【生物】2018届人教版一轮复习选修1第十一单元第40讲微生物的利用教案

【生物】2018届人教版一轮复习选修1第十一单元第40讲微生物的利用教案

‎[考纲要求]　1.微生物的分离和培养。2.培养基对微生物的选择作用。3.某种微生物数量的测定。4.微生物在其他方面的应用。‎ 考点一　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)营养组成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。‎ ‎(3)种类 ‎①按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。‎ ‎②按照成分的来源可分为天然培养基和合成培养基。‎ ‎③按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。‎ ‎2．无菌技术 ‎(1)含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。‎ ‎(2)常用方法 ‎3．大肠杆菌的纯化培养 ‎(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 →→→→ ‎(2)纯化大肠杆菌的方法 ‎①平板划线法：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。‎ 特别提醒　a．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：‎ 第一次操作 每次划线之前 划线结束 目的 杀死接种环上原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者 b.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。‎ c．第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使细菌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。‎ d．划线时最后一区不要与第一区相连。‎ e．划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。‎ ‎②稀释涂布平板法：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。‎ ‎(3)菌种的保存方法 ‎①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。‎ ‎②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。‎ ‎1．判断常考语句，澄清易混易错 ‎(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质(　√　)‎ ‎(2)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(　×　)‎ ‎(3)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(　√　)‎ ‎(4)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(　×　)‎ ‎(5)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(　√　)‎ ‎2．分析命题热图，明确答题要点 如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请思考：‎ ‎(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？‎ 提示　获得效果A的接种方法为稀释涂布平板法，获得效果B的接种方法为平板划线法。‎ ‎(2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？‎ 提示　最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。‎ ‎(3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？‎ 提示　火焰附近存在着无菌区域。‎ 命题点一　培养基及其制备方法分析 ‎1．下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是(　　)‎ 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．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　分析表中成分可知，该培养基中没有凝固剂，为液体培养基，该培养基的营养成分齐全，但存在伊红、美蓝等鉴别物质，属于鉴别培养基，A项错误；该培养基中的蛋白胨既是唯一的氮源，也是碳源，而葡萄糖是绝大多数生物最常利用的碳源，B项正确；该培养基中存在的无机盐和蛋白胨中的某些物质可以看作是生长因子，C项错误；培养基调节完pH还要进行灭菌等操作后才能使用，D项错误。‎ ‎2．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，其筛选过程如下图所示。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)配置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　涂布分离　(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是采用涂布法接种。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。‎ ‎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．微生物对主要营养物质的需求特点 ‎(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。‎ 命题点二　无菌技术的操作 ‎3．微生物培养过程中，要十分重视无菌操作。现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染。请分析下列操作中错误的是(　　)‎ ‎①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢 ‎②接种操作要在酒精灯火焰附近进行 ‎③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒 ‎④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌 ‎⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌 ‎⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌 A．①③ B．②④ C．③⑤ D．④⑥‎ 答案　D 解析　无菌操作包括消毒和灭菌。需进行消毒处理的有植物的外植体及操作人员的双手等，需进行灭菌的有器皿、培养基、添加剂(指示剂或染色剂)等。煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，属于消毒；为防止空气中杂菌污染，接种时要在酒精灯火焰附近进行；家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌，故不能灭菌；培养基常进行高压蒸汽 灭菌。故④⑥操作错误。‎ ‎4．牛奶是微生物培养的良好培养基，牛奶在饮前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物，为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液至盛有9 mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次。请回答下列有关问题：‎ ‎(1)巴氏消毒的方法是________________，使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是________________。‎ ‎(2)取最终的牛奶稀释液0.1 mL滴在培养基上进行涂布，应选择的涂布工具是图中的________。‎ ‎(3)图中所示方法为稀释涂布平板法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为________个，运用这种方法统计的结果往往较实际值________(填“偏大”或“偏小”)，原因是_________________________________________________________。‎ ‎(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应做什么改动？________________。‎ ‎(5)从生牛奶取样培养得到的菌落中混有各种杂菌，从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入________________，菌落具有________________特征的可以认定为大肠杆菌。‎ 答案　(1)在70～75 ℃煮30 min(在80 ℃煮15 min)　牛奶的营养成分不被破坏　(2)B　(3)3.4×106　偏小　个别菌落可能是由2个或多个细菌形成的　(4)稀释次数减少　(5)伊红美蓝　(金属光泽的紫)黑色 消毒和灭菌 项目 条件 结果 常用方法 应用范围 消 毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体 化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源 灭 菌 强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼烧灭菌法 接种工具 干热灭菌法 玻璃器皿、‎ 金属工具 高压蒸汽 灭菌法 培养基及容 器的灭菌 命题点三　大肠杆菌的纯化方法及过程分析 ‎5．下图中甲是稀释涂布平板法中的部分操作，乙是平板划线法的操作结果。‎ 下列叙述中错误的是(　　)‎ A．甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能取菌液 B．对于浓度较高的菌液，如甲中的稀释倍数仅为102，则所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成 C．乙培养皿中所得的菌落都符合要求 D．乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端 答案　C 解析　灼烧后的涂布器如果没有冷却就接触菌种，会将菌体杀死，A正确；稀释倍数过低会导致多个菌体聚集在一起繁殖成菌落，B正确；平板划线法中最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成，这种菌落才符合要求，C错误；连续划线中，除了第一次划线外，每一次划线的起点是上一次划线的末端，目的是使得菌体的密度越来越小，保证最后划线末端处的菌落是由单一的细胞或孢子繁殖而成，D正确。‎ ‎6．下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题：‎ ‎(1)图甲是利用________法进行微生物接种，图乙是利用__________________法进行微生物接种。这两种方法所用的接种工具分别是________和________；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。‎ ‎(2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)接种后，在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)下图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接种方法是________(填“图甲”或“图乙”)。‎ 答案　(1)平板划线　稀释涂布平板　接种环　涂布器　灼烧灭菌 ‎(2)火焰附近存在着无菌区域 ‎(3)防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基 ‎(4)图乙 解析　图甲和图乙分别是平板划线法和稀释涂布平板法，这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。由于酒精灯火焰附近存在着无菌区域，因此接种常在火焰附近进行。在微生物培养过程中为防止培养基中水分蒸发形成水珠落入培养基中影响菌体生长，故需要倒置培养。‎ 两种纯化细菌方法的比较 项目 优点 缺点 适用范围 平板划线法 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 不能计数 适用于 好氧菌 稀释涂布平板法 可以计数，可以观察菌落特征 吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延 适用于厌氧菌和兼性厌氧菌 考点二　微生物的筛选和计数 ‎1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ‎(1)分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。‎ ‎(2)统计菌落数目一般用稀释涂布平板法。‎ ‎①统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中1个活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300_的平板进行计数。‎ ‎②从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是(平均菌落数÷涂布的稀释液体积)×稀释倍数_。‎ ‎③利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释度_。‎ 特别提醒　用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低 ，这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。‎ ‎(3)实验流程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数。‎ 知识拓展　用显微镜直接计数法计数：血细胞计数板法 ‎①结构：常用的是1 mm×1 mm×0.1 mm方格的计数板(如图)。每个计数板上有两个计数室，每个计数室上刻有9个大方格，其中只有中间的大方格为计数室，大方格的长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，其容积为0.1 mm3；大方格内分为25中格，每一中格又分为16小格，即大方格是由400个小方格组成。‎ ‎②操作：将清洁干燥的血球计数板的计数室上加盖专用的盖玻片，用吸管吸取稀释后的菌液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行缓缓渗入，充满计数室。‎ ‎③计数：在显微镜下计数4～5个中方格内的菌体数，求出每个小方格所含有的细菌的平均数，按照以下公式计算：每毫升原液含有的菌数＝每小格平均细菌数×400×104×原液被稀释倍数。‎ ‎2．分解纤维素的微生物的分离 ‎(1)纤维素酶 ‎①组成：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酶和葡萄糖苷酶。‎ ‎②作用 ‎(2)纤维素分解菌的筛选 ‎①原理 ‎②筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。‎ ‎③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。‎ ‎④实验流程 土壤取样：富含纤维素的环境 ‎　↓‎ 选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度 ‎　↓‎ 梯度稀释：制备系列稀释液 ‎　↓‎ 涂布平板：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 ‎　↓‎ 挑选产生透明圈的菌落 ‎1．判断常考语句，澄清易混易错 ‎(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类(　×　)‎ ‎(2)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(　×　)‎ ‎(3)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源(　√　)‎ ‎(4)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低(　×　)‎ ‎(5)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌(　×　)‎ ‎2．分析命题热图，明确答题要点 研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落如图1所示，并用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同的温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见图2，请分析：‎ 图1‎ 图2‎ ‎(1)透明圈是如何形成的？‎ 提示　刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。细菌分泌的纤维素酶能将培养基中的纤维素降解成纤维二糖和葡萄糖，形成透明圈。‎ ‎(2)图中透明圈大小代表什么？降解纤维素能力最强的菌株是那种？‎ 提示　透明圈大小与纤维素酶的量和活性有关，降解纤维素能力最强的是菌株①。‎ ‎(3)结合图2推测哪种菌株更适合用于人工瘤胃发酵？‎ 提示　J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，更适合用于人工瘤胃发酵。‎ 命题点一　选择培养基成分及配制方法的分析 ‎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．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了只能降解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。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入________作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基________(填“影响”或“不影响”)细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用____________________法。‎ ‎(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 使用______________________________法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时进行倒置培养的原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验过程中如何防止其他微生物的污染？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)苯酚　影响　稀释涂布平板 ‎(2)④的培养基中没有加入苯酚作为碳源，⑤的培养基中加入了苯酚作为碳源　稀释涂布平板法或平板划线　防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基 ‎(3)培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程进行无菌操作 解析　根据微生物对营养的需求，在培养基中加入或不加某些物质以达到促进目的菌生长，抑制或阻止其他杂菌生长的目的，然后再用稀释涂布平板法、平板划线法或其他方法筛选出单个目的菌落，再进行接种培养即可获得纯目的菌。为防止培养基中水分蒸发形成的水珠落入培养基中影响菌体生长，所以要将培养皿倒置。在设计实验时要注意单一变量原则和对照原则，操作中要严格进行无菌操作。‎ 选择培养基的制作方法 ‎(1)在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。‎ ‎(2)通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。‎ ‎(3)利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物生长，使能够利用石油的微生物生长，从而分离出能消除石油污染的微生物。‎ ‎(4)通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。‎ 命题点二　微生物的分离与计数 ‎3．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：‎ 培养基配方 KH2PO4‎ ‎1.4 g Na2HPO4‎ ‎2.1 g MgSO4·7H2O ‎0.2 g 葡萄糖 ‎10.0 g 尿素 ‎1.0 g 琼脂 ‎15.0 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL ‎(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。‎ ‎4．(2016·天水一中期末)某实验小组欲从豆油污染的土壤中筛选出高效降解脂肪的菌株。请回答：‎ ‎(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)为避免培养基污染，需将培养皿呈________状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高，‎ 需将培养液进行________处理。为了排除________________________，需设置接种等量无菌水的培养基作为空白对照。‎ ‎(3)为了筛选出菌株，可将适量的________试剂滴加在平板中的菌落周围，洗去浮色后，如果菌落周围的现象是________，则说明此种菌能够分泌脂肪酶。‎ ‎(4)纯化菌种时，为了得到菌落，可采用________法接种于新的培养基平板上。‎ ‎(5)实验操作应在酒精灯火焰附近进行的原因是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)豆油　选择 ‎(2)倒置　梯度稀释　实验组中非测试因素对实验结果的影响(培养基被污染)‎ ‎(3)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　出现透明圈(不出现橘黄色圈或红色圈)‎ ‎(4)平板划线 ‎(5)避免周围环境中微生物的污染 两种微生物筛选方法的比较 项目 土壤中分解尿素的 细菌的分离 分解纤维素的 微生物的分离 方法 使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养 利用富含纤维素的选择培养基进行培养 原理 土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏脲酶而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用尿素为氮源正常生长，从而起到选择作用 因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖 特有 代表 过程 CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3‎ 纤维素 纤维二糖葡萄糖 ‎[构建知识网络]‎ ‎[必背答题语句]‎ ‎1．无菌操作技术包括消毒和灭菌，消毒包括煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒和紫外线消毒等；灭菌包括灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。‎ ‎2．培养基的制备包括计算、称量、溶化、灭菌、倒平板等步骤，倒置平板的目的是防止培养皿盖上的水滴滴入培养基造成污染。‎ ‎3．大肠杆菌的纯化包括平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法要求多次划线，稀释涂布平板法要求菌液要充分地稀释。‎ ‎4．微生物的计数要求制作多个平板，且每个平板上能长出30～300个菌落。‎ ‎5．尿素分解菌和纤维素分解菌的分离都运用了选择培养基，前者所用的培养基中尿素是唯一的氮源，后者所用的培养基中纤维素是唯一的碳源。‎ 重温高考　演练模拟 ‎1．漆酶属于木质降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。下图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是(多选)(　　)‎ A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品 B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落 C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化 D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株 答案　BC 解析　漆酶降解“木质”，则漆酶菌株多存在于“木质”丰富的场所，生活污水中含有大量微生物，但不一定含有产漆酶的菌株，A错误；产漆酶菌株可降解木质素，在筛选培养基中加入木质素可筛选产漆酶的菌株，筛选时可通过菌落特征挑出产漆酶的菌落，B正确；在涂布平板上长出的菌落可能还有其他杂菌，可再通过平板划线法进一步纯化，C正确；斜面培养基中含有大量营养物，可在低温下长期保存菌株，D错误。‎ ‎2．做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是(　　)‎ A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖 B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上 C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落 D．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上 答案　D 解析　A项，高压灭菌过程中加热结束后，让其自然冷却，待压力表的压力降到零时，再慢慢打开排气阀以排除余气，然后才能开盖取物；B项，倒平板时左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖；C项，灼烧接种环之后，要在火焰旁冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种；D项，在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。‎ ‎3．(2016·全国乙，39)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)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物，都可以作为氮源；平板为固体培养基，故需要加入凝固剂琼脂。(2)实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中变量为不同高度，故需在不同高度下放置开盖平板。同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。为了保证实验可靠性，需要设置多个平行组。(3)在完全正确的操作情况下，空白对照组中不应出现菌落。若出现菌落，表明操作过程中存在杂菌污染，属于实验失误，所有实验数据均不应采用。‎ ‎4．(2016·四川，10)图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。‎ ‎(1)图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。‎ ‎(2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品液0.1 mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。‎ 该过程采取的接种方法是________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。‎ ‎(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中，终止密码为__________，突变基因表达的蛋白质含__________个氨基酸。‎ 答案　(1)尿素　酚红　红　(2)稀释涂布平板法　1.75　少　(3)UGA　115‎ 解析　(1)脲酶能够催化尿素分解为氨，故图中选择培养基应以尿素作为唯一氮源。由于尿素被分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，使酚红指示剂变红色。(2)用于计数细菌菌落数的接种方法是稀释涂布平板法，统计的菌落数应介于30～300之间，故选择细菌菌落数为156、178和191的平板计数，每克土壤样品中的细菌数为(156＋178＋191)÷3÷0.1×105＝1.75×108。由于两个或多个细菌连接在一起时，往往统计的是一个菌落，故用此方法测得的细菌数偏少。(3)密码子由三个相邻的碱基组成，271个碱基和后面2个碱基一起共构成91个密码子，箭头处插入的70个核苷酸和后面2个碱基一起共构成24个密码子，紧随其后是 UGA，应为终止密码，因此表达的蛋白质含115个氨基酸。‎ ‎1．(2017·张家口检测)下列有关微生物培养与应用的说法，正确的是(　　)‎ A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基 B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理 C．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段 D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源 答案　C 解析　天然培养基是指用天然物质制成的培养基，但也需要加工；实验操作者的双手应消毒，不能灭菌；分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源，不是碳源，需加入不含氮元素的有机物(如葡萄糖)作为碳源。‎ ‎2．血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列叙述正确的是(　　)‎ A．每块血细胞计数板的正中央有1个计数室 B．计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm C．盖盖玻片之前，应用吸管直接向计数室滴加样液 D．计数时，不应统计压在小方格角上的细胞 答案　B 解析　1 mm×1 mm×0.1 mm方格的计数板，有两个计数室，A项错误，B项正确；滴加样液时，采用的是“渗入法”，滴之前，先将盖玻片盖住计数室，然后从一侧滴加培养液，C项错误；计数时对压在方格四条线上的细胞只计数相邻两边及其夹角上的细胞，D项错误。‎ ‎3．(2016·郑州测试)下面是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、2、3、4、5。下列叙述正确的是(　　)‎ A．在五个区域中划线前后都要对接种环和培养基进行灭菌 B．划线操作时完全打开皿盖，划完立即盖上 C．接种时不能划破培养基，否则难以达到分离单菌落的目的 D．第1区和第5区的划线最终要连接起来，以便比较前后的菌落数 答案　C 解析　在每次划线前后都要对接种环进行灭菌；进行划线操作时，左手将培养皿的皿 盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖；注意接种时不能划破培养基，否则难以达到分离单菌落的目的；第1区和第5区的划线不能相连。‎ ‎4．下面关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述中，正确的是(　　)‎ A．只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 B．筛选分解尿素的细菌时，应以尿素作为培养基中唯一的营养物质 C．统计样品中的活菌数目一般用平板划线法 D．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则表明筛选到了分解尿素的细菌 答案　A 解析　只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，A正确；筛选分解尿素的细菌的实验中，采用的是以尿素为唯一氮源的培养基，B错误；统计样品中的活菌数目一般用稀释涂布平板法，C错误；在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂变红，这样就能初步鉴定该种细菌能够分解尿素，D错误。‎ ‎5．某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是(　　)‎ A．培养基分装到培养皿后进行灭菌 B．转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线 C．接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养 D．培养过程中每隔一周观察一次 答案　B 解析　培养基灭菌后再分装到培养皿中；转换划线角度后要灼烧接种环，冷却后再从上次划线的末端开始进行划线；接种后的培养皿必须放在恒温箱中进行培养；培养过程中一般每隔12 h或24 h观察一次。‎ ‎6．(2015·全国Ⅰ，39)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)生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染成橘黄色(或红色)。(2)为了筛选出能产生脂肪酶的微生物B的单菌落，我们应选用只能让该菌落生长的选择培养基，因此培养基中只能选用油脂作为唯一碳源。(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数，但是不分死活，因此要计数活菌数量可采用稀释涂布平板法。(4)温度影响酶的活性，在三个温度中，45 ℃需酶量最高，说明酶活性最低；在三个温度实验中，40 ℃所需酶量最少，低于35 ℃和45 ℃所用酶量，说明酶的最适温度介于35 ℃和45 ℃之间，因此应围绕40 ℃设计不同温度梯度，进行后续实验。‎ ‎7．在农业生产研究上，常需要进行微生物的分离和计数。‎ ‎(1)下表为两种微生物的培养基配方：‎ A组 KH2PO4‎ Na2HPO4‎ MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 ‎1.4 g ‎2.1 g ‎0.2 g ‎10.0 g ‎1.0 g ‎15.0 g B组 纤维 素粉 NaNO3‎ Na2HPO4·‎ ‎7H2O KH2PO4‎ MgSO4·‎ ‎7H2O KCl 酵母膏 水解 酪素 ‎5 g ‎1 g ‎1.2 g ‎0.9 g ‎0.5 g ‎0.5 g ‎0.5 g ‎0.5 g 注：上述两种培养基中的物质溶解后，均用蒸馏水定容至1 000 mL。‎ ‎①从功能上来看，上述两种培养基均属于____________培养基。‎ ‎②如果要对土壤中分解尿素的细菌进行分离，则需要选择________培养基(填“A”或“B”)，该培养基中的碳源是________________。‎ ‎③在分离尿素分解菌所用的培养基中可加入________指示剂，根据指示剂的颜色可鉴定某种细菌能否分解尿素，若有分解尿素的细菌，培养基将会呈现__________。‎ ‎(2)下图是某同学采用的接种微生物的方法，请回答下列问题：‎ ‎①本实验采用的接种微生物的方法是______________法，把聚集的菌种逐步__________‎ 分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意：_____________________________________‎ ‎____________________________________________________________________(至少答2项)。‎ ‎②三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下统计结果：‎ 甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248；‎ 乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是210、240和250，取平均值233；‎ 丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163；‎ 在三位同学的统计中，________同学的统计是正确的。‎ 答案　(1)①选择　②A　葡萄糖　③酚红　 红色 ‎(2)①平板划线　稀释　每次划线前接种环要灼烧；冷却后从上一次划线的末端开始划线　②乙 解析　(1)①据题表中的培养基的配方分析，A组中的氮源为尿素，是筛选尿素分解菌的选择培养基。B组中的碳源是纤维素，是筛选纤维素分解菌的选择培养基。②对土壤中分解尿素的细菌进行分离时，需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基，应当选择A组培养基，该培养基中的碳源是葡萄糖。③尿素分解菌可以用酚红指示剂进行鉴定。尿素分解菌产生的脲酶能够将尿素分解为氨而使pH升高，使酚红指示剂呈红色。(2)①据图分析，图示表示平板划线法接种，是把聚集的菌种逐步稀释到培养基的表面，操作上应注意每次划线前接种环要灼烧；冷却后从上一次划线的末端开始划线。②在进行平板菌落计数时，应选择菌落数在30～300之间的平板，同时为避免误差应选择至少3个或3个以上的平板进行计数并取平均值。‎ ‎8．大肠杆菌是与我们日常生活联系非常密切的细菌，请回答有关检测饮用水中大肠杆菌的问题：‎ ‎(1)检测饮用水中大肠杆菌的含量时，通常将样品进行一系列的梯度稀释，将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，然后记录菌落数量，这种方法称为__________________。‎ 判断下面所示的4个菌落分布图中，不可能是用该方法得到的是__________________。‎ ‎(2)用上述方法统计样本中菌落数时是否需要设置对照组？________________(填“需要”或“不需要”)，其原因是需要判断培养基________________，对于固体培养基应采用的检测方法是将________________的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。‎ ‎(3)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)处理；操作者的双手需要进行清洗和________________；‎ 静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使其内蛋白质变性，还能损伤它的____________的结构。‎ ‎(4)检测大肠杆菌实验结束后，使用过的培养基及其培养物必须经过________________处理才能丢弃，以防止培养物的扩散。‎ 答案　(1)稀释涂布平板法　D　(2)需要　是否被杂菌污染(灭菌是否合格)　未接种　(3)灭菌　消毒　DNA　(4)灭菌 解析　D中菌落分布情况为平板划线法所得。为判断培养基灭菌是否合格，本实验需要设置对照。要判断固体培养基是否被污染，可将未接种的培养基在适宜的温度下放置一段时间，若发现有菌落说明培养基已被污染。消毒是指使用较温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。对培养基和培养器皿进行灭菌处理，对操作者的双手需要进行清洗和用酒精消毒。‎ ‎9．(2016·邯郸一模)某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)培养基中加入化合物A的目的是_________________________________________________‎ ‎_______________________，‎ 这种培养基属于________培养基。‎ ‎(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________。实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是________。‎ ‎(3)在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是________________________。‎ ‎(4)转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此过程中所用的接种工具是________，操作时采用________灭菌的方法。‎ 答案　(1)筛选目的菌　选择　(2)化合物A　异养需氧型　(3)防止外来杂菌入侵　(4)接种环　灼烧 解析　(1)在选择培养基中加入特定物质，可以筛选出特定的细菌。(2)根据题目所给的培养基配方，“目的菌”生长所需的氮源和碳源只能来自培养基中的化合物A。异养需氧型细菌在培养时需要振荡。(3)获得纯净“目的菌”的关键是防止外来杂菌入侵。(4)用平板划线的方法进行接种，所使用的接种工具是接种环，操作时一般采用灼烧灭菌。‎ ‎10．(2016·云南名校统考)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列相关问题：‎ 成分 含量 成分 含量 蛋白胨 ‎10.0 g 乳糖 ‎5.0 g 蔗糖 ‎5.0 g K2HPO2‎ ‎2.0 g 显色剂(伊红美蓝)‎ ‎0.2 g 琼脂 ‎12.0 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL ‎(1)大肠杆菌的同化类型为________，从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于________。‎ ‎(2)在微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是________________，因此需对培养基和培养皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)，操作者的双手需要进行清洗和________。空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使____________，还能破坏DNA的结构。‎ ‎(3)根据用途划分，该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基，若要分离能分解尿素的细菌，需将培养基中________换成________，若要鉴定分解尿素的细菌，还需将伊红美蓝换成________________。‎ ‎(4)培养大肠杆菌时，常用的接种方法是______________________________________________‎ 和__________。通过上述方法可以分离得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，称为________。‎ ‎(5)使用以下微生物发酵生产特定产物时，所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是________(多选)。‎ A．制作果酒 B．由果酒制作果醋 C．制作泡菜 D．制作腐乳 答案　(1)异养型　分解者　(2)防止外来杂菌的入侵　灭菌　消毒　蛋白质变性　(3)鉴别　蛋白胨　尿素　酚红指示剂　(4)平板划线法　稀释涂布平板法　菌落　(5)BC 解析　该培养基含有显色剂(伊红美蓝)‎ ‎，可使大肠杆菌菌落呈现金属光泽，因此属于鉴别培养基。若要分离能分解尿素的细菌，应以尿素为唯一氮源，因此应将蛋白胨换成尿素。若要鉴别尿素分解菌，应在培养基中加入酚红指示剂。制作果酒、果醋、泡菜和腐乳利用的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉，其中醋酸菌、乳酸菌与大肠杆菌都属于原核生物，酵母菌和毛霉属于真核生物。‎