复习与测试多媒体教案及点评

选修1 第2讲

微生物的培养与应用

[考纲传真]

1.微生物的分离和培养

2.某种微生物数量的测定

3.培养基对微生物的选择利用

高频考点：微生物的培养及分离

考点1 微生物的实验室培养

【知识梳理】 1．培养基

(1)概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。

(2)营养构成：一般都含有 和无机盐。此外还需要满足微生物生长对 、氧气以及 的要求。

(3)①种类：按照物理性质可分为 培养基和 培养基。

②下表为某微生物培养基的成分

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

H2O 尿素

琼脂

1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 1 000 mL 该培养基中可以为微生物提供碳源的是 ，此培养基为固体培养基，因此培养基中加入了 。

2．无菌技术

(1)关键：防止外来杂菌的入侵。

(2)不同对象的无菌操作方法(连线)：

3．大肠杆菌的纯化培养

(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

计算―→ ―→ ―→灭菌―→ 。

(2)纯化大肠杆菌的方法

①纯化培养原理：想方设法在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得 。

②纯化大肠杆菌的关键步骤： 。

③常用的微生物接种方法有两种(如图)：

a． ，如图 ：通过接种环在琼脂固体培养基表面 ，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。

b． ，如图 ：将菌液进行一系列的 ，然后将 的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

(3)菌种的保藏方法：

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。

【深化探究】

1．培养基

(1)培养基的成分

营养物质

含义

作用

主要来源

无机物：CO2、NaHCO3；

能提供碳元素构成生物体的物质，异

有机物： 、脂肪酸、的物质

养生物的 物质

石油、花生粉饼等

无机物：N2、NH3、氨盐、能提供氮元素合成 、核酸以及

硝酸盐； ：尿素、的物质

含氮代谢产物

牛肉膏、蛋白胨等

生长必不可少

酶和核酸的成分

维生素、氨基酸、碱基等

的微量有机物

细胞生命活动不仅是良好水

必不可少的物的 ，还是结培养基、大气、代谢产物

质

构物质

1

提供除碳、氮细胞内的 ，元素以外的各生理调节物质；某些化无机盐

种重要元素，培养基、大气

能自养型细菌的 包括某些大量源；酶的激活剂

元素

(2)培养基的分类

种类

特点

应用

液体培养基

工业生产

物理 微生物的分离、鉴定、性质

加凝固剂

培养基

活菌计数、保藏

含化学成分不明的天然物质

化学天然培养基

成分

培养基

培养基成分明确或用一定化学物质配制

分类、鉴定

添加某物质，抑制杂菌生长，促进所需培养分离出特定微生 培养基

微生物生长

物

用途

根据微生物的代谢特点，在培养基中加鉴别培养基

鉴别微生物

入 。

2.消毒和灭菌的比较

条件

结果

常用方法

应用范围

消毒法

日常用品

较为 仅杀死物体表面或内消 消毒法

不耐高温的液体

的物理或

部的部分对人体有害毒

用 擦拭双化学方法

的微生物

消毒法

手，用氯气消毒水源

灭菌法

接种工具

杀死物体内外所有

灭强烈的理化因的微生物，包括芽孢 灭菌法

玻璃器皿、金属工具

菌

素

和孢子

灭菌法

培养基及容器

3.纯化培养技术

(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个 ，使其长成单个 ，这个菌落就是纯化的细菌菌落。

(2)微生物接种方法

①平板划线法：平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的 和移动过程中。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐 ，最后可能形成纯种的 。(如右图) 几种划线方法示意图

②稀释涂布平板法：10倍系列稀释操作。

a．将分别盛有9 mL水的6支试管 ，并按 的顺序编号。

b．进行梯度稀释时，从 开始，每次从前一试管中取 mL 溶液注入到下一试管中混匀。

c．进行涂布平板操作。

【命题热点】 视角1 考查微生物的纯化培养

1．常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，但是对酒精的耐受能力差。科学家利用基因工程培育了能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母。请分析回答：

图1

图2

2

(1)微生物实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是_____

__________

_；为了减少灭菌后器皿被污染，灭菌前应该将器

皿________________________。

(2)制备酵母菌培养基要进行平板操作，待平板冷凝后，要将培养皿倒置，其主要原因_______________________________________________________。

(3)取从自然界中采集的葡萄，然后在超净台上将葡萄置于0.1%氯化汞水溶液中进行表面消毒5 min，再用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，然后进行纯化培养。研究者在经过接种后得到了一个经培养后菌落分布如图1所示的平板，推测接种时可能的操作失误是________________。为了确定培养基是否被污染，需要进行的操作是：___________________________________。

(4)下表为某学生在筛选培养能利用木糖发酵的酵母菌时所配置的培养基配方，请指出其中的明显不足之处_________________________________________________。

MgSO4·K2HPO4

FeSO4

NaNO3

KCl 蔗糖

木糖

琼脂

蒸馏水

7H2O 0.1 g 0.001 g 0.05 g 0.3 g 0.05 g 3.0 g 3.0 g 2.0 g 100 mL 视角2 微生物的培养与分离、计数的综合考查

2．(2014·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的细菌含量。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1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL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__________________________________

___。

(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。

(4)该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，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________

的利用率。

【技法总结】

两种纯化细菌方法的比较

项目

优点

缺点

可以观察菌落特征，对混合菌进行分离

不能计数

吸收量较小，较麻烦，平板不干燥效

可以计数，可以观察菌落特征

果不好，容易蔓延

考点2 微生物的分离与计数

【知识梳理】

1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

(1)分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成 ，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到 作用。

(2)统计菌落数目

统计样品中的活菌一般用 法。

(3)实验流程：土壤取样→ →微生物的培养与观察→细菌的 。

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 ，一般认为它至少包括三种组分，即 。

C1酶葡萄糖苷酶②作用：纤维素―→ ――→

C―

X酶(2)纤维素分解菌的筛选

①原理

3

纤维素分解菌

↓

刚果红―→ 纤维素酶,红色消失，出现 。

纤维素②筛选方法： 染色法，即通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。

③培养基：以 为唯一碳源的选择培养基。

④实验流程

土壤取样：富含 的环境

↓

选择培养：用 培养，以增加纤维素分解菌的浓度

↓

梯度稀释：制备系列 。

↓

涂布平板：将样品涂布到 的培养基上

↓

挑选：产生

的菌落

【深化探究】

1．筛选菌株

(1)原则：人为提供有利于 生长的条件，同时抑制或阻止 的生长。

(2)菌株筛选原理的比较

土壤中分解尿素的细菌

分解纤维素的微生物

①选择培养基的成分： 作为唯①选择培养基的成分： 作为唯一的氮源

一的碳源

②鉴定方法：在培养基中加入 指示②鉴定方法： 染色法，即刚果红剂，若指示剂变 ，pH ，说明细与纤维素形成 复合物，当纤维素菌能分解尿素

被分解后，培养基出现以 为中心的透明圈

2.统计菌落数目的方法

(1)显微镜直接计数法

①原理：利用特定 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。

②方法：用 计数。

③缺点：不能区分 。

(2)间接计数法( 计数法) ①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 ，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。

②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 ，V代表涂布平板时所用的稀释液的 ，M代表 。

③操作：设置 组，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。

3．设置对照

(1)目的：排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。

(2)方法：①证明培养基未被污染，用 培养基作对照。

②证明选择培养基的筛选作用，用 培养基接种等量 作对照。

【特别提醒】

1．为了使结果接近真实值，应设置 的平板，计算出 。

2．计算时明显偏离实际值(本组实验其他平板计数值)的要 求平均值。

3．对照实验的设计首先要明确设计的目的，分析出实验的自变量之后才能准确设计。

【命题热点】 视角1 微生物的筛选方法

1．(2014·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

4

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________。

(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)：

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

＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

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____________________________________________________

_。

视角2 综合考查微生物的培养和应用

2．(2015·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。

(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。

【当堂达标】

1.如图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。回答下列问题。

(1)在________(填图中编号)区域出现了单个菌落，产生每个菌落的最初细菌数目是________个细菌。据图分析，在培养基上划线接种时，划线的顺序依次是________(用编号表示)。

(2)下表是某微生物培养基成分。

编号

成分

含量

编号

成分

含量

10 g

②

(NH4)2SO4

0.4 g ①

粉状硫

③

K2HPO4

4 g

④

MgSO4

9.25 g ⑤

FeSO4

0.5 g

⑥

CaCl2

0.5 g H2O 100 mL

—

—

—

⑦

①若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌，该培养基应添加________，去除________。

②若要鉴别纤维素分解菌，可用________

法，若要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入________

。

2．人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：

(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是______(填序号)。

①酒精灯

②培养皿

③显微镜

④无菌水

(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是_________________________________________________________________。

5

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________________________________________。

(4)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。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(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的______有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)。

3．某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：

预处理、水解发酵农作物秸秆――→葡萄糖――→酒精

(1)农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素要经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常是从土壤中分离纤维素分解菌。分离纤维素分解菌常用的方法是__________。其实验流程是：土壤取样―→选择培养―→________―→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上―→挑选产生的________菌落。

(2)纤维素分解菌能合成纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即______________。前两种酶使纤维素分解成________，第三种酶将它分解成葡萄糖。

(3)图中发酵阶段常用的菌种是酵母菌，在酒精发酵时一般将温度控制在________。发酵后是否有酒精产生，可以用________来检验。

(4)利用葡萄能生产果酒，进而生产果醋，生产果醋常用的菌种是醋酸杆菌，醋酸杆菌与酵母菌在代谢类型上的区别是___________________________。

4．请分析回答下列有关生物技术实践的问题：

(1)制作牛肉膏蛋白胨固体培养基时，倒平板操作的步骤是：将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出________；右手拿锥形瓶，将________迅速通过火焰；用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的______倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖；等待平板冷却________后，将平板倒过来放置，使____________在下、________在上。

(2)对某样品中一特定活菌的数目进行统计时常采用稀释涂布平板法，在稀释倍数为106倍下涂布了三个平板(每次取0.1 mL)，统计菌落数分别为240、250、260，则稀释前1 mL菌液中所含此菌为________________。

(3)植物的组织培养除需营养和激素外，________、________、________等外界条件也很重要。(4)制作果酒用的酵母菌属于兼性厌氧型微生物的依据是：____________

(5)用萃取法提取胡萝卜素的实验中，要将胡萝卜进行粉碎和干燥的目的是：____________________________________

_；

过滤萃取液的目的是：_____________________________________。

5．(2013·全国卷Ⅱ)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24 h，使其均匀生长，布满平板。

(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

________。

6

T 选修1 第2讲

微生物的培养与应用

[考纲传真]

1.微生物的分离和培养

2.某种微生物数量的测定

3.培养基对微生物的选择利用

高频考点：微生物的培养及分离

考点1 微生物的实验室培养

【知识梳理】 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)营养构成：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)①种类：按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。

②下表为某微生物培养基的成分

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

H2O 尿素

琼脂

1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 1 000 mL 该培养基中可以为微生物提供碳源的是葡萄糖，此培养基为固体培养基，因此培养基中加入了琼脂。

2．无菌技术

(1)关键：防止外来杂菌的入侵。

(2)不同对象的无菌操作方法(连线)：

①—b—Ⅰ

②—b—Ⅱ

③、④—a ⑤—a—Ⅲ、Ⅳ

⑥—b 3．大肠杆菌的纯化培养

(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

计算―→称量―→溶化―→灭菌―→倒平板。

(2)纯化大肠杆菌的方法

①纯化培养原理：想方设法在培养基上得到由一个细胞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：接种。

③常用的微生物接种方法有两种(如图)：

a．平板划线法，如图甲：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。

b．稀释涂布平板法，如图乙：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)菌种的保藏方法：

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。

【深化探究】

1．培养基

(1)培养基的成分

营养物质

含义

作用

主要来源

构成生物体的物质，无机物：CO2、NaHCO3；

能提供碳元素碳源

异养生物的能源物有机物：糖类、脂肪酸、石油、的物质

质

花生粉饼等

无机物：N2、NH3、氨盐、硝能提供氮元素合成蛋白质、核酸以氮源

酸盐；有机物：尿素、牛肉膏、的物质

及含氮代谢产物

蛋白胨等

生长必不可少生长因子

酶和核酸的成分

维生素、氨基酸、碱基等

的微量有机物

细胞生命活动不仅是良好的溶剂，水

必不可少的物培养基、大气、代谢产物

还是结构物质

质

7

提供除碳、氮细胞内的组成成分，元素以外的各生理调节物质；某些无机盐

种重要元素，化能自养型细菌的包括某些大量能源；酶的激活剂

元素

(2)培养基的分类

种类

特点

液体培养基

不加凝固剂

物理性质

固体培养基

加凝固剂

化学成分

天然培养基

培养基、大气

含化学成分不明的天然物质

培养基成分明确或用一定化学物质配合成培养基

分类、鉴定

制

添加某物质，抑制杂菌生长，促进所需选择培养基

培养分离出特定微生物

微生物生长

用途

根据微生物的代谢特点，在培养基中加鉴别培养基

鉴别微生物

入某种指示剂

2.消毒和灭菌的比较

条件

结果

常用方法

应用范围

煮沸消毒法

日常用品

较为温和

仅杀死物体表面或内消巴氏消毒法

不耐高温的液体

的物理或

部的部分对人体有害毒

用酒精擦拭双手，用化学方法

的微生物

化学药剂消毒法

氯气消毒水源

灼烧灭菌法

接种工具

杀死物体内外所有

灭强烈的理化因的微生物，包括芽孢干热灭菌法

玻璃器皿、金属工具

菌

素

和孢子

高压蒸汽灭菌法

培养基及容器

3.纯化培养技术

(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个菌落，这个菌落就是纯化的细菌菌落。

(2)微生物接种方法

①平板划线法：平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成纯种的单个菌落。(如右图) 几种划线方法示意图

②稀释涂布平板法：10倍系列稀释操作。

a．将分别盛有9 mL水的6支试管灭菌，并16按10～10的顺序编号。

b．进行梯度稀释时，从菌液开始，每次从前一试管中取1 mL 溶液注入到下一试管中混匀。

c．进行涂布平板操作。

【命题热点】 视角1 考查微生物的纯化培养

1．常见的酿酒酵母只能利用葡萄糖而不能利用木糖来进行酒精发酵，而自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精，但是对酒精的耐受能力差。科学家利用基因工程培育了能利用这两种糖进行发酵且对酒精耐受能力强的酿酒酵母。请分析回答：

图1

图2

8 应用

工业生产

微生物的分离、鉴定、活菌计数、保藏

工业生产

(2)微生物实验用的培养皿常用的两种灭菌方法是_____

__________

_；为了减少灭菌后器皿被污染，灭菌前应该将器

皿________________________。

(2)制备酵母菌培养基要进行平板操作，待平板冷凝后，要将培养皿倒置，其主要原因_______________________________________________________。

(3)取从自然界中采集的葡萄，然后在超净台上将葡萄置于0.1%氯化汞水溶液中进行表面消毒5 min，再用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中，然后进行纯化培养。研究者在经过接种后得到了一个经培养后菌落分布如图1所示的平板，推测接种时可能的操作失误是________________。为了确定培养基是否被污染，需要进行的操作是：___________________________________。

(4)下表为某学生在筛选培养能利用木糖发酵的酵母菌时所配置的培养基配方，请指出其中的明显不足之处_______________________________________ ______________________________________________________________。

MgSO4·K2HPO4

FeSO4

NaNO3

KCl 蔗糖

木糖

琼脂

蒸馏水

7H2O 0.1 g 0.001 g 0.05 g 0.3 g 0.05 g 3.0 g 3.0 g 2.0 g 100 mL

(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌

用牛皮纸包扎

(2)防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染

(3)涂布不均匀

培养空白平板

(4)应该以木糖为唯一碳源

视角2 微生物的培养与分离、计数的综合考查

2．(2014·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的细菌含量。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1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL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__________________________________

___。

(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。

(4)该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，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________

的利用率。

7

(1)检测培养基平板灭菌是否合格

3.8×10(2)灼烧

将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 (3)B (4)溶解氧

营养物质

【技法总结】

两种纯化细菌方法的比较

项目

优点

缺点

平板划

可以观察菌落特征，对混合菌进行分离

不能计数

线法

稀释涂布吸收量较小，较麻烦，平板不干燥效可以计数，可以观察菌落特征

平板法

果不好，容易蔓延

考点2 微生物的分离与计数

【知识梳理】

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

统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。

(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。

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，

9

即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。

C1酶葡萄糖苷酶②作用：纤维素―→纤维二糖――C―

→葡萄糖

X酶(2)纤维素分解菌的筛选

①原理

纤维素分解菌

↓

刚果红―→红色复合物纤维素酶,红色消失，出现透明圈。

纤维素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

【深化探究】

1．筛选菌株

(1)原则：人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。

(2)菌株筛选原理的比较

土壤中分解尿素的细菌

分解纤维素的微生物

①选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳①选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源

源

②鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，②鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，素

培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈

2.统计菌落数目的方法

(1)显微镜直接计数法

①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。

②方法：用计数板计数。

③缺点：不能区分死菌与活菌。

(2)间接计数法(活菌计数法) ①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。

②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操作：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，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

3．设置对照

(1)目的：排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。

(2)方法：①证明培养基未被污染，用空白培养基作对照。

②证明选择培养基的筛选作用，用牛肉膏蛋白胨培养基接种等量同种菌液作对照。

【特别提醒】

1．为了使结果接近真实值，应设置三个或三个以上的平板，计算出菌落平均数。

2．计算时明显偏离实际值(本组实验其他平板计数值)的要舍弃掉后求平均值。

10

3．对照实验的设计首先要明确设计的目的，分析出实验的自变量之后才能准确设计。

【命题热点】 视角1 微生物的筛选方法

1．(2014·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________。

(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)：

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

＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

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____________________________________________________

_。

(1)纤维二糖

葡萄糖

(2)红

透明圈(3)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

视角2 综合考查微生物的培养和应用

2．(2015·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。

(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。

(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

11

【当堂达标】

1.如图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。回答下列问题。

(1)在________(填图中编号)区域出现了单个菌落，产生每个菌落的最初细菌数目是________个细菌。据图分析，在培养基上划线接种时，划线的顺序依次是________(用编号表示)。

(2)下表是某微生物培养基成分。

编号

成分

编号

成分

含量

含量

10 g

②

(NH4)2SO4

0.4 g ①

粉状硫

③

K2HPO4

4 g

④

MgSO4

9.25 g FeSO4

0.5 g

⑥

CaCl2

0.5 g ⑤

H2O 100 mL

—

—

—

⑦

①若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌，该培养基应添加________，去除________。

②若要鉴别纤维素分解菌，可用________

法，若要鉴别尿素分解菌，可在培养液中加入________

。

(1)②

1 ①→③→②

(2)①碳源

氮源

②刚果红染色

酚红指示剂

2．人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：

(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是______(填序号)。

①酒精灯

②培养皿

③显微镜

④无菌水

(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是_________________________________________________________________。

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________________________________________。

(4)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。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(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的______有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是______(填图中序号)。

(1)③

(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞

(4)量与活性

①

3．某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：

预处理、水解发酵农作物秸秆――→葡萄糖――→酒精

(1)农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素要经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常是从土壤中分离纤维素分解菌。分离纤维素分解菌常用的方法是__________。其实验流程是：土壤取样―→选择培养―→________―→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上―→挑选产生的________菌落。

(2)纤维素分解菌能合成纤维素酶，纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少含有三种组分，即______________。前两种酶使纤维素分解成________，第三种酶将它分解成葡萄糖。

(3)图中发酵阶段常用的菌种是酵母菌，在酒精发酵时一般将温度控制在________。发酵后是否有酒精产生，可以用________来检验。

(4)利用葡萄能生产果酒，进而生产果醋，生产果醋常用的菌种是醋酸杆菌，醋酸杆菌与酵母菌在代谢类型上的区别是___________________________。

(1)刚果红染色法

梯度稀释

透明圈

(2)C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶

纤维二糖

(3)18～25 ℃

(酸性)重铬酸钾

(4)醋酸杆菌是好氧型的，酵母菌是兼性厌氧型

4．请分析回答下列有关生物技术实践的问题：

12

(1)制作牛肉膏蛋白胨固体培养基时，倒平板操作的步骤是：将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出________；右手拿锥形瓶，将________迅速通过火焰；用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的______倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖；等待平板冷却________后，将平板倒过来放置，使____________在下、________在上。

(2)对某样品中一特定活菌的数目进行统计时常采用稀释涂布平板法，在稀释倍数为106倍下涂布了三个平板(每次取0.1 mL)，统计菌落数分别为240、250、260，则稀释前1 mL菌液中所含此菌为________________。

(3)植物的组织培养除需营养和激素外，________、________、________等外界条件也很重要。

(4)制作果酒用的酵母菌属于兼性厌氧型微生物的依据是：____________ (5)用萃取法提取胡萝卜素的实验中，要将胡萝卜进行粉碎和干燥的目的是：____________________________________

_；

过滤萃取液的目的是：_____________________________________。

9

(1)棉塞

瓶口

培养基

凝固

皿盖

皿底

(2)2.5×10

(3)pH 温度

光照

(4)酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存

(5)使原料与有机溶剂充分接触，增大溶解度

除去萃取液中的不溶物

5．(2013·全国卷Ⅱ)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24 h，使其均匀生长，布满平板。

(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

________。

(1)划线

稀释涂布(或涂布) (2)涂布

(3)敏感

不敏感

该致病菌对C的敏感性比对A的弱

耐药菌

(4)A

13