微生物的培养和利用\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n基础梳理——系统化知识点一 微生物的实验室培养1．培养基氮源无机盐液体培养基鉴别培养基pH氧气\n2．无菌技术化学药剂消毒法干热灭菌高压蒸汽灭菌外来杂菌\n3．大肠杆菌的纯化培养称量灭菌平板划线法甘油管藏法\n知识点二 土壤中分解尿素的细菌的分离酚红样品稀释培养观察以尿素为唯一氮源稀释涂布平板法\n知识点三 分解纤维素的微生物的分离1．实验原理纤维二糖CX葡萄糖苷刚果红红色复合物透明圈\n2．实验流程纤维素纤维素为唯一碳源梯度稀释鉴别纤维素分解菌透明圈\n基能过关——问题化一、判一判1．判断关于微生物培养技术相关叙述的正误(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。()√×√×√\n2．判断关于微生物分离相关叙述的正误(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。()××√××\n二、连一连1．无菌技术的主要方法及适用对象(连线)\n2．以下几种选择培养基和鉴别培养基及其应用(连线)\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[选修1P18“旁栏小资料”]微生物的接种技术只有平板划线法和稀释涂布平板法吗？微生物接种的核心是什么？提示：不是，微生物的接种技术还包括斜面接种、穿刺接种等方法；接种的核心是防止杂菌污染，以保证培养物的纯度。\n2．[选修1P26“旁栏小资料”]细菌数目的测定还有哪些方法？试举例说明。提示：滤膜法。测定饮用水中大肠杆菌的数目可以采用滤膜法。\n3．研究人员在刚果红培养基平板上筛选到了几株有透明降解圈的菌落如图1所示，将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如图2，请分析：\n(1)透明圈是如何形成的？(2)图中透明圈大小代表了什么？降解纤维素能力最强的菌株是哪种？(3)结合图2推测哪种菌株更适合用于人工瘤胃发酵？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，故可形成透明圈。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。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。\n高效课堂\n考点一 微生物的实验室培养任务驱动·探究突破任务1据某微生物培养基的配方表回答下列问题(1)此培养基按物理性质划分属于________培养基，因为没有凝固剂(如琼脂)；按功能划分属于________培养基，因为没有碳源，只有______微生物才能生长(利用空气中的CO2)。(2)此培养基含有微生物所需的营养成分包括水、______和______三类，若加入氨基酸，则它可充当的营养成分包括______、______和生长因子。(3)若要观察微生物的菌落特征，培养基中应添加的成分是凝固剂(琼脂)。(4)若用该培养基来分离尿素分解菌，应除去表中______成分(填表中序号)，加入______和不含氮元素的有机物。编号①②③④⑤成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O含量0.4g4.0g0.5g0.5g100mL液体选择自养型无机盐氮源碳源氮源①尿素\n1．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、培养目的等来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：真菌为5.0～6.0，细菌所需pH为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，故培养不同微生物所需pH不同。\n2．培养基的营养构成(1)各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(2)不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。3．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，如硝酸盐等。(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，如糖类、脂肪酸等；氮源也主要由有机物提供，如尿素、牛肉膏等，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。\n任务2据两种接种方法产生的培养效果图完成下列问题(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是______________、____________。(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一片，其最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？稀释涂布平板法平板划线法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灭菌。\n任务3大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基①操作步骤称量灭菌倒平板\n②倒平板的操作方法及注意事项a.写出上图正确的倒平板操作流程：_________________________。b．乙中的灭菌方法是________。c．丁中的操作需要等待____________后才能进行。丙→乙→甲→丁灼烧灭菌平板冷却凝固\n(2)纯化大肠杆菌的方法①纯化培养原理：设法在培养基上得到由一个细菌繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。②纯化大肠杆菌的关键步骤是________。③常用的微生物接种方法有两种a．平板划线法：是通过接种环在琼脂固体培养基表面________的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。b．稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的________，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。系列稀释操作(如下图所示)：接种连续划线梯度稀释\n涂布平板操作(如下图所示)：\n(3)菌种的保存方法①对于频繁使用的菌种，可以采用________的方法。②对于需要长期保存的菌种，可以采用________的方法。临时保藏甘油管藏\n(1)配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项①倒平板的适宜温度是50℃左右，温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。②平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(2)平板划线操作的注意事项①第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环。②灼烧接种环，应待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。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，最终得到由单个微生物繁殖形成的纯培养物。\n考向分类·对点落实考向一培养基及其制备方法分析1.[经典模拟]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后就可以接种使用成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水含量10g10g2g0.4g0.065g1000mL答案：B\n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错误；对培养基调节完pH后还要进行灭菌处理等操作才能使用，D错误。\n2．[2022·安徽省黄山市高三“八校联考”]蓝白斑筛选是基因工程中筛选重组目的基因常用的一种方法，表现为培养基上出现蓝白颜色的菌落，可以通过颜色为依据直接筛选重组菌。用于筛选的菌为β－半乳糖苷酶缺陷型菌株，这种宿主菌中编码β－半乳糖苷酶的部分缺失，不具有生物活性。用于蓝白斑筛选的质粒载体一般含有抗性基因和将宿主菌β－半乳糖苷酶缺失部分补全的序列，在这段序列中还含有多个限制性酶切位点，便于插入目的基因。β－半乳糖苷酶能够作用于一种无色化合物Xgal，使其变成蓝色物质。回答下列问题：(1)玻璃和金属材质的实验器材利用________方法灭菌。(2)培养基灭菌后，需要冷却到________℃左右时，才能倒平板。倒平板后，平板冷凝要将平板倒扣，其原因？(3)为防止杂菌污染，培养基中要添加________。蓝白斑筛选能成功，是因为培养基中添加了________。干热灭菌50防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染抗生素X－gal\n(4)最终培养基出现的白色的菌落是()A．目的基因和载体结合的菌株B．只含目的基因的菌体C．只含载体的菌体(5)若需要长期保存该菌种，可采用的方法是________。A甘油管藏法\n解析：(1)玻璃和金属材质的实验器材可用干热灭菌的方法进行灭菌。(2)培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时才能倒平板。倒平板后，平板冷凝要将平板倒扣，这样做可防止皿盖上的冷凝水落入培养基而造成污染。(3)为防止杂菌污染，培养基中要添加抗生素。β－半乳糖苷酶能够作用于一种无色化合物X－gal，使其变成蓝色物质，蓝白斑筛选能成功，是因为培养基中添加了X－gal。(4)由于用于蓝白斑筛选的质粒载体一般含有抗性基因和将宿主菌β－半乳糖苷酶缺失部分补全的序列，因此最终培养基中出现的白色的菌落是目的基因和载体结合的菌落，故选A。(5)若需要长期保存该菌种，可采用甘油管藏法。\n考向二无菌技术的操作3.[经典模拟]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，以防止杂菌污染。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．①③B．②④C．③⑤D．④⑥答案：D\n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；为防止空气中杂菌的污染，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；培养基常用高压蒸汽灭菌；加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌。故④⑥操作错误。\n考向三大肠杆菌的纯化方法及过程分析4.[2022·甘肃兰州一中高三试题]平板冷却凝固后要将平板倒置，其目的是()A．利于大肠杆菌的生长B．防止空气进入C．利于培养基的冷却D．防止皿盖冷却水滴入培养基造成污染解析：平板冷却凝固后将平板倒置是为了防止皿盖冷却后水滴入培养基后造成污染，D正确。答案：D\n5．[2022·河南省安阳市高三第一次调研]一个由英国伦敦帝国学院和芬兰图尔库大学的科学家组成的研究小组开发出一种通过大肠杆菌制造丙烷的新技术。科研人员欲对大肠杆菌进行研究和利用，首先要纯化大肠杆菌，请结合所学知识，回答下列问题：(1)纯化大肠杆菌首先需要制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，其步骤是计算、称量、溶化、灭菌、________。对培养基进行灭菌的方法是_______________，检验培养基是否有杂菌污染的最有效的方法是________________________________。(2)可以估算出样品中大肠杆菌数量的接种方法是______________，用该方法得到的结果一般比实际值________(填“偏大”或“偏小”)。倒平板高压蒸汽灭菌法将未接种的培养基放在恒温箱中培养稀释涂布平板法偏小\n(3)某实验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________的含量和营养物质的利用率。使用过的培养基及培养物必须经过________后才能丢弃，以防止培养物扩散。(4)如果要检测食品中是否含有大肠杆菌，需要在培养基中加入________(填物质)，以观察是否出现________(填颜色)的菌落。氧气灭菌处理伊红美蓝黑色\n解析：(1)纯化大肠杆菌首先需要制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，其步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌法。检验培养基有没有被杂菌污染，可选取未接种的培养基与接种样品的培养基同时在恒温箱中培养。如果在培养过程中未接种的培养基没有菌落生长，则说明培养基没有被杂菌污染；若未接种的培养基有菌落生长，则说明培养基被杂菌污染。(2)接种大肠杆菌的最常用方法是平板划线法和稀释涂布平板法，其中可以估算出样品中大肠杆菌数量的是稀释涂布平板法。由于两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的是一个菌落，因而该方法得到的结果一般比实际值偏小。(3)大肠杆菌的培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、溶氧量、酸碱度和渗透压等条件；由于大肠杆菌对人和动物有一定的不利影响，所以对培养基和培养物要灭菌处理后才能丢弃。(4)鉴定大肠杆菌要用伊红美蓝培养基，若出现黑色菌落，则说明食品中有大肠杆菌。\n考向四微生物培养与分离的考查6.[2022·河北省保定市高三二模]冰箱并没有灭菌的功能，如果生冷食物长期放在冰箱这个密封的空间里，就会滋生细菌，使冰箱产生难闻的异味。某学习小组利用冰箱内烤肠作样本，在实验室做了微生物培养。请回答下列问题：(1)实验用到的培养基用__________法灭菌，灭菌后的培养基需要倒置，原因是________________________________。在接种前，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______________________。(2)为了观察培养的微生物种类及数量，需要用__________法进行接种，培养适宜时间后，培养基中出现多种形态和颜色不同的________，说明烤肠样品中有多种微生物。高压蒸汽灭菌防止培养皿盖上的水珠落入培养基造成污染检测培养基平板灭菌是否合格稀释涂布平板菌落\n(3)一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，用含抗生素的滤纸片处理培养基上分离出的大肠杆菌，观察大肠杆菌生长状况，看滤纸片附近是否出现了抑菌圈，再从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌接种培养并重复以上抗生素处理，在连续培养几代后，抑菌圈的平均直径________(填“不变”、“变小”或“变大”)，原因是_____________________________________________________。变小抗生素对大肠杆菌起选择作用，随着培养次数增多，耐药菌的比例增大\n解析：(1)培养基需要灭菌，一般采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，消毒不能杀死芽孢和孢子，因此培养基是灭菌而不是消毒。灭菌后的培养基需要倒置，原因是防止培养皿盖上的水珠落入培养基造成污染。在接种前，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平板灭菌是否合格，如果有菌落，说明灭菌不合格，需要重新配制培养基并灭菌。(2)为了观察培养的微生物种类及数量，需要用稀释涂布平板法进行接种，在一定的稀释倍数的条件下，一个菌落就是一个菌体繁殖的后代。在特定的培养基上，不同微生物形成的菌落形态、颜色、大小、表面粗糙还是光滑等是不同的，因此可以判断微生物的种类。(3)通过抑菌圈的大小来确定杀菌能力，即抑菌圈越大杀菌能力越强。在细菌种群中，含有抗药性基因的个体只占极少数，抗生素会使细菌中不具抗药性的个体大量死亡而数量下降，自然选择(抗生素的选择)是定向的，故随着培养次数的增加，抑菌圈会变小，抗药性个体经过繁殖，其耐药菌的比例会增大。\n考向五微生物实验室培养的拓展应用7.[全国卷Ⅱ，37]在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题：(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是____________________________________。可以在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少\n(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能________。在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是_______________。破坏DNA结构消毒液氯气未将锅内冷空气排尽\n解析：(1)能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等，可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)煮沸消毒法，即在100℃时煮沸5～6min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢；巴氏消毒法却是在70～75℃时煮30min或在80℃时煮15min，以杀死微生物，并且保证营养物质不被破坏，因此，与煮沸消毒法相比，牛奶消毒常采用巴氏消毒法。巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点是达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)因紫外线能破坏DNA分子的结构，所以密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒。在照射前，适量喷洒消毒液，可强化消毒效果。(4)通常乙醇消毒用的是75%的酒精，由于酒精有气味，影响水质，不适宜用来消毒自来水；高锰酸钾本身有颜色，消毒后溶液呈紫红色，也无法使用；因此水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。(5)采用高压蒸汽灭菌时，锅内的水加热煮沸，应将其中原有的冷空气彻底排除后才能将锅密闭。如果未将锅内冷空气排尽，则会出现压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度的现象。\n8．[经典高考]临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：(1)为了从样本中获取致病菌单菌落，可用_________法或_________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。(2)取该单菌落适当稀释，用__________法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。平板划线稀释涂布平板稀释涂布平板\n(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A__________；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明__________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的__________。(4)根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素_____。敏感不敏感该致病菌对C的敏感性比对A的弱耐药菌A\n解析：(1)微生物纯化的方法主要为平板划线法和稀释涂布平板法。(2)根据微生物的特点对菌落进行一系列浓度的稀释，然后用涂布法接种于固体培养基表面，最后置于适宜条件下培养。(3)抗生素是由真菌产生的可以抑制生长、繁殖或杀死细菌等致病菌的一类物质，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明有抗生素A的地方该致病菌受到抑制；B的周围没有透明圈，说明致病菌对抗生素B不敏感，C的透明圈要比A的透明圈小，说明该致病菌对C的敏感性比对A的弱；D出现了透明圈，说明该致病菌对D敏感，但是在透明圈上出现一个菌落，又可排除杂菌污染，因此可判断此菌落的微生物对抗生素D产生了耐药性。(4)根据以上分析，为达到抗菌的目的，最好选择抗生素A。\n1．消毒与灭菌比较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\n2.纯化微生物的接种方法比较比较项目平板划线法稀释涂布平板法关键操作接种环在固体平板培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释；②涂布平板法操作注意事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度菌体获取在具有显著的菌落特征的菌落中挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体优点可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂，需要涂布多个平板\n9．[经典高考]有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染，某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：(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)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即__________和______________。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和___________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。原油选择平板划线法稀释涂布平板法强干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰\n解析：(1)该同学欲筛选能降解原油的菌株，可以将样品稀释液置于以原油为唯一碳源的固体培养基中培养，该培养基在功能上属于选择培养基。(2)菌株的接种方法，常用的有两种：平板划线法和稀释涂布平板法。(3)菌株分解周围的营养物质，出现分解圈，分解圈大说明该菌株的降解能力强。(4)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌；微生物的培养要求进行严格的无菌技术，操作时应在酒精灯火焰附近进行，以避免周围其他细菌的污染。\n考点二微生物的分离、计数与筛选(国考5年4考)(全国卷：2019全国卷Ⅰ、Ⅱ；2018全国卷Ⅰ；2017全国卷Ⅰ)任务驱动·探究突破任务1土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)实验原理①分解尿素的原理土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们体内能合成________，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到________作用。②筛选菌株的原理微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。脲酶催化\n(2)统计菌落数目的方法①显微镜直接计数法a.原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。b.方法：用血球计数板计数。c．缺点：不能区分死菌与活菌。\n②间接计数法(活菌计数法)a．原理：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。b．操作：(ⅰ)设置重复组，以增强实验的说服力与准确性。(ⅱ)为了保证结果的准确，一般应选择菌落数在30～300的平板进行计数。c．计算公式：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。(3)实验流程土壤取样→________→微生物的培养与观察→细菌的________。样品的稀释计数\n[名师提醒](1)一般选用相差不大的平板计算平均值，选用菌落数在30～300的平板进行计数。(2)设置重复组，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，设置三个以上的平板。(3)在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目，如果某个平板的菌落数与其他组差别甚远，说明该平板操作过程中出现失误，应舍弃。(4)统计的菌落往往比活菌的实际数目低，这是由于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，因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。\n任务2分解纤维素的微生物的分离(1)实验原理①纤维素酶纤维素酶是一种复合酶，它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，该复合酶具有催化分解纤维素的作用，其作用过程如下：②筛选原理a．培养基：以________为唯一碳源的选择培养基。b.方法：刚果红染色法。→________复合物纤维素分解菌,纤维素酶红色消失，出现________，即可根据是否产生________来筛选纤维素分解菌。纤维素红色透明圈透明圈\n(2)筛选流程土壤取样→________→梯度稀释→将样品涂布到______________的培养基上→挑选产生________的菌落。①土壤取样：选择富含________的环境。②将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。a．制备鉴别培养基：主要碳源是________。b．刚果红染色法。(ⅰ)先培养________，再加入刚果红进行颜色反应；(ⅱ)________时加入刚果红。③进一步鉴定a．为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行____________的实验。b．测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的________进行定量测定。选择培养鉴别纤维素分解菌透明圈纤维素CMC－Na微生物倒平板发酵纤维素酶葡萄糖\n(3)分离纤维素分解菌的几个关键步骤①分离纤维素分解菌的实验中应先用__________，再用__________。选择培养基为________培养基，以纤维素作为__________的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。②鉴别培养基含琼脂，为________培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落，刚果红染色法应用的就是此种培养基。选择培养基鉴别培养基液体碳源和能源固体\n任务3筛选微生物的两个实例比较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利用以________为唯一氮源的选择培养基进行选择培养利用__________的选择培养基进行选择培养原理只有分解尿素的细菌能够合成脲酶，才能在以________为唯一氮源的培养基上生长因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够______________的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖鉴别在培养基中加入____________，________说明菌落中的菌体为分解尿素的细菌刚果红染色法，周围出现________的菌落为分解纤维素的微生物的菌落尿素富含纤维素尿素分解纤维素酚红指示剂指示剂变红透明圈\n任务4选择培养基的应用实例(1)选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，其目的是培养、分离出特定微生物。(2)选择培养基的应用实例①加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分)\n②改变培养基的营养成分\n③利用培养基“特定化学成分”分离\n④通过某些“特殊环境”分离\n[归纳拓展]自养型与异养型微生物培养基的区别(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，氮源也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的，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。\n任务5选择培养基与鉴别培养基的比较种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些化学物质依据________________________________________________而设计从众多微生物中分离所需的微生物加入______分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种指示剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中的特定试剂或化学药品反应，产生_________________而设计鉴别不同种类的微生物________________可以鉴别大肠杆菌某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好、抗性青霉素明显的特征变化伊红美蓝培养基\n目的微生物选择的三种方法(1)利用平板划线法或稀释涂布平板法接种在固体平板培养基上，根据目的微生物特定的菌落特征挑选目的微生物。(2)利用选择培养基直接筛选目的微生物。(3)利用鉴别培养基鉴别筛选目的微生物。\n考向分类·对点落实考向一微生物分离与计数的考查1.土壤中含有多种微生物，某研究小组欲分离能在Fe2＋污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌，进行了相关研究。回答下列问题：(1)配制培养基：加入牛肉膏、蛋白胨、琼脂、NaCl、H2O及____________等并灭菌；该培养基按功能划分，属于______培养基。(2)分离希瓦氏菌：将10g土样溶于90mL蒸馏水中，再稀释成多个倍数，取多个稀释倍数的土壤样品液0.1mL分别接种到多个平板上，这样做的目的是____________________________________________；培养一段时间后，A、B研究员在105稀释倍数下得到的结果：A涂布4个平板，统计的菌落数分别是150、178、259、310；B涂布4个平板，统计的菌落数分别是152、165、175、184，则每克土壤样品中的希瓦氏菌数量最可能为________个。含高浓度Fe2＋的溶液选择获得菌落数量合适的平板，排除偶然因素造成的误差1.69×108\n(3)进一步纯化希瓦氏菌：采用平板划线法接种培养一段时间后，发现第一划线区域上都不间断地长满了菌落，第二划线区域上几乎无菌落，分析出现此现象的原因可能是____________________________(答出两点)。(4)研究人员还欲采用测定ATP含量的方法估算希瓦氏菌数，该方法的依据是________________________________________________，此方法与显微镜直接计数相比，得到的希瓦氏菌数目__________(填“多”或“少”)，原因是___________________________________。接种环灼烧后未冷却就划线；未从第一区域末端开始划线活细胞都能产生ATP且含量稳定，因此可用于估算数目少显微镜直接计数统计中包括死细胞和活细胞\n解析：(1)本实验目的是分离能在Fe2＋污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌，所以在培养基中添加含高浓度Fe2＋的溶液，这属于选择培养基。(2)取多个稀释倍数的土壤样品液0.1mL分别接种到多个平板上，这样做的目的是获得菌落数量合适的平板，排除偶然因素造成的误差；在计数时，应选择菌落数在30～300的平板进行，故每克土壤样品中的希瓦氏菌的数目为×105＝1.69×108(个)。(3)第一划线区域上都不间断地长满了菌落，第二划线区域上几乎无菌落，可能是因为接种环灼烧后未冷却就划线、未从第一区域末端开始划线。(4)活细胞都需要ATP提供能量且含量相对稳定，所以可以采用测定ATP含量的方法估算希瓦氏菌数；由于死的细菌不能产生ATP，显微镜直接计数统计中包括死细胞和活细胞，所以该方法得到的希瓦氏菌数目少。\n2．[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。苏丹Ⅲ萃取法油脂\n(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10g油脂所需酶量依次为4mg、1mg、6mg，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。血细胞计数板稀释涂布平板4540\n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性培养基，因此培养基中只能选用油脂作为唯一碳源的固体培养基。(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数，计数活菌数量要通过稀释涂布平板法来计数。(4)温度影响酶的活性，在三个温度中，45℃时需酶量最多，说明酶活性最低；在三个温度实验中40℃时所需酶量最少，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，以进行后续实验。\n3．[全国卷Ⅱ]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1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL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)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，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_____________________________________。检测培养基平板灭菌是否合格3.8×107灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落\n(3)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。B\n解析：(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，应通过随机取若干灭菌后的空白平板培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生长，再进行相互对照。每升水样中活菌数为(39＋38＋37)÷3÷0.1×100×1000＝3.8×107。(2)接种环应用灼烧法进行灭菌。在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线，这样做的目的是：随着划线次数的增加，使每次划线时菌体的数目逐渐减少，以便得到单个菌落。(3)A表示平板划线法接种培养后得到的结果，B表示稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。\n考向二菌种筛选的拓展应用4.[全国卷Ⅰ]植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。纤维二糖葡萄糖红透明圈\n(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：注：“＋”表示有，“－”表示无。据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____________________________________________________。酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲＋＋＋＋－＋＋培养基乙＋＋＋－＋＋＋不能液体培养基不能用于分离单菌落不能培养基中没有纤维素，不会形成CR－纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌\n解析：(1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，其过程如下图：(2)刚果红与纤维素可形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，因此可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，且需设置纤维素为唯一碳源。\n考向三土壤中分离尿素分解菌和纤维素分解菌5.[2022·广东省湛江市高三调研]有些细菌可以分解纤维素，从而消除纤维素长期堆积对土壤造成的污染。某生物小组欲从土壤中筛选出能高效降解纤维素的菌株。请回答问题：(1)纤维素分解菌可产生纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，其中能使纤维素分解成纤维二糖的酶是______和_____。(2)筛选纤维素分解菌的常用方法是__________，当纤维素被分解后，培养基中会出现____________________________。接种过程中，要将土壤样品稀释液接种于以________作为唯一碳源的固体培养基，从功能上来说，该培养基属于________培养基。(3)制作培养基的过程中，一定要注意灭菌，除灼烧灭菌外，实验室常用的灭菌方法有____________和______________。(4)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法是______________和______________。C1酶CX酶刚果红染色法以纤维素分解菌为中心的透明圈纤维素选择高压蒸汽灭菌干热灭菌平板划线法稀释涂布平板法\n解析：(1)纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，其中C1酶、CX酶可以将纤维素分解成纤维二糖。(2)筛选纤维素分解菌常用刚果红染色法，当纤维素被分解后培养基会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈；纤维素分解菌能够分解纤维素获得碳源，而其他微生物不能，因此接种过程中，要将土壤样品稀释液接种于以纤维素作为唯一碳源的固体培养基上，该培养基属于选择培养基。(3)实验室常用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌和干热灭菌。(4)纯化菌种常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。\n课堂总结\n[网络建构提升]平板划线稀释涂布平板分离计数纤维素分解菌\n[长句应答必备]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．培养基的制备过程包括计算、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珠落入培养基以造成污染。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将菌液充分稀释。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。\n历届真题\n[翻阅教材品原味]1．[2020·全国卷Ⅰ，37]某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。\n回答下列问题：(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用______________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是_______________________________________(答出1点即可)。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：______________________________________________________________________。(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即_____________________________________。高压蒸汽灭菌琼脂选择104S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数水、碳源、氮源和无机盐\n解析：(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。题图中摇瓶M内装有液体培养基甲，培养皿中的培养基乙为固体培养基，相比甲需添加凝固剂Y(琼脂)。依据题干信息，甲、乙培养基均为以S(一种含有C、H、N的有机物)为唯一氮源和碳源的培养基，可抑制或阻止其他微生物繁殖，仅使能够降解和利用S的菌株生长和繁殖，故属于选择培养基。(2)若使平板上长出的菌落数不超过200个，则接种液中的菌体浓度至多为200个/0.1mL＝2×103个/mL，已知摇瓶M中的细菌细胞数为2×107个/mL，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。\n(3)S作为一种营养物质，在培养基中浓度过高，可导致培养液渗透压升高，细菌细胞渗透失水，使其代谢速率下降；另一方面S作为污染物，其浓度过高可能抑制菌体生长、代谢和繁殖。(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，需进行的实验步骤如下：称取一定质量(10g)的淤泥溶于一定体积的(90mL)无菌水中，制备土壤浸出液，经梯度稀释(对于细菌，一般选用104、105、106倍的稀释液)后，采用稀释涂布平板法接种于以S为唯一碳源和氮源的固体培养基(即乙培养基)中，每个稀释倍数下设置三组重复实验；在适宜条件下培养，待长出菌落且菌落数目达到稳定后，选取菌落数在30～300的平板进行计数，统计并计算平均值。(5)在甲、乙两种培养基中，S既作为碳源，又作为氮源，同时培养基中还含有水、无机盐等营养物质。\n[人教选修1]P14(高考VS教材)\n2．[全国卷Ⅰ，37]已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培养基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________________________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是________。牛肉膏、蛋白胨X\n(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会________，其原因是_______________________________________________________。(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是_________________。(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和_________________。下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖稀释涂布平板法能量合成其他物质的原料\n解析：(1)在Ⅰ号培养基中，牛肉膏、蛋白胨可以为微生物提供氮源，Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的是有机物X。(2)Ⅱ号培养基中碳源只有X，不能降解X的细菌会因缺乏碳源而不能增殖，使该类细菌的比例降低。(3)利用固体培养基对菌落进行计数时，需采用稀释涂布平板法进行接种。(4)在有氧条件下，丙酮酸可被分解为CO2和H2O，且释放能量，为该菌的生长提供能量和合成其他物质的原料。\n[人教选修1]P15(高考VS教材)\n[人教选修1]P22(高考VS教材)[人教选修1]P22(高考VS教材)\n[人教必修1]P94(高考VS教材)\n3．[全国卷Ⅱ，37]物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是______。(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌，应该选择____菌落进一步纯化，选择的依据是________________________________。W乙乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W\n(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即_____________________________________。(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加__________，三处滴加量相同。②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明__________________；若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明____________________________________________________________。将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源缓冲液缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近\n解析：(1)要从土壤中分离能降解W的细菌，培养基中应以W为唯一氮源。(2)乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W。(3)要判断甲、乙能否利用空气中的氮气作为氮源，应将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上，观察细菌能否生长，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源，否则不能。(4)①实验设计应遵循单一变量原则，C处应滴加等量不含酶的缓冲液。②C处只滴加等量缓冲液，若C处没有出现透明圈，则说明缓冲液不能降解W，若A、B处形成的透明圈直径大小相近，则说明酶E与天然酶降解W的能力相近。\n[人教选修1]P22(高考VS教材)[人教选修1]P28(高考VS教材)\n4．[全国卷Ⅲ，37]回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是__________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是______________________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上_______(填“能够”或“不能”)生长，原因?(2)用平板培养细菌时一般需要将平板______(填“倒置”或“正置”)。蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源倒置\n(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因?(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过_____处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征灭菌\n解析：(1)细菌培养时需要碳源、氮源、水和无机盐等，蛋白胨能同时提供碳源、氮源，葡萄糖可提供碳源，NaNO3不能提供碳源，可提供无机氮源。不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同，故制备培养基时需要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是自养型细菌，可以利用空气中的CO2作为碳源，故硝化细菌可在没有碳源的培养基上生长。(2)为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，用平板培养细菌时一般需将平板倒置。(3)在一定培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征，如特定的形状、大小、颜色、隆起程度等，所以依据菌落的特征，可以初步区分不同种的微生物。(4)为防止污染环境，使用后的培养基丢弃前都要经过灭菌处理，以便杀死丢弃物中所有的微生物。\n[人教选修1]P15(高考VS教材)[人教选修1]P18(高考VS教材)[人教选修1]P24(高考VS教材)[人教选修1]P15(高考VS教材)\n[历届比对研考向]5．[全国卷Ⅰ，37]将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。回答下列问题：(1)M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制____________的生长，加入了链霉素的培养基属于__________培养基。(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有____________(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有________________(答出两点即可)。细菌选择碳源、无机盐蛋白质、核酸\n(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_____，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是________________________________________________________。(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是___________________________________________________________。碘液淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差\n解析：(1)M培养基若用于真菌的筛选，则M培养基能满足真菌的生长，且能抑制其它微生物的生长，因此培养基中应加入链霉素以抑制细菌的生长，加入了链霉素的培养基属于选择培养基。(2)微生物生长需要多种营养物质，除氮源外，还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸。(3)筛选产淀粉酶的微生物时，可依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈来筛选产淀粉酶的微生物。(4)乙同学的结果不合理，因为其中1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单的用其平均数作为最终结果。\n6．[全国卷Ⅰ，37]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？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？(答出两点即可)。脲酶分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物为细胞生物生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料\n(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？(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用？(答出两点即可)。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\n解析：(1)细菌分解尿素是由于细菌体内能合成脲酶，尿素是有机物，分解尿素的细菌是分解者，而不是生产者，只有生产者才能利用CO2作为碳源合成有机物。葡萄糖通常既作为碳源，也可作为能源。(2)筛选分解尿素的细菌，通常只能用尿素作为唯一氮源，而“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”均含有无机氮源。(3)KH2PO4和Na2HPO4为微生物提供P元素和无机盐离子如钾离子和钠离子，还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH的稳定。\n7．[全国卷Ⅰ，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__________。牛肉膏、蛋白胨琼脂\n(2)步骤③中，实验组的操作？(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”)。将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(微生物)污染不正确\n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)本实验探究的是教室内“不同高度空气”中微生物的分布，其中自变量为不同高度，故需在不同高度下开盖放置平板。同时，为了保证单一变量，需要保证开盖放置时间一致。为了保证实验的可靠性，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，则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。\n[同类选做找共性]8．[2021·湖南卷]大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12～38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即________________________。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于________培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是___________________。检测固体培养基灭菌效果的常用方法？C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纤维素选择防止杂菌污染培养基将灭菌后未接种的空白培养基培养一段时间，观察培养基上是否有杂菌出现\n(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路？(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株________，理由是_______________________。菌株秸秆总重(g)秸秆残重(g)秸秆失重(%)纤维素降解率(%)A2.001.5124.5016.14B2.001.5323.5014.92C2.001.4229.0023.32取几克粪便溶于无菌水，稀释适当倍数后，取0.1mL涂布接种在培养基上，培养一段时间后对菌落数在30～300的平板上的菌落进行计数，计算出原有粪便中的纤维素分解菌活菌数量CC菌株的纤维素降解率最高\n解析：(1)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，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。为筛选纤维素分解菌，应将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是防止杂菌污染培养基。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是将灭菌后未接种的空白培养基培养一段时间，观察培养基上是否有杂菌出现，若有杂菌出现，说明灭菌不彻底。(3)测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路：取几克粪便溶于无菌水，稀释适当倍数后，取0.1mL涂布接种在培养基上，培养一段时间后对菌落数在30～300的平板上的菌落进行计数，根据每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M计算出原有粪便中的纤维素分解菌活菌数量。(4)由表可知，在37℃条件下纤维素酶活力最高的菌株是C，理由是C菌株纤维素降解率最高。\n9.[江苏卷，31]酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的_____，及时对培养基进行分装，并进行______________灭菌。pH高压蒸汽\n(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________(在25℃、50℃或80℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有__________。a.为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌b.划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落c.挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量d.可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株50℃a、b、d\n(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。氧气无30\n解析：(1)配制培养基的操作步骤为计算→称量→溶化→定容→调节pH→培养基的分装→包扎→灭菌，因此微生物的培养基配制好后应该先调节pH，再分装。常见的灭菌方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌。培养基适宜用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(2)在步骤③中，待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板。(3)在划线过程中，接种针、接种环使用前都必须灭菌，以防止杂菌污染，a正确；划线时应避免划破培养基表面，否则将不能形成正常菌落，b正确；分离纯化获得单一菌落，挑取菌落时，应挑取单个菌落，c错误；培养基中的甲醇浓度越高，此种培养基中得以生存的酵母菌利用甲醇的能力越强，因此可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株，d正确。(4)酵母菌通过有氧呼吸可大量繁殖，因此为使酵母数量迅速增加，培养过程需保证充足的营养和氧气供应；台盼蓝是大分子物质，不能将活细胞染色，再根据25×16型的血球计数板：1毫升悬液中待测标本(菌体)总数＝80小方格内菌体数/80×400×104×稀释倍数。而台盼蓝与菌液等体积加入，因此要达到每毫升3×109个活细胞的预期密度，理论上无色细胞数应该不少于(3×109)÷(1000×2×104×400÷80)＝30个。
