高中生物利用生物净化原理治理环境污染综合题

自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。
(1)步骤：①制备稀释倍数为10²、10³、10⁴、10⁵、10⁶的系列稀释液。
②用稀释涂布平板法接种样品。③适宜温度下培养。
结果分析：(1)测定的大肠杆菌数，在对应稀释倍数为10⁶的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是__________。

A．一个平板，统计的菌落数是230

B．两个平板，统计的菌落数分别是220和260，取平均值240

C．三个平板，统计的菌落数分别是210、50和520，取平均值260

D．四个平板，统计的菌落数分别是210、300、240和250，取平均值250

(2)一同学在稀释倍数为10⁶的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每毫升样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2 mL)__________。
(3)用这种方法测定密度，实际活菌数量要比测得的数量__________，因为________________________________________________________________________
(4)某同学在测定大肠杆菌的密度时发现，在培养基上还有其他杂菌的菌落，能否肯定该大肠杆菌的品系被污染了？为什么？

下表为牛肉膏、蛋白胨培养基的成分列表，据此回答：

成分	牛肉膏	蛋白胨	NaCl	H2O
含量	0．5g	1g	0．5g	100mL

⑴蛋白胨在培养基中的作用是                 。
⑵要用此材料配制观察细菌菌落状况的培养基，还需添加的成分是              。
⑶表中各成分含量确定的原则是                  。
⑷培养基配制好后，分装前应进行的工作是              。
⑸从配制培养基直到培养完成，所采用的预防杂菌感染的方法是                      。
⑹在培养基凝固前要搁置斜面，其目的是                            。

(1)在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接人N₀个乳酸菌之后密封，放在25⁰C温箱中连续培养若干小时，其间每30min测定一次菌数，测得数量变化曲线如下图所示。请分析并回答问题：

①乳酸菌以             方式生殖，这代表        类生物普遍具有的生殖方式。
②用N表示总菌数，N₀表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达式为N=N₀2^t(假设生长条件理想稳定)。当在理想条件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式计算，当N₀=1000时，连续培养5h，总菌数可达               个。
③在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5h前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5h后活菌数的变化趋势用曲线表示出来。造成菌群密度变化的外界因素是         。      
④培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的              作用。
⑤实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行?                   。

填空题。
（1）.比较下表

比较项目	酵母菌	醋酸菌	毛霉	乳酸菌
细胞结构（原核与真核）
繁殖方式（主要）
异化作用类型
发酵适宜的温度
应用

（2）.酵母菌进行酒精发酵的反应式                 
（3）.醋酸菌将乙醇变为醋酸的反应式             
（4）.培养基一般都含有        、         、         、          四类营养物质，另外还需要满足微生物生长对         、           以及          的要求。
（5）.获得纯净培养物的关键是                        。
（6）.微生物接种的方法中最常用的是             和                。
（7）.某同学在稀释倍数为10⁶的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)                  
（8）.常用来统计样品中活菌数目的方法是            。为了保证结果准确，一般选择菌落数
在        的平板进行计数。统计某一稀释度下平板上的菌落数，最少涂布   个平板，计算出平板上的               ，根据公式计算，公式是：               （C代表某一稀释度下平板上的菌落平均数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积---ml，M代表稀释倍数）

酵母菌生长的最适宜温度在20～30 ℃之间，能在pH为3～7.5的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大约每1.5～2 h增殖一代。某研究性学习小组据此进行了如下探究实验，实验操作步骤如下：
第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液，活化酵母菌液。
第二步：利用相同的多套装置，按下表步骤操作。
第三步：用血球计数板计数装置中起始的酵母菌数目，做好记录。
第四步：将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。
第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。

装置编号	A	B	C	D
装置容器内的溶液	无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL	10	10	5	5
无菌水/mL	—	—	5	5
活化酵母菌液/mL	0.1	0.1	0.1	0.1
温度（℃）	10	25	10	25

回答下列问题：
（1）酵母菌与大肠杆菌相比，在结构上的主要区别是酵母菌具有 ▲  。
（2）该研究性学习小组所进行的探究课题是 ▲  。
（3）改正实验操作步骤中的一处错误 ▲  。
（4）某同学第5天在使用血球计数板计数时的做法如下……：
①振荡摇匀试管中的培养液，取1 mL并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。
②先将 ▲  放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液 ▲  ，制作好临时装片。
③显微镜下观察计数：在观察计数时只计算 ▲  (被、不被)染成蓝色的酵母菌。
（5）如所使用的血球计数板有16个中方格，每1中方格中有25个小方格，每1个小方格的容积为0.1 mm3(1 mL＝1000 mm3)。请推导出1 mL培养液中酵母菌细胞的计算公式：酵母细胞个数/mL＝     ▲     。
（6）推测4套装置中酵母菌种群数量的变化规律，判断下列有关说法错误的是（ ▲ ）
A．4个装置内的种群初始阶段都经历了“J”型增长
B．4个装置内的种群数量同时达到K值
C．装置A内种群数量的K值与装置B的不同
D．装置D内的种群数量先于装置B开始下降

有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从被污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：
（1）在筛选过程中，应将土壤样本稀释液接种于以        为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于            培养基。
（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即               。
（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力            。
（4）通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、   和  。无菌技术要求实验操作应在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

【生物——选修1生物技术实践】
Ⅰ.某细菌固体培养基的组成成分是KH₂PO₄、Na₂HPO₄、MgSO₄、葡萄糖、尿素、琼脂
和蒸馏水，其中凝固剂是__________，碳源是__________，氮源是__________。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于__________培养基。从同化作用类型看，用该培养基培养的细菌属于__________。统计样品中活菌的数目常用           法来统计，为了保证结果准确，一般选择菌落数在        的平板进行计数。统计的菌落数往往比活菌的实际数目         。
Ⅱ.植物芳香油的提取方法有蒸馏、         和         等。具体采用哪
种方法要根据           来决定。用蒸馏方法提取玫瑰精油时，为了提高产品的品质，需要           和           。提取橘皮精油的过程中用石灰水浸泡干燥去水的柑橘皮，目的是            。将提取的胡萝卜素粗品进行鉴定的方法是           。

在土壤中存在着多种自生固氮菌，它们对于增加土壤中的氮素有重要意义。某生物兴趣小组的同学想从土壤中分离出自生固氮菌，配制的培养基成份为：葡萄
糖10g、磷酸二氢钾0.2g、硫酸镁0.2g、氯化钠0.2g、硫酸钙5g、蒸馏水1000mL，并
在培养基中加入1%的琼脂，制成固体培养基。分离实验的过程如下图，其中器皿中①是
土壤样品，②是土壤悬浮液，③、④和⑤都是培养基。请回答：

1．从培养基的功能来分，本实验所配的培养基属于      培养基，碳源为         。
2．实验原理是                                                           。
3．④中培养出来的菌落是            微生物，其氮源来自于         。
4．②→③接种的方法是           法；④→⑤接种的方法是           法。
5．④→⑤接种操作的目的是                   。接种到⑤的过程中为防止污染应
注意的操作事项是                                                     。
6．如实验使用的是通用培养基用于分离真菌，则培养基中应加入___________；若用于鉴别大肠杆菌，可在通用培养基中加入______________。

【生物—选修1：生物技术实践】(15分)
某同学在学习了传统发酵技术的应用后，进行了酸奶制作的实践。制作步骤如下：
准备原料：市场上购得纯牛奶、原味酸奶
工具：带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅
制作方法：
①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮沸10分钟。
②瓶子稍冷却后，向瓶子中倒人牛奶，再放人电饭锅中沸水浴加热l0分钟。
③待牛奶冷却至40QC左右(不烫手)时倒入牛奶量l／5的酸奶作“引子"，用勺子搅拌均匀，拧紧瓶盖。
④将电饭锅温度调至40。C，继续保温7—8小时。
请回答：
(1)将瓶子等煮沸的目的是灭菌，防止_____。
(2)“引子"指的是酸奶中的_____，其在发酵过程中完成的主要化学反应是_____(填反应式)。
(3)待牛奶冷却后才能倒人酸奶的原因是_____。将瓶盖拧紧的目的是：参与该过程的菌种是_____(填异化作用类型)细菌，仅在_____条件下才能进行发酵。
(4)另一名同学在重复相同实验时，为避免杂菌污染而向牛奶中加入了青霉素，结果发酵失败，原因是_____。

回答下列关于生物技术实践问题：
（1）用带盖的瓶子制作葡萄酒时，在发酵过程中每隔12h左要                       ，目的是                           。
（2）微生物的实验室培养中，纯化大肠杆菌的实验操作中的微生物接种方法通常
有                    和                    。
（3）在PCR过程中需加入一小段引物，是因为                   不能从头开始催化合成DNA，而只能从       端延伸DNA。
（4）提取橘皮精油，常采用__法而不用蒸馏法，原因是________               。

[生物——选修1：生物技术实践]
（1）微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和____，平板划线前要对接种环进行灼烧，原因是为了__________。
（2）用培养基培养微生物时，培养基中应有__________、__________ 、__________    和        等营养，同时还必须满足微生物生长对__________ 、__________ 、__________ 的要求。
（3）用唯一碳源培养基分离微生物的主要操作步骤为①原料称量、溶解②__________③分装、包扎④灭菌⑤倒平板⑥  __________⑦培养。
（4）将月季的花粉细胞通过无菌操作接入对应的培养基中，在一定条件下诱导形成幼苗，最适合进行培养的花药时期为__________，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期，最常用的方法为__________。
（5）PCR技术中的引物是__________，DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过温度控制来实现的。一个循环包括__________ 三步。

利用微生物分解淀粉生产糖浆具广阔的应用前景。某同学为了从长期种植马铃薯的土壤中分离出能够高效分解淀粉的细菌，进行了如下实验。
(1)实验步骤：
①配制以           为碳源的固体培养基，为了使培养基凝固成固体，应该向培养基中加入的物质是               。
②将土壤样品接种到已灭菌的培养基上，在恒温培养箱中培养一段时间后，培养基上出现                                。
③将接种针用                     法灭菌后，从②中的培养基上挑取一定量细菌，接种入            （固体、半固体、液体）培养基，在恒温摇床上培养24h，使细菌大量繁殖。
④配制与①相同的培养基，并加入少量碘液，使培养基呈蓝紫色。用                
                 法将上一步大量繁殖后的细菌接种到已灭菌的培养基上。
⑤培养一段时间后，观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小。周围出现
                                现象的菌落即为初选菌落，经进一步分离、纯化后即可达到实验目的。
(2)上述所有倒平板和接种操作，都应在超净台上                       附近进行。
(3)上述实验步骤中，从用途看，①所用培养基属于                       培养基，⑤所用培养基属于                      培养基。

有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出高效降解原油的菌株。回答问题：
（1）在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以           ___     为唯一碳源的固体培养基土，从功能上讲，该培养基属于      ____     培养基。
（2）纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即       _____________  和    __________   _____ 。
（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力     ______________     。
（4）通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、      _____    和         
         _____   。无菌技术要求试验操作应在酒精灯              ____  附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

某研究性小组研究的课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素”。他们在培养细菌的过程中，发现某种细菌的生长和繁殖受营养成分和温度等条件的影响。
（1）研究小组工在探究温度对某种细菌的影响时，对细菌繁殖一代所需的时间（代时）与温度的关系做了有关的数据统计，见下列表格：

温度（℃）	10	15	20	25	30	35	40	45	47．5	50
代时	860	120	90	40	29	22	17．5	20	77	750

依据上表推测，适合该细菌繁殖的最适温度约为_____________。
（2）研究小组Ⅱ发现某种细菌有5种营养缺陷型菌株1、2、3、4、5，它们不能合成生长所必需的物质C，已知A、B、C、D、E都是合成G物质的必需中间产物，但不知这些物质合成的顺序，于是在培养基中分别加入这几种物质并分析了这几种物质对各种营养缺陷型菌株生长的影响，结果如下表所示。+：表示生长 —：表示不生长

物质 突变体	培养基中加入的物质
A	B	C	D	E	G
1	—	—	—	+	—	+
2	—	+	—	+	—	+
3	—	—	—	—	—	+
4	—	+	+	+	—	+
5	+	+	+	+	—	+

根据以上结果，推测这几种物质的合成顺序应是____________。由于A—C所需的量很少，属于微生物所需营养要素中的___________。
（3）假定在细菌培养过程中，出现了某种突变的菌种，为了分离获得不能合成某种维生素的营养缺陷型菌株，设计一个实验以鉴定这种维生素的类型。
第一步：将变异菌株接种到____________培养基上扩大培养；
第二步：配制系列培养基。此时应将_____________设为实验的自变量；
第三步：将扩大培养的变异菌株______________________；
第四步：观察细菌的生长情况。在实验操作过程中自始至终要注意__________操作。
（4）实验结果分析：________________________________________________。

(8分)【生物一生物技术实践】
培养基是微生物生长、分离、鉴别的营养基础，在微生物研究领域发挥着重要作用。请回答下列问题。
(1)分析培养基的配方：KH2P04、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是——和. 
(2)鉴别培养基可以鉴定出分解尿素的细菌，方法是在以——为唯一氮源的培养基中加入——指示剂。
(3)在液体培养基中加入一定量凝固剂，使其成为固体状态即为固体培养基。实验室中常用——作凝固剂。
(4)接种微生物常用的方法是——和——，接种前培养基要进行——操作。