2024屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第十單元生物技術(shù)與工程第33講微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用課件

第十單元生物技術(shù)與工程第33講微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用【課標(biāo)要求】

1.闡明在發(fā)酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的前提。2.闡明無菌技術(shù)是在操作過程中，保持無菌物品與無菌區(qū)域不被微生物污染的技術(shù)。3.舉例說明通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方可有目的地培養(yǎng)某種微生物。4.概述平板劃線法和稀釋涂布平板法是實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物分離和純化的常用方法。5.概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法。6.活動(dòng)：通過配制培養(yǎng)基、滅菌、接種和培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)操作獲得純化的酵母菌菌落。7.活動(dòng)：分離土壤中分解尿素的細(xì)菌，并進(jìn)行計(jì)數(shù)。考點(diǎn)一微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)1．培養(yǎng)基的配制(1)概念：人們按照微生物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。(2)用途：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。(3)營養(yǎng)組成。①一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等。成分含義作用主要來源碳源提供碳元素的物質(zhì)構(gòu)成細(xì)胞的物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些也是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機(jī)碳源：CO2、NaHCO3等；有機(jī)碳源：糖類、牛肉膏等續(xù)上表氮源提供氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)無機(jī)氮源：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽等；有機(jī)氮源：尿素、蛋白胨等無機(jī)鹽為微生物提供除碳、氮之外的各種重要元素，包括大量元素和微量元素為微生物提供無機(jī)營養(yǎng)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH等無機(jī)化合物：KH2PO4、K2HPO4、NaCl等水生物體含量最高的無機(jī)化合物良好的溶劑，參與化學(xué)反應(yīng)等培養(yǎng)基、代謝產(chǎn)物②需要滿足微生物生長對(duì)pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及O2的需求。微生物對(duì)培養(yǎng)基的需求乳酸桿菌添加維生素霉菌將培養(yǎng)基調(diào)至酸性細(xì)菌將培養(yǎng)基調(diào)至中性或弱堿性厭氧微生物提供無氧的條件(4)類型。①按物理狀態(tài)可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途液體培養(yǎng)基不含凝固劑，呈液體狀態(tài)用于培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物，工業(yè)生產(chǎn)固體培養(yǎng)基含凝固劑(如瓊脂)，呈固體狀態(tài)微生物的分離、鑒定，活菌計(jì)數(shù)，菌種保藏②按功能或用途可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。提醒：(1)常見選擇培養(yǎng)基舉例。①缺少氮源的培養(yǎng)基可以篩選能利用大氣中N2的微生物。②含青霉素的培養(yǎng)基可淘汰細(xì)菌，篩選出真菌。③無有機(jī)碳源的培養(yǎng)基可篩選出自養(yǎng)微生物。(2)幾種微生物的營養(yǎng)和能量來源。2.無菌技術(shù)(1)含義：在培養(yǎng)微生物的操作中，用來防止雜菌污染的方法。(2)目的：獲得純凈的培養(yǎng)物。(3)消毒與滅菌的比較。項(xiàng)目條件結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍消毒較為溫和的物理、化學(xué)或生物等方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法牛奶等不耐高溫的液體化學(xué)藥物消毒法操作空間、操作者的衣物和手等紫外線消毒法接種室、接種箱或超凈工作臺(tái)續(xù)上表滅菌強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子濕熱滅菌法培養(yǎng)基、容器等干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具等灼燒滅菌法接種工具、其他金屬用具等相同點(diǎn)消毒和滅菌的實(shí)質(zhì)都是使微生物的蛋白質(zhì)或核酸變性提醒：①用酒精消毒時(shí)，體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒效果最好，原因是濃度過高，菌體表面蛋白質(zhì)凝固形成一層保護(hù)膜，酒精不能滲入其中；濃度過低，殺菌力減弱。②接種室、接種箱或超凈工作臺(tái)在使用前可以用紫外線照射30min，以殺死物體表面或空氣中的微生物。在照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加強(qiáng)消毒效果。③芽孢是某些細(xì)菌生長到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成的休眠體。孢子是某些微生物的繁殖體。(4)常見滅菌方法在操作中的注意事項(xiàng)。滅菌方法注意事項(xiàng)物品擺放取物特殊要求干熱滅菌法不能太擠，以免影響熱空氣或蒸汽流通降至70℃以下后取出：防止?fàn)C傷；防止玻璃器皿炸裂滅菌物品不要與干熱滅菌箱內(nèi)壁鐵板接觸，以防包裝紙烤焦起火濕熱滅菌法讓溫度自然下降，當(dāng)壓力表壓力降為零時(shí)打開排氣閥：防止鍋內(nèi)壓力突然下降，滅菌容器內(nèi)液體沖出容器，造成污染一定要將鍋內(nèi)冷空氣徹底排出后，才能密閉升溫升壓，否則，可能導(dǎo)致鍋內(nèi)壓力雖達(dá)到設(shè)定值而溫度還達(dá)不到要求灼燒滅菌法接種環(huán)、接種針等金屬用具，直接在酒精燈火焰的充分燃燒層(即外焰)灼燒，并冷卻后使用提醒：選擇無菌技術(shù)的原則：一要考慮無菌技術(shù)的效果，滅菌的效果比消毒要好；二要考慮操作對(duì)象的承受能力，活體生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用滅菌。(5)其他操作。①做好消毒和滅菌工作后，要注意避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品接觸。②為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，接下來的許多操作都應(yīng)在超凈工作臺(tái)上并在酒精燈火焰附近進(jìn)行。3．微生物的純培養(yǎng)(1)概念辨析。(2)接種方法：平板劃線法和稀釋涂布平板法。(3)純培養(yǎng)步驟：配制培養(yǎng)基、滅菌、接種、分離和培養(yǎng)等。(4)酵母菌純培養(yǎng)的操作步驟。1．自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的區(qū)別(1)劃分自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的主要依據(jù)是能否以CO2作為碳源。需根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)去選擇相應(yīng)的培養(yǎng)基。如自養(yǎng)型微生物可以利用空氣中的CO2，因此缺碳源培養(yǎng)基可以培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物。(2)自養(yǎng)型微生物所需的碳源、氮源來自含碳、含氮的無機(jī)物，而異養(yǎng)型微生物需要的碳源、氮源來自含碳、含氮的有機(jī)物，因此可根據(jù)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型。含氮無機(jī)物不但能給自養(yǎng)型微生物提供氮源，也能作為能源物質(zhì)提供能量，如NH3既能為硝化細(xì)菌提供氮源，也能作為能源物質(zhì)。2．倒平板的操作步驟注意事項(xiàng)：(1)培養(yǎng)基要冷卻到50℃左右時(shí)開始倒平板。溫度過高會(huì)燙手，過低培養(yǎng)基又會(huì)凝固。(2)要使錐形瓶的瓶口通過酒精燈火焰。通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。(3)倒平板時(shí)，要用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，不要完全打開，以免雜菌污染培養(yǎng)基。(4)平板冷凝后，要將平板倒置。因?yàn)槠桨謇淠螅笊w上會(huì)凝結(jié)水珠，平板倒置后，既可避免培養(yǎng)基表面的水分過快地?fù)]發(fā)，又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。(5)在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，那么這個(gè)平板不能用來培養(yǎng)微生物。因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。(6)整個(gè)操作過程要在酒精燈火焰旁進(jìn)行，避免雜菌污染。3．平板劃線法操作步驟(1)實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵點(diǎn)。①第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒接種環(huán)滅菌，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)。②灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。③在作第二次以及其后的劃線操作時(shí)，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣才能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落。④劃線時(shí)最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。⑤劃線用力大小要適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。(2)平板劃線中幾次灼燒接種環(huán)的目的。項(xiàng)目第一次劃線前灼燒每次劃線前灼燒劃線結(jié)束后灼燒目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物殺死上一次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使每次劃線的菌種均來自上一次劃線的末端殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免菌種污染環(huán)境和感染操作者考向1結(jié)合培養(yǎng)基的配制、無菌技術(shù)及其應(yīng)用，考查科學(xué)思維1．(2022·廣東深圳)米諾環(huán)素(分子式：C23H27N3O7)是一種四環(huán)素類抗生素，應(yīng)用于人類疾病治療和畜禽養(yǎng)殖。由于進(jìn)入人體或動(dòng)物體內(nèi)不能完全被吸收，造成其在環(huán)境中殘留。某研究人員在自然水域中篩選和分離得到了一種米諾環(huán)素高效降解菌DM13，并展開相關(guān)研究。下表是研究過程中使用的培養(yǎng)基種類及配方，回答下列問題：培養(yǎng)基種類配方BP培養(yǎng)基蛋白胨5.0g、牛肉膏3.0g、氯化鈉5.0g，蒸餾水定容至1000mLBPA培養(yǎng)基蛋白胨5.0g、牛肉膏3.0g、氯化鈉5.0g、瓊脂25.0g，蒸餾水定容至1000mL(1)分離微生物前，可通過選擇培養(yǎng)來增加米諾環(huán)素降解菌的濃度，需在BP培養(yǎng)基中添加一定濃度的____________________，該物質(zhì)同時(shí)提供微生物生長需要的______________。(2)選擇培養(yǎng)得到的微生物樣品先稀釋，再涂布到______(填“BP”“BPA”或“MM”)培養(yǎng)基的平板進(jìn)行培養(yǎng)。如果水樣中降解米諾環(huán)素的微生物數(shù)量較少，為了避免分離篩選失敗，可采取的措施是________________________________________________________________________________________________________(回答1點(diǎn))。續(xù)上表MM培養(yǎng)基MgSO4·7H2O

0.15g、FeSO4·7H2O

0.01g、CaCl20.02g、KH2PO41g、Na2HPO41g、NH4NO31g、葡萄糖0.5g，蒸餾水定容至1000mL(3)為了測定菌株DM13在自然水體中降解米諾環(huán)素的效果，在錐形瓶中用自然水體配制四種不同初始濃度的米諾環(huán)素溶液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①8h處理后，在米諾環(huán)素溶液初始濃度100μg/L的水體中，空白對(duì)照測得的米諾環(huán)素溶液濃度41.8μg/L，加入菌株DM13測得的濃度24.3μg/L，相較空白對(duì)照組，米諾環(huán)素降解菌的降解率為__________________________________。②為了測定菌株DM13的實(shí)際降解效果，可選擇表中的MM培養(yǎng)基替換自然水體，這樣做的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分離微生物前，可通過選擇培養(yǎng)來增加米諾環(huán)素降解菌的濃度，需在BP培養(yǎng)基中添加一定濃度的米諾環(huán)素溶液，以提供選擇培養(yǎng)的條件，該物質(zhì)中含有碳元素和氮元素，因而可同時(shí)提供微生物生長需要的碳源和氮源。(2)選擇培養(yǎng)得到的微生物樣品先稀釋，再涂布到BPA培養(yǎng)基的平板進(jìn)行培養(yǎng)，因?yàn)樵撆囵B(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，且其中含有微生物生長所需的碳源和氮源。如果水樣中降解米諾環(huán)素的微生物數(shù)量較少，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，為了避免分離篩選失敗，可把各種稀釋倍數(shù)的溶液都涂布到平板進(jìn)行培養(yǎng)，增加重復(fù)平板的數(shù)量，從而可分離得到相應(yīng)的單菌落。(3)本實(shí)驗(yàn)的目的是測定菌株DM13在自然水體中降解米諾環(huán)素的效果，因而設(shè)計(jì)在錐形瓶中用自然水體配制四種不同初始濃度的米諾環(huán)素溶液，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①8h處理后，在米諾環(huán)素溶液初始濃度100μg/L的水體中，空白對(duì)照測得的米諾環(huán)素溶液濃度41.8μg/L，加入菌株DM13測得的濃度24.3μg/L，相較空白對(duì)照組，考向2結(jié)合微生物的純培養(yǎng)及其應(yīng)用，考查科學(xué)探究2．(2022·廣東韶關(guān)二模)海洋塑料垃圾每年造成數(shù)十萬海洋動(dòng)物死亡，其中聚乙烯(PE)塑料因缺乏有效降解的微生物和酶類而難以降解，危害巨大。2021年，中科院海洋所首次發(fā)現(xiàn)能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群。(1)要獲得能有效降解PE塑料的海洋微生物菌群，應(yīng)選擇__________________的環(huán)境進(jìn)行篩選。(2)研究人員利用______________________法純化降解PE塑料的微生物菌群，使其生長出單個(gè)菌落，然后根據(jù)菌落的___________________________________(至少寫出兩種)等來進(jìn)行初步區(qū)分，從中獲得了3株能穩(wěn)定降解PE塑料的菌種P1、P2和P3。(3)研究人員將紅色PE塑料粉碎成粉末，均勻混合在無碳固體培養(yǎng)基中，之后再接種經(jīng)過稀釋的三種菌液，一段時(shí)間后可測得透明圈大小(D)與菌圈大小(d)(如右圖所示)。如使用單一菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，應(yīng)選用__________菌種，理由是__________________________________________________________________________________。(4)與傳統(tǒng)填埋、焚燒相比，該微生物菌群對(duì)PE塑料的降解具有__________________的優(yōu)點(diǎn)。考點(diǎn)二微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)1．微生物篩選的原理人為提供有利于目的菌生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長，即根據(jù)不同微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對(duì)某化學(xué)、物理因素的抗性不同而制備培養(yǎng)基。2．選擇培養(yǎng)基(1)概念：指在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基。(2)舉例：篩選土壤中分解尿素的細(xì)菌的選擇培養(yǎng)基是以尿素為唯一氮源，按物理性質(zhì)歸類為固體培養(yǎng)基。提醒：常見選擇培養(yǎng)基舉例：①缺少氮源的培養(yǎng)基可以篩選自生固氮微生物。②含青霉素的培養(yǎng)基可抑制細(xì)菌，篩選出真菌。③無有機(jī)碳源的培養(yǎng)基可篩選出自養(yǎng)微生物。④將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)，可分離出耐高溫的微生物。3．微生物的選擇培養(yǎng)——稀釋涂布平板法(1)系列梯度稀釋操作：常用于將細(xì)胞接種到培養(yǎng)基之前，通過液體稀釋的方法分散細(xì)胞，隨著稀釋程度的增大，單位體積中的微生物細(xì)胞數(shù)量減少，細(xì)胞得以分散。操作步驟：取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。(2)涂布平板操作步驟。圖示操作取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中將沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼燒，待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進(jìn)行涂布用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使涂布均勻(3)培養(yǎng)：待涂布的菌液被培養(yǎng)基吸收后，將平板倒置，放入30～37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1～2d。(4)結(jié)果：可觀察到分離的單菌落。4．微生物的數(shù)量測定微生物的計(jì)數(shù)方法有顯微鏡直接計(jì)數(shù)法和活菌計(jì)數(shù)法。(1)稀釋涂布平板法——活菌計(jì)數(shù)法(間接計(jì)數(shù)法)。①計(jì)數(shù)原理：培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)單菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。所以統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)代表活菌數(shù)。②計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。③計(jì)數(shù)方法：在同一稀釋度下，至少應(yīng)將3個(gè)平板作為重復(fù)組進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求出平均值，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力與準(zhǔn)確性。④計(jì)算公式：⑤計(jì)數(shù)誤差：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落，所以計(jì)數(shù)結(jié)果一般比實(shí)際活菌數(shù)目少。樣品的稀釋度將直接影響平板上的菌落數(shù)目，如果平板上菌落數(shù)目過多，應(yīng)該進(jìn)一步稀釋再重復(fù)實(shí)驗(yàn)。(2)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。5．土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)(1)實(shí)驗(yàn)原理。(2)實(shí)驗(yàn)流程。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)。6．分解纖維素的微生物的分離(1)分離方法與原理。(2)纖維素分解菌的培養(yǎng)基成分及鑒定原理。1．區(qū)分選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途舉例選擇培養(yǎng)基允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長從眾多微生物中分離所需的微生物加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品，進(jìn)而產(chǎn)生特定的顏色或其他變化鑒別不同種類的微生物用伊紅—亞甲藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌2.兩種純培養(yǎng)方法的比較項(xiàng)目平板劃線法稀釋涂布平板法分離結(jié)果關(guān)鍵操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線①一系列的梯度稀釋；②涂布平板操作接種用具接種環(huán)涂布器優(yōu)點(diǎn)可以觀察菌落特征，對(duì)混合菌進(jìn)行分離可以計(jì)數(shù)，可以觀察菌落特征缺點(diǎn)不能計(jì)數(shù)操作較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延共同點(diǎn)都要用到固體培養(yǎng)基；都需進(jìn)行無菌操作；都會(huì)在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落；都可用于觀察菌落特征續(xù)上表3.微生物篩選的方法名稱內(nèi)容單菌落挑取法利用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種到固體平板培養(yǎng)基表面，直接根據(jù)微生物菌落的特征利用單菌落挑取的方法獲得目的微生物選擇培養(yǎng)法利用選擇培養(yǎng)基對(duì)微生物進(jìn)行選擇培養(yǎng)，直接獲得目的微生物鑒定培養(yǎng)法利用鑒別培養(yǎng)基使目的微生物菌落呈現(xiàn)特有的特征，然后篩選目的微生物提醒：微生物分離與計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的設(shè)置及作用①判斷培養(yǎng)基中“是否被雜菌污染”，需將未接種的培養(yǎng)基同時(shí)進(jìn)行培養(yǎng)。②判斷選擇培養(yǎng)基“是否具有選擇作用”，需設(shè)置牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行接種后培養(yǎng)，觀察兩種培養(yǎng)基上菌落數(shù)目，進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論。4．微生物的鑒別方法名稱內(nèi)容菌落特征鑒別法根據(jù)微生物在固體培養(yǎng)基表面形成的菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等特征進(jìn)行鑒別指示劑鑒別法如培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種微生物后，培養(yǎng)基變紅說明該種微生物能夠分解尿素染色鑒別法如利用剛果紅染色法，根據(jù)培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈來篩選分解纖維素的微生物5.設(shè)置對(duì)照和重復(fù)實(shí)驗(yàn)比較項(xiàng)目對(duì)照重復(fù)目的排除非測試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響排除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響方法空白對(duì)照：確定培養(yǎng)基制作是否合格或被雜菌污染；條件對(duì)照：用完全培養(yǎng)基與選擇培養(yǎng)基對(duì)照，說明選擇培養(yǎng)基具有選擇作用同一稀釋度涂布至少3個(gè)平板6.選擇培養(yǎng)基四種常見制備方法或?qū)嵗?1)加入某些特定的物質(zhì)(前提是培養(yǎng)基具備全部營養(yǎng)成分)。(2)改變培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分。(3)利用培養(yǎng)基“特定化學(xué)成分”分離。(4)通過某些“特殊環(huán)境”分離?？枷?結(jié)合選擇培養(yǎng)基及其應(yīng)用，考查科學(xué)探究1．(2022·華南師大附中)我國規(guī)定每升飲用水中大腸桿菌不能超過3個(gè)。某興趣小組嘗試對(duì)某品牌飲用水的大腸桿菌含量進(jìn)行檢測，操作簡圖如圖甲，伊紅亞甲藍(lán)培養(yǎng)基配方如圖乙?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：(1)圖甲中濾膜的孔徑應(yīng)________(填“大于”或“小于”)大腸桿菌。受此啟發(fā)，對(duì)某些不耐高溫的試劑可以怎樣除菌？______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)配制圖乙中的基礎(chǔ)培養(yǎng)基時(shí)，除了水分、無機(jī)鹽以外，還應(yīng)加入________(一種營養(yǎng)成分)以及________。伊紅亞甲藍(lán)培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌菌落呈現(xiàn)深紫色，從功能上劃分，該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。(3)該小組通過統(tǒng)計(jì)________的數(shù)目，計(jì)算出單位體積樣品中大腸桿菌數(shù)目。理論上他們的統(tǒng)計(jì)值要比實(shí)際________(填“偏高”或“偏低”)，理由是：_________________________________________________________________________________。解析：(1)實(shí)驗(yàn)將待測水樣進(jìn)行過濾，用得到的濾膜進(jìn)行微生物培養(yǎng)，因此水中的大腸桿菌應(yīng)留在濾膜上，即圖甲中濾膜的孔徑應(yīng)小于大腸桿菌。受此啟發(fā)，對(duì)某些不耐高溫的試劑可以用濾膜過濾除菌。(2)鑒別培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基，必須加入凝固劑瓊脂，圖中乳糖為碳源，因此培養(yǎng)基中還應(yīng)該加入氮源。(3)在伊紅亞甲藍(lán)培養(yǎng)基上，可以鑒定出菌落為深紫色的具有金屬光澤的大腸桿菌，因此該小組通過統(tǒng)計(jì)深紫色菌落的數(shù)目，計(jì)算出單位體積樣品中大腸桿菌數(shù)目，由于培養(yǎng)基中兩個(gè)或多個(gè)大腸桿菌連在一起時(shí)，平板上只能觀察到1個(gè)菌落，因此理論上他們的統(tǒng)計(jì)值比實(shí)際值偏低。答案：(1)小于用濾膜過濾除菌(2)氮源瓊脂鑒別(3)深紫色菌落偏低兩個(gè)或多個(gè)大腸桿菌連在一起時(shí)，平板上只能觀察到1個(gè)菌落考向2圍繞微生物的接種和分離，考查科學(xué)探究2．(2022·廣東汕頭一中)醬油主要是用黃豆、小麥作為原料，經(jīng)多種微生物的聯(lián)合作用釀制而成的，內(nèi)含氨基酸、糖類等多種營養(yǎng)物質(zhì)。這些營養(yǎng)物質(zhì)易被多種微生物利用，尤其是在夏季氣溫高時(shí)極易發(fā)生脹袋，給產(chǎn)品品質(zhì)造成巨大影響。實(shí)驗(yàn)小組從某品牌脹袋醬油中篩選出兩株能引起脹袋的產(chǎn)氣菌株?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了篩選引起脹袋的產(chǎn)氣菌株，實(shí)驗(yàn)人員準(zhǔn)備了三個(gè)平板甲、乙和丙，并向甲平板中接種了適量的脹袋醬油，乙平板中接種等量的無菌水，丙平板中應(yīng)接種______________________________，然后對(duì)比上述____________兩個(gè)平板分離出的菌落形態(tài)，將形態(tài)不同的被懷疑是產(chǎn)氣微生物的菌株進(jìn)行分離。(2)該實(shí)驗(yàn)小組篩選出了四株被懷疑是產(chǎn)氣微生物的菌株(Z1、Z2、Z3、Z4)，他們可采用______________________來接種這些菌株；Z1、Z2、Z3、Z4的菌落形態(tài)不同，實(shí)驗(yàn)室區(qū)別菌落的特征包括________________________(答出3點(diǎn))，篩選的菌株一般置于_____________中臨時(shí)保藏，若要長期保存，則可采用____________的方法。(3)現(xiàn)有Z1、Z2、Z3、Z4四種菌株的液體培養(yǎng)基，請(qǐng)簡要寫出可判斷Z1、Z2、Z3、Z4四種菌株能否產(chǎn)氣的實(shí)驗(yàn)思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)實(shí)驗(yàn)共分三組，甲接種了脹袋醬油，乙接種了等量的無菌水，則丙應(yīng)接種等量的同品牌的正常醬油，以與甲、乙形成對(duì)照。培養(yǎng)一段時(shí)間后，對(duì)比甲和丙中菌落形態(tài)，分離可能的產(chǎn)氣微生物菌株。(2)將菌種進(jìn)行臨時(shí)保藏時(shí)，一般放在4℃的冰箱中保藏；若要長期保存，需要采用甘油管藏的方法。(3)產(chǎn)氣菌株進(jìn)行新陳代謝時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣體，若在液體環(huán)境下將會(huì)產(chǎn)生氣泡。因此可將Z1、Z2、Z3、Z4四種菌株在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，并觀察是否有氣泡產(chǎn)生。答案：(1)等量的同品牌的正常醬油甲和丙(2)平板劃線法或稀釋涂布平板法菌落的大小、形狀、顏色和隆起程度等4℃的冰箱甘油管藏(3)將Z1、Z2、Z3、Z4四種菌株在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，并觀察是否有氣泡產(chǎn)生高考真題體驗(yàn)1.(2021·山東卷)解脂菌能利用分泌的脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色。將不能直接吸收脂肪的甲、乙兩種菌分別等量接種在醇溶青瓊脂平板上培養(yǎng)。甲菌菌落周圍呈現(xiàn)深藍(lán)色，乙菌菌落周圍不變色，下列說法錯(cuò)誤的是(

)A．甲菌屬于解脂菌B．實(shí)驗(yàn)中所用培養(yǎng)基以脂肪為唯一碳源C．可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行對(duì)比D．該平板可用來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力解析：甲可以分泌脂肪酶將脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸會(huì)使醇溶青瓊脂平板變?yōu)樯钏{(lán)色，因此甲菌屬于解脂菌，A項(xiàng)正確；乙菌菌落周圍沒有出現(xiàn)深藍(lán)色，說明乙菌不能產(chǎn)生脂肪酶，不能利用脂肪為其供能，但乙菌也可以在培養(yǎng)基上生存，說明該培養(yǎng)基不是以脂肪為唯一碳源，B項(xiàng)錯(cuò)誤；可將兩種菌分別接種在同一平板的不同區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，更加直觀，C項(xiàng)正確；可以利用該平板來比較解脂菌分泌脂肪酶的能力，觀察指標(biāo)可以是菌落周圍深藍(lán)色圈的大小，D項(xiàng)正確。答案：B2．(2022·廣東卷)研究深海獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境對(duì)于開發(fā)海洋資源具有重要意義。近期在“科學(xué)號(hào)”考察船對(duì)南中國海科考中，中國科學(xué)家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉積物樣品，分離、鑒定得到新的微生物菌株并進(jìn)一步研究了其生物學(xué)特性?；卮鹣铝袉栴}：(1)研究者先制備富集培養(yǎng)基，然后采用__________________法滅菌，冷卻后再接入沉積物樣品，28℃厭氧培養(yǎng)一段時(shí)間后，獲得了含擬桿菌的混合培養(yǎng)物，為了獲得純種培養(yǎng)，除了稀釋涂布平板法，還可采用__________法。據(jù)圖分析，擬桿菌新菌株在以________為碳源時(shí)生長狀況最好。(2)研究發(fā)現(xiàn)，將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍有很多微生物不能被分離篩選出來，推測其原因可能是________________________________________________________________________________________________________(答出1點(diǎn)即可)。(3)藻類細(xì)胞解體后的難降解多糖物質(zhì)，通常會(huì)聚集形成碎屑沉降到深海底部。從生態(tài)系統(tǒng)組成成分的角度考慮，擬桿菌對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的作用可能是_______________________________________________________________________。(4)深海冷泉環(huán)境特殊，推測此環(huán)境下生存的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，除具有酶的一般共性外，其特性可能還有____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析題圖可知，在以纖維素為碳源的培養(yǎng)基中，細(xì)胞數(shù)量最多，可推知擬桿菌新菌株在以纖維素為碳源時(shí)生長狀況最好。(2)將采集的樣品置于各種培養(yǎng)基中培養(yǎng)，仍可能有很多微生物不能被分離篩選出來。推測其原因可能是某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物質(zhì)才能生存(或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活)。(3)擬桿菌為異養(yǎng)生物，作為該生態(tài)系統(tǒng)的分解者，能將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)分解為無機(jī)物，歸還到非生物環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進(jìn)行。(4)深海冷泉溫度較低，故生活在其中的擬桿菌所分泌的各種多糖降解酶，應(yīng)具有耐低溫的特性，才能高效降解多糖，保證擬桿菌的正常生命活動(dòng)所需。答案：(1)高壓蒸汽滅菌平板劃線纖維素(2)某些微生物只有利用深海冷泉中的特有物質(zhì)才能生存(或需要在深海冷泉的特定環(huán)境中才能存活)(3)擬桿菌作為分解者，將沉降到深海底部的難降解多糖物質(zhì)分解為無機(jī)物，歸還到非生物環(huán)境中，有利于碳循環(huán)的順利進(jìn)行(4)耐低溫3．(2022·全國甲卷)某同學(xué)從被石油污染的土壤中分離得到A和B兩株可以降解石油的細(xì)菌，在此基礎(chǔ)上采用平板培養(yǎng)法比較二者降解石油的能力，并分析兩個(gè)菌株的其他生理功能。實(shí)驗(yàn)所用的培養(yǎng)基成分如下：培養(yǎng)基Ⅰ：K2HPO4，MgSO4，NH4NO3，石油。培養(yǎng)基Ⅱ：K2HPO4，MgSO4，石油。操作步驟：①將A、B菌株分別接種在兩瓶液體培養(yǎng)基Ⅰ中培養(yǎng)，得到A、B菌液；②液體培養(yǎng)基Ⅰ、Ⅱ中添加瓊脂，分別制成平板Ⅰ、Ⅱ，并按圖中所示在平板上打甲、乙兩孔。回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中作為碳源的成分是________。培養(yǎng)基中NH4NO3的作用是為菌株的生長提供氮源，氮源在菌體內(nèi)可以參與合成______________________(答出2種即可)等生物大分子。菌株透明圈大小平板Ⅰ平板ⅡA＋＋＋＋＋B＋＋－(2)步驟①中，在資源和空間不受限制的階段，若最初接種N0個(gè)A細(xì)菌，繁殖n代后細(xì)菌的數(shù)量是__________。(3)為了比較A、B降解石油的能力，某同學(xué)利用步驟②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示(“＋”表示有透明圈，“＋”越多表示透明圈越大，“－”表示無透明圈)，推測該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)思路是__________________________________________________________________________________________________________。(4)現(xiàn)有一貧氮且被石油污染的土壤，根據(jù)上表所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，治理石油污染應(yīng)選用的菌株是____________，理由是______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)從組成培養(yǎng)基的物質(zhì)所含化學(xué)元素可知，作為碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白質(zhì)都含有N元素，故氮源在菌體內(nèi)可以參與合成這些物質(zhì)。(2)細(xì)菌增殖呈“J”形曲線增長，由于DNA的半保留復(fù)制，細(xì)菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根據(jù)公式Nt＝N0·λt，λ＝2，繁殖n代后細(xì)菌的數(shù)量是N0·2n。(3)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板Ⅱ上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量和對(duì)照原則，推測該同學(xué)的思路是：在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，比較兩個(gè)平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據(jù)透明圈大降解能力強(qiáng)，透明圈小降解能力弱，進(jìn)而比較A、B降解石油的能力。(4)由表格數(shù)據(jù)可知，在平板Ⅱ(無氮源的培養(yǎng)基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理貧氮且被石油污染的土壤，應(yīng)該選用A菌株，因?yàn)锳菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在沒有添加氮源的培養(yǎng)基中也能生長。答案：(1)石油DNA、RNA、蛋白質(zhì)(2)N0·2n(3)在無菌條件下，將等量等濃度的A菌液和B菌液分別接種到平板Ⅰ的甲和乙兩孔處，平板Ⅱ也進(jìn)行同樣的操作，在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，比較兩個(gè)平板的兩孔處的透明圈大小并作記錄，根據(jù)透明圈大降解能力強(qiáng)，透明圈小降解能力弱，進(jìn)而比較A、B降解石油的能力