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 和 。
(3)为筛选出高效菌株,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 附近进行,以避免周围环境中微生物的污染。
回答下列有关微生物的问题。
谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子,谷氨酸钠是它的钠盐,是味精等调味品的主要成分。目前利用微生物发酵生产的氨基酸中,谷氨酸是产量最大的种类之一。
(1)谷氨酸的R基为-CH2-CH2-COOH,其结构式为 ;如果在蛋白质合成过程中,携带谷氨酸的转移RNA如图1所示,可知谷氨酸的密码子为 。
(2)我国微生物发酵工程生产谷氨酸常用的菌种有谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌,下列生物中与这些菌种在结构上存在明显区别的是( )。(多选题)
A.噬菌体 |
B.人类免疫缺陷病毒(HIV) |
C.衣原体 |
D.肺炎双球菌 |
E.酵母菌
F.硝化细菌
G.立克次氏体
(3)谷氨酸发酵的培养基成分,主要有葡萄糖、氨水、磷酸盐、生物素等,发酵装置如图2所示。可以判断谷氨酸棒状杆菌的新陈代谢类型是 。某厂用谷氨酸棒状杆菌发酵生产谷氨酸,结果代谢产物中出现了大量的乳酸,从发酵条件看,其原因很可能是 。
(4)谷氨酸发酵生产过程中,需要添加氨水,它不仅是细菌生长所需的 ,而且还有调节培养液 的作用,所以应该分次加入。
人和哺乳动物的尿中含有尿素,大量尿素的存在会对环境造成污染。土壤中有些细菌含有脲酶,可通过降解尿素作为其生长的氮源。现对土壤中的这类细菌进行分离实验,请回答下列问题:
(1)分离培养细菌时必须进行无菌操作,包括培养基和各种器皿都必须是无菌的,培养基常用的灭菌方法有___ _。
(2)将样液进行一系列的梯度稀释,然后接种培养。在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在 旁进行操作。接种后的培养皿 于37℃的 中培养。
(3)用含有酚红指示剂的培养基筛选能分泌脲酶的细菌,从功能上划分该培养基属于 培养基。若培养基中存在有分解尿素的细菌,其菌落周围会出现红色环带,这是由于尿素被分解产生的 使pH升高,酚红指示剂产生的颜色变化,从而证明这一菌株可以尿素为氮源。变色区域越大,表明该菌株利用尿素力__ _。
氯苯化合物是重要的有机化工原料,因其不易降解,会污染环境。某研究小组依照下图所示实验方案筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌。培养基配方如表1。
(1)从用途上来说,Ⅱ号培养基属于_______培养基,在Ⅱ号培养基中,为SP1菌提供氮源的成分是______。配制Ⅱ号固体培养基时,除添加Ⅱ号液体培养基成分外,还应添加1%的_________。在Ⅱ号培养基的倒平板操作时,平板冷凝后,应将平板倒过来放置,这样做的目的是__________。
(2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序是____________。实验室中,培养基灭菌常用的方法是____________。
(3)将Ⅰ号培养基中的微生物接种Ⅱ号培养基中,采用的最佳接种方法是 ,将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养,得到生长曲线如下图所示,此过程采用______________(方法)统计菌体数。从图中可知,SP1菌在__________培养条件下最早停止生长,其原因是____________。
生物柴油是一种可再生的清洁能源,其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现,在微生物M产生的脂肪酶作用下,植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如下图)。
(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发,宜选用_____________、_____________方法从油料作物中提取。
(2)筛选产脂肪酶的微生物M时,选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供_____________,培养基灭菌采用的最适方法是_________________________法。
(3)测定培养液中微生物数量,可选用________________法直接计数;从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测_____________,以确定其应用价值;为降低生物柴油生产成本,可利用________________技术使脂肪酶能够重复使用。
(4)若需克隆脂肪酶基因,可应用耐热DNA聚合酶催化的_________________技术。
【生物——生物技术实践】酿酒厂常用酸性脲酶去除酒精类饮品中的尿素,以改善酒精类饮品的品质。请回答下列问题:
(1)从土壤中筛选酸性脲酶生产菌,其培养基的主要成分有葡萄糖、尿素、琼脂等,从功能上分析,该培养基属于_____________培养基。该培养基的氮源来自____________。
(2)筛选和纯化酸性脲酶生产菌常用的两种接种方法是__________和__________
(3)对同一浓度的酸性脲酶生产菌稀释液,分别用血球计数板计数和稀释涂布平板法计数,若不存在实验误操作,则前者的数量_____(多于/等于/小于)后者,其原因是___________。
(4)若用海藻酸钠固定含酸性脲酶的细菌时,应将海藻酸钠溶液和细胞混合滴入溶液中。右表是不同浓度海藻酸钠形成的凝胶珠状况,从表中看出,海藻酸钠的浓度应选用____________g/dL。若利用固定化酶技术,它的优点是_________________。
海藻酸钠质量浓度(g/dL) |
凝胶强度 |
凝胶气泡量 |
成球难度 |
凝珠形状 |
1.0 |
中 |
没有 |
较易 |
扁圆形 |
2.0 |
中 |
少量 |
易 |
圆球形 |
3.0 |
强 |
较多 |
稍难 |
有托尾 |
4.0 |
强 |
大量 |
难 |
难成球形 |
(每空1分,共8分)回答下列相关的问题:
(1) 苹果酒清香、明快,风味清爽,它是由果汁发酵产生的。果汁发酵后是否有酒精产生,可用
_________________来检验。苹果酒在 (填微生物)的作用下,经过深层发酵可形成苹果醋;在此过程中要适时向发酵液中充气,原因是 。
(2)腐乳是用豆腐发酵制成,有多种微生物参与发酵,在腐乳的制作过程中,起主要作用的是
(填微生物)。
(3) 微生物培养的培养基可以分为液体培养基和 两种。
(4)稀释涂布平板法和 法是微生物接种常用的方法,其中可以用于菌落的计数的是 方法。这两种方法在接种过程中都需要在 旁进行操作,以避免杂菌的污染。
【生物——生物技术实践】在调查某湖水中H细菌指数(1升水中含有的H细菌个数)的实验中,先将5升湖水水样浓缩至5毫升,然后各取浓缩水样l毫升,涂布到4个培养皿中培养,培养后统计的菌落数分别是42、38、55、18。请回答:
(1)培养基中的蛋白胨和淀粉为细菌生长提供了_______________。
(2)为了尽快观察到细菌培养的实验结果,应将接种了湖水水样的平板置于____________中培养,培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠,还应该同时在另一平板上接种__________作为对照。
(3)细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为__________。根据上述结果计算,被检样的H细菌指数为_________。用这种方法测定密度,实际活菌数目要比测得的数目___________,原因是______________。
(4)为了纯化获得的H细菌,在微生物的实验室培养过程中,关键是________,而实验结束后,使用过的培养基应该进行_________________处理后才能倒掉。
近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请分析回答下列问题
(1)在果醋制作时,运用醋酸菌在供应______和糖源充足时,将糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用酒精生成醋酸,请写出该过程的化学反应式:_______________。
(2)腐乳制作的流程是:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控制________;配制卤汤时,要使卤汤中酒的含量控制在________%左右。
(3)制作泡菜的原理是_____________。
(4)蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐,在____________条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后,与N—1—萘基乙二胺盐酸盐结合形成__________色染料。
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,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________的土壤中分离目的菌,上述培养皿中培养基的特点是:________体培养基且以________。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)若对活菌进行计数,常用的接种方法为_____________。
(4)培养后发现,只有很少菌落出现,大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是________________或有氧条件抑制了这些细菌的生长。
(5) 为了计数微生物的数量,一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL,培养后菌落数分别为155、160、176、149个,则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为___________。
研究人员成功地从土壤中筛选到能产生纤维素酶的微生物。请就如何从土壤中获得纤维素分解菌回答以下问题。
(1)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和____酶。
(2)若获得纯净的菌株,常采用平板划线的方法进行接种,此过程所用的接种工具是_________,操作时采用的灭菌方法是_______。
(3)刚果红可以与纤维素等多糖形成______色复合物,但并不与水解后的_______和_______发生这种反应。常用的刚果红染色法有两种:第一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应;第二种是在_______时就加入刚果红。_______(第一种、第二种)方法会使菌落之间发生混杂。
(4)如果观察到产生_______的菌落,说明可能获得了纤维素分解菌。为了确定是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的测定方法一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的_______进行定量的测定。
植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解,回答下列问题:
(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由3种组分组成的复合酶,其中葡萄糖苷酶可将分解成 。
(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养(成分见下表):
|
酵母膏 |
无机盐 |
淀粉 |
纤维素粉 |
琼脂 |
CR溶液 |
水 |
培养基甲 |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
培养基乙 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
注:.“+”.表示有,“-”表示无。
据表判断,培养基甲 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 ;培养基乙 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 。
红茶菌液是一种传统的活菌饮料,能帮助消化,治疗多种胃病,请根据制作流程并结合课本知识回答问题:
(1)红茶菌种是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生体,可以用 法分离纯化得到不同的菌种。在接种活菌之前要将红茶糖液先煮沸,目的是 ,然后冷却,以防止高温杀死红茶菌;
(2)温度是酵母菌生长和发酵的重要条件, ℃左右最适宜酵母菌繁殖。酵母菌是兼性微生物,若在培养液中加入酸性的重铬酸钾溶液后,呈现 ,证明已经产生酒精;
(3)酵母细胞中蛋白质的提取和分离一般分为样品处理、粗分离、纯化和
四步,为了准确模拟生物体内的过程,保持细胞内外的pH一致,在样品处理的透析阶段,应将酵母蛋白溶液放人pH较低的 中,在装填凝胶柱时,不得有气泡存在,原因是气泡会搅乱洗脱液中 ,降低分离效果;
(4)当 、糖源都充足时,醋酸菌将培养液中的糖分解为醋酸;在利用乳酸菌制备泡菜时,需要测定亚硝酸盐的含量,在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与 发生重氮化反应后,与N﹣I﹣萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
(选修一)生物技术实践:根据下面的实验装置图(图甲、乙)和果酒的生产工艺流程简图(图丙)回答问题:
(1)图甲所示装置可用于提取 (填“橘皮精油”、“玫瑰精油”、“胡萝卜素”)
(2)制作果酒时可选用图乙的装置。为适当提高果酒的生产速率,进气口应 ,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连,这样做的原因是 。
(3)图丙若为樱桃果酒生产工艺流程示意简图。樱桃榨汁前需要除去果柄,此操作是在冲洗樱桃之 (填“前”或“后”)进行的;为了提高樱桃的出汁率,在压榨前可加入一定量的 酶。
(4)从微生物培养的角度分析,樱桃果汁能够为酵母菌的生长提供水、无机盐和 。樱桃果酒制作是否成功,发酵后可在酸性条件下用 溶液来鉴定。在酒精发酵旺盛时,醋酸菌 (填“能”或“不能”)将果汁中的糖发酵成醋酸。
乙醇等"绿色能源"的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为:
(1)玉米秸秆预处理后,因该选用____酶和____酶形成纤维二糖,再使用___________酶使之转化为发酵所需的葡萄糖。
(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶?________(多选)
A.酿制果醋的醋酸菌 | B.生长在腐木上的霉菌 |
C.制作酸奶的乳酸菌 | D.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物 |
(3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物,所需要的培养基为______(按功能分),培养基中的碳源为__________。微生物在纯化培养时常用方法是_________和___________。
(4)发酵阶段需要的菌种是_________,生产酒精时要控制的必要条件是________。