一轮复习专题31 微生物的培养和应用原卷版Word文档下载推荐.docx

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4．纯化大肠杆菌

（1）菌落：

由____________繁殖而来的肉眼可见的_________群体。

（2）纯化大肠杆菌的方法

①纯化培养原理：

在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的______，即可获得较纯的菌种。

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。

a．平板划线法：

通过__________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．________________法：

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。

5．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。

6．筛选菌株

（1）寻找目的菌株的方法：

根据它对__________的要求，到相应的环境中去寻找。

（2）实验室中微生物的筛选：

①方法：

人为提供有利于____________生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。

②实例：

筛选尿素分解菌时使用以_______为唯一氮源的选择培养基进行培养。

7．统计菌落数目的方法

（1）________直接计数法

①原理：

利用特定细菌计数板或_________________，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_________________。

（2）间接计数法（_______计数法）

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_________，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_______（mL），M代表稀释________。

③操作：

设置_________和__________，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。

8．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

（1）方法：

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入______指示剂培养分解尿素的细菌。

（2）原理：

____________________________________________________________。

（3）实验现象及结论

①培养基变红：

该种细菌_____分解尿素。

②培养基不变红：

该种细菌______分解尿素。

（4）统计菌落数目

统计样品中的活菌一般用_________________法。

（5）实验流程

土壤取样→______________→微生物的培养与观察→细菌的_______。

9．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，即___________________________________。

②作用：

纤维素

_____________

___________

（2）纤维素分解菌的筛选

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：

_________________________________________________。

【考点精讲】

微生物的实验室培养

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）营养组成：

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、特殊营养物质以及氧气的要求。

（3）种类

①按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。

②按照成分的来源可分为天然培养基和合成培养基。

③按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。

2．无菌技术

（1）含义：

在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。

（2）常用方法

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平板划线法：

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。

②稀释涂布平板法：

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）菌种的保存方法

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。

典例1.某研究小组研究了不同浓度的抗生素A对大肠杆菌生长的影响，实验结果见如图1。

回答下列相关问题：

（1）该培养基为大肠杆菌提供的主要营养物质有碳源、水、无机盐、________四类，而配置该培养基时，通常加入________作为凝固剂。

（2）为了确保利用________________法接种大肠杆菌时，形成一层菌膜，则对菌种的稀释倍数________。

另外，在培养和接种大肠杆菌时要特别注意进行__________操作。

根据实验结果，选出对大肠杆菌抑制作用最明显的抗生素A浓度的依据是_______________________________

（3）为减少实验误差，每一浓度的抗生素A还要制备________。

（4）该研究小组运用上述实验方法还研究了相同浓度的a、b、c三种不同抗生素对大肠杆菌生长的影响。

请在图2中图示这一处理方案（可模仿图1加以必要的注解）。

【归纳总结】1．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：

细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需的pH不同。

2．选择培养基与鉴别培养基的比较

种类

原理

用途

举例

选择培养基

依据某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好、抗性而设计

从众多微生物中分离出所需的微生物

加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌

鉴别培养基

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

3.消毒和灭菌的辨析

项目

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微生物（不包括芽孢和孢子）

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

培养基及容器的灭菌

典例2.高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。

研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如下图所示。

请据图回答下列问题：

（1）Ⅰ号培养基从物理状态来看，属于固体培养基，配制时要加入________________作为凝固剂，从用途来看属于选择培养基，应以________________作为唯一碳源。

（2）配制固体培养基的基本步骤是（　　）

A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌

B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌

C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板

D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板

（3）溶化时，烧杯中加入琼脂后要不停地____________，防止琼脂糊底引起烧杯破裂。

对培养基灭菌的方法一般为____________________。

（4）过程①是________________，过程②所使用的接种方法是________________法。

（5）部分嗜热菌在Ⅰ号培养基上生长时可释放________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈，挑选相应的菌落，接种到Ⅱ号培养基进一步分离纯化后，再对菌种进行____________培养。

【易错辨析】1．灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

2．划线时最后一区不要与第一区相连。

3．划线时用力大小要适当，这是为了防止用力过大将培养基划破。

4．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为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。

典例3.牛奶是微生物培养的良好培养基，牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物，为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况，做如图1所示操作。

用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有9mL无菌水的试管中，混合均匀，如此再重复2次。

请回答下列有关问题：

（1）巴氏消毒的方法是__________________________，使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是__________________。

（2）取最终的牛奶稀释液0.1mL滴在培养基上进行涂布，应选择的涂布工具是图2中的__________________。

（3）图1中所示方法为稀释涂布平板法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。

若用该方法培养设置了3个培养皿，菌落数分别为35个、33个、34个，则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为__________个，运用这种方法统计的结果往往较实际值________（填“偏大”或“偏小”），原因是________________________________________。

（4）消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死，若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量，则在操作步骤上应做什么改动？

__________________。

（5）从生牛奶取样培养得到的菌落中混有各种杂菌，从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入__________，若菌落具有____________________特征，则可以认定为大肠杆菌。

【思路点拨】如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析：

（1）获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？

提示　获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方法为平板划线法。

（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了一片，最可能的原因是什么？

应当怎样操作才可避免此种现象？

提示　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灼烧灭菌；

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灼烧灭菌。

（3）接种操作为什么一定要在火焰附近进行？

提示　火焰附近存在着无菌区域。

微生物的筛选和计数

1．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

（1）分离原理：

土壤中的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）统计菌落数目一般用稀释涂布平板法。

①统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中的1个活菌。

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。

②从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是（平均菌落数÷

涂布的稀释液体积）×

稀释倍数。

③利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释度。

（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

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。

②作用

纤维二糖

葡萄糖

①原理

　　　　　　纤维素分解菌

　　　　　　　　　↓

→红色复合物

红色消失，出现透明圈。

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。

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

典例1.为研究“某品牌酸奶中乳酸菌数量及其对抗生素耐药性情况”，某同学进行了如下实验。

请分析回答下列问题：

（1）配制的细菌培养基除了含有水、碳源、氮源和无机盐等主要营养成分外，还应加入适量的________和琼脂。

在培养基各成分溶化与灭菌之间，要进行的是________。

（2）接种微生物的方法有很多，图中过程①②③所示的方法为______________。

用该方法统计样本菌落数后，所得数据需要乘以10n后，才可表示乳酸菌的数量（单位：

个/mL），这里的n＝________。

用该方法统计样本菌落数时，同时需要做A、B、C三个培养皿，原因是_______

（3）为了检测乳酸菌对抗生素的敏感性，取该单菌落适当稀释，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。

将分别含有A、B、C三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________（填“敏感”或“不敏感”）；

含C滤纸片周围的透明圈比含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__________________。

【易错辨析】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：

（1）透明圈是如何形成的？

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，形成透明圈。

（2）图中透明圈大小代表什么？

降解纤维素能力最强的菌株是哪种？

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。

（3）结合图2推测哪种菌株更适合用于人工瘤胃发酵？

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。

典例2.（2018·

重庆高三第二次诊断）北方每年在小麦丰收的季节，焚烧秸秆火焰四起，烟雾弥漫，不但导致严重的雾霾而且造成资源的浪费。

科学家为了解决这个问题，努力寻找分解秸秆中纤维素的微生物，他们做了如下实验，据图回答：

甲

（1）根据甲图，选择培养纤维素分解菌要用__________。

为了统计样品中活菌的数目，常用方法除稀释涂布平板法外，还有______________的方法。

（2）乙图是培养出的单菌落示意图，最适合分解秸秆的两个菌落是____________（填数字），纤维素分解菌将纤维素最终分解为____________。

从图中可以看出培养基上菌落数较少，推测可能的原因是______________________________________________________________________________。

（3）为了长期保存该微生物，可以采用________的方法。

【归纳总结】两种纯化细菌方法的辨析

比较

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适当增加稀释度的范围

菌体

获取

在具有显著菌落特征的区域的菌落中挑取菌体

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，又能对微生物进行计数

缺点

不能对微生物计数

操作复杂，需要涂布多个平板

【真题与模拟速递】

1.（2018·

全国卷Ⅱ）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___________________________________________________________。

（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________________________________________________________。

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。

（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。

（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。

3．（2017·

全国卷Ⅰ）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。

（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，原因是________________________________________________________________________。

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是_______________________________

_____________________________________________（答出两点即可）。

（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是_____________________________________________________________________。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有________________________________________________________________（答出两点即可）。

4.（2018·

全国卷Ⅰ）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。

（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）。

（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_____________________________________________________________________________。

5.（2016·

全国卷Ⅰ）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：