1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術（原卷版）

第1章發(fā)酵工程第2節(jié)一、微生物的基本培養(yǎng)技術學習目標必備知識一、培養(yǎng)基二、無菌技術三、微生物的純培養(yǎng)拓展延伸高考鏈接模擬演練概述培養(yǎng)基的成分和配制方法區(qū)分消毒和滅菌，掌握不同物品的滅菌方法3.概述微生物純培養(yǎng)的基本操作要求一、培養(yǎng)基1．概念：人們按照微生物對的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質——培養(yǎng)基，用以培養(yǎng)、分離、、保存微生物或。2．種類：培養(yǎng)基種類劃分標準培養(yǎng)基特點作用固體培養(yǎng)基物理性質加，如瓊脂微生物的分離與鑒定，活菌計數(shù)，保藏菌種培養(yǎng)基容器放倒不致流出，劇烈震動則破散觀察微生物的運動、液體培養(yǎng)基不加凝固劑常用于3．營養(yǎng)構成：(1)主要營養(yǎng)物質：水、(提供碳元素的物質)、(提供氮元素的物質)和無機鹽。(2)某種常見的細菌培養(yǎng)基——牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構成組分含量提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g和維生素等蛋白胨10g等NaCl5g無機鹽H2O定容至1000mL水(3)培養(yǎng)基還需滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質以及O2的需求。例如，在培養(yǎng)乳酸桿菌時，需要在培養(yǎng)基中添加；在培養(yǎng)霉菌時，一般需要將培養(yǎng)基調至；在培養(yǎng)細菌時，一般需要將培養(yǎng)基調至；在培養(yǎng)厭氧微生物時，需要提供的條件。無菌技術獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關鍵是。無菌技術應圍繞著如何避免雜菌的污染展開，主要包括和_。1．消毒(1)概念：指使用較為的物理、化學或等方法殺死物體表面或內部微生物。(2)適用對象：操作的、操作者的和手等。(3)常用方法：煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學藥劑消毒法和紫外線消毒法①煮沸消毒法：100℃煮沸5～6min，可以殺死微生物的和一部分。②巴氏消毒法：62～65℃下消毒30min或80～90℃處理30s～1min，適合一些的液體，如牛奶。可以殺死牛奶中的絕大多數(shù)微生物，并且不破壞牛奶的。③化學藥劑消毒法：用擦拭雙手、用消毒水源等。④紫外線消毒法：接種室、接種箱或超凈工作臺在使用前可用照射30min。在照射前，適量噴灑或溶液等消毒液，可以加強消毒效果。2．滅菌(1)概念：指使用的理化方法殺死物體內外的微生物，包括和孢子。(2)適用對象：用于微生物培養(yǎng)的器皿、用具和等。(3)常用方法：濕熱滅菌、干熱滅菌和灼燒滅菌等。①濕熱滅菌：利用沸水、流通蒸汽或進行滅菌的方法。滅菌效果最好，100kPa、121℃下維持15～30min，常用于、等的滅菌。②干熱滅菌：將滅菌物品放入密閉容器如干熱滅菌箱，在160～170℃的熱空氣中維持2～3h。常用于和需要的物品（如玻璃器皿、金屬用具等）。③灼燒滅菌：將微生物的接種工具，如涂布器、、或其它金屬用具，直接在酒精燈火焰的（外焰）灼燒，可以迅速徹底地滅菌。此外，在接種過程中，試管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通過來滅菌。三、微生物的純培養(yǎng)1．概念(1)培養(yǎng)物：在微生物學中，將接種于培養(yǎng)基內，在合適條件下形成的含特定種類稱為培養(yǎng)物。(2)純培養(yǎng)物：由繁殖所獲得的微生物群體。(3)純培養(yǎng)：獲得的過程。2．步驟：微生物的純培養(yǎng)包括、、、和等步驟。3．酵母菌的純培養(yǎng)(1)原理：微生物群體分散或稀釋成，單個細胞繁殖成單個菌落。菌落：分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結構的，這就是菌落。(2)獲得單菌落的方法：采用法和法將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。(3)步驟①配制培養(yǎng)基去皮，切塊的馬鈴薯加熱煮沸至軟爛后，用紗布過濾，向濾液中加入適量葡萄糖（也可用蔗糖代替）、瓊脂，用蒸餾水定容。②滅菌轉移至錐形瓶中的培養(yǎng)基采用滅菌，培養(yǎng)皿進行滅菌③倒平板待培養(yǎng)基冷卻到左右時，在酒精燈火焰附近倒平板④接種和分離方法：原理：通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面，經(jīng)數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離得到⑤培養(yǎng)將接種后的平板和一個的平板倒置放入恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4.平板劃線法操作步驟(1)第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始，這樣做的目的是：。(2)操作第一步即取菌種之前及每次劃線之前都需要進行火焰灼燒滅菌，劃線操作結束時，仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒的目的填寫下表：項目第一次操作每次劃線之前劃線結束目的殺死接種環(huán)上原有的微生物殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于，使每次劃線菌種數(shù)目減少殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免微生物污染環(huán)境和感染(3)平板劃線時最后一次劃線為不能與第一次劃線相連的原因：。(4)在灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻后再進行劃線，以免。5．實驗結果的分析(1)培養(yǎng)未接種的培養(yǎng)基的目的是檢測培養(yǎng)基是否被(或檢查培養(yǎng)基制備是否合格)。未接種的培養(yǎng)基表面若有菌落生長，則說明培養(yǎng)基，應該重新制備；若無菌落生長，則說明。(2)在接種酵母菌的培養(yǎng)基上可觀察到獨立的菌落，這些菌落在顏色、形狀和大小上相似，酵母菌菌落一般表面，多呈。(3)若在培養(yǎng)基中觀察到不同形態(tài)的菌落，原因可能是，混入其他雜菌，或在實驗操作過程中被雜菌污染。1.幾種微生物的營養(yǎng)和能量來源微生物碳源氮源能源藍細菌CO2NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)等光能硝化細菌CO2NH3NH3的氧化根瘤菌糖類等有機物N2有機物大腸桿菌糖類、蛋白質等有機物蛋白質等有機物2.芽孢和孢子芽孢：有些細菌在一定的條件下，細胞里面形成一個橢圓形的休眠體(不是繁殖體)，叫作芽孢。芽孢的壁很厚，對干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強的抵抗力。例如，有的細菌的芽孢煮沸3小時以后才死亡。芽孢又小又輕，可以隨風飄散。當環(huán)境適宜(如溫度、水分適宜)的時候，芽孢又可以萌發(fā)，形成一個細菌。孢子：細菌、原生動物、真菌和植物等產(chǎn)生的一種有繁殖或休眠作用的生殖細胞。孢子的特點是能直接長成新個體。酵母菌純培養(yǎng)注意的問題(1)倒平板時，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。(2)倒平板時，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。(3)平板冷凝后，要將平板倒置的原因：因為平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，平板倒置后，既可避免培養(yǎng)基表面的水分過快地揮發(fā)，又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。(4)倒平板后不需要間歇晃動，以保持表面平整。（2020江蘇卷）(5)培養(yǎng)基滅菌后要冷卻到50°C左右時，開始倒平板，其原因是瓊脂是一種多糖，在98°C以上會融化，在44°C以下會凝固，倒平板時高于50°C會燙手，低于50°C時，如不及時操作，瓊脂會凝固。(6)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，那么這個平板不能用來培養(yǎng)微生物，因為空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。(7)在接種前隨機取若干個滅菌后的未接種的平板，先行培養(yǎng)了一段時間，這樣做的目的是檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格?！纠?】（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）垃圾分類有利于變廢為寶，減少環(huán)境污染。如圖為分類后餐廚垃圾資源化處理的流程設計。下列敘述錯誤的是（

）A．壓榨出的油水混合物可再加工，生產(chǎn)出多種產(chǎn)品B．添加的木屑有利于堆肥體通氣，還可作為某些微生物的碳源C．X中需要添加合適的菌種，才能產(chǎn)生沼氣D．為保證堆肥體中微生物的活性，不宜對堆肥體進行翻動【變式11】（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）某同學想從泡菜汁中篩選耐高鹽乳酸菌，進行了如下實驗：取泡菜汁樣品，劃線接種于一定NaCl濃度梯度的培養(yǎng)基，經(jīng)培養(yǎng)得到了單菌落。下列敘述正確的是（

）A．培養(yǎng)基pH需偏堿性 B．泡菜汁需多次稀釋后才能劃線接種C．需在無氧條件下培養(yǎng) D．分離得到的微生物均為乳酸菌【變式12】（2022·海南·統(tǒng)考高考真題）為探究校內植物園土壤中的細菌種類，某興趣小組采集園內土壤樣本并開展相關實驗。下列有關敘述錯誤的是（

）A．采樣時應隨機采集植物園中多個不同地點的土壤樣本B．培養(yǎng)細菌時，可選用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基C．土壤溶液稀釋倍數(shù)越低，越容易得到單菌落D．鑒定細菌種類時，除形態(tài)學鑒定外，還可借助生物化學的方法【例2】（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）高中生物學實驗中，下列實驗操作能達成所述目標的是（）A．用高濃度蔗糖溶液處理成熟植物細胞觀察質壁分離B．向泡菜壇蓋邊沿的水槽中注滿水形成內部無菌環(huán)境C．在目標個體集中分布的區(qū)域劃定樣方調查種群密度D．對外植體進行消毒以杜絕接種過程中的微生物污染【變式21】（2021·天津·統(tǒng)考高考真題）下列操作能達到滅菌目的的是（

）A．用免洗酒精凝膠擦手 B．制作泡菜前用開水燙洗容器C．在火焰上灼燒接種環(huán) D．防疫期間用石炭酸噴灑教室【變式22】（2022·天津·高考真題）下圖所示實驗方法的應用或原理，不恰當?shù)氖牵?/p>

）實驗方法應用原理A．分離綠葉中的色素B．不同色素在層析液中溶解度不同C．細菌計數(shù)D．逐步稀釋A．A B．B C．C D．D【例3】（2021·北京·統(tǒng)考高考真題）野生草本植物多具有根系發(fā)達、生長較快、抗逆性強的特點，除用于生態(tài)治理外，其中一些可替代木材栽培食用菌，收獲后剩余的菌渣可作肥料或飼料。相關敘述錯誤的是（）A．種植此類草本植物可以減少水土流失B．菌渣作為農(nóng)作物的肥料可實現(xiàn)能量的循環(huán)利用C．用作培養(yǎng)基的草本植物給食用菌提供碳源和氮源D．菌渣作飼料實現(xiàn)了物質在植物、真菌和動物間的轉移【變式31】（2011·重慶·高考真題）下列有關細菌培養(yǎng)的敘述，正確的是A．在瓊脂固體培養(yǎng)基上長出的單個菌落含有多種細菌B．在培養(yǎng)基中加入青霉素可抑制真菌而促進細菌生長C．向液體培養(yǎng)基中通入氧氣能促進破傷風桿菌的生長D．在半固體培養(yǎng)基中接種細菌培養(yǎng)后可以觀察其運動【變式32】（2016·江蘇·統(tǒng)考高考真題）漆酶屬于木質降解酶類，在環(huán)境修復、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領域有著廣泛用途。下圖是分離、純化和保存漆酶菌株的過程，相關敘述錯誤的是（

）A．生活污水中含有大量微生物，是分離產(chǎn)漆酶菌株的首選樣品B．篩選培養(yǎng)基中需要加入漆酶的底物，通過菌落特征挑出產(chǎn)漆酶的菌落C．在涂布平板上長出的菌落，在通過劃線進一步純化D．在適宜溫度下，接種后的斜面培養(yǎng)基上菌落長成后，可在低溫下臨時保存菌株1．婁底市某中學為宣傳正確佩戴口罩可降低呼吸道傳染疾病的風險進行了相關實驗。實驗中將牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基置于距正確佩戴口罩的實驗者口部前方50cm處，然后對著培養(yǎng)基講話1min或咳嗽2次，再進行微生物培養(yǎng)和觀察。下列敘述錯誤的是（）A．實驗中牛肉膏蛋白胨應為固體培養(yǎng)基，并進行嚴格滅菌B．實驗者對培養(yǎng)基進行處理后，放入20℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1~2dC．實驗中還應設置不戴口罩直接講話或咳嗽進行實驗對照D．培養(yǎng)結束后可根據(jù)菌落的形狀、大小、顏色等特征初步區(qū)分不同種的微生物2．（2024·云南大理·統(tǒng)考二模）肺炎支原體是支原體肺炎的主要致病菌，在患者體內采集樣本并制成菌液后，進行分離培養(yǎng)是診斷支原體肺炎的主要方法。下列有關敘述錯誤的是（

）A．肺炎支原體是一種無細胞壁的原核生物B．培養(yǎng)肺炎支原體的培養(yǎng)基中，一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等營養(yǎng)物質C．在對肺炎支原體進行純培養(yǎng)的過程中需要對接種環(huán)、培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基等進行滅菌D．微生物的純培養(yǎng)物就是不含有代謝廢物的微生物培養(yǎng)物3．（2024·廣東·一模）超市中酸奶的配料表顯示其有乳桿菌、嗜熱鏈球菌等乳酸菌。研究小組計劃將酸奶中的不同乳酸菌進行分離純化，下列操作的順序正確的是（

）①高壓蒸汽滅菌、倒固體平板②將酸奶進行系列稀釋③準備水、培養(yǎng)皿并配制培養(yǎng)基④挑取單菌落接種到斜面培養(yǎng)基⑤用涂布器涂布并進行37℃厭氧培養(yǎng)A．①→②→③→④→⑤ B．③→①→②→⑤→④C．①→③→②→⑤→④ D．②→③→①→④→⑤4．（2024·湖南株洲·統(tǒng)考一模）L天冬酰胺酶由細菌和真菌合成，可分解天冬酰胺釋放出氨，然后與奈斯勒試劑反應呈棕色。為篩選獲得L天冬酰胺酶高產(chǎn)菌株，設計了如下固體培養(yǎng)基。固體培養(yǎng)基：主要成分有牛肉膏、蛋白胨、水、NaCl、瓊脂、奈斯勒試劑。實驗結果如下圖。下列敘述錯誤的是（）A．根據(jù)實驗結果可知，接種時采用的是稀釋涂布平板法B．應選擇菌落C作為高產(chǎn)L天冬酰胺酶菌株進行大量培養(yǎng)C．該培養(yǎng)基從功能來看屬于選擇培養(yǎng)基，其中充當?shù)吹某煞质桥Ｈ飧郉．無菌技術還可以避免操作者被有害微生物感染，實驗結束后的培養(yǎng)基不能直接丟棄5．（2023·貴州黔東南·統(tǒng)考一模）某實驗小組篩選得到塑料降解菌，用來降解塑料，以解決塑料的污染問題。下列敘述錯誤的是（

）A．培養(yǎng)基滅菌后再依次分裝到各個培養(yǎng)皿中B．可采用平板劃線法來統(tǒng)計樣液中的細菌數(shù)量C．獲得塑料降解菌純培養(yǎng)物的關鍵是防止雜菌污染D．實驗結束后，已使用的培養(yǎng)基要滅菌后才能倒掉6．（2024·吉林長春·統(tǒng)考一模）生活飲用水中大腸桿菌超標會引起腸道外感染和急性腹瀉，嚴重時會危及生命。某研究小組利用表中的培養(yǎng)基對生活飲用水中的大腸桿菌進行培養(yǎng)和計數(shù)，下列敘述正確的是（

）成分蛋白胨蔗糖乳糖K2HPO4顯色劑（伊紅—亞甲藍）瓊脂含量10.0g5.0g2.0g2.0g0.2g12.0g將上述物質溶解后，用蒸餾水定容到1000mLA．按照用途劃分，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基B．配置培養(yǎng)基時，應先進行滅菌后再調節(jié)pH值C．計數(shù)時，應采用稀釋涂布平板法進行接種D．為防止雜菌污染，應向培養(yǎng)基中添加適量抗生素7．下列有關食品保存和發(fā)酵食品制作的敘述，正確的是（

）A．巴氏消毒法是將牛奶煮沸以殺死雜菌B．低氧保存果蔬可抑制微生物的細胞呼吸C．制作泡菜時需要先通入空氣然后再密封D．通過細菌的發(fā)酵作用可將豆腐變成腐乳8．某研究小組設計了一個利用作物秸稈生產(chǎn)燃料乙醇的小型實驗，實驗流程如圖所示(清水淋洗時菌T不會流失)。下列分析錯誤的是（

）A．在粉碎的秸稈中接種菌T是為了將秸稈中的纖維素大量分解B．淋洗液主要為酵母菌的生長繁殖提供碳源、能源等C．采用濕熱滅菌法對培養(yǎng)基進行滅菌時需控制壓力為100kPa，溫度為100℃D．與以糧食為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇相比，圖中方式能節(jié)約糧食和提高能量利用率9．原油中含有大量有害的、致癌的多環(huán)芳烴，土壤中有些細菌可以利用原油中的多環(huán)芳烴作為碳源，在培養(yǎng)基中形成分解圈。為篩選出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小組同學設計了相關實驗。下列有關實驗的敘述，不正確的是（

）A．應配制來源于被原油污染土壤的土壤稀釋液備用B．配制以多環(huán)芳烴為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基C．將土壤稀釋液滅菌后接種到選擇培養(yǎng)基上D．在選擇培養(yǎng)基上能形成分解圈的可能為所需菌種10．垃圾的生物處理是指利用生物（主要是微生物），將垃圾中的有機物轉化為穩(wěn)定的產(chǎn)物、能源和其他有用的物質的一種處理技術。下列有關敘述不合理的是（

）A．降解塑料（成分是聚乙烯）垃圾，需用聚乙烯作唯一碳源的培養(yǎng)基篩選菌種B．篩選降解石油的細菌時，培養(yǎng)基及接種工具分別需要干熱滅菌和灼燒滅菌C．厭氧技術處理生活垃圾，產(chǎn)生沼氣，實現(xiàn)了生活垃圾的能源化D．春季播種前利用微生物堆肥處理農(nóng)田秸稈，有利于提高土壤儲碳量11．熔噴布是生產(chǎn)口罩的重要材料，主要成分是聚丙烯，廢棄口罩會對環(huán)境造成污染。某人從土壤中分離到一種能分解聚丙烯的細菌。下列說法錯誤的是（）A．制備培養(yǎng)基時需要先將培養(yǎng)基的pH調節(jié)至中性或弱堿性，再滅菌、倒平板B．以聚丙烯為唯一碳源的培養(yǎng)基，按功能劃分，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基C．從土壤中分離能分解聚丙烯的細菌，可采用平板劃線法、稀釋涂布平板法接種D．對該菌進行擴大培養(yǎng)時，應持續(xù)增加培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質濃度，以提高菌種密度12．（2023·湖南婁底·漣源市第一中學校聯(lián)考模擬預測）某培養(yǎng)基成分如下：葡萄糖4～10g，（NH4）2SO44g，K2HPO47g，KH2PO42g，MgSO41g，CaCl20．02g，微量元素（Fe、Co、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo）各2～10μg，蒸餾水1000mL，pH7．2．下列相關敘述正確的是（

）A．從培養(yǎng)基組成來看，該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基B．從培養(yǎng)基的pH分析該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)霉菌C．去掉（NH4）2SO4，該培養(yǎng)基可用于選擇培養(yǎng)固氮微生物D．微量元素在生物體中含量很少，培養(yǎng)基中可以不加或少加13．（2024·陜西榆林·統(tǒng)考一模）固氮菌X廣泛分布于富含有機質的土壤中，具有生物固氮能力，可以將空氣中的氮氣轉化為植物能夠利用的氨態(tài)氮等，從而促進植物的生長發(fā)育。從土壤中分離固氮菌X的過程如圖所示，回答下列問題：(1)為了從土壤中獲取高效固氮的固氮菌X，科研人員常從的土壤中采樣。獲取到的土壤樣品，能不能進行滅菌?，理由是。(2)根據(jù)固氮菌X的特性進行培養(yǎng)基的配制時，需要用（填“不含氮源”或“富含氮源”）培養(yǎng)基。然后將土壤樣品進行圖中過程①的選擇培養(yǎng)，其目的是。再對固氮菌X進行過程②中的純培養(yǎng)，據(jù)圖分析，所采用的接種方法是。(3)研究人員分離得到甲、乙、丙三株固氮菌X，并進行了固氮能力的鑒定，實驗結果如表所示。固氮菌X甲乙丙氨態(tài)氮相對含量0.750.600.93據(jù)表分析，若要增強某片土壤的肥力，可選擇的菌種最好是，依據(jù)是。14．（2024·上海黃浦·統(tǒng)考一模）深海微生物研究：開展深海微生物研究對于開發(fā)海洋資源具有重要意義。我國研究人員采集了深海冷泉附近的沉積物樣品，采用新型分離策略，純化、鑒定得到了全新的擬桿菌菌株，并進一步研究了其生物學特性，具體過程如圖1所示，圖中I~V是操作步驟。(1)擬桿菌是厭氧生物，細胞呈彎曲桿狀，透射電鏡觀察細胞長2.0~6.0μm，寬0.5~0.8μm。擬桿菌一定具有的細胞結構是_____。（單選）A．線粒體 B．內質網(wǎng) C．細胞核 D．核糖體(2)研究人員經(jīng)基因組測序發(fā)現(xiàn)擬桿菌中與藻類多糖降解有關的基因數(shù)量明顯高于其他菌種，因此向基本培養(yǎng)基中分別添加不同藻類多糖來配制系列培養(yǎng)基①，并以此對菌種進行分離?；?/p>