大肠杆菌菌落具有金属光泽
14.宋代诗人苏轼的诗中写到“日啖荔枝三百颗,不辞长作岭南人”。作为“南国四大果品”之一,荔枝果肉多汁酸甜可口,营养价值很高。下图是科研人员利用现代生物科技培育无核荔枝的流程图。下列叙述错误的是( )
A.过程①获得的原生质体具有的结构包括细胞膜、细胞质及细胞核
B.过程②不仅需要用灭活的病毒诱导原生质体融合,还需要诱导原生质体再生出细胞壁
C.过程③获得的无核荔枝可能具有荔枝A和荔枝B的优良性状
D.三倍体荔枝的培育过程中用到了植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术等
15.甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用,故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源
D.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,有利于缩短育种年限
16.尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验,实验中用到的尿素培养基成分如下表所示,具体操作流程如图所示。请分析回答。
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。
(1)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,从作用分析这种培养基属于 培养基,本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,目的是 。
(3)除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用 方法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的 ;此实验不选这个方法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 和 ,实验需要振荡的目的是 。
(5)该兴趣小组在三种稀释度下吸取0.1mL的菌液涂布平板,统计菌落数,得到下图数据,则10g土样中的活菌数约为 个。
平板1
平板2
平板3
104
320
342
356
105
198
243
279
106
23
18
21
1
学科网(北京)股份有限公司
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专题06 生物技术与工程相关实验
实验概览
实验1 制作传统发酵食品
实验2 酵母菌的纯培养
实验3 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验4 菊花的组织培养
实验5 DNA的粗提取与鉴定
实验6 DNA片段的扩增及电泳鉴定
【实验1 制作传统发酵食品】
1.制作原理
传统发酵食品的制作主要依赖 活动。以乳酸菌发酵制作泡菜为例,在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解为 。在果酒制作中,酵母菌在有氧时 ,无氧时进行酒精发酵,将葡萄糖转化为 。这些微生物在适宜的条件下,利用原料中的营养物质进行 ,产生独特的 ,赋予食品特殊的口感和品质。
2.方法步骤
(1)泡菜制作:首先准备新鲜蔬菜(如白菜、萝卜等),洗净晾干后切成适当大小。将泡菜坛洗净并用 ,向坛中加入冷却的盐水(水与盐质量比约为 ),再放入蔬菜、香辛料(如花椒、辣椒等)。密封坛口,保证 环境,置于阴凉处发酵。在发酵过程中,需定期检查坛口水槽,补充水分,防止 。
(2)果酒制作:选择新鲜成熟的水果(如葡萄),冲洗后 ,再将水果榨汁。向果汁中加入适量的酵母菌菌种或含酵母菌的发酵剂,搅拌均匀后装入发酵瓶,预留约 的空间,以利于发酵初期酵母菌有氧呼吸 。密封瓶口,在 ℃条件下进行发酵, ,防止瓶内气压过高。
3.结果分析与评价
(1)泡菜:发酵完成后的泡菜色泽鲜亮,质地脆嫩,具有浓郁的乳酸发酵香味。通过 pH 试纸检测,泡菜汁 pH 值 ,表明 。品尝时,泡菜酸度适中,咸淡适宜,说明发酵过程控制较为成功。但也存在一些小问题,如个别泡菜出现轻微 现象,可能是蔬菜在腌制前 不足,含水量过高导致。
(2)果酒:制得的果酒色泽澄清,果香与酒香协调。利用酒精计测量,酒精度数达到预期范围。但在口感上,甜度略低,可能是发酵过程中 过多,后续可适当调整初始果汁的 ,以优化果酒口感。
【参考答案】1.微生物的代谢 乳酸 大量繁殖 酒精和二氧化碳 代谢 风味物质和发酵产物
2.(1)热水消毒 4:1 无氧 空气进入 (2)去除枝梗 1/3 大量繁殖 18 - 25 定期排气
3.(1)明显降低 乳酸大量积累 软烂 晾晒时间 (2)糖分消耗 含糖量
【实验2 酵母菌的纯培养】
1.培养原理
酵母菌是单细胞 ,在 环境下都能生存。本次纯培养利用其在适宜营养、温度和 pH 条件下可迅速繁殖的特性。在有氧时,酵母菌进行有氧呼吸 ;无氧时,进行无氧呼吸产生 。根据其代谢特点,选择合适的培养基为其生长提供 (如葡萄糖)、 (如蛋白胨)、无机盐和 等营养物质,促使其在特定环境下生长繁殖并获得纯培养物。
2.方法步骤
(1)准备工作:准备 (如麦芽汁培养基)、培养皿、接种环、酒精灯、高压蒸汽灭菌锅等实验器材。将培养基分装到 中,用 塞紧瓶口, 后放入高压蒸汽灭菌锅中,在 条件下灭菌 分钟,冷却备用。同时,将培养皿、接种环等也进行 处理。
(2)接种:在 旁,用无菌接种环挑取少量酵母菌菌液,采用 法在已冷却的培养基平板上进行接种。从平板的 开始, 划线,注意划线时不要划破 ,划完一组线后,将接种环 ,冷却后再划下一组线,重复操作,直至完成 的划线,目的是通过划线将聚集的菌体 ,最终获得 。
(3)培养:将接种后的平板倒置放入 中,在 ℃条件下培养 2 - 3 天,倒置培养可防止冷凝水倒流 。
3.结果分析与评价
(1)结果分析:培养结束后,平板上出现了多个单个菌落。通过观察,菌落呈 形、表面 、光滑、边缘 ,颜色多为 ,符合酵母菌菌落的典型特征。选取单个菌落进行显微镜观察,可见单细胞、椭圆形或圆形的菌体,且能观察到出芽生殖现象,进一步确认是酵母菌。
(2)评价:本次酵母菌纯培养实验基本成功,成功获得了酵母菌的纯培养物。从实验操作来看,平板划线法操作相对简单,能有效分离出单个菌落。但在实验过程中也存在一些不足,例如在划线时,部分区域的线条不够清晰,可能是接种环冷却 或划线力度 导致,这可能会影响菌落的分离效果。在后续实验中,需更加注意实验操作的规范性和准确性,确保实验结果的可靠性。
【参考答案】1.真菌 有氧和无氧 大量增殖 酒精和二氧化碳 碳源 氮源 维生素
2.(1)无菌的培养基 三角瓶 棉塞 包扎 121℃、100kPa 15 - 20 灭菌 (2)酒精灯火焰 平板划线 一端 连续 培养基表面 灼烧灭菌 整个平板 逐步稀释 单个菌落 (3)恒温培养箱 28 - 30 污染培养基
3.(1)圆 湿润 整齐 乳白色或淡黄色 (2)不充分 不均匀
【实验3 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数】
1.探究原理
土壤中存在能分解尿素的细菌,这类细菌能合成 酶, 酶可将尿素分解为 ,使培养基 pH 升高。在以 为唯一氮源的培养基上,只有能利用尿素的细菌可以生长繁殖,从而实现对分解尿素细菌的分离。同时,利用 法,当样品稀释度 时,单个细菌可在培养基表面形成单个菌落,理论上一个菌落来源于一个活菌,通过统计 数可估算样品中细菌数量。
2.实验设计
(1)选择培养基制备:以 为唯一氮源,添加 、无机盐、水和琼脂等制备固体培养基。
(2)样品稀释:将采集的土壤样品进行 稀释,如 10⁻¹ - 10⁻⁷倍稀释,使聚集在一起的微生物分散成单个细胞。
(3)涂布平板:将不同稀释度的土壤稀释液分别 到选择培养基平板上,每个稀释度设置 个重复。
(4)对照设置:设置 的选择培养基平板作为 对照,检测培养基 。
3.操作步骤
(1)土壤取样:在肥沃土壤 层 cm 处取样,装入 。
(2)样品稀释:用 水对土壤样品进行 稀释,每次稀释需更换 防止交叉污染。
(3)涂布平板:取 mL 不同稀释度的稀释液,用无菌 均匀涂布在培养基表面,从 依次涂布。
(4)培养:将平板倒置放入 ℃恒温培养箱培养 1 - 2 天。
(5)菌落计数:统计菌落数在 之间的平板,计算平均值,并根据公式估算样品中细菌数量(每克样品中的菌株数 = ,C 代表某一稀释度下平板上生长的 菌落数,V 代表涂布平板时所用稀释液 ,M 代表 ) 。
4.注意事项
实验全程需严格 操作,如使用无菌器材、在酒精灯火焰旁操作等,防止杂菌污染。梯度稀释时,要准确吸取和转移液体,确保稀释倍数准确。涂布时,涂布器需先在 中浸泡,再在 灼烧灭菌,冷却后使用,避免高温杀死细菌。
5.结果分析与评价
(1)结果分析:若平板上出现菌落,且空白对照平板 生长,说明分离成功。通过菌落计数,根据公式计算出土壤中分解尿素细菌的数量。若不同稀释度平板菌落数差异较大,需分析原因,如稀释过程是否准确、涂布 等。
(2)评价:本次实验成功分离出土壤中分解尿素的细菌,计数结果基本反映土壤中此类细菌数量。但实验过程中可能存在操作误差,如 、 等,可在后续实验中改进操作,设置更多重复,提高实验准确性。
【参考答案】1.脲 脲 氨 尿素 稀释涂布平板 足够高 菌落
2.(1)尿素 碳源 (2)梯度 (3)涂布 3 (4)未接种 空白 是否被杂菌污染
3.(1)表 5 - 10 无菌袋 (2)无菌 梯度 移液器吸头 (3)0.1 涂布器 低浓度到高浓度 (4)37 (5)30 - 300 (C÷V)×M 平均 体积 稀释倍数
4.无菌 酒精 酒精灯火焰上
5.(1)无菌落 是否均匀 (2)稀释不准确 涂布不均匀
【实验4 菊花的组织培养】
1.探究原理
植物组织培养的理论基础是 ,即植物的每个细胞都包含该物种的 ,在适宜条件下能够发育成完整植株。菊花组织培养就是利用这一原理,将离体的 (如茎段、叶片等)接种到含有多种营养物质和 的培养基上,通过调控 等条件,诱导其 形成愈伤组织, 出根和芽,最终培育成完整植株。
2.方法步骤
(1)准备阶段:配置 培养基,按照配方准确称取各种无机盐、有机成分、蔗糖等,加入适量 溶解,调节 pH 值至 左右,再加入 ,分装到培养瓶中,用棉塞塞紧后进行 。选取生长健壮、无病虫害的菊花植株,剪取其茎段,用 冲洗后,在超净工作台上用 酒精消毒 30 秒,再用 0.1% 消毒 5 - 8 分钟,最后用 冲洗 3 - 5 次。
(2)接种阶段:在无菌条件下,将消毒后的茎段切成 cm 长的小段,每段至少带有一个 ,接种到 MS 固体培养基上,每个培养瓶接种 段。
(3)培养阶段:将接种后的培养瓶放在培养室中,温度控制在 ℃,光照强度为 lx,光照时间为每天 小时。定期观察记录,培养 周后,茎段切口处开始形成愈伤组织,继续培养,愈伤组织进一步分化出 。
(4)移栽阶段:当试管苗长到 cm 高时,打开培养瓶瓶盖,在培养室中炼苗 天,然后将试管苗从培养基中取出,洗净根部的 ,移栽到经过消毒的 等基质中,浇透水,用塑料薄膜覆盖保湿,待幼苗适应环境后,逐渐揭去薄膜,进行常规管理。
3.注意事项
(1)无菌操作:整个组织培养过程必须严格遵守 原则,防止 。操作人员要穿戴无菌工作服、口罩和手套,超净工作台要提前打开 灯照射 30 分钟以上进行消毒,操作过程中也要定期用酒精擦拭台面和双手。
(2)培养基配制:准确称量各种成分,注意各种 的使用比例,防止配制错误影响培养效果。培养基的 pH 值对菊花组织培养影响较大,要精确调节。
(3)外植体选择与处理:外植体的生理状态直接影响培养成功率,要选择生长 的部位。消毒时间要控制得当,时间过短消毒不彻底,时间过长则会对外植体 。
4.结果分析与评价
本次菊花组织培养实验成功诱导出愈伤组织,并分化出完整的植株。从诱导率来看,愈伤组织诱导率达到 85%,分化率为 70% ,说明实验方法基本可行。但在培养过程中也发现部分培养瓶出现污染现象,分析原因可能是无菌操作不够严格或 不彻底。在植株生长方面,部分试管苗生长较弱,可能与培养基中某些营养成分比例不当或 等培养条件有关。后续实验可进一步优化无菌操作流程,调整 和培养条件,以提高培养效率和植株质量。
【参考答案】1.细胞全能性 全套遗传信息 菊花组织 植物激素 激素比例 脱分化 再分化
2.(1) MS 蒸馏水 5.8 琼脂加热融化 高压蒸汽灭菌 流水 70% 氯化汞溶液 无菌水 (2) 0.5 - 1 芽 3 - 4 (3) 18 - 22 1500 - 2000 12 - 16 1 - 2 芽和根 (4)3 - 5 2 - 3 培养基 蛭石或珍珠岩
3.(1)无菌操作 杂菌污染 紫外 (2)母液 (3)旺盛、幼嫩 造成伤害
4.外植体消毒 光照、温度 培养基配方
【实验5 DNA的粗提取与鉴定】
1.探究原理
(1)DNA 的溶解性:DNA 和蛋白质等其他成分在不同浓度的 溶液中溶解度不同。在物质的量浓度为 的 溶液中,DNA 的溶解度最低,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使 DNA ,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
(2)DNA 对酶、高温和洗涤剂的耐受性:蛋白酶能水解蛋白质,但是对 DNA 没有影响。大多数蛋白质 60-80℃的高温,而 DNA 在 ℃以上才会变性。 能够瓦解细胞膜,但对 没有影响。
(3)DNA 的鉴定:在 条件下,DNA 遇二苯胺会被染成 ,因此,二苯胺可以作为鉴定 DNA 的试剂 。
2.方法步骤
(1)材料选取:选用 DNA 含量相对较高的生物组织,如新鲜 血。破碎细胞,获取含 DNA 的滤液:在鸡血细胞液中加入一定量的 ,同时用玻璃棒搅拌,过滤后收集滤液。
(2)去除滤液中的杂质:利用不同浓度的 溶液反复溶解、析出 DNA,去除杂质。
(3)DNA 的析出与鉴定:向处理后的滤液中加入冷却的 溶液,用玻璃棒沿 搅拌,卷起丝状物,即为 DNA。将提取的 DNA 溶解后,加入 试剂, 加热,观察颜色变化。
3.注意事项
(1)实验材料的选择:尽量选择 DNA 、容易获取的材料,且材料要新鲜。
(2)搅拌的力度和方向:搅拌时要 ,且沿 方向,防止 DNA 断裂。
(3)试剂的使用:注意各种试剂的浓度和使用方法,特别是二苯胺试剂要 。
4.结果分析与评价
(1)结果分析:如果实验成功,会观察到加入二苯胺试剂并沸水浴加热后,溶液变成 ,说明提取到了 DNA。若未出现蓝色,可能是提取过程中 ,或者实验操作有误。
(2)评价:本实验方法步骤较为清晰,但在实际操作中容易出现 DNA 提取量少、杂质去除不彻底等问题,可以通过优化实验条件,如调整 的浓度、改进 等,提高实验效果。
【参考答案】1.(1) NaCl 0.14mol/L NaCl 充分溶解 (2)不能忍受 80 洗涤剂 DNA (3)沸水浴 蓝色
2.鸡 蒸馏水 (2)NaCl (3)酒精 一个方向 二苯胺 沸水浴
3.(1)含量高 (2)轻柔、缓慢 一个 (3)现配现用
4.(1)蓝色 DNA 损失过多 (2)NaCl 溶液 搅拌方式
【实验6 DNA片段的扩增及电泳鉴定】
1.探究原理
DNA 片段的扩增主要利用 反应(PCR),其原理是在体外模拟 的过程。通过高温 使双链 DNA 解旋为单链,低温退火让 结合,中温延伸时在 的作用下,以 为原料沿着引物的 端合成新的 DNA 链,经过多轮循环实现 DNA 片段的指数级扩增。
2.琼脂凝胶电泳装置分析
琼脂凝胶电泳装置由 、凝胶托盘、梳子等部分组成。电源提供 ,使带电的 DNA 分子在凝胶中 ;电泳槽盛放 ,为 DNA 分子的迁移提供环境;凝胶托盘用于放置 ,梳子则在 插入,形成 。DNA 分子带 电,在电场作用下向 移动,不同大小的 DNA 片段在凝胶中的迁移速率 ,从而实现分离。
3.PCR 发生体系的配方
模板 DNA:含有 。引物:设计特异性 ,引导 DNA 合成的 ,通常浓度为 0.1 - 1μmol/L。dNTP 混合物:包含 dATP、dTTP、dCTP、dGTP,提供合成 DNA 的原料,浓度一般为 。Taq DNA 聚合酶:催化 ,用量根据酶的活性和说明书调整。缓冲液:维持反应体系的 ,通常含有 , 浓度对反应影响较大,一般为 。
4.方法步骤
(1)PCR 扩增:配制 PCR 反应体系,按照配方依次加入各成分,充分混匀。将反应管放入 PCR 仪,
(2)设置反应程序: 预变性 分钟;95℃变性 秒,55 - 65℃退火 秒,72℃延伸 秒,共 个循环;最后 72℃延伸 分钟。
(3)琼脂凝胶电泳鉴定:制备琼脂糖凝胶,根据目标 DNA 片段大小选择合适浓度的琼脂糖,一般 。凝胶冷却至 ℃时,加入适量 ,倒入 ,插入 ,待凝胶凝固。将 PCR 产物与上样 混合,加入凝胶 ,同时加入 DNA 分子量标准。
接通电源,根据凝胶浓度和长度设置合适电压,一般 1 - 5V/cm,电泳 30 - 60 分钟。在紫外灯下观察并拍照记录结果。
5.注意事项
(1)防止污染:操作过程中要使用无菌耗材,避免 DNA 污染,可设置 性对照。
(2)试剂保存:PCR 试剂应 保存,避免 。
(3)电压和时间控制:过高电压或过长时间可能导致 。
6.结果分析与评价
(1)结果分析:在紫外灯下观察,若出现与预期大小相符的条带,则说明 PCR 扩增成功;同时对比 DNA 分子量标准,可估算扩增片段的 。
(2)评价:若条带清晰、单一,说明实验操作准确,引物 好;若出现多条杂带,可能是引物设计不合理或存在 扩增;若没有条带,可能是模板 DNA 质量不佳、 不合适等。
【参考答案】1.聚合酶链式 体内 DNA 复制 变性 引物与单链 DNA 模板 DNA 聚合酶 dNTP 3'
2.电源、电泳槽 电场 迁移 缓冲液 琼脂糖凝胶 凝胶凝固前 加样孔 负 正极 不同
3.待扩增的目标 DNA 片段 引物 起始 0.2 - 2mmol/L DNA 合成 pH 和离子强度 Mg²⁺ Mg²⁺ 1.5 - 2.5mmol/L
4.(2)95℃ 3 - 5 30 30 30 - 60 30 - 35 5 - 10 (3)0.8% - 2% 50 - 60 核酸染料 凝胶托盘 梳子 缓冲液 加样孔
5.(1)阴 (2)低温 反复冻融 (3)DNA 条带模糊或消失
6.(1)大小 (2)特异性 非特异性 引物失效或 PCR 反应条件
1.(2022·湖北·统考高考真题)关于白酒、啤酒和果酒的生产,下列叙述错误的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气
B.白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程
C.葡萄糖转化为乙醇所需的酶既存在于细胞质基质,也存在于线粒体
D.生产白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但发酵过程中起主要作用的都是酵母菌
【解析】C 在白酒、啤酒和果酒的发酵初期需要提供一定的氧气,让酵母菌大量繁殖,再进行酒精发酵,A正确;白酒、啤酒和果酒酿制的过程也是微生物生长繁殖的过程,如发酵初期酵母菌大量繁殖,B正确;酒精发酵利用的菌种是酵母菌,葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质,不存在线粒体中,C错误,D正确。
2.(2022·湖南·高考真题)“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A.纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分
B.杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C.花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联
D.“杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
【解析】D 生命活动离不开水,纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分,A正确;高等植物的生长发育受到环境因素调节,杏树在特定季节开花,体现了植物生长发育的季节周期性,B正确;细胞开花过程中涉及细胞的体积增大和数目增多等过程,花落是由基因控制的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,故花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联,C正确;“杏花村酒”的酿制过程中起主要作用的微生物是酵母菌,酵母菌在发酵过程中需要先在有氧条件下大量繁殖,再在无氧条件下进行发酵,D错误。
3.(2023·山东·高考真题)以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理:①沸盐水冷却后再倒入坛中;②盐水需要浸没全部菜料;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是( )
A.①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死
B.②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌
C.③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入
D.④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低
【解析】C 盐水煮沸是为了杀灭杂菌,冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响,A错误;②盐水需要浸没全部菜料,造成无氧环境,有利于乳酸菌无氧呼吸,B错误;③盖好坛盖后,向坛盖边沿的水槽中注满水,是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等,C正确;④检测泡菜中亚硝酸盐的含量,腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少,D错误。
4.(2023·辽宁·统考高考真题)利用某种微生物发酵生产DHA油脂,可获取DHA(一种不饱和脂肪酸)。下图为发酵过程中物质含量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.DHA油脂的产量与生物量呈正相关
B.温度和溶解氧的变化能影响DHA油脂的产量
C.葡萄糖代谢可为DHA油脂的合成提供能量
D.12~60h,DHA油脂的合成对氮源的需求比碳源高
【解析】D 由图可知,DHA油脂的产量随着发酵进程逐渐增加,生物量也随着发酵进程逐渐增加,它们的变化呈正相关,A正确;由图可知,生物量与DHA油脂的产量呈正相关,温度和溶解氧影响微生物的生长繁殖,进而影响DHA油脂的产量,B正确;发酵液中葡萄糖被微生物吸收用于呼吸作用产生能量,供其合成DHA油脂,C正确;DHA油脂是一种不饱和脂肪酸,含C、H、O不含N,所以在12~60h,DHA油脂的合成对碳源的需求高,不需要氮源,D错误。
5.(2022·湖北·统考高考真题)废水、废料经加工可变废为宝。某工厂利用果糖生产废水和沼气池废料生产蛋白质的技术路线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该生产过程中,一定有气体生成
B.微生物生长所需碳源主要来源于沼气池废料
C.该生产工艺利用微生物厌氧发酵技术生产蛋白质
D.沼气池废料和果糖生产废水在加入反应器之前需要灭菌处理
【解析】A 据图可知,该生产过程中有酿酒酵母的参与,酵母菌呼吸作用会产生二氧化碳,故该生产过程中,一定有气体生成,A正确;糖类是主要的能源物质,微生物生长所需的碳源主要来源于果糖生产废水,B错误;分析图示可知,该技术中有连续搅拌反应器的过程,该操作的可以增加微生物与营养物质的接触面积,此外也可增大溶解氧含量,故据此推测该生产工艺利用微生物的有氧发酵技术生产蛋白质,C错误;沼气生产利用的是厌氧微生物,在连续搅拌反应器中厌氧微生物会被抑制,因此沼气池废料无需灭菌,D错误。
6.(2023·江苏·统考高考真题)(多选)某醋厂和啤酒厂的工艺流程如图所示。酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌;醋醅含有醋酸菌;糖化即淀粉水解过程。下列相关叙述正确的有( )
A.糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的是利于糖化和灭菌
B.发酵原理是利用真菌的无氧呼吸与细菌的有氧呼吸
C.醋酸发酵过程中经常翻动发酵物,可控制发酵温度和改善通气状况
D.啤酒酿造流程中适当增加溶解氧可缩短发酵时间
【解析】AD 糯米“蒸熟”与大米“蒸煮”的目的均有利于灭菌和糖化过程,A正确;图中制酒用到了酒曲,酒曲含有霉菌、酵母菌、乳酸菌,霉菌属于真菌,其为需氧型,该过程霉菌产生的淀粉酶有利于将糯米中的淀粉分解,其中的乳酸菌进行的是无氧呼吸,酵母菌主要进行无氧呼吸过程完成酿酒的过程,醋酸发酵过程中主要利用了醋酸杆菌的有氧呼吸进行醋酸发酵,B错误;醋酸发酵过程中利用了醋酸菌的有氧呼吸,在发酵过程中经常翻动发酵物,有利于散热,但不能控制发酵温度,C错误;啤酒酿造流程中利用的原理是酵母菌的无氧呼吸产生酒精的过程,若适当增加溶解氧有利于酵母菌有氧呼吸产生更多的能量满足酵母菌自身增殖的需要,因而可缩短发酵时间,D正确。
7.(2023·广东·统考高考真题)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断,下列最可能筛选到目标菌的条件组合是( )
A.a点时取样、尿素氮源培养基
B.b点时取样、角蛋白氮源培养基
C.b点时取样、蛋白胨氮源培养基
D.c点时取样、角蛋白氮源培养基
【解析】D 研究目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌,因此既要耐高温,又要能够高效降解角蛋白,所以在c点取样,并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养,所以D正确,ABC错误。
8.(2022·辽宁·统考高考真题)为避免航天器在执行载人航天任务时出现微生物污染风险,需要对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测。下列叙述错误的是( )
A.航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物
B.细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀
C.在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品
D.采用平板划线法等分离培养微生物,观察菌落特征
【解析】D 嗜极微生物适应极端环境的特性使它们有在空间暴露环境或地外星球环境中存活的可能,因此航天器上存在适应营养物质匮乏等环境的极端微生物,A正确;细菌形成菌膜粘附于航天器设备表面产生生物腐蚀,会腐蚀舱内材料以及设备线路、元器件,B正确;对航天器及洁净的组装车间进行环境微生物检测,需要在组装车间地面和设备表面采集环境微生物样品,C正确;航天器及洁净的组装车间环境微生物很少,分离培养微生物,观察菌落特征,不需要采用平板划线法,D错误。
9.(2022·江苏·统考高考真题)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计,不合理的是( )
A.选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株
B.在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源
C.适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落
D.可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌
【解析】D 农田或公园土壤中含有较多的含脲酶的微生物,A正确;为了筛选可分解尿素的细菌,配制的培养基应选择尿素作为唯一氮源,含脲酶的微生物在该培养基上能生长,B正确;当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,C正确;在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的pH升高,酚红指示剂将变红,因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,能对分离的菌种做进一步鉴定,D错误。
10.(2023·北京·统考高考真题)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是( )
A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
【解析】A 成熟的植物细胞有中央大液泡,用高浓度蔗糖溶液处理,细胞会失水,成熟植物细胞能发生质壁分离,因此用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离,A正确;向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境,不能创造无菌环境,B错误;在用样方法调查种群密度时,应该做到随机取样,而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度,C错误;对外植体进行消毒可以 减少外植体携带的微生物,但不能杜绝接种过程中的微生物污染,D错误。
11.(2023·浙江·统考高考真题)某同学想从泡菜汁中筛选耐高盐乳酸菌,进行了如下实验:取泡菜汁样品,划线接种于一定NaCl浓度梯度的培养基,经培养得到了单菌落。下列叙述正确的是( )
A.培养基pH需偏碱性 B.泡菜汁需多次稀释后才能划线接种
C.需在无氧条件下培养 D.分离得到的微生物均为乳酸菌
【解析】C 因为乳酸菌经过无氧呼吸产生乳酸,故其生活的环境是酸性,培养基pH需偏酸性,A错误;平板划线接种时不需要稀释,B错误;乳酸菌是厌氧型微生物,所以需在无氧条件下培养,C正确;参与泡菜发酵的微生物有乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等,所以分离得到的微生物除了乳酸菌,还会有其他耐高盐的微生物,D错误。
12.(2023·辽宁·统考高考真题)用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽,研究结果如下表。下列叙述错误的是( )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA(mg·L-1)
1
NAA(mg:L-1)
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
-
-
-
-
-
2,4-D(mg:L)
-
-
-
-
-
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
不定芽诱导率(%)
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
注:诱导率=出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100%
A.培养基中NAA/6-BA比例过高,不利于不定芽的诱导
B.推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂
C.该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产
D.相同条件下,NAA诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于2,4-D
【解析】D 由题表可知,培养基中NAA/6-BA比例逐渐增大时,不定芽诱导率先上升后降低,且当NAA/6-BA比例为0.5/1时,不定芽诱导率最低;故培养基中NAA/6-BA比例过高,不利于不定芽的诱导,A正确;不定芽的形成需要细胞分裂素和生长素,题表中NAA和2,4-D属于生长素类植物生长调节剂,故推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂,B正确;草莓脱毒苗的生产过程中需要诱导形成不定芽,故该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产,C正确;由题表相关数据可知:相同条件下,2,4-D诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于NAA,D错误。
13.(2023·山东·高考真题)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【解析】A 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,故可利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,A正确;利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物,故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产,B错误;次生代谢物不是植物生长所必需的,其含量少,可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量,C错误;细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,提高了多个细胞中次生代谢物的含量,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
14.(2023·江苏·统考高考真题)研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是( )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理,活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
【解析】D 从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,不能用于去除细胞壁,因为紫菜细胞的细胞壁成分中没有蛋白质,A错误;获得的原生质体若处在低渗溶液中,会吸水涨破,B错误;检测原生质体活力时可用台盼蓝染色,活的原生质体不能被染色,C错误;聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合,对于杂种细胞可以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别,D正确。
15.(2023·江苏·统考高考真题)某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是( )
A.洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性
B.洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,溶液即呈砖红色
C.制作根尖有丝分裂装片时,解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开
D.粗提取的DNA溶于2mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后显蓝色
【解析】A 洋葱鳞片叶内表皮的原生质层具有选择透过性,可代替半透膜探究质膜的透性,A正确;洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,需要水浴加热才可能出现砖红色沉淀,若出现砖红色,则可说明洋葱匀浆中含有还原糖,B错误;制作根尖有丝分裂装片时,解离、按压盖玻片得目的都是为了获得单层细胞,即这些操作均能更好地将细胞分散开,C错误;粗提取的DNA溶于2mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后经过水浴加热可显蓝色,D错误。
A组 基础练
1.下列有关传统发酵技术的描述,正确的是( )
A.传统发酵技术所用的菌种一般是接种的纯净的菌种
B.传统发酵技术是各种微生物在有氧条件下将大分子有机物分解成小分子有机物
C.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
D.果酒、果醋、泡菜等是传统发酵技术的产物
【解析】D 传统发酵技术所用的菌种一般是原料中天然存在的微生物,或是面团、卤汁等发酵物中的微生物,A错误;传统发酵技术是微生物在有氧或无氧条件下的物质的氧化分解,B错误;传统发酵技术的目的是生产各种发酵产品,C错误;传统发酵技术的应用包括果酒、果醋、泡菜等的制作,D正确。
2.乳酸菌发酵过程中,牛奶中约20%的糖、蛋白质被分解成为小分子,因此酸奶比牛奶更容易被人体吸收。下列叙述正确的是( )
A.乳酸菌细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器
B.乳酸菌的一个细胞属于生命系统的细胞层次和个体层次
C.乳酸菌细胞中具有拟核,其DNA 的主要载体是染色体
D.乳酸菌发酵过程中通入氧气有利于其繁殖和产生乳酸
【解析】B 乳酸菌细胞含有核糖体,A错误;乳酸菌的一个细胞属于生命系统的细胞层次和个体层次,B正确;乳酸菌属于单细胞原核生物,原核生物细胞内无染色体,C错误;乳酸菌是厌氧生物,生长繁殖和发酵产生乳酸均不消耗氧气,D错误。
3.豆腐乳是用豆腐发酵形成的,其味道鲜美,下列与豆腐乳相关的叙述,错误的是( )
A.腐乳味道鲜美与发酵过程中产生的小分子物质有关
B.豆腐表面长出的匍匐菌丝有助于豆腐乳形成方块状
C.腐乳腌制过程中加盐的目的是为避免豆腐腐败变质
D.在腐乳发酵后期进行密封腌制处理利于毛霉的繁殖
【解析】D 毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,因而腐乳味道鲜美,易于消化吸收,A正确;豆腐表面长出的匍匐菌丝有助于豆腐乳形成方块状,利于腐乳的制作,B正确;加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,在后期的制作过程中不会过早酥烂,同时,盐能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质,C正确;毛霉的代谢类型为异养需氧型,腐乳发酵后期密封处理不利于毛霉繁殖,D错误。
4.豆豉是一种古老的传统发酵豆制品,下面是豆豉制作的流程图,装坛放在室外日晒,每天搅拌两次。下列说法正确的是( )
选料→浸泡蒸煮前期发酵调味装坛
A.前期发酵的目的是让霉菌产生相应的酶,营养更丰富
B.传统方法制作豆豉,以混合菌种的液体发酵为主
C.调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料只是调节口味
D.装坛后日晒可为微生物提供能量,搅拌可为微生物提供氧气
【解析】A 豆豉前期发酵的过程中,霉菌产生的蛋白酶将蛋白质转变为小分子肽和氨基酸,脂肪酶将脂肪转变为脂肪酸和甘油,营养更丰富,A正确;传统发酵以混合菌种的固体发酵和半固体发酵为主, B错误;调味过程中添加盐可抑制杂菌生长,白酒和风味料既可以调节口味也可以抑制杂菌生长,C错误;该发酵过程中的微生物不能利用光能,D错误。
5.平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是( )
A.平板涂布时需在酒精灯火焰旁,打开皿盖放在一边,用灭菌后的涂布器进行涂布
B.空白平板使用前需进行无菌鉴定,接种后未长出菌落的平板可以直接丢弃
C.采用稀释涂布平板计数时,统计结果往往多于原始菌液中微生物数量
D.利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物
【解析】D 倒平板时,用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约10~20mL)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖,A错误;接种后未长出菌落的培养基,也可能有少量微生物,为避免污染环境,不能直接丢弃,B错误;采用稀释涂布平板计数法获得的菌落有可能是由多个细胞聚集在一起繁殖形成的,所以往往少于实际的活菌数,C错误;利用以尿素为唯一氮源的平板上,若微生物可以产生脲酶,则可以利用脲酶分解尿素氨而获得氮源生长,其它不能产生脲酶的微生物则不能生长,可以把合成脲酶的微生物分离出来,D正确。
6.在生活饮用水中如果大肠杆菌含量超标,会造成细菌性痢疾,严重时会造成脱水,甚至会危及生命。可利用表中的培养基对生活饮用水中的大肠杆菌进行分离和计数,下列叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
蔗糖
乳糖
K2HPO4
显色剂(伊红美蓝)
琼脂
含量
10.0g
5.0g
5.0g
2.0g
0.2g
12.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL
A.根据用途划分该培养基属于选择培养基
B.在配制培养基时应先调节pH值,再灭菌后倒平板
C.使用后的培养基在丢弃前一定要经过消毒处理,以免污染环境
D.为防止杂菌污染,还可以向培养基中添加适量抗生素
【解析】B 该培养基中含伊红美蓝显色剂,根据用途划分该培养基属于鉴别培养基,A错误;在配制培养基时应先调节pH值,再灭菌后倒平板,B正确;使用后的培养基在丢弃前一定要经过灭菌处理,以免污染环境,C错误;不可以在培养基中添加抗生素,以免影响大肠杆菌的生长,D错误。
7.塑料废弃后难以降解,给人类的生存环境造成极大污染。科学家从嗜盐细菌中找到一种具有塑料的理化特性且易被微生物降解的聚羟基脂肪酸酯(PHA)。科研人员从某盐湖中取水,接种到特殊培养基上,培养一段时间后,挑选单菌落并分别扩大培养,再检测菌的数目和PHA的产量,最终获得目标菌株。下列相关叙述正确的是( )
A.实验用到的特殊培养基中应含有较高的盐分
B.挑选的单菌落是由若干嗜盐细菌繁殖而来的
C.进行扩大培养时,培养基中需加入适量琼脂
D.实验中,只有接种需要在酒精灯火焰旁进行
【解析】A 由题意可知,科研人员从某盐湖中取水挑选目的菌株(嗜盐细菌),所以实验用到的特殊培养基中应含有较高的盐分,A正确;挑选的单菌落是由单个嗜盐细菌繁殖而来的,B错误;进行扩大培养时,培养基一般使用液体培养基,无需加入琼脂,C错误;实验中,整个操作过程均需要在酒精灯火焰旁进行,避免杂菌污染,D错误。
8.下列有关微生物培养基的描述,正确的是( )
A.微生物在液体培养基中生长时,可形成肉眼可见的菌落
B.各种微生物培养基都含有的营养物质包括水、糖类、脂肪、蛋白质和无机盐
C.培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素
D.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤依次是计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
【解析】C 微生物在液体培养基中生长时,不能形成菌落,在固体培养基中生长时才能形成菌落,A错误;微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等,但一些自养生物培养时可以不加入有机碳源,B错误;维生素是乳酸菌生长繁殖所必须的,在体内又不能合成,因此要在培养乳酸菌的培养基中添加维生素,C正确;制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是:计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板,D错误。
9.下图表示研究人员在实验室中使用的分批培养细菌的方法,下列叙述错误的是( )
A.尿素分解菌可利用培养基中的尿素是因为能合成脲酶
B.平板划线操作中,灼烧接种环的次数等于在培养基上划线区域数
C.液体选择培养基通常可用于选择培养,增加目标菌种的浓度
D.将三角瓶放在摇床上振荡培养能提高溶氧量和养料的利用率
【解析】B 尿素分解菌可利用培养基中的尿素是因为能合成脲酶,而其他微生物不能合成脲酶故不能分解尿素,A正确;平板划线操作中,每次划线前灼烧接种环,最后划线完成后也需要灼烧接种环,灼烧接种环的次数大于在培养基上划线区域数,B错误;液体选择培养基可重复利用营养物质,利于菌种的繁殖,通常可用于选择培养,增加目标菌种的浓度,C正确;将三角瓶放在摇床上振荡培养既能提高溶氧量,提高有氧呼吸的速率,又能提高养料的利用率,D正确。
10.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述错误的是( )
A.可用PEG 诱导植物细胞融合,利用了细胞膜具有流动性的特点
B.利用植物组织培养技术可大量获得人参皂甙干粉,且已投入规模化生产
C.植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类
D.获取植物原生质体时,需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行,以使细胞发生质壁分离便于观察
【解析】D 人工诱导植物原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇PEG),融合后的细胞再生出细胞壁是融合成功的标志,利用了细胞膜具有流动性的特点,A正确;利用植物组织培养技术可大量获得细胞代谢产物,如大量生产人参皂甙干粉,且已投入规模化生产,B正确;植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类,是人工调控组织培养的“魔术棒”,C正确;获取植物原生质体时,应该在与细胞液浓度等渗的缓冲液中进行,避免细胞失水影响正常生命活动或实验操作,D错误。
11.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小。下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述,错误的是( )
A.在黄花蒿组织培养过程中的一定阶段必须给予光照
B.可以对愈伤组织进行培养使其增殖,以便从中直接获得青蒿素
C.在植物组织培养过程中,由于细胞一直处于不断增殖的状态,因此容易突变
D.生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用,但不能直接提高青蒿素的产量
【解析】B 植物组织培养过程中,诱导愈伤组织应该避光培养;愈伤组织再分化成胚状体时需要光照,故在黄花蒿组织培养过程中的一定阶段必修给予光照,A正确;青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小,因此通过大量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素,B错误;在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变,C正确;植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,对于脱分化和再分化等过程具有调节作用,但是不能直接提高青蒿素的产量,D正确。
12.基因型为 AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接种到试管后,在一定条件下形成试管苗。下列相关叙述错误的是( )
A.在离体条件下,花粉经过脱分化和细胞分裂形成不定形的愈伤组织
B.愈伤组织必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养
C.一般先诱导愈伤组织生芽,再诱导愈伤组织生根,最后形成试管苗
D.经无菌培养获得的试管苗的基因型是 AABB、AAbb、aaBB、aabb
【解析】D 在离体条件下,花粉经过脱分化转变成为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织,A正确;愈伤组织的代谢类型是异养需氧型,因此在愈伤组织的形成过程中,必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质,B正确;一般将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上,长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗,C正确;基因型为AaBb的水稻经过减数分裂可产生基因型为AB和ab或Ab和aB的配子,再经过花药离体培养可得到单倍体,因此可能出现的基因型有AB、Ab、aB、ab,D错误。
13.下图为利用植物组织培养技术生产人工种子的过程图解,以下叙述正确的是( )
A.实验中所用的培养基需要灭菌,操作器械也必须用次氯酸钠溶液处理后才可使用
B.脱分化发生在b步骤,需要置于18~22℃的培养箱中避光培养
C.再分化发生在d步骤,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
D.b或c过程中进行诱变处理并继续培养,得到的种苗是抗逆性强的突变体
【解析】B 该实验属于植物组织培养,实验中所用的培养基需要高压蒸汽灭菌处理,操作器械也需要灭菌处理,叶组织块需要用次氯酸钠溶液处理后才可接种,A错误;b表示脱分化形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),即脱分化发生在b步骤,需要置于18~22℃的培养箱中避光培养,B正确;再分化发生在c步骤,是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,d表示经过人工包裹形成人工种子,C错误;基因突变具有不定向性和低频性,b或c过程中进行诱变处理并继续培养,得到的种苗不一定是抗逆性强的突变体,D错误。
14.下列有关菊花组织培养的叙述,错误的是( )
A.外植体一般选自于未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝
B.培育菊花丛状苗的过程可以不经历脱分化过程
C.培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株
D.用药剂对外植体消毒时,要兼顾消毒效果和植物的耐受性
【解析】C 在以快速繁殖为主要目的时,菊花未开花植株的茎上部新萌生的侧枝是最为常用的外植体,因为该处细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,A正确;从带芽的茎段上长出丛状苗不需要经历脱分化,长出的丛状苗需分株,B正确;培养形成的愈伤组织需要转移到分化培养基中才能再分化形成根和芽,进而发育成植株,C错误;外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施,要兼顾消毒效果和植物的耐受性,最后为了避免消毒液的危害,还需要用无菌水清洗三次,D正确。
15.青蒿素是很好的抗疟疾药物,但在植物中含量较低。下图为组织培养获得含青蒿素较高的青蒿根的基本流程,相关叙述错误的是( )
A.用体积分数为 70%的酒精溶液等试剂来处理外植体
B.步骤③加入抗生素可以杀死发根农杆菌及其他细菌
C.从愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是其不含相关基因
D.步骤④中细胞分裂素用量与生长素用量的比值应小于 1
【解析】C 植物组织培养建立无菌体系时,需要用到体积分数70%的酒精溶液对外植体进行消毒,A正确;为避免杂菌污染,植物组织培养过程需要无菌操作,步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是杀死发根农杆菌及其它细菌(或杀菌),B正确;同一植株的所有细胞基因都相同,愈伤组织中提取不到青蒿素的原因是因为相关基因没有在愈伤组织表达,C错误;④是分化出根的过程,该过程中细胞分裂素用量与生长素用量的比值应小于 1,D正确。
16.粉美人萱草形态优美、色彩艳丽,具有极大的栽培价值。剪取健壮、无病虫害的单株粉美人萱草的新鲜花茎进行离体培养,下列相关说法错误的是( )
A.首选花序轴作为外植体,脱分化后形成具有特定结构和功能的愈伤组织
B.取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得
C.不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同,再生能力也存在差异
D.为防止一些代谢产物的积累等因素影响培养物生长,一般需要在2~4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养
【解析】A 细胞若离体后在培养基上培养时会由原来的分化状态,失去原有的某些具有特定结构和功能的细胞结构(如叶肉细胞的叶绿体等),变成分生状态的细胞,分裂产生愈伤组织,即愈伤组织是没有特定功能的,A错误;幼嫩的材料容易在酒精中失绿或被酒精杀死,不同取样时期消毒处理方法有差别,故取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得,B正确;植物生命活动受到激素、环境以及基因表达的共同调控,不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同,再生能力也存在差异,C正确;为了防止由于营养物质的枯竭,水分的散失,以及一些组织代谢产物的积累,必须将组织及时转移到新的培养基上,以免影响细胞正常生命活动,D正确。
17.蓝莓酸甜宜人、细腻多汁、气味清香,由蓝莓酿制的蓝莓酒和蓝莓醋被称为“液体黄金”和“口服化妆品”等。如图是以鲜蓝莓为原料天然发酵制作蓝莓酒和蓝莓醋的过程简图。结合图形和相关知识回答下列问题:
(1)制作蓝莓酒的微生物来自 ,因此过程①冲洗时不要过度冲洗,防止酵母菌被冲洗掉,该生物的呼吸类型是 型,利用该生物生产蓝莓酒的原理是 (用反应式表达)。
(2)在过程③发酵阶段,绝大多数微生物都因无法适应 的环境而受到抑制,而酵母菌可以生长繁殖。
(3)酿制蓝莓醋的微生物是 ,该微生物只有在 时,才能进行旺盛的生理活动;在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是 ,同时在酒的表面观察到的 就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
(4)当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将蓝莓汁中的糖分解成乙酸;当缺少 时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,此时酒精为醋酸菌提供了 。
(5)果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验,在 条件下,重铬酸钾溶液与酒精反应呈现 色。
【解析】(1)制作蓝莓酒的微生物来自附着在蓝莓皮上的野生酵母菌,因此过程①冲洗时不要过度冲洗,防止酵母菌被冲洗掉,酵母菌既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸,故该生物的呼吸类型是兼性厌氧型,利用该生物生产蓝莓酒的原理是:C6H12O62C2H5OH +2CO2+能量。
(2)过程③发酵阶段,在缺氧,呈酸性的发酵液中酵母菌能生长繁殖,而绝大多数其它微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。
(3)酿制蓝莓醋的微生物是醋酸菌,是好氧型微生物,故该微生物只有在氧气充足的时候,才能进行旺盛的生理活动;在酿制蓝莓酒的过程中出现酒变酸的原因是醋酸菌把酒精转化成乙酸,同时在酒的表面观察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。
(4)当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将蓝莓汁中的糖分解成乙酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为乙酸,此时酒精为醋酸菌提供了碳源和能源。
(5)在酸性条件下,重铬酸钾溶液与酒精反应呈现灰绿色,故果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。
【答案】(1) 附着在蓝莓皮上的野生酵母菌 兼性厌氧
(2)缺氧、呈酸性
(3) 醋酸菌 氧气充足 醋酸菌把酒精转化成乙酸 菌膜
(4) 糖源 碳源和能源
(5) 酸性 灰绿
18.反刍动物的瘤胃中含有分解尿素的微生物,科研小组利用图所示过程从瘤胃中分离培养分解尿素的微生物。回答下列问题:
(1)配制培养基时,培养基的灭菌应该在分装到各试管 (填“之前”或“之后”),培养基常用的灭菌方法是 。为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择尿素作为氮源,不选择NH4NO3作为氮源的原因是 。
(2)将I得到的菌液接种到充满N2的密闭试管Ⅱ中,培养一段时间后可在试管壁的薄层培养基上获得单菌落。与I相比,Ⅱ所用培养基中还需要添加的物质是 。按照对O2的需求划分,所培养的微生物属于 型。
(3)Ⅲ过程中,科研小组从 (填“细胞”“种群”或“群落”)水平对微生物的种类进行了鉴定,可根据菌落特征来初步区分不同种的微生物,原因是 。
【解析】(1)培养基的制备过程为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板,即灭菌应在分装(倒平板)之前,否则会杀死装入的细菌;培养基、无菌水等常使用高压蒸汽灭菌法,所用器械为高压蒸汽灭菌锅;能分解尿素和不能分解尿素的微生物都能以NH4NO3为氮源,起不到筛选作用。
(2)据图可知,在 II 培养基上培养的菌落需进行菌落特征观察,应为固体培养基,应加入凝固剂琼脂;密闭试管营造无氧环境,故其类型应为厌氧型微生物。
(3)菌落为生活在一定区域的同种生物的所有个体,对微生物的种类进行鉴定,属于群落水平的研究;在一定的培养条件下(相同的培养基、温度及培养时间),同种生物表现出稳定的菌落特征,包括菌落性状、大小、隆起程度和颜色等方面,进而区分不同种微生物。
【答案】(1)之前 高压蒸汽灭菌法 能分解尿素和不能分解尿素的细菌都能利用 NH4NO3,不能起到筛选作用
(2)琼脂 厌氧
(3)群落 在一定培养条件下,同种微生物表现出稳定的菌落特征
19.(2023秋·四川绵阳·高三四川省绵阳南山中学校考阶段练习)在农业用地中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度一定,含该除草剂的培养基不透明)。
(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行 处理。
(2)要从富含(或长期使用)该除草剂的土壤中分离目的菌,上述培养皿中培养基的特点是:固体培养基且 (培养基成分应具备的主要特点)。若需要调节培养基pH,应该在各种成分都溶化后且分装 (填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌,常采用的方法是 。
(3)图B、C所示方法能够纯化目的菌株的原因是 。如果要对活菌进行计数,则应采用的接种方法为 。
(4)经培养后发现,培养基上只出现少量带有透明带的菌落,大部分细菌在此培养基上不能生长的最可能原因是 。培养基中也出现了极少量没有透明带的菌落,原因是这些微生物 。
【解析】(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,将浓度高的溶液通过稀释的方法降低浓度。
(2)利用该培养基的目的是筛选能降解除草剂的细菌,需要使用选择培养基,即培养基中应加入除草剂作为唯一的氮源;调节培养基的pH应在分装前进行。常用高压蒸汽灭菌对培养基进行灭菌。
(3)图B、C所示方法为平板划线法,平板划线法能够纯化目的菌株的原因是连续划线可以将聚集的菌体逐步稀释分散开来,从而获得由单个菌体繁殖而来的子细胞群体(单菌落)。用稀释涂布平板法进行接种,可对活菌进行计数。
(4)在以该除草剂作为唯一氮源的培养基上,不能降解该除草剂的细菌(除具有固氮能力的细菌外)是不能生长的,因此培养基上只出现少量带有透明带的菌落,大部分细菌在此培养基上不能生长。培养基中出现了极少量没有透明带的菌落,这些微生物可以利用除草剂分解菌提供的代谢产物作为氮源或这些微生物是固氮微生物,可以利用空气中的氮气作为氮源。
【答案】(1)稀释
(2) 以除草剂为唯一氮源 前 高压蒸汽灭菌
(3) 连续划线可以将聚集的菌体逐步稀释分散开来,从而获得由单个菌体繁殖而来的子细胞群体(单菌落) 稀释涂布平板法
(4) 培养基中缺少这些细菌可利用的氮源 可以利用除草剂分解菌提供的代谢产物作为氮源而生长繁殖/是固氮微生物(可以利用空气中的氮气作为氮源)
B组 提升练
1.发酵产品已经深入千家万户,果酒、果醋、泡菜、酸奶等的制作均离不开微生物发酵技术。下列关于发酵技术的说法,错误的是( )
A.变酸的醋表面有菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成
B.利用葡萄制作果酒的过程中,应先用清水冲洗葡萄1-2次,再去除枝梗
C.泡菜的制作前期需要通入氧气,后期应严格控制无氧条件
D.制作泡菜时加“陈泡菜”水的目的是增加乳酸菌的数量以缩短发酵时间
【解析】C 变酸的醋表面有菌膜是醋酸菌在液面大量繁殖而形成 ,A正确;利用葡萄制作果酒的过程中,应先用清水冲洗葡萄1-2次,再去除枝梗,如果先去除枝梗,再冲洗,会造成污染,B正确;泡菜的制作是依赖于乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,所以在制作过程中不能通入氧气,C错误;“陈泡菜”水含有乳酸菌,所以制作泡菜时加“陈泡菜”水的目的是增加乳酸菌的数量以缩短发酵时间,D正确。
2.酿酒前期适量通入无菌氧气或无菌空气,后期需要密闭利于酵母菌发酵。下列叙述错误的是( )
A.酿酒前期和后期都有水生成
B.酿酒前期酵母菌数量会增加
C.酿酒后期有二氧化碳的释放
D.酿酒前期和后期都有[H]的消耗
【解析】A 酿酒前期酵母菌进行有氧呼吸,可以产生水;酿酒后期酵母菌无氧呼吸产生酒精,没有水生成,A错误;酿酒前期无菌氧气或无菌空气,酵母菌有氧呼吸产生大量能量,有利于酵母菌增殖,故酵母菌数量会增加,B正确;酿酒后期需要密闭利于酵母菌酒精发酵,酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,故后期有二氧化碳的释放,C正确;酿酒前期进行有氧呼吸,后期进行无氧呼吸,两者都有[H]的产生和消耗,D正确。
3.红薯酿制的黄酒,酒精度约为9%,制作过程如下图所示,下列叙述错误的是( )
A.浸出液过滤后应保存于密闭容器中,留1/3的空间
B.麦芽中含有淀粉酶可将红薯中的淀粉水解,利于酵母菌获得更多发酵底物
C.酵母菌的最适温度是30℃,温度上升至30℃有利于酵母菌大量繁殖
D.温度上升至30℃,此后每半天搅拌一次,搅拌的目的使酵母菌与营养物质充分混合
【解析】C 制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸,因此浸出液过滤后应保存于密闭容器中,但不能将容器装满,要留1/3的空间,这样有利于酵母菌大量繁殖,并能防止发酵液溢出,A正确;麦芽中含有淀粉酶,淀粉酶可以水解红薯中的的淀粉得到葡萄糖,因此拌入麦芽利于酵母菌获得更多发酵底物,B正确;酵母菌的最适温度是20℃,因此20℃保持24h有利于提高发酵液中酵母菌数量,温度上升至30℃有利于酵母菌发酵,C错误;温度上升至30℃,有利于酵母菌发酵,此后每半天搅拌一次,搅拌有利于酵母菌与营养物质充分混合,D正确。
4.刺梨是云贵川的特有水果,富含超氧化物歧化酶和大量的维生素C、花青素等,是制作果酒和果醋的优质原料。刺梨酒和刺梨醋的主要生产流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵过程Ⅱ需要氧并产生大量CO2
B.图示发酵过程中发酵液pH先升高后降低
C.发酵I过程的温度比发酵过程Ⅱ高
D.发酵I、Ⅱ是此生产过程的中心环节
【解析】D 果酒制作所用菌种是酵母菌,代谢类型是异养兼性厌氧型真菌,属于真核细胞,果酒制作的前期需氧,后期不需氧。果醋制作所用菌种是醋酸菌,属于原核细胞,适宜温度为30~35℃,需要持续通入氧气。发酵过程Ⅱ是醋酸菌利用酒精生产醋酸的过程,醋酸菌为需氧菌,可将酒精分解为乙醛,乙醛再变为醋酸,该过程需要氧但不产生CO2,A错误;酒精生产过程中酵母菌无氧呼吸会产生CO2,使发酵液pH降低,醋酸发酵过程中产生的醋酸会使发酵液的pH再度降低,B错误;酒精发酵的适宜温度为28℃左右,醋酸发酵的适宜温度为30~35°C,因此发酵过程Ⅰ(酒精发酵)的温度比发酵过程Ⅱ(醋酸发酵)低,C错误;酒精发酵是酵母菌在无氧条件下产生酒精,上述醋酸发酵是醋酸菌利用酒精生产醋酸,因此发酵Ⅰ、Ⅱ是此生产过程的中心环节,D正确。
5.(2024·全国·高三专题练习)早在《诗经·邯风·谷风)中就有“我有旨蓄,亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品,也就是腌制的酸菜、泡菜。下列叙述错误的是( )
A.条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸
B.常通过比色法对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算
C.制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖
D.腌制泡菜时可通过向泡菜坛沿边水槽注水保持发酵所需环境
【解析】C 条件适宜时乳酸菌通过无氧呼吸可将蔬菜汁中的糖分解成乳酸,A正确;通过比色法将显色反应后的样品与标准显色液进行比较,可对泡菜中的亚硝酸盐进行大致的估算,以确定泡菜中的亚硝酸盐的含量,B正确;温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短,容易造成细菌大量繁殖,亚硝酸盐含量增加,C错误;向泡菜坛沿边水槽注水可以保持无氧环境,适宜发酵,D正确。
6.下列关于传统发酵技术的说法,正确的是( )
A.传统发酵技术的目的是获得发酵产品或更多的微生物
B.当缺少糖源时醋酸菌进行无氧呼吸将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸
C.以乙醇为底物进行果醋发酵时发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时的气泡量
D.进行泡菜发酵时,原材料只能装至八成满,是为了防止乳酸菌产生CO2导致发酵液溢出
【解析】C 传统发酵技术的目的是获得将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程,A错误;醋酸菌为好氧菌,当缺少糖源时醋酸菌进行有氧呼吸将乙醇转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸,B错误;以酒精为底物进行醋酸发酵,产物是醋酸和水,几乎不产生气泡,而果酒发酵会产生二氧化碳,故果醋发酵时产生的气泡量明显少于果酒发酵,C正确;进行泡菜发酵时,原材料只能装至八成满,是为了防止发酵液溢出,乳酸菌无氧呼吸不产生气体,D错误。
7.下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验描述错误的是( )
A.土壤中的细菌,绝大多数分布在距离地表约3~8cm的土壤中,取样时一般铲去表层土
B.测定土壤中细菌的数量,一般选用102、103、104倍数的稀释液进行平板培养
C.取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌
D.在稀释土壤溶液的过程中,每一步都要在火焰旁操作
【解析】B 土壤中的细菌,绝大多数分布在距离地表约3~8cm的土壤中,因此在取样时一般要铲去表层土,A正确;土壤中细菌比真菌多,在测定土壤中细菌的数量时,一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养,B错误;为了防止杂菌污染,取土壤用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要灭菌,C正确;在稀释土壤溶液的过程中,为了防止杂菌污染,每一步都要在火焰旁操作,D正确。
8.纤维素分解菌是一种新型饲料添加剂,能够提高粗纤维饲料的转化率,为养殖业提供更多的饲料来源。研究人员从反刍动物粪便中分离筛选纤维素分解菌,步骤如下:
关于上述实验的分析正确的是( )
A.可采用干热灭菌法对培养基A、B进行灭菌
B.培养基B中应加入纤维素作为唯一氮源
C.④能通过涂布平板法培养获得单菌落
D.乙中透明圈与菌落的直径比值越小说明细菌分解纤维素能力越强
【解析】C 对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌,不能用干热灭菌法进行灭菌,A错误;纤维素的元素组成是C、H、O,不含N元素,因此培养基B中不能用纤维素作为氮源,B错误;步骤③对培养液进行梯度稀释的目的是将聚集在一起的微生物分散成单个细胞,步骤④将稀释样液接种得到培养基进行培养,故通过③④可实现将聚集的微生物分散成单个细胞,C正确;刚果红与纤维素结合形成红色复合物,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,乙中透明圈与菌落的直径比值越大说明细菌分解纤维素能力越强,D错误。
9.(2023秋·湖南·高三校联考阶段练习)为了分离和纯化高效分解石油的细菌,科研人员利用被石油污染过的土壤进行下图A所示的实验。同学甲进行步骤④的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图B所示。同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作:将1mL样品稀释100倍,在5个培养基平板上分别接入0.1mL稀释液,培养一段时间后,平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。在接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,无菌落产生。下列叙述正确的是( )
A.乙同学计算得出每升样品中的活菌数约为3.3×108个
B.步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是步骤③的培养基中石油是唯一碳源
C.步骤④甲同学出现图B结果可能的操作失误是样品的稀释程度太低导致
D.步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出能分解石油的细菌
【解析】B 乙同学实验平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191,数据之间差值过大,应分析误差产生的原因,重新进行实验,不能这些数值去计算,A错误;该实验的目的是为了分离和纯化高效分解石油的细菌,因此步骤③是以石油是唯一碳源的选择培养基,与步骤②中培养基成分相比,最大的区别是石油是唯一碳源,B正确;步骤④甲同学出现图B结果是菌落分布不均匀,可能的操作失误是用涂布器涂布平板时涂布不均导致,C错误;步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出能高效分解石油的细菌,D错误。
10.一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能产生耐药性。为探究某种抗生素对细菌的选择作用,实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌富集培养,然后重复上述步骤培养三代,结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( )
培养代数
平板各区域滤纸片周围抑菌圈的直径/cm
①号区域
②号区域
③号区域
④号区域
第一代
0
2.27
2.13
2.27
第二代
0
1.95
2.02
1.87
第三代
0
1.80
1.87
1.78
A.一定浓度的抗生素会诱导细菌产生耐药性的变异
B.采用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上
C.平板中①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用
D.随培养代数增多,抑菌圈的直径越小,说明细菌的耐药性越强
【解析】A 细菌耐药性的变异是在使用抗生素之前就已存在,一定浓度的抗生素起选择作用,能够筛选出具有耐药性的细菌,A错误;稀释涂布平板法可以获得的单个菌落且便于计数,故采用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上,B正确;为排除滤纸片对实验结果的影响,应增设空白对照组,即增加不含抗生素的滤纸片或含无菌水的滤纸片作为对照组;平板①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用,C正确;根据题干信息实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,故抑菌圈直径越小,说明细菌的耐药性越强,题表可知随培养代数增多,抑菌圈的直径越小,说明细菌的耐药性越强,D正确。
11.某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验,实验流程如图所示(清水淋洗时菌T不会流失)。下列分析错误的是( )
A.在粉碎的秸秆中接种菌T是为了将秸秆中的纤维素大量分解
B.淋洗液主要为酵母菌的生长繁殖提供碳源、能源等
C.采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌时需控制压力为100kPa,温度为100℃
D.与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,图中方式能节约粮食和提高能量利用率
【解析】C 菌T能够分泌纤维素酶,纤维素酶能将纤维素最终分解为葡萄糖,因此在粉碎的秸杆中接种菌T,培养一段时间后发现菌T能够将桔杆中的纤维素大量分解,A正确;采用液体培养基培养酵母菌,可以用淋洗液为原料制备培养基,淋洗液主要为酵母菌的生长繁殖提供碳源、能源等,B正确;采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌时需控制压力为100kPa,温度为121℃,C错误;利用作物秸秆生产燃料乙醇与以粮食为原料发酵生产乙醇相比,能节约粮食和提高能量利用率,D正确。
12.三糖铁(TS)培养基含有牛肉膏、蛋白陈、蔗糖、乳糖、微量葡萄糖、硫酸亚铁、氯化钠、酚红、琼脂等成分,可根据观察单一细菌对三种糖的分解能力及是否产生硫化氢来鉴别细菌的种类。三糖铁(TS)琼脂试验方法是:使用笔直的接种针挑取待测菌落,将接种针平稳刺入三糖铁固体斜面培养基内,然后沿原穿刺途径慢慢抽出接种针,最后在斜面上进行“之”字划线,36℃下培养18~24h观察实验结果。酚红在酸性条件下显黄色,在碱性条件下显红色。细菌产生的硫化氢与铁盐反应生成黑色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.穿刺或划线的目的是将纯培养物进行二次传代培养,须严格控制交叉污染
B.若培养基出现黑色沉淀,可推测该细菌不能分解牛肉膏、蛋白
C.若细菌能分解乳糖和葡萄糖而产酸、产CO2,推测斜面为黄色、底层为红色且有气泡
D.三糖铁(TSI)培养基属于选择培养基
【解析】A 划线和穿刺操作一定针对纯培养物,否则实验操作是无意义的。划线或穿刺的目的是将纯培养物二次传代培养,这种操作也见于标准菌株复壮或传代,整个操作过程中要严格规范操作,严格控制交叉污染,A正确;细菌产生的硫化氢与铁盐反应生成黑色沉淀,若培养基出现黑色沉淀,可推测该细菌能够分解牛肉膏、蛋白胨,B错误;细菌分解葡萄糖、乳糖产酸产气,使斜面与底层均呈黄色,C错误;三糖铁(TSI)培养基属于鉴别培养基,D错误,
13.某同学欲检测消毒餐具中大肠杆菌的数量是否超标,进行如下操作:用蒸馏水分3~5次冲洗待检餐具内表面,制成待测样液备用;配制伊红一亚甲蓝琼脂培养基,将待测样液接种于琼脂培养基上。下列叙述错误的是( )
A.为了确保检测的准确性,冲洗待检餐具的蒸馏水应该换成无菌水
B.为便于观察菌落的颜色,应将培养基的pH调至中性或弱碱性
C.设置牛肉膏蛋白胨培养基作对照可检验该鉴别培养基的效果
D.生长在伊红一亚甲蓝琼脂培养基上的大肠杆菌菌落具有金属光泽
【解析】C 蒸馏水中可能存在大肠杆菌,对检测结果产生干扰,为了确保检测的准确性,冲洗待检餐具的蒸馏水应该换成无菌水,A正确;大肠杆菌属于细菌,在培养细菌时,需要将培养基的pH调至中性或弱碱性,B正确; 为检验该鉴别培养基的效果,应设置接种大肠杆菌的伊红一亚甲蓝琼脂培养基作对照,C错误; 生长在伊红一亚甲蓝琼脂培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色且具有金属光泽,D正确。
14.宋代诗人苏轼的诗中写到“日啖荔枝三百颗,不辞长作岭南人”。作为“南国四大果品”之一,荔枝果肉多汁酸甜可口,营养价值很高。下图是科研人员利用现代生物科技培育无核荔枝的流程图。下列叙述错误的是( )
A.过程①获得的原生质体具有的结构包括细胞膜、细胞质及细胞核
B.过程②不仅需要用灭活的病毒诱导原生质体融合,还需要诱导原生质体再生出细胞壁
C.过程③获得的无核荔枝可能具有荔枝A和荔枝B的优良性状
D.三倍体荔枝的培育过程中用到了植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术等
【解析】B 过程①表示去除细胞壁,获得的原生质体包括细胞膜、细胞质及细胞核,A正确;过程②诱导植物原生质体融合时,不能用灭活的病毒作为促融剂,B错误;由于无核荔枝具备荔枝A单倍体和荔枝B的遗传物质,所以无核荔枝可能具有荔枝A和荔枝B的优良性状,C正确;三倍体荔枝的培育过程中用到了植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术等,D正确。
15.甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用,故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源
D.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,有利于缩短育种年限
【解析】B 植物细胞工程应用之一是:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性。A正确;茎尖等分裂旺盛部位基本无病毒感染。目前采用茎尖组织培养技术脱去病毒,已在许多作物上获得成功。脱毒的作物不仅能增产而且品质也明显优于没有脱毒的作物。脱毒≠抗病毒,B错误;原生质体的融合原理是细胞膜具有一定的流动性,通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术后可培育出异源杂合体,C正确;愈伤组织具有分裂旺盛的优点,适合用于诱变育种,能提高突变频率,有利于缩短育种年限。D正确。
16.尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验,实验中用到的尿素培养基成分如下表所示,具体操作流程如图所示。请分析回答。
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL。
(1)在实验中,下列材料或用具需要灭菌的是 ,需要消毒的是 (填序号)。
①培养细菌用的培养基与培养皿②玻棒、试管、锥形瓶③实验操作者的双手④操作空间⑤接种用具
(2)培养基中加入尿素的目的是 ,从作用分析这种培养基属于 培养基,本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,目的是 。
(3)除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用 方法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的 ;此实验不选这个方法的原因是 。
(4)分解尿素的细菌生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的 和 ,实验需要振荡的目的是 。
(5)该兴趣小组在三种稀释度下吸取0.1mL的菌液涂布平板,统计菌落数,得到下图数据,则10g土样中的活菌数约为 个。
平板1
平板2
平板3
104
320
342
356
105
198
243
279
106
23
18
21
【解析】(1)消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物;灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。培养细菌用的培养基与培养皿、玻棒、试管、锥形瓶、接种用具需要经灭菌处理,实验操作者的双手和操作空间消毒处理即可,故在实验中,所给材料或用具需要灭菌的是①②⑤,需要消毒的是③④。
(2)结合题干“某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离与计数”的实验”可知,培养基中加入尿素的目的是尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌,从作用分析这种培养基属于选择培养基(允许特定微生物种类生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基),本实验还同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,目的是作为对照,判断尿素(选择)培养基是否有筛选作用。
(3)常用的接种微生物的方法有稀释涂布平板法和平板划线法,故除了本实验的接种培养方法外,通常还可以采用平板划线法方法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物;此实验不选这个方法的原因是平板划线法不能用于微生物的计数,而稀释涂布平板法可用于微生物的计数。
(4)碳源是提供碳元素的物质,氮源是提供氮元素的物质,结合题中所给表格可知,氮源、碳源分别是尿素和葡萄糖;实验需要振荡的目的是使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中。
(5)105的稀释度下取0.1mL涂布的三个平板上的菌落数在30~300之间,计算其平均值为(198+243+279)/3=240。进一步可以换算出1g样品中活菌数为(240÷0.1)×105=2.4×109个,故10g土样中的活菌数约为2.4×109个。
【答案】(1) ①②⑤ ③④
(2) 尿素作为唯一氮源用来分离分解尿素的细菌 选择 判断尿素(选择)培养基是否有筛选作用
(3)平板划线法 纯培养物 平板划线法不能用于微生物的计数
(4)尿素 葡萄糖 使土壤微生物充分释放并均匀分布在无菌水中
(5)2.4×109
1
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