【生物】2019届一轮复习人教版第40讲微生物的培养与应用 学案

【生物】2019届一轮复习人教版第40讲微生物的培养与应用 学案

第40讲　微生物的培养与应用 ‎[考纲明细]　1.微生物的分离和培养　2.某种微生物数量的测定　3.培养基对微生物的选择作用　4.利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用 板块一　知识·自主梳理 一、微生物的实验室培养 ‎1．培养基 ‎(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。‎ ‎(2)营养成分：水、碳源、氮源、无机盐四类营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。‎ ‎(3)培养基的分类 ‎①按物理状态分类 ‎②按功能分类 ‎2．无菌技术 ‎3．纯化大肠杆菌及菌种的保藏 ‎(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 ‎①步骤：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。‎ ‎②倒平板的过程 a．在火焰旁右手拿锥形瓶，左手拔出棉塞。‎ b．右手拿锥形瓶，使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。‎ c．左手将培养皿打开一条缝隙，右手将培养基倒入培养皿，左手立刻盖上培养皿的皿盖。‎ d．待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，使皿盖在下、皿底在上。‎ ‎(2)纯化大肠杆菌 ‎①平板划线法(图中A)：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。‎ ‎②稀释涂布平板法(图中B)：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的菌落。‎ ‎(3)菌种的保藏 ‎①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏法。‎ ‎②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏法。‎ 二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ‎1．筛选菌株 ‎(1)自然界中目的菌株筛选的依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。‎ ‎(2)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。‎ ‎(3)选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时抑制和阻止其他种类微生物生长的培养基。‎ ‎2．统计菌落数目 ‎(1)常用方法：稀释涂布平板法。‎ ‎(2)统计依据 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。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。‎ ‎(3)活菌计算方法：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M[其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，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]。‎ ‎(4)其他方法：还可利用显微镜直接计数。‎ ‎3．设置对照 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度，例如为了排除培养基被杂菌污染的可能性，需以未接种细菌的培养基培养作为空白对照。‎ ‎4．实验设计 三、分解纤维素的微生物的分离 ‎1．纤维素酶 ‎(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分。‎ ‎ 2．纤维素分解菌的筛选 ‎(1)方法：刚果红染色法。‎ ‎(3)培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。‎ ‎(4)实验流程 ‎◆　深入思考 ‎1．配制培养基时平板冷凝后，为什么要将平板倒置？‎ 提示　平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。‎ ‎2．为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？‎ 提示　在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。‎ ‎◆　自查诊断 ‎1．培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(　　)‎ 答案　√‎ ‎2．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。(　　)‎ 答案　×‎ ‎3．用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，就能在培养基表面形成单个菌落。(　　)‎ 答案　√‎ ‎4．对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法。(　　)‎ 答案　×‎ ‎5．刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(　　)‎ 答案　×‎ 板块二　考点·题型突破 考点1‎ 培养基及微生物的纯化培养技术 题型一　培养基　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是(　　)‎ 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．该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后就可以接种使用 答案　B 解析　从用途看该培养基属于鉴别培养基，A错误；微生物的营养物质主要包括氮源、碳源、水和无机盐等，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，B正确；生长因子主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶和核酸的组成成分，蛋白胨可以提供生长因子，C错误；该培养基调节合适的pH后经灭菌后才可以接种使用，D错误。‎ ‎2．关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述错误的是(　　)‎ A．操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌 B．将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯 C．等培养基冷却至50 ℃左右时进行倒平板 D．待平板冷却凝固5～10 min后将平板倒过来放置 答案　A 解析　操作顺序为先灭菌再倒平板，A错误；应该将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯，B正确；培养基冷却至50 ℃左右既没有凝固，同时又不烫手，可以进行倒平板，C正确；为了防止冷却过程中培养皿盖上凝集的水珠对平板的污染，培养基冷却凝固后就要将平板倒过来放置，D正确。‎ 技法提升 ‎　1.培养基的配制原则 ‎(1)目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。‎ ‎(2)营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。‎ ‎(3)pH要适宜：细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需的pH不同。‎ ‎2.培养基中营养物质的确定方法 不同种类的微生物代谢特点不同，因此对培养基中营养物质的需求也不同。如：‎ ‎(1)自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐，碳源可来自大气 中的CO2，氮源可由含氮无机盐提供。‎ ‎(2)异养型微生物所需的营养物质主要是有机物(即碳源)，必须由含碳有机物提供，氮源也主要是由有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。‎ 题型二　无菌技术 ‎3．消毒和灭菌是两个不同的概念，灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。下列哪些事物适用于消毒处理(　　)‎ ‎①皮肤　②饮用水　③牛奶　④注射器　⑤培养皿 ‎⑥接种环　⑦培养基　⑧果汁　⑨酱油　⑩手术刀 A．①②③⑧⑨ B．④⑤⑥⑦⑩‎ C．①②④⑤⑥⑧ D．以上全部 答案　A 解析　消毒指用比较温和的方法杀死微生物的营养细胞，适用于那些不耐高温的液体，如③牛奶、⑧果汁、⑨酱油，这样可以使其中的营养成分不被破坏。另外对要求不是很严格的①皮肤、②饮用水也用消毒的方法处理。而对于严格要求的④注射器、⑤培养皿、⑥接种环、⑦培养基、⑩手术刀等必须进行灭菌处理。所以，①②③⑧⑨应该用消毒的方法处理。‎ ‎4．在微生物的实验室培养中，下列操作不需要在无菌条件下进行的是(　　)‎ A．配制培养基 B．倒平板 C．接种 D．菌液稀释 答案　A 解析　配制培养基时不需要无菌操作，因为配制后的培养基需要进行高压蒸汽灭菌，而其他三项为防止杂菌的污染，均需要进行无菌操作。故选A。‎ 题型三　微生物的纯化技术 ‎5．平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，‎ 下列描述正确的是(　　)‎ A．都要将菌液进行一系列的梯度稀释 B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作 C．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养 D．都会在培养基表面形成单个的菌落 答案　D 解析　平板划线法不需要进行梯度稀释，A错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液滴加到固体培养基的表面，B、C错误；平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落，D正确。‎ ‎6．下图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、2、3、4、5。下列操作方法正确的是(　　)‎ A．操作前要将接种环放在火焰旁灭菌 B．划线操作须在火焰上进行 C．在5区域中才有可能得到所需菌落 D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环进行灭菌 答案　D 解析　接种环灭菌时应放在火焰上，而不是火焰旁，A错误；划线操作应在火焰旁，而不是火焰上，否则接种微生物会全部死亡，B错误；如果菌种密度低，则在5区域前面就有可能得到所需单菌落，C错误。‎ 技法提升 ‎1.两种纯化细菌的方法的比较 ‎2.平板划线操作的注意事项 ‎(1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。‎ ‎(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。‎ ‎(3)划线时最后一区不要与第一区相连。‎ ‎(4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。‎ ‎(5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧目的如下表：‎ 考点2‎ 微生物的筛选与计数　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 题型一　选择培养基的成分及配制 ‎1．选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。为选择酵母菌和硝化细菌，应选用的培养基分别为(　　)‎ A．伊红美蓝培养基、含青霉素的培养基 B．含青霉素的培养基、含氨的无机培养基 C．含氨的无机培养基、含青霉素的培养基 D．含青霉素的培养基、伊红美蓝培养基 答案　B 解析　酵母菌是真菌，通常可以用含青霉素的培养基进行选择培养，因为青霉素能抑制细菌生长，但不能抑制真菌生长；硝化细菌为自养型生物，能够利用氨转变为亚硝酸和硝酸所释放的能量，把无机物转变为有机物以维持自身生命活动，利用含氨的无机培养基可进行选择培养。‎ ‎2．原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃。土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是(　　)‎ A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用 B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择性培养基 C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择性培养基上 D．在选择性培养基上能形成分解圈的即为所需菌种 答案　C 解析　被原油污染的土壤中含有较多的能够利用多环芳烃为碳源的细菌，A正确；在以多环芳烃为唯一碳源的选择性培养基上只有能利用多环芳烃的微生物才能生长繁殖，B正确；将土壤稀释液灭菌后会导致土壤中所需要的微生物死亡，C错误；在选择性培养基上能形成分解圈说明该菌落中的微生物能利用多环芳烃，D正确。‎ 技法提升 ‎　选择培养基的作用原理 ‎(1)在培养基中加入某种化学物质，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在满足基本所需培养成分的基础上加入。‎ ‎(2)改变培养基中的营养成分，如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；以石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。‎ ‎(3)改变微生物的培养条件，如将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物。‎ 题型二　微生物的筛选与计数 ‎3．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得只能利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是(　　)‎ A．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为唯一碳源 B．如果要测定②中活细菌的数量，常采用稀释涂布平板法 C．若图中④为对照实验，则其中应以苯酚作为唯一碳源 D．使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落 答案　C 解析　要筛选能够分解苯酚的微生物，在培养基中应加入苯酚作为唯一碳源，A正确；在微生物的分离纯化过程中常用的方法有稀释涂布平板法和平板划线法；如果要测定②中活细菌的数量，常采用稀释涂布平板法，使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落，B、D正确；若图中④为对照实验，则培养基中不应加苯酚，C错误。‎ ‎4．下表是某同学列出的分离土壤中微生物的培养基配方，据此回答下列问题：‎ ‎(1)从作用上看，该培养基属于________培养基，提供氮源的物质是________，细菌能利用该氮源是由于体内能合成________酶。‎ ‎(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入________指示剂，若指示剂变________，说明有目的菌株存在。‎ ‎(3)为了测定微生物的数量，接种时应采用________________法，某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1 mL，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________个，测定的活菌数比实际活菌数________(填“低”“高”或“基本一致”)。‎ 答案　(1)选择　尿素　脲(催化尿素分解的)‎ ‎(2)酚红　红 ‎(3)稀释涂布平板　1.6×109　低 解析　(1)题干指出表中是分离土壤中微生物的培养基配方，其中尿素是唯一氮源，能生长的菌落说明能利用尿素中的氮源，以尿素为唯一氮源的培养基可以选择尿素分解菌，所以从用途上看，该培养基属于选择培养基。‎ ‎(2)在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，说明有目的菌株存在。‎ ‎(3)纯化微生物可以用稀释涂布平板法和平板划线法，其中稀释涂布平板法能用于微生物的计数。1 mL原土壤样液中上述微生物数量＝(180＋155＋176＋129)÷4×106×10＝1.6×109个；稀释涂布平板法计数，统计的数量比实际数量会偏少，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。‎ 知识拓展 ‎　微生物的筛选与鉴别方法 ‎(1)微生物的筛选方法 ‎(2)微生物的鉴别方法 板块三　方向·真题体验 ‎1．[2017·全国卷Ⅰ]某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：‎ ‎(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是___________________________________________。‎ 但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_____________________________________(答出两点即可)。‎ ‎(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是______________________________。‎ ‎(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________(答出两点即可)。‎ 答案　(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料 ‎(2)尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用 ‎(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定 解析　(1)有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生脲酶，将尿素分解成CO2和NH3。能分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2作为碳源合成有机物，但这些细菌可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是作为能源物质氧化分解为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。‎ ‎(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能在培养基上生存。若选择“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”作为氮源，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用。‎ ‎(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，KH2PO4和Na2HPO4还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。‎ ‎2．[2016·全国卷Ⅲ]某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：‎ ‎(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是____________________________。‎ ‎(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有__________________和__________________。分离纯化时应挑选出________________的菌落作为候选菌。‎ ‎(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。‎ 答案　(1)‎ 无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落 ‎(2)鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸(或酸)　具有透明圈 ‎(3)甘油 解析　(1)分离纯化乳酸菌时，由于泡菜滤液中乳酸菌的浓度高，因此需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，其目的是将聚集在一起的乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单菌落。‎ ‎(2)乳酸菌代谢过程中可产生乳酸，若在培养基中加入碳酸钙，则碳酸钙既可以中和乳酸，又可以在乳酸菌菌落的周围出现明显透明圈，据此可以用于乳酸菌的鉴别。‎ ‎(3)乳酸菌在－20 ℃长期保存时，为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞，在菌液中常需要加入一定量的甘油。‎ ‎3．[2016·全国卷Ⅰ]空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：‎ ‎①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；‎ ‎②制作无菌平板；‎ ‎③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；‎ ‎④将各组平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)该培养基中微生物所需的氮来源于____________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。‎ ‎(2)步骤③中，实验组的操作是___________________________。‎ ‎(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了__________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法__________(填“正确”或“不正确”)。‎ 答案　(1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂 ‎(2)‎ 将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间 ‎(3)污染　不正确 解析　(1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供氮源；制备固体培养基需加入琼脂。‎ ‎(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况，所以需在教室不同高度的位置分别用平板收集微生物即开盖暴露一段时间。‎ ‎(3)该实验中空白对照组不应出现菌落，若空白对照组出现了菌落，则说明此次调查中出现了污染现象，实验组的污染情况不能确定，故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果，而应重新进行实验。‎ ‎4．[2015·全国卷Ⅰ]已知微生物A可以产生油脂，微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题：‎ ‎(1)显微观察时，微生物A菌体中的油脂通常可用________染色。微生物A产生的油脂不易挥发，可选用________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。‎ ‎(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样，并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。‎ ‎(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数，可在显微镜下用________________直接计数；若要测定其活菌数量，可选用________________法进行计数。‎ ‎(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度，某同学测得相同时间内，在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解10 g 油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg，则上述三个温度中，________℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度，应围绕________℃设计后续实验。‎ 答案　(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　萃取法　(2)油脂 ‎(3)血细胞计数板　稀释涂布平板　(4)45　40‎ 解析　(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)进行染色。微生物A产生的油脂不易挥发，不能用水蒸气蒸馏法提取，应用萃取法加以提取。‎ ‎(2)能产生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物种子的腐烂物的土壤中，为了选择培养，固体培养基上应以油脂作为唯一碳源。‎ ‎(3)测定培养液中的微生物的菌体数，可在显微镜下用血细胞计数板直接计数；而要测定活菌数，则可利用稀释涂布平板法进行计数。‎ ‎(4)酶量需要最多的温度下，其酶活力最小，即酶活力最小的温度应为45 ℃。三个温度下酶活力最大的温度是40 ℃，但40 ℃不一定是该酶的最适温度，故应围绕40 ℃ 设计后续实验。‎ 限时规范特训 一、选择题 ‎1．下列关于对微生物筛选的叙述中不正确的是(　　)‎ A．利用高温培养条件筛选耐热的Taq细菌 B．用不含碳源的培养基筛选出自养微生物 C．用含酚红的培养基筛选出能分解尿素的菌株 D．用高浓度NaCl的培养基筛选耐盐突变菌株 答案　C 解析　Taq耐热菌需要利用高温来筛选，A正确；自养型微生物可以利用大气中CO2作为碳源，所以在不含碳源的培养基上自养微生物可以存活，B正确；用以尿素为唯一氮源的培养基筛选分解尿素的菌株，可以用含酚红的培养基进行鉴别，C错误；耐盐突变株应用含高盐的培养基筛选，D正确。‎ ‎2．甲、乙、丙是三种微生物，下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是(　　)‎ A．甲、乙、丙都是异养微生物 B．甲、乙都是自养微生物、丙是异养微生物 C．甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙是自养微生物 D．甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物 答案　D 解析　Ⅰ培养基中缺少氮源，而甲能在此培养基中生长，说明甲能固氮，属于固氮微生物；Ⅱ培养基中缺少碳源，而乙能在此培养基中生长，说明乙能合成有机物，属于自养微生物；Ⅲ是完全培养基，但丙只能在此培养基上生存，说明丙是异养微生物。‎ ‎3．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 答案　A 解析　分离细菌常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，但平板划线法不能用来计数，A错误，C正确；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，B正确；筛选细菌的整个操作过程都需要在无菌条件下进行，所以在称取和稀释土壤样品时应在酒精灯火焰旁进行，D正确。‎ ‎4．分离出的微生物还要进行鉴定，而微生物的鉴定需要鉴别培养基，下列不属于鉴别培养基的是(　　)‎ A．加入酚红的培养基 B．加入刚果红的培养基 C．加入伊红—美蓝(能使大肠杆菌有特殊的金属光泽)的培养基 D．加入纤维素粉的培养基 答案　D 解析　鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些指示剂配制而成的，如酚红、伊红—美蓝、刚果红等，而纤维素粉不能起到鉴别的作用。‎ ‎5．下列关于“检测土壤中细菌总数”的实验操作的叙述，错误的是(　　)‎ A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，高温、高压灭菌后倒平板 B．取稀释倍数为104、105、106的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL涂布于不同的平板上 C．将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时 D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300个以上的平板进行计数 答案　D 解析　检测土壤中细菌总数时，要先用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板，然后取稀释倍数为104、105、106的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上，将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时，最后在确定对照组无菌后，为保证实验结果的准确性，应选择菌落数在30～300个的平板进行计数。‎ 二、非选择题 ‎6．[2017·豫南九校联考]如表所示为某微生物培养基的配方，请回答：‎ ‎(1)依物理性质划分，该培养基属于________培养基；依用途划分，则属于________培养基。‎ ‎(2)依培养基的成分，所培养微生物的同化作用类型是________。‎ ‎(3)如要鉴定自来水中的大肠杆菌是否超标，至少要加入________、________和________，除去________。‎ 答案　(1)液体　选择　(2)异养型　(3)琼脂　伊红　美蓝　青霉素 解析　(1)该培养基中无凝固剂琼脂，属于液体培养基。该培养基含有抗生素(青霉素)，属于选择培养基。‎ ‎(2)该培养基中含有有机碳源，可见所培养的微生物是异养型生物。‎ ‎(3)微生物的鉴定常用固体培养基，故应向此培养基中加入凝固剂琼脂；由于大肠杆菌不能在含青霉素的培养基中生存，还应该除去青霉素，伊红美蓝培养基上生长的大肠杆菌菌落呈紫黑色并带有绿色金属光泽。‎ ‎7．高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。请据图回答：‎ ‎(1)Ⅰ号培养基从物理状态来看，属于固体培养基，配制时要加入________作为凝固剂，从用途来看属于选择培养基，应以________作为唯一碳源。‎ ‎(2)配制固体培养基的基本步骤是(　　)‎ A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌 B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌 C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板 D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板 ‎(3)溶化时，烧杯中加入琼脂后要不停地________，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基灭菌的方法一般为________________。‎ ‎(4)①过程是________，②过程所使用的接种方法是________________法。‎ ‎(5)部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，挑选相应的菌落，接种到Ⅱ号培养基进一步分离纯化后，再对菌种进行________培养。‎ 答案　(1)琼脂　淀粉　(2)C　(3)搅拌　高压蒸汽灭菌　(4)稀释　稀释涂布平板　(5)淀粉酶　扩大 解析　固体培养基通常加入琼脂作为凝固剂。本实验的目的是获得产生高温淀粉酶的嗜热菌，故其选择培养基中应以淀粉作为唯一碳 源。配制固体培养基的基本步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。配制培养基加热溶化时，要注意加入琼脂后要不断搅拌，防止琼脂糊底和溢出。对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌。仔细观察题图可知，过程①是菌液稀释过程，②是采用稀释涂布平板法接种。能产生淀粉酶的部分细菌能分解利用淀粉，其菌落周围会出现透明圈，取这样的菌落再分离纯化可获得相应菌种，以后可以扩大培养用于生产。‎ ‎8．[2017·石家庄质检]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如图A所示的实验。‎ ‎(1)配制好的培养基通常使用________________法灭菌。步骤③与步骤②中培养基成分相比，最大的区别是________________。‎ ‎(2)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。该同学的接种方法是____________，出现图B结果可能的操作失误是______________________________。‎ ‎(3)同学乙也按照同学甲的接种方法进行了步骤④的操作：将1 mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、58和57。据此可得出每升 样品中的活菌数为________个。‎ ‎(4)步骤⑤需要振荡培养，原因是________________________。‎ ‎(5)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是__________________。‎ 答案　(1)高压蒸汽灭菌　石油是唯一碳源 ‎(2)稀释涂布平板法　涂布不均匀 ‎(3)5.7×107‎ ‎(4)提高培养液中(溶解)氧的含量，通过振荡可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率 ‎(5)筛选出分解石油能力最强的细菌 解析　(1)配制好的培养基通常使用高压蒸汽灭菌法灭菌，步骤③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。‎ ‎(2)图B所示的接种方法是稀释涂布平板法，出现图B结果可能的操作失误是涂布不均匀。‎ ‎(3)每升样品中的活菌数为(56＋58＋57)÷3÷0.1×1000×100＝5.7×107个。‎ ‎(4)振荡培养的目的一是提高培养液中(溶解)氧的含量，二是通过振荡可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。‎ ‎(5)细菌将石油分解后石油的含量会减少，所以步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出分解石油能力最强的细菌。‎ ‎9．[2017·山西太原一模]玉米秸秆含有大量的纤维素，用纤维素酶分解秸秆后的产物可以生产酒精。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制培养基，成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物。请分析回答：‎ ‎(1)纤维素酶至少包括________、________、__________三种组分，在这三种酶的作用下，纤维素最终被水解成________。‎ ‎(2)培养基中加入的化合物A是________，为微生物的生长提供碳源，这种培养基属于________培养基，对培养基进行灭菌时常用的灭菌法为_______________________________________________。‎ ‎(3)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法；如果 培养基某部位出现________现象，则说明存在纤维素分解菌。‎ ‎(4)用获得的糖液发酵生产乙醇，常用的微生物是________，在________________发酵液中，该菌可以生长繁殖，而绝大多数其他生物受到抑制。常用________________法对该菌进行计数，检测是否产生酒精的常用试剂是________________，会变为________色。‎ ‎(5)实验结束后，使用过的培养基应该进行________处理后才能倒掉，这样做的目的是保护环境。‎ 答案　(1)C1酶　CX酶　葡萄糖苷酶　葡萄糖 ‎ ‎(2)纤维素　选择　高压蒸汽灭菌 ‎ ‎(3)刚果红　透明圈 ‎ ‎(4)酵母菌　酸性且缺氧　稀释涂布平板(其他答案正确也可)　酸性重铬酸钾　灰绿 ‎(5)灭菌 ‎ 解析　(1)纤维素的单体是葡萄糖，纤维素酶能够将纤维素水解成葡萄糖。纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。‎ ‎(2)根据题干信息可知，实验目的是筛选到能产生纤维素酶的微生物，因此培养基应以纤维素作为唯一碳源，这种培养基属于选择培养基，对培养基进行灭菌时常用的灭菌法为高压蒸汽灭菌。‎ ‎(3)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。‎ ‎(4)酵母菌无氧呼吸时产生乙醇，所以用获得的糖液发酵生产乙醇，常用的微生物是酵母菌，在酸性且缺氧发酵液中，该菌可以生长繁殖，而绝大多数其他生物受到抑制，常用稀释涂布平板法对该菌进行计数。酒精与酸性的重铬酸钾发生反应，由橙色变为灰绿色。‎ ‎(5)实验结束后，为了保护环境和防止操作者被感染，对使用过的培养基应进行灭菌处理。‎ ‎10．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________。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)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。‎ 答案　(1)检测培养基平板灭菌是否合格'3.8×107‎ ‎(2)B ‎(3)溶解氧'营养物质 解析　(1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，可依据是否产生菌落确定培养基的灭菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式：(C÷V)×M知：1 mL 水样中菌株数为(38÷0.1)×100＝3.8×104，故每升水样中的活菌数为3.8×107。‎ ‎(2)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面，即B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。‎ ‎(3)液体培养基通过振荡可提高溶氧量，同时使菌体与营养物质充 分接触，提高营养物质的利用率，从而提高细菌的生长速度。‎ ‎11．[2017·宁夏固原一中训练]某兴趣小组欲调查学校某区域土壤中微生物的种类，并进行了微生物的分离等工作。回答下列问题：‎ ‎(1)该小组采用稀释涂布平板法从土壤中分离分解纤维素的微生物，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______________________________；分离得到的纯化单菌落属于________(填“种群”或“群落”)；筛选纤维素分解菌常用________________法，根据菌落周围是否出现________来判定。‎ ‎(2)该小组采用平板划线法分离土壤中的微生物，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)鉴定土壤中微生物的种类，可以通过菌落的______________________(至少两点)等特征。在实验中小组每隔24小时统计一次菌落数目，并选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止________________________。‎ 答案　(1)检测培养基灭菌是否合格　种群　刚果红染色　透明圈 ‎(2)灼烧　将聚集的菌体逐渐稀释以便获得单个菌落 ‎(3)形状、大小、隆起程度及颜色　因培养时间不足导致遗漏菌落数目 解析　(1)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，这样做的目的是检测培养基灭菌是否合格；分离得到的纯化单菌落是同种生物，属于种群；筛选纤维素分解菌常用刚果红染色法，根据菌落周围是否出现透明圈来判定。‎ ‎(2)接种环常采用灼烧灭菌法灭菌；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，这样做的目的是将聚集的菌体逐渐稀释以便获得单个菌落。‎ ‎(3)鉴定土壤中微生物的种类，可以通过菌落的形状、大小、隆起程度及颜色等特征。在实验中小组每隔24小时统计一次菌落数目，‎ 并选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足导致遗漏菌落数目。‎