高考生物培優(yōu)增分一輪全國經(jīng)典版講義第40講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

第40講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用[考綱明細(xì)]1.微生物的分離和培養(yǎng)2.某種微生物數(shù)量的測定3.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用4.利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用板塊一知識·自主梳理一、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)1．培養(yǎng)基(1)概念：人們按照微生物對營養(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)營養(yǎng)成分：水、碳源、氮源、無機(jī)鹽四類營養(yǎng)物質(zhì)，另外還需要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。(3)培養(yǎng)基的分類①按物理狀態(tài)分類②按功能分類2．無菌技術(shù)3．純化大腸桿菌及菌種的保藏(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基①步驟：計(jì)算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。②倒平板的過程a．在火焰旁右手拿錐形瓶，左手拔出棉塞。b．右手拿錐形瓶，使錐形瓶的瓶口迅速通過火焰。c．左手將培養(yǎng)皿打開一條縫隙，右手將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，左手立刻蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。d．待平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置，使皿蓋在下、皿底在上。(2)純化大腸桿菌①平板劃線法(圖中A)：通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(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。②稀釋涂布平板法(圖中B)：將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高時(shí)，即可獲得單個(gè)細(xì)菌形成的菌落。(3)菌種的保藏①對于頻繁使用的菌種，可以采用臨時(shí)保藏法。②對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏法。二、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)1．篩選菌株(1)自然界中目的菌株篩選的依據(jù)：根據(jù)它對生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。(2)實(shí)驗(yàn)室中微生物篩選的原理：人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長。(3)選擇培養(yǎng)基：允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制和阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基。2．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目(1)常用方法：稀釋涂布平板法。(2)統(tǒng)計(jì)依據(jù)當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。(3)活菌計(jì)算方法：每克樣品中的菌株數(shù)＝(C÷V)×M[其中C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)]。(4)其他方法：還可利用顯微鏡直接計(jì)數(shù)。3．設(shè)置對照設(shè)置對照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測試因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度，例如為了排除培養(yǎng)基被雜菌污染的可能性，需以未接種細(xì)菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)作為空白對照。4．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三、分解纖維素的微生物的分離1．纖維素酶(1)纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三種組分。2．纖維素分解菌的篩選(1)方法：剛果紅染色法。(3)培養(yǎng)基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。(4)實(shí)驗(yàn)流程◆深入思考1．配制培養(yǎng)基時(shí)平板冷凝后，為什么要將平板倒置？提示平板冷凝后，皿蓋上會凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。2．為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？提示在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。◆自查診斷1．培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽。()答案√2．為了防止污染，接種環(huán)經(jīng)火焰滅菌后應(yīng)趁熱快速挑取菌落。()答案×3．用稀釋涂布平板法純化大腸桿菌時(shí)，只要稀釋度足夠高，就能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。()答案√4．對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)只能采用稀釋涂布平板法，而不能用平板劃線法。()答案×5．剛果紅可以與纖維素形成透明復(fù)合物，所以可通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。()答案×板塊二考點(diǎn)·題型突破考點(diǎn)1培養(yǎng)基及微生物的純化培養(yǎng)技術(shù)題型一培養(yǎng)基1．下表為某培養(yǎng)基的配方，下列敘述正確的是()A．從物理性質(zhì)看該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，從用途看該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基B．該培養(yǎng)基中屬于碳源的物質(zhì)主要是葡萄糖，屬于氮源的物質(zhì)是蛋白胨C．該培養(yǎng)基缺少提供生長因子的物質(zhì)D．該培養(yǎng)基調(diào)節(jié)合適的pH后就可以接種使用答案B解析從用途看該培養(yǎng)基屬于鑒別培養(yǎng)基，A錯(cuò)誤；微生物的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括氮源、碳源、水和無機(jī)鹽等，培養(yǎng)基中屬于碳源的物質(zhì)主要是葡萄糖，屬于氮源的物質(zhì)是蛋白胨，B正確；生長因子主要包括維生素、氨基酸和堿基等，它們一般是酶和核酸的組成成分，蛋白胨可以提供生長因子，C錯(cuò)誤；該培養(yǎng)基調(diào)節(jié)合適的pH后經(jīng)滅菌后才可以接種使用，D錯(cuò)誤。2．關(guān)于制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的敘述錯(cuò)誤的是()A．操作順序?yàn)橛?jì)算、稱量、溶化、倒平板、滅菌B．將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放入燒杯C．等培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)進(jìn)行倒平板D．待平板冷卻凝固5～10min后將平板倒過來放置答案A解析操作順序?yàn)橄葴缇俚蛊桨?，A錯(cuò)誤；應(yīng)該將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放入燒杯，B正確；培養(yǎng)基冷卻至50℃左右既沒有凝固，同時(shí)又不燙手，可以進(jìn)行倒平板，C正確；為了防止冷卻過程中培養(yǎng)皿蓋上凝集的水珠對平板的污染，培養(yǎng)基冷卻凝固后就要將平板倒過來放置，D正確。技法提升1.培養(yǎng)基的配制原則(1)目的要明確：配制時(shí)應(yīng)根據(jù)微生物的種類、培養(yǎng)目的等確定配制的培養(yǎng)基種類。(2)營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。(3)pH要適宜：細(xì)菌為6.5～7.5，放線菌為7.5～8.5，真菌為5.0～6.0，培養(yǎng)不同微生物所需的pH不同。2.培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的確定方法不同種類的微生物代謝特點(diǎn)不同，因此對培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的需求也不同。如：(1)自養(yǎng)型微生物所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)是無機(jī)鹽，碳源可來自大氣中的CO2，氮源可由含氮無機(jī)鹽提供。(2)異養(yǎng)型微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)主要是有機(jī)物(即碳源)，必須由含碳有機(jī)物提供，氮源也主要是由有機(jī)物提供，部分異養(yǎng)型微生物也可以利用無機(jī)氮源。題型二無菌技術(shù)3．消毒和滅菌是兩個(gè)不同的概念，滅菌是指徹底殺滅微生物使其永遠(yuǎn)喪失生長繁殖的能力。消毒僅指殺死一部分對人體有害的病原菌而對被消毒的物體基本無害。下列哪些事物適用于消毒處理()①皮膚②飲用水③牛奶④注射器⑤培養(yǎng)皿⑥接種環(huán)⑦培養(yǎng)基⑧果汁⑨醬油⑩手術(shù)刀A．①②③⑧⑨ B．④⑤⑥⑦⑩C．①②④⑤⑥⑧ D．以上全部答案A解析消毒指用比較溫和的方法殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞，適用于那些不耐高溫的液體，如③牛奶、⑧果汁、⑨醬油，這樣可以使其中的營養(yǎng)成分不被破壞。另外對要求不是很嚴(yán)格的①皮膚、②飲用水也用消毒的方法處理。而對于嚴(yán)格要求的④注射器、⑤培養(yǎng)皿、⑥接種環(huán)、⑦培養(yǎng)基、⑩手術(shù)刀等必須進(jìn)行滅菌處理。所以，①②③⑧⑨應(yīng)該用消毒的方法處理。4．在微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)中，下列操作不需要在無菌條件下進(jìn)行的是()A．配制培養(yǎng)基 B．倒平板C．接種 D．菌液稀釋答案A解析配制培養(yǎng)基時(shí)不需要無菌操作，因?yàn)榕渲坪蟮呐囵B(yǎng)基需要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，而其他三項(xiàng)為防止雜菌的污染，均需要進(jìn)行無菌操作。故選A。題型三微生物的純化技術(shù)5．平板劃線法和稀釋涂布平板法是純化微生物的兩種常用方法，下列描述正確的是()A．都要將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋B．平板劃線法是將不同稀釋度的菌液通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作C．稀釋涂布平板法是將不同稀釋度的菌液倒入液體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)D．都會在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落答案D解析平板劃線法不需要進(jìn)行梯度稀釋，A錯(cuò)誤；稀釋涂布平板法是將不同稀釋度的菌液滴加到固體培養(yǎng)基的表面，B、C錯(cuò)誤；平板劃線法和稀釋涂布平板法都能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落，D正確。6．下圖是微生物平板劃線示意圖。劃線的順序?yàn)?、2、3、4、5。下列操作方法正確的是()A．操作前要將接種環(huán)放在火焰旁滅菌B．劃線操作須在火焰上進(jìn)行C．在5區(qū)域中才有可能得到所需菌落D．在1、2、3、4、5區(qū)域中劃線前后都要對接種環(huán)進(jìn)行滅菌答案D解析接種環(huán)滅菌時(shí)應(yīng)放在火焰上，而不是火焰旁，A錯(cuò)誤；劃線操作應(yīng)在火焰旁，而不是火焰上，否則接種微生物會全部死亡，B錯(cuò)誤；如果菌種密度低，則在5區(qū)域前面就有可能得到所需單菌落，C錯(cuò)誤。技法提升1.兩種純化細(xì)菌的方法的比較2.平板劃線操作的注意事項(xiàng)(1)灼燒接種環(huán)，待其冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。(2)第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始，能使微生物的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落。(3)劃線時(shí)最后一區(qū)不要與第一區(qū)相連。(4)劃線用力大小要適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。(5)操作第一步即取菌種之前及每次劃線之前都需要進(jìn)行火焰灼燒滅菌，劃線操作結(jié)束時(shí)，仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒目的如下表：考點(diǎn)2微生物的篩選與計(jì)數(shù)題型一選擇培養(yǎng)基的成分及配制1．選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類微生物的特殊營養(yǎng)要求或?qū)σ恍┪锢怼⒒瘜W(xué)抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來。為選擇酵母菌和硝化細(xì)菌，應(yīng)選用的培養(yǎng)基分別為()A．伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基、含青霉素的培養(yǎng)基B．含青霉素的培養(yǎng)基、含氨的無機(jī)培養(yǎng)基C．含氨的無機(jī)培養(yǎng)基、含青霉素的培養(yǎng)基D．含青霉素的培養(yǎng)基、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基答案B解析酵母菌是真菌，通常可以用含青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)，因?yàn)榍嗝顾啬芤种萍?xì)菌生長，但不能抑制真菌生長；硝化細(xì)菌為自養(yǎng)型生物，能夠利用氨轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛岷拖跛崴尫诺哪芰?，把無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物以維持自身生命活動，利用含氨的無機(jī)培養(yǎng)基可進(jìn)行選擇培養(yǎng)。2．原油中含有大量有害的、致癌的多環(huán)芳烴。土壤中有些細(xì)菌可以利用原油中的多環(huán)芳烴為碳源，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(xué)設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是()A．應(yīng)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性培養(yǎng)基C．將土壤稀釋液滅菌后接種到選擇性培養(yǎng)基上D．在選擇性培養(yǎng)基上能形成分解圈的即為所需菌種答案C解析被原油污染的土壤中含有較多的能夠利用多環(huán)芳烴為碳源的細(xì)菌，A正確；在以多環(huán)芳烴為唯一碳源的選擇性培養(yǎng)基上只有能利用多環(huán)芳烴的微生物才能生長繁殖，B正確；將土壤稀釋液滅菌后會導(dǎo)致土壤中所需要的微生物死亡，C錯(cuò)誤；在選擇性培養(yǎng)基上能形成分解圈說明該菌落中的微生物能利用多環(huán)芳烴，D正確。技法提升選擇培養(yǎng)基的作用原理(1)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌；加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在滿足基本所需培養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上加入。(2)改變培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，如缺乏氮源時(shí)可以分離出固氮微生物；以石油作為唯一碳源時(shí)，可以分離出能消除石油污染的微生物。(3)改變微生物的培養(yǎng)條件，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物。題型二微生物的篩選與計(jì)數(shù)3．苯酚是工業(yè)生產(chǎn)排放的有毒污染物質(zhì)，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產(chǎn)生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得只能利用苯酚的細(xì)菌菌株，篩選的主要步驟如圖所示，①為土壤樣品。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖中②培養(yǎng)目的菌株的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入苯酚作為唯一碳源B．如果要測定②中活細(xì)菌的數(shù)量，常采用稀釋涂布平板法C．若圖中④為對照實(shí)驗(yàn)，則其中應(yīng)以苯酚作為唯一碳源D．使用平板劃線法可以在⑥上獲得單菌落答案C解析要篩選能夠分解苯酚的微生物，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入苯酚作為唯一碳源，A正確；在微生物的分離純化過程中常用的方法有稀釋涂布平板法和平板劃線法；如果要測定②中活細(xì)菌的數(shù)量，常采用稀釋涂布平板法，使用平板劃線法可以在⑥上獲得單菌落，B、D正確；若圖中④為對照實(shí)驗(yàn)，則培養(yǎng)基中不應(yīng)加苯酚，C錯(cuò)誤。4．下表是某同學(xué)列出的分離土壤中微生物的培養(yǎng)基配方，據(jù)此回答下列問題：(1)從作用上看，該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基，提供氮源的物質(zhì)是________，細(xì)菌能利用該氮源是由于體內(nèi)能合成________酶。(2)在對分離的能分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行鑒定時(shí)，還需在培養(yǎng)基中加入________指示劑，若指示劑變________，說明有目的菌株存在。(3)為了測定微生物的數(shù)量，接種時(shí)應(yīng)采用________________法，某同學(xué)在4個(gè)培養(yǎng)基上分別接種稀釋倍數(shù)為106的土壤樣液0.1mL，培養(yǎng)后菌落數(shù)分別為180、155、176、129個(gè)，則每毫升原土壤樣液中上述微生物的數(shù)量為________個(gè)，測定的活菌數(shù)比實(shí)際活菌數(shù)________(填“低”“高”或“基本一致”)。答案(1)選擇尿素脲(催化尿素分解的)(2)酚紅紅(3)稀釋涂布平板1.6×109低解析(1)題干指出表中是分離土壤中微生物的培養(yǎng)基配方，其中尿素是唯一氮源，能生長的菌落說明能利用尿素中的氮源，以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基可以選擇尿素分解菌，所以從用途上看，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。(2)在對分離的能分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行鑒定時(shí)，還需在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若指示劑變紅，說明有目的菌株存在。(3)純化微生物可以用稀釋涂布平板法和平板劃線法，其中稀釋涂布平板法能用于微生物的計(jì)數(shù)。1mL原土壤樣液中上述微生物數(shù)量＝(180＋155＋176＋129)÷4×106×10＝1.6×109個(gè)；稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)的數(shù)量比實(shí)際數(shù)量會偏少，原因是當(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。知識拓展微生物的篩選與鑒別方法(1)微生物的篩選方法(2)微生物的鑒別方法板塊三方向·真題體驗(yàn)1．[2017·全國卷Ⅰ]某些土壤細(xì)菌可將尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用?；卮鹣铝袉栴}：(1)有些細(xì)菌能分解尿素，有些細(xì)菌則不能，原因是前者能產(chǎn)生________。能分解尿素的細(xì)菌不能以尿素的分解產(chǎn)物CO2作為碳源，原因是___________________________________________。但可用葡萄糖作為碳源，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是_____________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(2)為了篩選可分解尿素的細(xì)菌，在配制培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)選擇________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作為氮源，不選擇其他兩組的原因是______________________________。(3)用來篩選分解尿素細(xì)菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。答案(1)脲酶分解尿素的細(xì)菌是異養(yǎng)生物，不能利用CO2來合成有機(jī)物為細(xì)胞生命活動提供能量，為其他有機(jī)物的合成提供原料(2)尿素其他兩組都含有NH4NO3，能分解尿素的細(xì)菌和不能分解尿素的細(xì)菌都能利用NH4NO3，不能起到篩選作用(3)為細(xì)菌生長提供無機(jī)營養(yǎng)，作為緩沖劑保持細(xì)胞生長過程中pH穩(wěn)定解析(1)有些細(xì)菌能分解尿素是因?yàn)檫@些細(xì)菌能產(chǎn)生脲酶，將尿素分解成CO2和NH3。能分解尿素的細(xì)菌是異養(yǎng)生物，不能利用CO2作為碳源合成有機(jī)物，但這些細(xì)菌可用葡萄糖作為碳源，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是作為能源物質(zhì)氧化分解為細(xì)胞生命活動提供能量，為其他有機(jī)物的合成提供原料。(2)為了篩選可分解尿素的細(xì)菌，在配制培養(yǎng)基時(shí)，應(yīng)選擇尿素作為唯一氮源，這樣只有能分解尿素的細(xì)菌才能在培養(yǎng)基上生存。若選擇“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”作為氮源，能分解尿素的細(xì)菌和不能分解尿素的細(xì)菌都能利用NH4NO3，不能起到篩選作用。(3)用來篩選分解尿素細(xì)菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4和Na2HPO4，它們可以為細(xì)菌生長提供無機(jī)營養(yǎng)；同時(shí)，KH2PO4和Na2HPO4還可以作為緩沖劑保持細(xì)胞生長過程中pH穩(wěn)定。2．[2016·全國卷Ⅲ]某同學(xué)用新鮮的泡菜濾液為實(shí)驗(yàn)材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣?；卮鹣铝袉栴}：(1)分離純化乳酸菌時(shí)，首先需要用________對泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋，進(jìn)行梯度稀釋的理由是____________________________。(2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有__________________和__________________。分離純化時(shí)應(yīng)挑選出________________的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在－20℃長期保存時(shí)，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。答案(1)無菌水泡菜濾液中菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落(2)鑒別乳酸菌中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油解析(1)分離純化乳酸菌時(shí)，由于泡菜濾液中乳酸菌的濃度高，因此需要用無菌水對泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋，其目的是將聚集在一起的乳酸菌分散成單個(gè)細(xì)胞，以便在培養(yǎng)基表面形成單菌落。(2)乳酸菌代謝過程中可產(chǎn)生乳酸，若在培養(yǎng)基中加入碳酸鈣，則碳酸鈣既可以中和乳酸，又可以在乳酸菌菌落的周圍出現(xiàn)明顯透明圈，據(jù)此可以用于乳酸菌的鑒別。(3)乳酸菌在－20℃長期保存時(shí)，為了避免水結(jié)冰產(chǎn)生冰晶損傷細(xì)胞，在菌液中常需要加入一定量的甘油。3．[2016·全國卷Ⅰ]空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；②制作無菌平板；③設(shè)置空白對照組和若干實(shí)驗(yàn)組，進(jìn)行相關(guān)操作；④將各組平板置于37℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)各組平板上菌落的平均數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于____________。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是________。(2)步驟③中，實(shí)驗(yàn)組的操作是___________________________。(3)若在某次調(diào)查中，某一實(shí)驗(yàn)組平板上菌落平均數(shù)為36個(gè)/平板，而空白對照組的一個(gè)平板上出現(xiàn)了6個(gè)菌落，這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了__________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個(gè)/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法__________(填“正確”或“不正確”)。答案(1)牛肉膏、蛋白胨瓊脂(2)將各實(shí)驗(yàn)組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時(shí)間(3)污染不正確解析(1)培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨可為培養(yǎng)基中的微生物提供氮源；制備固體培養(yǎng)基需加入瓊脂。(2)該實(shí)驗(yàn)的目的是了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況，所以需在教室不同高度的位置分別用平板收集微生物即開蓋暴露一段時(shí)間。(3)該實(shí)驗(yàn)中空白對照組不應(yīng)出現(xiàn)菌落，若空白對照組出現(xiàn)了菌落，則說明此次調(diào)查中出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)組的污染情況不能確定，故不能用實(shí)驗(yàn)組與空白對照組菌落數(shù)的差值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而應(yīng)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4．[2015·全國卷Ⅰ]已知微生物A可以產(chǎn)生油脂，微生物B可以產(chǎn)生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生產(chǎn)?；卮鹩嘘P(guān)問題：(1)顯微觀察時(shí)，微生物A菌體中的油脂通?？捎胈_______染色。微生物A產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，可選用________(填“萃取法”或“水蒸氣蒸餾法”)從菌體中提取。(2)為了從自然界中獲得能產(chǎn)生脂肪酶的微生物B的單菌落，可從含有油料作物種子腐爛物的土壤中取樣，并應(yīng)選用以________為碳源的固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。(3)若要測定培養(yǎng)液中微生物B的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用________________直接計(jì)數(shù)；若要測定其活菌數(shù)量，可選用________________法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)為了確定微生物B產(chǎn)生的脂肪酶的最適溫度，某同學(xué)測得相同時(shí)間內(nèi)，在35℃、40℃、45℃溫度下降解10g油脂所需酶量依次為4mg、1mg、6mg，則上述三個(gè)溫度中，________℃條件下該酶活力最小。為了進(jìn)一步確定該酶的最適溫度，應(yīng)圍繞________℃設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。答案(1)蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)萃取法(2)油脂(3)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板稀釋涂布平板(4)4540解析(1)脂肪可用蘇丹Ⅲ染液(或蘇丹Ⅳ染液)進(jìn)行染色。微生物A產(chǎn)生的油脂不易揮發(fā)，不能用水蒸氣蒸餾法提取，應(yīng)用萃取法加以提取。(2)能產(chǎn)生脂肪酶的微生物B可存在于含有油料作物種子的腐爛物的土壤中，為了選擇培養(yǎng)，固體培養(yǎng)基上應(yīng)以油脂作為唯一碳源。(3)測定培養(yǎng)液中的微生物的菌體數(shù)，可在顯微鏡下用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)；而要測定活菌數(shù)，則可利用稀釋涂布平板法進(jìn)行計(jì)數(shù)。(4)酶量需要最多的溫度下，其酶活力最小，即酶活力最小的溫度應(yīng)為45℃。三個(gè)溫度下酶活力最大的溫度是40℃，但40℃不一定是該酶的最適溫度，故應(yīng)圍繞40℃設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)一、選擇題1．下列關(guān)于對微生物篩選的敘述中不正確的是()A．利用高溫培養(yǎng)條件篩選耐熱的Taq細(xì)菌B．用不含碳源的培養(yǎng)基篩選出自養(yǎng)微生物C．用含酚紅的培養(yǎng)基篩選出能分解尿素的菌株D．用高濃度NaCl的培養(yǎng)基篩選耐鹽突變菌株答案C解析Taq耐熱菌需要利用高溫來篩選，A正確；自養(yǎng)型微生物可以利用大氣中CO2作為碳源，所以在不含碳源的培養(yǎng)基上自養(yǎng)微生物可以存活，B正確；用以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基篩選分解尿素的菌株，可以用含酚紅的培養(yǎng)基進(jìn)行鑒別，C錯(cuò)誤；耐鹽突變株應(yīng)用含高鹽的培養(yǎng)基篩選，D正確。2．甲、乙、丙是三種微生物，下表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用來培養(yǎng)微生物的三種培養(yǎng)基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生長繁殖；甲能在Ⅰ中正常生長繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生長繁殖，甲、丙都不能。下列說法正確的是()A．甲、乙、丙都是異養(yǎng)微生物B．甲、乙都是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物C．甲是異養(yǎng)微生物、乙是固氮微生物、丙是自養(yǎng)微生物D．甲是固氮微生物、乙是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物答案D解析Ⅰ培養(yǎng)基中缺少氮源，而甲能在此培養(yǎng)基中生長，說明甲能固氮，屬于固氮微生物；Ⅱ培養(yǎng)基中缺少碳源，而乙能在此培養(yǎng)基中生長，說明乙能合成有機(jī)物，屬于自養(yǎng)微生物；Ⅲ是完全培養(yǎng)基，但丙只能在此培養(yǎng)基上生存，說明丙是異養(yǎng)微生物。3．某學(xué)者欲研究被石油污染過的土壤中細(xì)菌的數(shù)量，并從中篩選出能分解石油的細(xì)菌。下列操作錯(cuò)誤的是()A．利用平板劃線法對細(xì)菌進(jìn)行計(jì)數(shù)B．用以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選C．采用稀釋涂布平板法分離菌種D．稱取和稀釋土壤樣品時(shí)應(yīng)在酒精燈火焰旁答案A解析分離細(xì)菌常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法，但平板劃線法不能用來計(jì)數(shù)，A錯(cuò)誤，C正確；篩選能分解石油的細(xì)菌，要以石油作為培養(yǎng)基中唯一的碳源，B正確；篩選細(xì)菌的整個(gè)操作過程都需要在無菌條件下進(jìn)行，所以在稱取和稀釋土壤樣品時(shí)應(yīng)在酒精燈火焰旁進(jìn)行，D正確。4．分離出的微生物還要進(jìn)行鑒定，而微生物的鑒定需要鑒別培養(yǎng)基，下列不屬于鑒別培養(yǎng)基的是()A．加入酚紅的培養(yǎng)基B．加入剛果紅的培養(yǎng)基C．加入伊紅—美藍(lán)(能使大腸桿菌有特殊的金屬光澤)的培養(yǎng)基D．加入纖維素粉的培養(yǎng)基答案D解析鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)在培養(yǎng)基中加入一些指示劑配制而成的，如酚紅、伊紅—美藍(lán)、剛果紅等，而纖維素粉不能起到鑒別的作用。5．下列關(guān)于“檢測土壤中細(xì)菌總數(shù)”的實(shí)驗(yàn)操作的敘述，錯(cuò)誤的是()A．用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，高溫、高壓滅菌后倒平板B．取稀釋倍數(shù)為104、105、106的土壤稀釋液和無菌水各0.1mL涂布于不同的平板上C．將實(shí)驗(yàn)組和對照組平板倒置，37℃恒溫培養(yǎng)24～48小時(shí)D．確定對照組無菌后，選擇菌落數(shù)在300個(gè)以上的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)答案D解析檢測土壤中細(xì)菌總數(shù)時(shí)，要先用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，經(jīng)高溫、高壓滅菌后倒平板，然后取稀釋倍數(shù)為104、105、106的土壤稀釋液和無菌水各0.1mL，分別涂布于各組平板上，將實(shí)驗(yàn)組和對照組平板倒置，37℃恒溫培養(yǎng)24～48小時(shí)，最后在確定對照組無菌后，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)選擇菌落數(shù)在30～300個(gè)的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。二、非選擇題6．[2017·豫南九校聯(lián)考]如表所示為某微生物培養(yǎng)基的配方，請回答：(1)依物理性質(zhì)劃分，該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基；依用途劃分，則屬于________培養(yǎng)基。(2)依培養(yǎng)基的成分，所培養(yǎng)微生物的同化作用類型是________。(3)如要鑒定自來水中的大腸桿菌是否超標(biāo)，至少要加入________、________和________，除去________。答案(1)液體選擇(2)異養(yǎng)型(3)瓊脂伊紅美藍(lán)青霉素解析(1)該培養(yǎng)基中無凝固劑瓊脂，屬于液體培養(yǎng)基。該培養(yǎng)基含有抗生素(青霉素)，屬于選擇培養(yǎng)基。(2)該培養(yǎng)基中含有有機(jī)碳源，可見所培養(yǎng)的微生物是異養(yǎng)型生物。(3)微生物的鑒定常用固體培養(yǎng)基，故應(yīng)向此培養(yǎng)基中加入凝固劑瓊脂；由于大腸桿菌不能在含青霉素的培養(yǎng)基中生存，還應(yīng)該除去青霉素，伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌菌落呈紫黑色并帶有綠色金屬光澤。7．高溫淀粉酶在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中有很大的實(shí)用性。研究者從熱泉中篩選出了能高效生產(chǎn)高溫淀粉酶的嗜熱菌，其篩選過程如圖所示。請據(jù)圖回答：(1)Ⅰ號培養(yǎng)基從物理狀態(tài)來看，屬于固體培養(yǎng)基，配制時(shí)要加入________作為凝固劑，從用途來看屬于選擇培養(yǎng)基，應(yīng)以________作為唯一碳源。(2)配制固體培養(yǎng)基的基本步驟是()A．計(jì)算、稱量、倒平板、溶化、滅菌B．計(jì)算、稱量、溶化、倒平板、滅菌C．計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板D．計(jì)算、稱量、滅菌、溶化、倒平板(3)溶化時(shí)，燒杯中加入瓊脂后要不停地________，防止瓊脂糊底引起燒杯破裂。對培養(yǎng)基滅菌的方法一般為________________。(4)①過程是________，②過程所使用的接種方法是________________法。(5)部分嗜熱菌在Ⅰ號培養(yǎng)基上生長時(shí)可釋放________分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈，挑選相應(yīng)的菌落，接種到Ⅱ號培養(yǎng)基進(jìn)一步分離純化后，再對菌種進(jìn)行________培養(yǎng)。答案(1)瓊脂淀粉(2)C(3)攪拌高壓蒸汽滅菌(4)稀釋稀釋涂布平板(5)淀粉酶擴(kuò)大解析固體培養(yǎng)基通常加入瓊脂作為凝固劑。本實(shí)驗(yàn)的目的是獲得產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌，故其選擇培養(yǎng)基中應(yīng)以淀粉作為唯一碳源。配制固體培養(yǎng)基的基本步驟是計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。配制培養(yǎng)基加熱溶化時(shí)，要注意加入瓊脂后要不斷攪拌，防止瓊脂糊底和溢出。對培養(yǎng)基的滅菌一般采用高壓蒸汽滅菌。仔細(xì)觀察題圖可知，過程①是菌液稀釋過程，②是采用稀釋涂布平板法接種。能產(chǎn)生淀粉酶的部分細(xì)菌能分解利用淀粉，其菌落周圍會出現(xiàn)透明圈，取這樣的菌落再分離純化可獲得相應(yīng)菌種，以后可以擴(kuò)大培養(yǎng)用于生產(chǎn)。8．[2017·石家莊質(zhì)檢]為了分離和純化高效分解石油的細(xì)菌，科研人員利用被石油污染過的土壤進(jìn)行如圖A所示的實(shí)驗(yàn)。(1)配制好的培養(yǎng)基通常使用________________法滅菌。步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比，最大的區(qū)別是________________。(2)同學(xué)甲進(jìn)行步驟④的操作，其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖B所示。該同學(xué)的接種方法是____________，出現(xiàn)圖B結(jié)果可能的操作失誤是______________________________。(3)同學(xué)乙也按照同學(xué)甲的接種方法進(jìn)行了步驟④的操作：將1mL樣品稀釋100倍，在3個(gè)平板上分別接入0.1mL稀釋液；經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后，3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為56、58和57。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為________個(gè)。(4)步驟⑤需要振蕩培養(yǎng)，原因是________________________。(5)步驟⑤后取樣測定石油含量的目的是__________________。答案(1)高壓蒸汽滅菌石油是唯一碳源(2)稀釋涂布平板法涂布不均勻(3)5.7×107(4)提高培養(yǎng)液中(溶解)氧的含量，通過振蕩可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率(5)篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌解析(1)配制好的培養(yǎng)基通常使用高壓蒸汽滅菌法滅菌，步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比，最大的區(qū)別是石油是唯一碳源。(2)圖B所示的接種方法是稀釋涂布平板法，出現(xiàn)圖B結(jié)果可能的操作失誤是涂布不均勻。(3)每升樣品中的活菌數(shù)為(56＋58＋57)÷3÷0.1×1000×100＝5.7×107個(gè)。(4)振蕩培養(yǎng)的目的一是提高培養(yǎng)液中(溶解)氧的含量，二是通過振蕩可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。(5)細(xì)菌將石油分解后石油的含量會減少，所以步驟⑤后取樣測定石油含量的目的是篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌。9．[2017·山西太原一模]玉米秸稈含有大量的纖維素，用纖維素酶分解秸稈后的產(chǎn)物可以生產(chǎn)酒精。研究人員用化合物A、硝酸鹽、磷酸鹽以及微量元素配制培養(yǎng)基，成功地篩選到能產(chǎn)生纖維素酶的微生物。請分析回答：(1)纖維素酶至少包括________、________、__________三種組分，在這三種酶的作用下，纖維素最終被水解成________。(2)培養(yǎng)基中加入的化合物A是________，為微生物的生長提供碳源，這種培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基，對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)常用的滅菌法為_______________________________________________。(3)在篩選纖維素分解菌的過程中，通常用________染色法；如果培養(yǎng)基某部位出現(xiàn)________現(xiàn)象，則說明存在纖維素分解菌。(4)用獲得的糖液發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，常用的微生物是________，在________________發(fā)酵液中，該菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他生物受到抑制。常用________________法對該菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測是否產(chǎn)生酒精的常用試劑是________________，會變?yōu)開_______色。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，使用過的培養(yǎng)基應(yīng)該進(jìn)行________處理后才能倒掉，這樣做的目的是保護(hù)環(huán)境。答案(1)C1酶CX酶葡萄糖苷酶葡萄糖(2)纖維素選擇高壓蒸汽滅菌(3)剛果紅透明圈(4)酵母菌酸性且缺氧稀釋涂布平板(其他答案正確也可)酸性重鉻酸鉀灰綠(5)滅菌解析(1)纖維素的單體是葡萄糖，纖維素酶能夠?qū)⒗w維素水解成葡萄糖。纖維素酶是一種復(fù)合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)根據(jù)題干信息可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖呛Y選到能產(chǎn)生纖維素酶的微生物，因此培養(yǎng)基應(yīng)以纖維素作為唯一碳源，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基，對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)常用的滅菌法為高壓蒸汽滅菌。(3)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(4)酵母菌無氧呼吸時(shí)產(chǎn)生乙醇，所以用獲得的糖液發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，常用的微生物是酵母菌，在酸性且缺氧發(fā)酵液中，該菌可以生長繁殖，而絕大多數(shù)其他生物受到抑制，常用稀釋涂布平板法對該菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。酒精與酸性的重鉻酸鉀發(fā)生反應(yīng)，由橙色變?yōu)榛揖G色。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為了保護(hù)環(huán)境和防止操作者被感染，對使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。10．為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細(xì)菌含量，并進(jìn)行了細(xì)菌分離等工作?；卮鹣铝袉栴}：(1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中的細(xì)菌含量。在涂布接種前，隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間，這樣