专题十九 生物技术实践
2018年
（2018全国1卷）将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。 回答下列问题：
（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制_______的生长，加入了链霉素的培养基属于____________培养基。
（2）M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有__________ （答出两点即可）。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有______（答出两点即可）。
（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是____________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_____________。
（4）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的偏落数分别是110、140和149，取平均值133； 乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。 有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是____________。 【答案】 (1). 细菌 (2). 选择 (3). 碳源、无机盐 (4). 蛋白质、核酸 (5). 碘液 (6). 淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈 (7). 乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差。 【解析】【分析】本题考查筛选某种微生物的原理，培养基的营养成分等相关知识点，在利用稀释涂布平板法统计数目时，要注意稀释倍数的选取以及平板数一般要满足30-300个才符合要求。
【详解】（1）M培养基若用于真菌的筛选，说明M培养基能满足真菌的生长，而能抑制其它微生物的生长，链霉素是一种抗生素，可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌，该培养基属于选择培养基。
（2）微生物生长需要多种营养物质除氮源外，还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，因此氮源进入细胞后,可参与合成的
生物大分子有蛋白质和核酸。
（3）淀粉与碘液会变成蓝色，筛选产淀粉酶的微生物，依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈，来筛选产淀粉酶的微生物。 （4）乙同学结果不合理，因为1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单的用其平均数作为最终结果。
【点睛】解答第（4）小题，要注意在设计该实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否相当，结果差距太大，意味着操作有误，需要重新实验。
（2018全国2卷）在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：
（1）在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具_____（填“可以”或“不可以”）放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
（2）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是________。
（3）密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能_____，在照射前，适量喷洒______，可强化消毒效果。
（4）水厂供应的自来水通常是经过_____ （填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”）消毒的。 （5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是______。
【答案】 (1). 可以 (2). 在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少 (3). 破坏DNA结构 (4). 消毒液 (5). 氯气 (6). 未将锅内冷空气排尽
【解析】【分析】由题意“通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染”可知，本题考查的是“无菌技术”。理清实验室和日常生产、生活中常用的消毒和灭菌方法是解答此题的关键。 【详解】（1）能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
（4）通常乙醇消毒是75%的酒精，有气味，影响水质，不适宜消毒自来水；高锰酸钾本身 有颜色，消毒后溶液呈紫红色，无法使用；因此水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。（5）采用高压蒸汽灭菌时，锅内的水加热煮沸，将其中原有的冷空气彻底排除后才能将锅密闭。如果未将锅内冷空气排尽，则会出现压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度的现象。
【点睛】（1）消毒与灭菌的区别： 比较项目 条件 消毒 使用较为温和的理化方法 杀死物体表面或内部一部分对人体有害的结果 微生物（不包括芽孢和孢子） 和孢子 微生物的培养器皿、接种用具和培养基适用 实验操作的空间、操作者的衣服和手 等 煮沸消毒法（如在100℃，煮沸5～6 min）、常用方法 巴氏消毒法（如在80℃，煮15 min）；使用酒精、氯气、石炭酸等化学药剂进行消毒 （2）三种常用灭菌方法的比较： 灭菌方法 灼烧灭菌 灭菌条件 灭菌时间 适用材料或用具 接种环、接种针或其他金属工具 玻璃器皿（吸管、培养皿） 1～2 h 170℃ 高压蒸汽灭菌 100kPa，121℃ 和金属用具等 15～30 min 培养基等 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 灭菌 使用强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢酒精灯火焰的充分燃烧层 直至烧红 干热灭菌箱内，160～干热灭菌
（2018全国3卷）回答下列与酵母菌有关的问题：
（1）分离培养酵母菌通常使用____________（填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”）培养基，该培养基应采用________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后会观察到菌落，菌落的含义是_______________。
（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进______________（填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）；若进行厌氧培养，可促进_________（填“菌体快速增殖”、“乙醇产生”或“乳酸产生”）。
（3）制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是______________________。
【答案】 (1). 麦芽汁琼脂 (2). 高压蒸汽 (3). 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (4). 菌体快速增殖 (5). 乙醇产生 (6). 酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软
【解析】【分析】本题主要考查酵母菌培养和分离的有关知识。酵母菌是兼性厌氧型的单细胞真菌，在有氧条件下，进行有氧呼吸产生H2O和CO2，释放能量多，细胞增殖快；在无氧条件下，进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，释放能量少，细胞增殖慢；常用的灭菌方法有：灼烧灭菌（主要用于接种工具灭菌）、干热灭菌（用于待检灭菌的物品如金属、玻璃、陶瓷制品）、高压蒸汽灭菌（适用于培养基灭菌）；平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后，就可以得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落；牛肉膏蛋白胨培养基属于细菌培养基，麦芽汁琼脂培养基适合培养真菌，MS培养基是植物组织培养使用的培养基。 【详解】（1）麦芽汁琼脂培养基的碳氮比较高，而且含糖量高，更适合酵母菌；该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌；若将酵母菌划线接种在平板上，培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落；
（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，进行有氧呼吸产生H2O和CO2，释放能量多，细胞增殖快；若进行无氧培养，进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，释放能量少，增殖慢； （3）制作面包时，在面粉中添加一定量的酵母菌，因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，产生二氧化碳，二氧化碳是气体，遇热膨胀而形成小孔，使得面包松软多孔。
【点睛】要注意区别三种培养基的用途；要知道酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2，不是乳酸。
（2018江苏卷）31. 酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
（1）配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的 ▲ ，及时对培养基进行分装，并进行 ▲ 灭菌。
（2）取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约 ▲ （在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择）的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。 （3）挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有 ▲ 。
a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌 b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落 c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量 d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株
（4）步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和 ▲ 供应。16为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上 ▲ 色细胞的个数应不少于 ▲ ，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。 【答案】（8分）
（1）pH 高压蒸汽（湿热） （2）50 ℃ （3）a、b、d （4）氧气 无 30
【解析】【分析】配制培养基的操作步骤为称量→溶化→定容→调pH→培养基的分装→包扎→灭菌。据图分析，从土壤样品中分离该类酵母菌的实验流程为：称量土壤→梯度稀释→平板浇注分离→划线纯化→扩大培养。