备战高考生物热点题型和提分秘籍专题34微生物的培养和利用解析版.docx
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备战高考生物热点题型和提分秘籍专题34微生物的培养和利用解析版
专题三十四微生物的培养和利用
【高频考点解读】
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作用。
【热点题型】
题型一微生物的实验室培养
例1、可以作为硝化细菌碳源、氮源和能源的是（ ）
A．CO2、NH3、光能
B．（CH2O）、N2、NH3
C．CO2、NH3、NH3
D．（CH2O）、NH3、N2
【提分秘籍】
1．培养基的种类
（1）按物理状态分类：
培养基种类
特点
用途
液体培养基
不加凝固剂
工业生产
固体培养基
加凝固剂
（如琼脂）
微生物分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏
（2）按功能分类：
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
依据某些微生物对某些物质的抗性而设计
从众多微生物中分离所需的微生物
加入青霉素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指示剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计
鉴别不同种类的微生物
伊红—美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌
2.消毒和灭菌的比较
3.微生物的纯化培养—平板划线法与稀释涂布平板法
方法
平板划线法
稀释涂布平板法
注意
事项
（1）接种环的灼烧：
①第一次划线前：
杀死接种环上的微生物，避免污染培养物
②每次划线前：
杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端
③划线结束后：
杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者
（1）稀释操作时：
每支试管及其中的9mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2cm处
注
意
事
项
（2）灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种
（3）划线时最后一区域不要与第一区域相连
（4）划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破
（2）涂布平板时：
①涂布器用体积分数为70%酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃
②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精
③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体
目的
在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体——菌落
培养
平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上水珠落入培养基造成污染
4.平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同
（1）第一次操作：
杀死接种环上原有的微生物。
（2）每次划线之前：
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。
（3）划线结束后：
杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
【方法规律】
自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同
（1）自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。
（2）含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。
【举一反三】
如下所示为培养某种微生物的培养基的配方，请回答：
（1）依物理性质，该培养基属于________培养基；依用途划分，则属于________培养基。
（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是________，培养的微生物可能是________。
（3）该培养基中的碳源是________。
不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是________和________；倒平板时，一般需冷却至________左右，在________附近操作。
（4）若用该培养液培养纤维素分解菌，应除去的物质是________，至少应加入的物质是________，为检测纤维素分解菌的存在与否还应加入________，形成________色复合物，若产生________，则证明有纤维素分解菌存在。
【热点题型】
题型二分解尿素细菌的分离与计数
例2、用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是（ ）
A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233
解析：
在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以A、B不正确。
C项虽涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
答案：
D
【提分秘籍】
1．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。
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数量。
②方法：
用计数板计算。
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操作：
a．设置重复组，增强实验的说服力与准确性。
b．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。
4．鉴定分解尿素的细菌
（1）原理：
CO（NH2）2＋H2O
CO2＋2NH3；由于NH3的产生，培养基碱性增强，pH升高，因此可通过检测pH的变化来判断该化学反应是否发生。
（2）方法：
以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH升高，说明该种细菌能分解尿素。
5.选择培养基的选择方法
（1）在培养基中加入某种化学物质。
例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。
这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。
（2）改变培养基中的营养成分。
例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出消除石油污染的微生物。
（3）改变微生物的培养条件。
例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。
【方法规律】微生物分离的常用方法
（1）培养基中的营养成分的改变可达到分离微生物的目的。
如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物。
（2）当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。
如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离出能消除石油污染的微生物的目的。
（3）改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养，只能得到耐高温的微生物。
【举一反三】
下面是探究如何从土壤中分离自生固氮菌与计数的实验，完成下列问题：
（1）实验原理：
农田的表层土壤中，自生固氮菌的含量比较多。
将用表层土制成的稀泥浆，接种到无氮培养基上进行培养。
在这种情况下，只有自生固氮菌才能生长繁殖。
用这种方法，可以将自生固氮菌与其他细菌分离开来。
（2）材料用具：
农田的表层土壤、无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、盛9mL无菌水的试管、无菌吸管、无菌涂布器、无菌培养皿、盛90mL无菌水的锥形瓶、恒温箱。
（3）方法步骤：
①倒平板：
分别将无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基倒平板，操作过程应在火焰旁。
②制备土壤稀释液：
取土样10g加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
用无菌吸管吸取上清液1mL，转至9mL的无菌水的大试管中，依次稀释到107稀释度。
③涂布：
按照由107～103稀释度的顺序分别吸取0.1mL进行平板涂布，每个稀释度下，无氮培养基一般应至少涂布________个平板，牛肉膏蛋白胨培养基涂布1个平板。
④培养：
放入恒温箱内，在28～30℃下培养3～4天。
⑤细菌的计数：
当菌落数目稳定时，选取菌落数为______的平板进行计数。
如果测试的平均值为50，则每克样品中的菌落数是________（稀释度是105）。
（4）预测结果：
相同稀释度下，牛肉膏蛋白胨培养基平板上的菌落数应多于无氮培养基上的数目。
请说明原因
_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________。
【热点题型】
题型三分解纤维素的微生物的分离
例3、下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是（ ）
A．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入
B．刚果红可以在菌落形成后加入
C．刚果红在菌落形成前倒平板时加入，加入的刚果红不需要灭菌
D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌
【提分秘籍】
1．筛选原理
2．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数量
↓
梯度稀释
↓
涂布平板：
将样品涂布于鉴别培养基上
↓
挑选产生透明圈的菌落
3．两种刚果红染色法的比较
方法
先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应
在倒平板时就加入刚果红
过程
培养基长出菌落→覆盖CR溶液（质量浓度为1mg/mL）
倒出CR溶液→加入NaCl溶液（物质的量浓度为1mol/L）
倒掉NaCl溶液→产生透明圈
配制CR溶液（质量浓度为10mg/mL）→灭菌→按照1mLCR溶液/200mL培养基比例混匀→倒平板→培养→透明圈
优点
显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
操作简便，不存在菌落的混杂问题
缺点
操作繁琐，加入刚果红会使菌落之间发生混杂
①由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含淀粉类物质，可能使产生淀粉酶的微生物也形成透明圈，即假阳性反应
②有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显透明圈，与纤维素分解菌不易区分
【举一反三】
幽门螺杆菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。
在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。
实验基本步骤如下：
→
→
→
→
请回答：
（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有①________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现②________色环带。
（2）下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是③________灭菌。
A．高压蒸汽B．紫外灯照射
C．70%酒精浸泡D．过滤
（3）步骤X表示④________。
在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液⑤________到培养基平面上。
菌液稀释的目的是为了获得⑥________菌落。
（4）在培养时，需将培养皿倒置并放在⑦________中。
若不倒置培养，将导致⑧________。
（5）临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的⑨________分解为NH3和14CO2。
解析：
此题考查微生物的分离与培养知识。
（1）幽门螺杆菌（Hp）含有脲酶，能以尿素为氮源，在加入尿素和酚红指示剂的培养基中培养Hp，由于尿素经脲酶的降解可产生碱性的NH3，NH3能使培养基中的酚红由红黄色变成红色，故菌落周围会出现红色环带。
（2）由于尿素加热会分解，对尿素溶液进行灭菌最好用G6玻璃砂漏斗过滤。
（3）微生物的分离和培养步骤是：
配制培养基→灭菌、倒平板→接种→培养。
为获得单菌落，接种操作前应先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上即可。
（4）微生物培养时需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中，若不倒置培养，则无法形成单菌落。
（5）幽门螺杆菌能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2，故临床上常用14C呼气试验检测人体内幽门螺杆菌的存在。
答案：
（1）脲酶 红
（2）D （3）接种 涂布 单
（4）恒温培养箱 无法形成单菌落 （5）尿素
【高考风向标】
1．（2014·全国卷）某同学在①②③三种条件下培养大肠杆菌，这三种条件是：
①以葡萄糖为碳源的培养基，不断补充培养基，及时去除代谢产物 ②以葡萄糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物 ③以葡萄糖和乳糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物
根据培养结果绘制的一段时间内菌体数的对数随时间变化的趋势图如下：
甲 乙 丙
假设三种培养基中初始总糖量相等，则①②③三种条件依次对应的趋势图是（ ）
A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲
C．丙、甲、乙D．丙、乙、甲
2．（2014·新课标全国卷Ⅰ）[生物——选修1：
生物技术实践]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_____________________________________________________________。
3．（2014·新课标全国卷Ⅱ）[生物——选修1：
生物技术实践]
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干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________________________________________。
（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。
A B
（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。
4．（2014·四川卷）有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。
研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。
分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。
甲
乙
（1）微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是____________________________________。
（2）与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。
（3）纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。
划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。
造成划线无菌落可能的操作失误有_________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。
该实验的假设是________________________________，该实验设计是否合理？
为什么？
____________________。
（4）从图示可知，加入了蛋白酶后测定苯磺隆降解率，而蛋白酶专一性分解蛋白质，可推知该实验作出的假设是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质；实验需要空白对照，来确定加入蛋白酶后对苯磺隆降解情况的影响。
5．（2014·浙江卷）下面是关于固定化酶和细菌培养实验的问题。
请回答：
（1）某兴趣小组欲利用固定化酶进行酶解淀粉的实验，分组见下表。
组别
固定化酶柱长度（cm）
淀粉溶液的流速（mL·min－1）
甲
10
0.3
乙
10
0.5
丙
15
0.3
丁
15
0.5
将吸附了α 淀粉酶的石英砂装入柱中后，需用蒸馏水充分洗涤固定化酶柱，以除去____________。
按上表分组，将配制好的淀粉溶液加入到固定化酶柱中，然后取一定量的流出液进行KII2检测。
若流出液呈红色，表明有____________生成；若各组呈现的颜色有显著差异，则流出液中淀粉水解产物浓度最高的是____________组。
（2）下列关于上述固定化酶实验的叙述，错误的是（ ）
A．固定化酶柱长度和淀粉溶液流速决定了酶柱中酶的含量
B．淀粉溶液流速过快会导致流出液中含有淀粉
C．各组实验所用的淀粉溶液浓度应相同
D．淀粉溶液的pH对实验结果有影响
（3）现有一份污水样品，某兴趣小组欲检测其中的细菌数，进行以下实验。
将一定量的污水样品进行浓度梯度稀释。
取适量不同稀释度的稀释液，用____________法分别接种于固体平面培养基上，经培养后进行计数。
该实验应注意，接种前，从盛有____________的容器中将玻璃刮刀取出，放在酒精灯火焰上灼烧，冷却后待用；分组时，需用______________作为对照。
（4）在上述细菌培养实验中进行计数时，应计数的是接种了（ ）
A．各个稀释度样品的培养基上的细菌数
B．合理稀释度样品的培养基上的细菌数
C．各个稀释度样品的培养基上的菌落数
D．合理稀释度样品的培养基上的菌落数
【答案】
（1）未吸附的α 淀粉酶 糊精 丙
（2）A
（3）涂布分离 70%酒精 未接种的培养基
（4）D
【解析】
（1）用蒸馏水洗涤固定化酶柱的目的是洗掉未吸附的α 淀粉酶，防止产物中混有酶等物质；淀粉的产物可以是糊精，可以用KII2检测，呈现的颜色是红色；根据表格分析4组实验，如果反应时间越充分，则反应就越充分，流出物中糊精的含量就越高，因丙组的固定化酶柱长度最长，淀粉溶液的流速也越低，所以它的流出物中糊精的含量最高。
（2）酶柱长度和流速决定了反应时间的长短，A项错误。
流速过快则反应不够充分，则流出液中含有淀粉，B项正确。
实验的自变量是酶柱长度和流速，所以每组实验的淀粉浓度应相同，C项正确。
pH大小会影响酶的活性，所以对实验结果会有影响，D项正确。
（3）要检测污水中的细菌数，可采用稀释涂布分离法进行操作，操作过程需注意消毒和灭菌处理，实验中需要设计一个空白对照。
（4）计数统计的是合理处理的稀释样品，计算其培养基上的菌落数，不是细菌数。
6．（2014·江苏卷）为了获得β 胡萝卜素产品，某小组开展了产β 胡萝卜素酵母的筛选与色素提取实验。
请回答下列问题：
（1）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________。
（2）为了筛选出酵母菌，培养基中添加了青霉素，其目的是________________。
（3）上图是灭菌锅及其局部剖面示意图，图中甲、乙、丙指示的依次是________。
（填序号）
①安全阀、放气阀、压力表
②放气阀、安全阀、压力表
③安全阀、放气阀、温度表
④放气阀、安全阀、温度表
（4）为了将分离到的菌株纯化，挑取了菌落在3块相同平板上划线，结果其中一块平板的各划线区均未见菌生长，最可能的原因是____________________。
（5）为增加β 胡萝卜素提取量，在研磨酵母细胞时，添加石英砂的目的是________________；研磨时________（填“需要”或“不需要”）添加CaCO3，理由是________________________。
【答案】
（1）干热灭菌和湿热灭菌（高压蒸汽灭菌） 用牛皮纸（报纸）包扎器皿
（2）抑制细菌（放线菌）生长 （3）①
（4）接种环温度过高，菌被杀死
（5）有助于研磨充分 不需要 β 胡萝卜素较耐酸
【随堂巩固】
1.下列关于微生物分离和培养的叙述，错误的是（ ）
A．微生物培养前，需对培养基进行消毒
B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法
C．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度
D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中的唯一氮源
2．下表是对四种生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，正确的一组是（ ）
硝化细菌
乳酸菌
根瘤菌
衣藻
A
能源
NH3
乳酸
N2
光能
B
碳源
CO2
糖类等
糖类等
CO2
C
氮源
NH3
N2
N2
NO
D
代谢类型
自养
需氧型
异养
厌氧型
自养
需氧型
自养
需氧型
解析：
本题综合考查了不同微生物的代谢类型及营养要求。
从能源来看，乳酸菌需糖类等有机物供能；从氮源看，乳酸菌需要NH
、NO
；从代谢类型看，根瘤菌为异养需氧型；从碳源看，硝化细菌与衣藻需CO2，乳酸菌和根瘤菌需要糖类等有机物。
答案：
B
3．无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是（ ）
A．对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B．将用于微生物培养的培养皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C．为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D．实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
解析：
无菌操作技术的第一方面是：
对实验操作的空间，操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
第二、三、四方面分别是选项B、C、D。
答案：
A
4．为了保持菌种的纯净需要进行菌种的保藏，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法
B．临时保藏的菌种一般是
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