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微生物的培养与应用
（时间：45分钟 满分：100分）
一、选择题(每小题4分，共48分)
1．下列关于配制培养基的叙述，正确的是( )
A．配制固体培养基必须加入琼脂
B．pH调至6.5～7.5的培养基可培养放线菌
C．培养自生固氮菌的培养基中不需添加氮源
D．发酵工程一般用半固体培养基或液体培养基
解析：选C 在配制固体培养基时，可加入琼脂作为凝固剂，但琼脂并不是唯一的凝固剂；放线菌生长适宜的pH为7.5～8.5，细菌生长适宜的pH为6.5～7.5；发酵工程应用于生产实践一般用液体发酵，可以连续培养，提高产量；自生固氮菌能够将空气中的N2还原为NH3，因此培养基中不需加氮源。
2．某同学用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌纯化培养，下列说法错误的是( )
A．蛋白胨可为大肠杆菌的生长提供氮源和维生素等营养
B．牛肉膏蛋白胨培养基需经高压蒸汽灭菌后调节pH
C．倒平板操作中，待平板冷却凝固后将平板倒过来放置
D．大肠杆菌纯化培养可以采用平板划线法或稀释涂布平板法
解析：选B 培养基应先调节pH后灭菌，若先灭菌后调节pH，调节pH时会污染培养基。
3．微生物培养是微生物工程中的基础技术，下列相关叙述正确的是( )
A．病毒和细菌的培养基成分相同
B．平板划线法中的“线”是连续的、不分区域的
C．微生物培养基中并不是都必须添加碳源或氮源
D．在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行消毒
解析：选C 病毒必须寄生在活细胞内才能进行生命活动，如可用活鸡胚培养病毒；平板划线法每次划线前都要灼烧接种环，划线是分区域的；微生物种类不同，对营养物质的需求不同，应根据所培养微生物的需要确定培养基的成分；对培养基和培养皿要进行灭菌，而不是消毒。
4．稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是( )
A．操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释
B．需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C．不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落
D．对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
解析：选C 只有菌液稀释到一定程度后，在固体培养基表面才能形成单个的菌落，否则可能会出现两个或两个以上的细菌共同形成一个菌落，或菌落出现重叠。
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5．某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌的数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是( )
A．利用平板划线法对细菌进行计数
B．用以石油为唯一碳源的培养基筛选
C．采用稀释涂布平板法分离菌种
D．称取和稀释土壤样品时应在酒精灯火焰旁
解析：选A 分离细菌常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，但平板划线法不能对细菌进行计数；筛选能分解石油的细菌，要以石油作为培养基中唯一的碳源；筛选细菌的整个操作过程都需要在无菌条件下进行，所以称取、稀释土壤样品应在酒精灯火焰旁进行。
6．下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是( )
成分
蛋白胨
葡萄糖
K2HPO4
伊红
美蓝
蒸馏水
含量
10 g
10 g
2 g
0.4 g
0.065 g
1 000 mL
A.从物理性质看该培养基属于液体培养基，从用途看该培养基属于选择培养基
B．培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨
C．该培养基缺少提供生长因子的物质
D．该培养基调节合适的pH后就可以用于接种菌种
解析：选B 此培养基中没有琼脂等凝固剂，因此为液体培养基；伊红、美蓝能对大肠杆菌起鉴别作用。糖类(尤其是葡萄糖)是最常用的碳源；蛋白胨主要用作氮源，也提供生长因子，或作为异养型微生物的碳源。该培养基调节pH并灭菌后才能接种使用。
7．下列关于微生物培养和利用的叙述，错误的是( )
A．利用稀释涂布平板法既能分离微生物也能对微生物进行计数
B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步分散获得单个菌落
C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌
D．选择培养基作用的原理是显现某微生物的特征，以区别于其他微生物
解析：选D 稀释涂布平板法能分离纯化微生物也能对微生物进行计数；连续划线是将聚集的菌种逐步分散，以获得单菌落；尿素分解菌的分离可以选用以尿素为唯一氮源，且含酚红的培养基；选择培养基是在培养基中加入某一化学物质或改变某一理化性质，使某一微生物正常生长，而其他微生物则被杀灭或生长受到抑制，从而选出所需要的微生物。
8．下列有关分解纤维素的微生物分离的叙述，错误的是( )
A．在加入刚果红的培养基中，当纤维素被纤维素分解菌释放的纤维素酶分解后会出现透明圈
B．在用刚果红染色时只能先培养微生物再加入刚果红，不能在倒平板时加入
C．纤维素酶的发酵方法有液体发酵法和固体发酵法
D．纤维素酶的测定方法，一般是对所产生的葡萄糖进行定量的测定
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解析：选B 刚果红染色有两种方法，一种是先培养微生物再加入刚果红，另一种是在倒平板时就将刚果红染液加入培养基中，然后再培养微生物，两种方法各有优缺点，但都可以应用。
9．微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法，正确的是( )
A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利
D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足
解析：选D 微生物的营养物质包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子。乳酸菌的碳源是有机物，而硝化细菌可以利用无机物作为碳源；生长因子是微生物体内不能合成的，需要量很小的一些有机物；培养基中营养物质浓度过高会造成微生物细胞失水，不利于微生物的生长、繁殖。
10．农田土壤的表层，自生固氮菌的含量比较多，将用表层土制成的稀泥浆，接种到特制的培养基上培养，可将自生固氮菌与其他细菌分开，对培养基的要求是( )
①加抗生素 ②不加抗生素 ③加氮素 ④不加氮素
⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 ⑦37 ℃恒温箱培养
⑧28～30 ℃温度下培养
A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧
C．②④⑤⑧ D．①④⑥⑦
解析：选C 自生固氮菌是异养菌，生长繁殖需要有机碳源；自生固氮菌能利用空气中的氮气，培养基中不需要加氮源，固氮菌能生长繁殖，不能固氮的菌不能生长繁殖；自生固氮菌生长繁殖的最适温度是28～30 ℃；自生固氮菌对抗生素敏感，培养基中不能加抗生素，所以从土壤浸出液中分离出自生固氮菌对培养基的要求是②不加抗生素、④不加氮素、⑤加葡萄糖、⑧28～30 ℃温度下培养。
11．下表表示在不同培养基中细菌的生长繁殖情况(A、B、C、H、I、J、K、M为培养基的成分，“＋”表示生长，“－”表示不生长)，请分析细菌不能合成下列哪种物质( )
培养基
成分
A、B、C
A、B、C I、M
A、B、C
H、K
A、B、C M、J
A、B、C
I、K
A、B、C H、J
A、B、C K、M
生长状态
－
－
＋
－
＋
－
＋
A．H B．I C．K D．M
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解析：选C 凡添加了物质K的培养基，细菌都能生长，反之则不能生长，说明物质K是细菌不能合成的。
12．现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分和含量如下表，用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，你认为它们适于分离( )
成分
KH2PO4
MgSO4·7H2O
NaCl
CaSO4·2H2O
CaCO3
葡萄糖
纯淀粉
甲培养基
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
0.5%
2%
乙培养基
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
—
—
A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌
B．甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌
C．甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分离真菌
D．甲培养基适于分离自养型共生细菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌
解析：选B 固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌，需和其他生物结合在一起才能生存的是共生固氮菌，甲培养基中含有的葡萄糖和淀粉是有机物，由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌；乙培养基中不含有机碳源，所以可用来分离培养自养型的自生固氮菌。
二、非选择题(共52分)
13．(17分)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1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL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________个。
(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。
解析：(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。0.1
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mL稀释液中平均有(39＋38＋37)/3＝38(个)活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380(个)，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104(个)，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1 000＝3.8×107(个)。(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。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，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较图A和图B可以看出：A培养基中细菌的分布呈线形，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。
答案：(除标明外，每空2分，共17分)(1)检测培养基平板灭菌是否合格(3分) 3.8×107(3分) (2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3分)
(3)B (4)溶解氧 营养物质
14．(17分)类胡萝卜素中的胡萝卜素是一种常用的色泽鲜艳、对人体有益的天然色素类食品添加剂，且类胡萝卜素可从微生物体中获取。下图为筛选获得高产红酵母菌菌种的过程，下表为筛选培养过程中获得的部分数据(表中细胞生物量是指培养期间单位体积内所含的生物个体总量)。请分析回答下列问题：
红酵母菌在不同的培养基中类胡萝卜素产量
菌
种
培养基
成分
细胞生
物量(g/L)
类胡萝卜素
含量(mg/g)
类胡萝卜素
产量(mg/L)
①
葡萄糖
2.4
26.01
62.4
②
甘蔗汁
9.2
1.9
17.5
③
泥炭
提取物
4.8
1.261
6.03
(1)酵母菌不具有的结构有____________________(填“拟核”“芽体”“叶绿体”或“细胞壁”)。
(2)图中过程①的目的是____________________。为获得单菌落，可采用____________________法，通过接种环将初筛菌液接种在固体培养基上，后连续划线培养，接种时需要先进行的操作是____________________________________。
(3)表中显示的培养基成分是为红酵母菌生长提供的____________________，图中过程③的目的是__________________________________。
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(4)根据上表信息，你认为进一步提高高产红酵母菌类胡萝卜素产量的有效措施是______________________。
解析：(1)酵母菌属于真核生物，拟核是原核细胞特有的结构，叶绿体是绿色植物特有的细胞器，酵母菌都没有，但是在出芽生殖的过程中会产生芽体，并且具有细胞壁。(2)过程①的目的是人工诱变(提高红酵母菌的突变率)。为获得单菌落，可采用平板划线法将初筛菌液接种在固体培养基上，接种时需要对接种环灭菌处理，即先进行的操作是灼烧接种环并冷却。(3)表中葡萄糖、甘蔗汁以及泥炭提取物等均为酵母菌生长提供碳源，图中过程③的目的是筛选出最适宜用于培养高产红酵母菌的培养基。(4)根据表中信息，进一步提高高产红酵母菌类胡萝卜素产量的有效措施是优化培养基。
答案：(除标明外，每空2分，共17分)(1)拟核、叶绿体(3分) (2)人工诱变(提高红酵母菌的突变率) 平板划线 灼烧接种环并冷却(3分) (3)碳源 筛选出最适宜用于培养高产红酵母菌的培养基(3分) (4)优化培养基
15．(18分)羧甲基纤维素钠(CMC)是常用的食品添加剂，不能被人体消化吸收，因此通常被认为是安全的食品添加剂。研究者用含1.0% CMC无菌水作为饮用水，连续饲喂实验小鼠12周，测定小鼠体重，结果如图1、图2所示。
(1)图1所示实验中的对照处理是________________________。图1结果显示，食用CMC能够________________________________。综合图1、图2结果，通过比较______________________________________________，说明CMC的这种作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。
(2)有人提出：小鼠摄入的CMC改变了其肠道内各种微生物的比例。为检验上述推测，研究者设计了如下实验：
①搜集____________(填图中分组编号)组小鼠粪便制成悬浮液涂布于全营养固体培养基上。
②接种后置于________(填“无氧”或“有氧”)条件下培养，通过观察________________________以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。
③统计比较____________________________________________，以确定推测是否成立。
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解析：(1)该实验的自变量为饮用水中是否含有CMC，实验组饲喂含有CMC的无菌水，则对照处理是饲喂不含CMC的无菌水；图1结果显示，食用CMC能够使小鼠体重增加。综合图1、图2结果，通过比较A、B组体重差值与C、D组体重差值，可以看出在普通环境中体重差值较大，在无菌环境中差值不明显，这说明CMC的作用依赖于小鼠消化道内的各种微生物。(2)①该实验的目的是探究小鼠摄入的CMC是否改变了其肠道内各种微生物的比例，因此应该搜集生存在普通环境中的A、B组小鼠粪便制成悬浮液涂布于全营养固体培养基上。②人体消化道中缺氧，因此接种后应该置于无氧条件下培养，通过观察菌落以初步鉴定小鼠消化道中的微生物类群。③统计比较不同类群微生物的数量及比例，以确定推测是否成立。
答案：(除标明外，每空2分，共18分)(1)饲喂不含CMC的无菌水(3分) 使小鼠体重增加(3分) A、B组体重差值与C、D组体重差值(3分) (2)①A、B ②无氧 菌落 ③不同类群微生物的数量及比例(3分)
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