2017高考生物總復(fù)習(xí) 第12單元 第42講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學(xué)案

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1、 第42講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 [考綱點(diǎn)擊]　1.微生物的分離和培養(yǎng)　2.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用　3.利用微生物發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)特定的產(chǎn)物 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(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。 (2)營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成：一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽。此外還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。 (3)種類：按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。 2．無(wú)菌技術(shù)[連一連] 3．大腸桿菌的純化培養(yǎng) (1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 配制步驟：計(jì)算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。 (2)純化

2、大腸桿菌 ①純化大腸桿菌，其關(guān)鍵的步驟是接種。 ②純化培養(yǎng)方法：平板劃線法和稀釋涂布平板法。 ③純化培養(yǎng)原理：在培養(yǎng)基上得到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的菌落，即可獲得較純的菌種。 二、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù) 1．分離原理 土壤中細(xì)菌之所以能分解尿素，是由于它們能合成脲酶，這種物質(zhì)在把尿素分解成無(wú)機(jī)物的過(guò)程中起催化作用。以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基能促進(jìn)分解尿素的細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，并抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)，從而將目的菌分離。 2．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目 統(tǒng)計(jì)樣品中的活菌一般用稀釋涂布平板法。 3．實(shí)驗(yàn)流程 土壤取樣→制備培養(yǎng)基→微生物的培養(yǎng)與觀察→細(xì)菌的計(jì)數(shù)。 三、分解纖

3、維素的微生物的分離 1．纖維素酶 (1)組成：纖維素酶是一種復(fù)合酶，它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。 (2)作用 2．菌種篩選 (1)方法：剛果紅染色法。 (2)原理 即：使用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。 3．篩選流程 土壤取樣：富含纖維素的環(huán)境 　↓ 選擇培養(yǎng)：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的數(shù)量 　↓ 梯度稀釋 　↓ 涂布平板：將樣品涂布于含CR的鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上 　↓ 挑選產(chǎn)生透明圈的菌落：產(chǎn)生纖維素酶的菌落周圍出現(xiàn)透明圈 1．培養(yǎng)基 (1)培養(yǎng)基的概念：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

4、的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。 (2)培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分：培養(yǎng)基可為微生物提供碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽和水等主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 2．無(wú)菌技術(shù) (1)措施：無(wú)菌技術(shù)的主要措施包括消毒和滅菌。 (2)常用方法：培養(yǎng)基滅菌常采用高壓蒸汽滅菌法，接種環(huán)滅菌常采用灼燒滅菌法。 3．微生物的純化與計(jì)數(shù) (1)純化微生物的方法：常用平板劃線法和稀釋涂布平板法。 (2)微生物的計(jì)數(shù)方法：常用顯微計(jì)數(shù)法和稀釋涂布平板法。 4．微生物的篩選 (1)尿素分解菌的篩選：以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基可以篩選分解尿素的細(xì)菌。 (2)尿素分解菌的鑒別：在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基中添加酚紅，指示劑可以

5、鑒別分解尿素的細(xì)菌。 (3)纖維素分解菌的篩選：利用富含纖維素的選擇培養(yǎng)基可以選擇培養(yǎng)分解纖維素的微生物。 (4)纖維素分解菌的鑒別：在富含纖維素的培養(yǎng)基中添加剛果紅，可以從周圍存在不變紅的透明圈的菌落中挑選分解纖維素的微生物。 考法一　培養(yǎng)基及微生物的純化培養(yǎng)技術(shù) 1．培養(yǎng)基的種類 (1)按物理狀態(tài)分類 培養(yǎng)基種類 特點(diǎn) 用途 液體培養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn) 固體培養(yǎng)基 加凝固劑(如瓊脂) 微生物分離、鑒定，活菌計(jì)數(shù)，菌種保藏　 (2)按功能分類 種類 制備方法 原理 用途 舉例 選擇 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)物質(zhì) 依據(jù)某些微生物

6、對(duì)某些物質(zhì)的特殊需求或抗性而設(shè)計(jì) 從眾多微生物中分離所需的微生物 加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌 鑒別 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品 產(chǎn)生特定的顏色或其他變化 鑒別不同種類的微生物 用伊紅—美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌 2．消毒和滅菌的比較 項(xiàng)目 條件 結(jié)果 常用方法 應(yīng)用范圍 消毒 較為溫和的物理或化學(xué)方法 僅殺死物體表面或內(nèi)部的部分對(duì)人體有害的微生物　　　 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高溫的液體 化學(xué)藥劑消毒法 用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源 滅菌 強(qiáng)烈的理化因素 殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子 灼燒滅菌法

7、接種工具 干熱滅菌法 玻璃器皿、金屬工具 高壓蒸汽 滅菌法 培養(yǎng)基及容器的滅菌 3.純化微生物的接種方法 項(xiàng)目 平板劃線法 稀釋涂布平板法 原理 通過(guò)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)基上。在數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞群體，即菌落 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)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落 優(yōu)點(diǎn) 可以觀察菌落特征，對(duì)混合菌進(jìn)行分離 可以計(jì)數(shù)，可以觀察菌落特征 缺點(diǎn)

8、 不能計(jì)數(shù) 吸收量較少，較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延 適用 范圍 適用于好氧菌 適用于厭氧菌和兼性厭氧菌 4．平板劃線操作的注意事項(xiàng) (1)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： 第一次操作 每次劃線之前 劃線結(jié)束 目的 殺死接種環(huán)上原有的微生物 殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來(lái)源于上次劃線的末端，使每次劃線菌種數(shù)目減少 殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者 (2)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。 (3)第二次

9、及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開(kāi)始，能使細(xì)菌的數(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(lái)的菌落。 (4)劃線時(shí)最后一區(qū)不要與第一區(qū)相連。 (5)劃線用力大小要適當(dāng)，防止用力過(guò)大將培養(yǎng)基劃破。 視角1?　以基礎(chǔ)判斷或案例分析的形式，考查培養(yǎng)基的制備與無(wú)菌操作 1．(表格信息類)下列培養(yǎng)基配方中能作為選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基的依次是(　　) 原料 ① ② ③ ④ 蛋白胨/g 10 10 10 10 乳糖/g 5 5 5 5 蔗糖/g 5 5 5 5 KH2PO4/g 2 2 2 2 伊紅/g 0.4

10、 美藍(lán)/g 0.065 瓊脂/g 10 20 NaCl/g 20 蒸餾水/mL 1 000 1 000 1 000 1 000 A．①③　　　　　　　　　 B．②① C．②④ D．③① 解析：選D。在培養(yǎng)基中加入伊紅和美藍(lán)，可以用來(lái)鑒別飲用水和乳制品中是否存在大腸桿菌，有伊紅和美藍(lán)的培養(yǎng)基為鑒別培養(yǎng)基。高濃度的食鹽可以抑制多種細(xì)菌的生長(zhǎng)，但不影響金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，從而可以將金黃色葡萄球菌分離出來(lái)，有高濃度食鹽的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。 2．(原理判斷類)不同的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要各不相同。下列有關(guān)一種以CO2為唯一碳源的自

11、養(yǎng)微生物營(yíng)養(yǎng)的描述，不正確的是(　　) A．氮源物質(zhì)為該微生物提供必要的氮素 B．碳源物質(zhì)也是該微生物的能源物質(zhì) C．無(wú)機(jī)鹽是該微生物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) D．水是該微生物的營(yíng)養(yǎng)要素之一 解析：選B。碳源分為有機(jī)碳源和無(wú)機(jī)碳源。當(dāng)有機(jī)物作為碳源時(shí)，既是碳源，又可作為能源；當(dāng)無(wú)機(jī)物作為碳源時(shí)，只能作為碳源，不能作為能源。該碳源是二氧化碳，屬于無(wú)機(jī)物，不能作為微生物的能源物質(zhì)。 視角2?　以案例分析的形式，考查微生物純化培養(yǎng)的綜合應(yīng)用 3．(原理判斷類)(2016·北京東城區(qū)檢測(cè))下列有關(guān)微生物實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是(　　) A．獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染 B．平板劃線法可

12、用于微生物的計(jì)數(shù) C．分離不同的微生物要采用不同的稀釋度 D．觀察菌落的特征可以用來(lái)進(jìn)行菌種的鑒定 解析：選B。微生物培養(yǎng)過(guò)程中要進(jìn)行無(wú)菌操作，防止外來(lái)雜菌的入侵，以獲得純凈的培養(yǎng)物，A正確；平板劃線法可用于微生物的分離，B錯(cuò)誤；土壤中各類微生物的種群數(shù)量是不同的，稀釋的目的是為了使每個(gè)微生物個(gè)體充分分離，以便在平板培養(yǎng)時(shí)能得到由單個(gè)微生物個(gè)體生長(zhǎng)而來(lái)的菌落，因此分離不同的微生物要采用不同的稀釋度，C正確；每一種微生物在一定條件下形成固定的菌落特征，因此觀察菌落的特征可以用來(lái)進(jìn)行菌種的鑒定，D正確。 4．(實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖解類)(2016·湖北武漢模擬)有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長(zhǎng)期使用會(huì)

13、污染環(huán)境，研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機(jī)制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖甲、乙所示： 圖甲 圖乙 (1)微生物生長(zhǎng)繁殖所需的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、______________四類，該實(shí)驗(yàn)所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是____________________________________________________________。 (2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長(zhǎng)素和____________，這些植物激素一般需要事先單獨(dú)配制成________保存?zhèn)溆谩? (3)純化菌株時(shí)，通常使用的劃線工具是_

14、_______。劃線的某個(gè)平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長(zhǎng)滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無(wú)菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無(wú)菌落可能的操作失誤有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)為探究苯磺隆的降解機(jī)制，將該菌種的培養(yǎng)液過(guò)濾離心，取上清液做圖乙所示實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是_______________________

15、_________________________，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理？為什么？________________________________________________________________________。 解析：(1)基本培養(yǎng)基必須具有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽，故應(yīng)填寫氮源和無(wú)機(jī)鹽。在培養(yǎng)基中以苯磺隆為唯一碳源，所以培養(yǎng)基上只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長(zhǎng)繁殖，因此起到選擇作用。(2)植物組織培養(yǎng)基除了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外通常還需要添加植物激素，如細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。因?yàn)橹参锛に亓亢苌?，所以通常配制成母液?3)純化菌種通常用稀釋涂布平板法和平板劃線法，在平板劃線法中用到的劃線工

16、具是接種環(huán)。如果劃線的某個(gè)平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長(zhǎng)滿了菌，這說(shuō)明有菌種，而第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無(wú)菌落，其他劃線上有菌落，可能的原因有接種環(huán)灼燒后未冷卻或劃線未從第一區(qū)域末端開(kāi)始。(4)由圖可知取了上清液后加入的是蛋白酶溶液，根據(jù)酶的專一性，蛋白酶能將蛋白質(zhì)分解，故應(yīng)假設(shè)的是目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì)，如果不能降解苯磺隆說(shuō)明是蛋白質(zhì)。但該實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，要證明該假設(shè)還應(yīng)該設(shè)置一組不加蛋白酶溶液的空白對(duì)照。 答案：(1)氮源和無(wú)機(jī)鹽　只有能利用苯磺隆的微生物能正常生長(zhǎng)繁殖 (2)細(xì)胞分裂素　母液 (3)接種環(huán)?、俳臃N環(huán)灼燒后未冷卻；②劃線未從第一區(qū)域末端開(kāi)始

17、(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質(zhì)　不合理，缺少空白對(duì)照 考法二　微生物的分離與計(jì)數(shù)法 1．篩選菌株 (1)原則：人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)。 (2)菌株篩選原理的比較 土壤中分解尿 素的細(xì)菌 分解纖維素的微生物 選擇培養(yǎng)基的成分 尿素作為唯一的氮源 纖維素作為唯一的碳源 鑒定方法 在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若指示劑變紅，pH升高，說(shuō)明細(xì)菌能分解尿素 剛果紅染色法，即剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，培養(yǎng)基出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈 2．幾種典型微生物的篩選方法 (1)培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離

18、出酵母菌和霉菌。 (2)培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。 (3)培養(yǎng)基中缺乏氮源時(shí)，可以分離固氮微生物。 (4)當(dāng)培養(yǎng)基的某種營(yíng)養(yǎng)成分為特定化學(xué)成分時(shí)，也具有分離效果。如當(dāng)石油是唯一碳源時(shí)，可以抑制不能利用石油的微生物的生長(zhǎng)，使能夠利用石油的微生物生存，達(dá)到分離能消除石油污染的微生物的目的。 (5)改變微生物的培養(yǎng)條件，也可以達(dá)到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)，只能得到耐高溫的微生物。 3．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法 (1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法 ①原理：利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。 ②方法：用計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。 ③

19、缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌。 (2)間接計(jì)數(shù)法(活菌計(jì)數(shù)法) ①原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。 ②計(jì)算公式：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(zhǎng)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)。 ③操作：設(shè)置重復(fù)組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力與準(zhǔn)確性。同時(shí)為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 視角1?　以基礎(chǔ)判斷或案例分析的形式，考查微生物的分離、鑒定與計(jì)數(shù) 1．(實(shí)驗(yàn)流程圖類)(2016·江蘇

20、泰州高三聯(lián)考)科研人員從被石油污染的土壤中分離獲得能降解石油成分“多環(huán)芳烴菲”的菌株Q，步驟如下圖所示，下列相關(guān)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．步驟①～③中，培養(yǎng)液中需加入多環(huán)芳烴菲作為唯一碳源 B．步驟①～③中，將錐形瓶放在搖床上充分振蕩，使菌株與培養(yǎng)液充分接觸 C．步驟④是利用平板劃線法純化菌株Q，圖中所示接種環(huán)最少灼燒2次 D．步驟④中每一區(qū)域可重復(fù)畫幾次，但1區(qū)和5區(qū)不能出現(xiàn)交叉 解析：選C。要想分離出能降解石油成分“多環(huán)芳烴菲”的菌株Q，所用培養(yǎng)液中需加入多環(huán)芳烴菲作為唯一碳源，A正確；培養(yǎng)過(guò)程中，將錐形瓶充分振蕩，目的是使菌株與培養(yǎng)液充分接觸，B正確；接種環(huán)在每次接種

21、前和接種結(jié)束后都要通過(guò)灼燒來(lái)滅菌，所以完成步驟④中5次劃線操作前都要灼燒滅菌，接種結(jié)束后還需灼燒滅菌1次，防止造成污染，由此可見(jiàn)，完成步驟④共需灼燒接種環(huán)6次，C錯(cuò)誤；純化菌株Q過(guò)程中，由于線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，所以在做第二次以及其后的劃線操作時(shí)，總是從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線，1區(qū)和5區(qū)不能交叉，D正確。 2．(實(shí)驗(yàn)分析類)(2016·山東煙臺(tái)診斷測(cè)試)尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)肥料，但是不經(jīng)過(guò)細(xì)菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物種類和數(shù)量繁多，同學(xué)們?cè)噲D探究土壤中微生物對(duì)尿素是否有分解作用，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，并成功篩選到能高效降解尿素的細(xì)菌(目的菌)，培養(yǎng)基成分

22、如下表所示，實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 10 g 尿素 1 g 瓊脂 15 g 將上述物質(zhì)溶解后，用自來(lái)水定容到1 000 mL (1)此培養(yǎng)基能否用于植物組織培養(yǎng)？________，理由是 ________________________________________________________________________。 (2)培養(yǎng)基中氮源是________，這種培養(yǎng)基在功能上屬于________培養(yǎng)基，目的是只允許能合成________的

23、微生物生長(zhǎng)，其他微生物均不能生長(zhǎng)。 (3)欲從土壤中分離獲取上述特定微生物，可采用__________________________________法進(jìn)行接種。 (4)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入________________________________________________________________________， 使指示劑變紅色，而篩選纖維素分解菌的方法是 __________________法。 解析：(1)由于植物組織培養(yǎng)過(guò)程必須添加植物激素，故該培養(yǎng)基不能用作植物組織培養(yǎng)。 (2)分析表格中信息，培養(yǎng)基成分中含有氮元素的物質(zhì)是尿素；由于尿素為唯

24、一氮源，可以篩選分解尿素的細(xì)菌，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基；由于脲酶能促進(jìn)尿素的水解，因此分解尿素的細(xì)菌能夠合成脲酶。 (3)分離微生物常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法。 (4)由于尿素分解后產(chǎn)生氨，可使培養(yǎng)基顯堿性，從而使酚紅指示劑變紅；由于纖維素能被剛果紅染成紅色，因此培養(yǎng)基中加入剛果紅可以鑒定分解纖維素的細(xì)菌。 答案：(1)不能　缺少植物激素 (2)尿素　選擇　脲酶 (3)稀釋涂布平板法或平板劃線 (4)酚紅指示劑　剛果紅染色 視角2?　以案例分析的形式，考查富集培養(yǎng)分離微生物 3．(實(shí)驗(yàn)分析類)(2016·北京大興月考)下圖表示從土壤中分離能降解酚類化合物對(duì)羥基苯甲

25、酸的微生物的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。下列與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容的敘述中，不正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中所用的培養(yǎng)基①②③④均屬于選擇培養(yǎng)基 B．圖中Ⅰ、Ⅱ過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)微生物的稀釋 C．統(tǒng)計(jì)⑤處培養(yǎng)基中的菌落數(shù)并不一定代表接種到④上的活菌數(shù) D．在⑤處培養(yǎng)基上形成菌落的微生物同化作用類型為異養(yǎng)型 解析：選B。從混合物中分離某種微生物要用選擇培養(yǎng)基，利用該分離對(duì)象對(duì)某一營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有“嗜好”的原理，專門在培養(yǎng)基中加入該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使其成為一種“加富”培養(yǎng)基，可使該微生物大量繁殖，在數(shù)量上超過(guò)原來(lái)占優(yōu)勢(shì)的微生物，以達(dá)到富集培養(yǎng)的目的，用于“加富”的一些物質(zhì)主要是一些特殊的碳源和氮源，A正確；圖中Ⅰ、Ⅱ過(guò)

26、程目的是增加目標(biāo)微生物的數(shù)量，B錯(cuò)誤；由于一個(gè)菌落可能不是由1個(gè)細(xì)菌，而是由2個(gè)或更多個(gè)細(xì)菌形成，故統(tǒng)計(jì)⑤處培養(yǎng)基中的菌落數(shù)并不一定代表接種到④上的活菌數(shù)，C正確；在⑤處培養(yǎng)基上形成菌落的微生物是以對(duì)羥基苯甲酸作為碳源，故其同化作用類型為異養(yǎng)型，D正確。 4．(實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖類)飼養(yǎng)動(dòng)物常用的植物飼料中含有難溶的植酸鈣等物質(zhì)，很難被動(dòng)物吸收利用，還影響對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用。若在飼料中添加植酸酶，則能催化其水解成為可以吸收利用的磷酸鹽等。以下是科研人員從作物根部土壤中分離產(chǎn)植酸酶的菌株的過(guò)程示意圖。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題： (1)培養(yǎng)基中除了添加植酸鈣以外，還應(yīng)含有________、______

27、__、水、無(wú)機(jī)鹽等基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 (2)為防止雜菌污染，要對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿等進(jìn)行________________，而且須將接種后的培養(yǎng)皿呈________狀態(tài)放置。 (3)接種以前進(jìn)行的一系列操作，目的是在培養(yǎng)皿表面形成________________。根據(jù)土壤樣品的稀釋倍數(shù)和接種稀釋液的體積，統(tǒng)計(jì)平板上的________就能大致推測(cè)出樣品中的活菌數(shù)。 (4)由于植酸鈣的不溶解性，使培養(yǎng)基中形成白色渾濁。產(chǎn)植酸酶的菌株會(huì)水解植酸鈣，菌落的周圍將形成透明的區(qū)域，根據(jù)透明區(qū)域的有無(wú)，可初步判斷該菌是否產(chǎn)植酸酶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示A～E五種菌株中，________是產(chǎn)植酸酶的理想菌株。 (5)獲得

28、目的菌以后，若要用于植酸酶的生產(chǎn)，還需要進(jìn)行____________________________。 解析：(1)微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)一般都含有水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源等。(2)為防止雜菌污染，要對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌處理，而且須將接種后的培養(yǎng)皿呈倒置狀態(tài)放置，以防止污染。(3)接種以前對(duì)樣品進(jìn)行稀釋的目的是在培養(yǎng)皿表面形成單個(gè)菌落，根據(jù)土壤樣品的稀釋倍數(shù)和接種稀釋液的體積，統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)就能大致推測(cè)出樣品中的活菌數(shù)。(4)根據(jù)題意，透明圈越大，說(shuō)明植酸酶越多，故E是最理想菌株。(5)獲得目的菌后，若用于植酸酶的生產(chǎn)，還需要進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。 答案：(1)碳源　氮源 (2)(高壓蒸

29、汽)滅菌　倒置 (3)單個(gè)菌落　菌落數(shù) (4)E (5)擴(kuò)大培養(yǎng) 易錯(cuò)點(diǎn)1　誤認(rèn)為不同生物需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同 [點(diǎn)撥]　(1)微生物需要的營(yíng)養(yǎng)成分有水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源，有些微生物還需要特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如生長(zhǎng)因子。 (2)在人和動(dòng)物中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。 (3)在植物中，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括礦質(zhì)元素、水、二氧化碳三類。 易錯(cuò)點(diǎn)2　進(jìn)行恒溫培養(yǎng)時(shí)，不將培養(yǎng)皿倒置 [點(diǎn)撥]　如果正放培養(yǎng)皿，則皿蓋上形成的水滴會(huì)落入培養(yǎng)基表面并且擴(kuò)散開(kāi)。如果培養(yǎng)皿中已形成菌落，則菌落中的細(xì)菌會(huì)隨水?dāng)U散，菌落間相互影響，很難再分成單菌落，達(dá)不到分離的目的。因此恒溫培

30、養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)皿必須倒置。 ?微觀清障 (1)培養(yǎng)基中一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽四種成分。(　　) (2)將土壤浸出液涂布在無(wú)菌的選擇培養(yǎng)基上分離分解尿素的細(xì)菌，是否無(wú)菌操作影響較小。(　　) (3)培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進(jìn)行滅菌。(　　) (4)從有機(jī)廢水中分離微生物用于廢水處理時(shí)，接種后的培養(yǎng)皿須放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。(　　) (5)消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害。(　　) (6)(2015·四川卷T3D)用稀釋涂布平板法培養(yǎng)計(jì)數(shù)，應(yīng)選擇有30～300菌落數(shù)的平板。(　　) (7)土壤中纖維素分解菌的篩選流程中的“選擇培養(yǎng)”是必不可少的。(　　

31、) (8)在富含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅染色劑，若出現(xiàn)周圍存在透明圈的菌落，則說(shuō)明篩選到了分解纖維素的微生物。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)√ 1．(2015·高考江蘇卷)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動(dòng)物的胃，可用來(lái)發(fā)酵處理秸稈，提高秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。為了增強(qiáng)發(fā)酵效果，研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株，并對(duì)其降解纖維素能力進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項(xiàng)不需要的是________(填序號(hào))。 ①酒精燈?、谂囵B(yǎng)皿　③顯微鏡?、軣o(wú)菌水 (2)在涂布平板時(shí)，滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量

32、不宜過(guò)多的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí)，若試管口粘附有培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈的原因是________________________________________________________________________ ____________________。 (4

33、)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上，篩到了幾株有透明降解圈的菌落(見(jiàn)圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的________有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是________(填圖中序號(hào))。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4，在不同溫度和pH條件下進(jìn)行發(fā)酵， 測(cè)得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果見(jiàn)下圖，推測(cè)菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵，理由是________________________________________________________________________ _____

34、___________________________________________________________________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520658]　解析：(1)在樣品稀釋和涂布平板過(guò)程中，需要在酒精燈焰附近進(jìn)行操作，培養(yǎng)皿用于盛放培養(yǎng)基并培養(yǎng)細(xì)菌，無(wú)菌水做稀釋的溶劑，此處唯一用不到的是顯微鏡。 (2)在涂布平板時(shí)，要取少量菌懸液滴加到培養(yǎng)基表面，因?yàn)槿绻渭泳鷳乙哼^(guò)多，菌懸液就會(huì)堆積在培養(yǎng)基表面影響分離效果。 (3)在向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí)，如果試管口粘附有培養(yǎng)基，就很容易使棉塞受到污染，因此，需要用無(wú)菌的酒精棉球?qū)⒃嚬芸诓潦酶蓛簟? (4)因?yàn)閯偣t可以

35、與纖維素形成紅色復(fù)合物，且不與纖維素降解產(chǎn)物反應(yīng)。所以在剛果紅培養(yǎng)基平板上，菌落周圍有透明降解圈是纖維素被降解的結(jié)果，降解圈大小由纖維素酶的活性和量決定。圖中菌落①周圍的降解圈最大，因此其降解纖維素的能力最強(qiáng)。 (5)考慮到人工瘤胃的發(fā)酵過(guò)程會(huì)使發(fā)酵液酸性增加，溫度升高，在這個(gè)前提下觀察在不同溫度和 pH 條件下測(cè)得的發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果圖，從圖中可以看出，在高溫和低pH條件下都是J4菌株中的纖維素酶的活性較高，因而該菌株更適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 答案：(1)③　(2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會(huì)出現(xiàn)積液，導(dǎo)致菌體堆積，影響分離效果　(3)避免培養(yǎng)基污染棉塞　(4)量與活性　①　(5)J4　發(fā)酵過(guò)

36、程會(huì)產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高 2．(2016·寧夏銀川模擬)牛奶是微生物生長(zhǎng)的良好培養(yǎng)基。生鮮牛奶中的微生物情況反映了奶牛的健康狀況，也影響奶制品的運(yùn)輸和貯藏。牛奶在飲用前都要經(jīng)過(guò)巴氏消毒，以殺死有害微生物。為檢測(cè)消毒前后牛奶中細(xì)菌含量變化情況，做如圖所示操作。用無(wú)菌吸管從錐形瓶中吸取1 mL生牛奶稀釋液至盛有9 mL無(wú)菌水的試管中，混合均勻，如此再重復(fù)2次。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題： (1)微生物培養(yǎng)操作過(guò)程中，為了防止雜菌污染，需對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行________(消毒、滅菌)，操作者雙手要進(jìn)行清洗和________。除巴氏消毒外，還有__________

37、__和化學(xué)試劑消毒法。 (2)取最終的牛奶稀釋液0.1 mL滴在培養(yǎng)基上進(jìn)行涂布，選擇的涂布工具稱為_(kāi)_______，為防止雜菌污染，該工具應(yīng)浸泡于酒精中，涂布前應(yīng)________________________________________________________________________。 (3)圖中所示方法為稀釋培養(yǎng)法，理想情況下，培養(yǎng)一段時(shí)間后可在培養(yǎng)基表面形成菌落。若用該方法培養(yǎng)設(shè)置了3個(gè)培養(yǎng)皿，菌落數(shù)分別為35個(gè)、33個(gè)、34個(gè)，則可以推測(cè)生牛奶中每毫升含細(xì)菌數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。運(yùn)用這種方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果往往較實(shí)際值________(填“偏大”或“偏小”)，原因

38、是________________________________________________________________________。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520659]　解析：(1)消毒指使用較溫和的物理或化學(xué)方法，僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有微生物，包括芽孢和孢子。故防止雜菌污染，需對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌，操作者雙手要進(jìn)行清洗和消毒，常用消毒方法有：巴氏消毒法、煮沸消毒法和化學(xué)試劑消毒法。(2)用來(lái)進(jìn)行稀釋涂布平板法的涂布工具稱為涂布器。防止雜菌污染，該工具應(yīng)浸泡于酒精中，涂布前應(yīng)將涂布器引燃(灼燒)，

39、消滅雜菌后待冷卻，避免高溫殺死菌種。(3)依據(jù)題意，并結(jié)合圖示可推測(cè)牛奶中每毫升含細(xì)菌數(shù)為[(35＋34＋33)÷3]×104÷0.1＝3.4×106。因?yàn)檫M(jìn)行菌落計(jì)數(shù)時(shí)，兩個(gè)或多個(gè)菌落重疊在一起時(shí)按一個(gè)菌落計(jì)算，故統(tǒng)計(jì)的結(jié)果往往較實(shí)際值偏小。 答案：(1)滅菌　消毒　煮沸消毒法 (2)涂布器　將涂布器引燃(灼燒)后待冷卻 (3)3.4×106　偏小　當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)菌落重疊在一起時(shí)按一個(gè)菌落計(jì)算 3．如圖甲、乙是微生物接種常用的兩種方法，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題： (1)圖甲是利用________________法進(jìn)行微生物接種，圖乙是利用________________法進(jìn)行微生物接種。這

40、兩種方法所用的接種工具分別是________和________；對(duì)這兩種接種工具進(jìn)行滅菌和消毒的方法依次是________________和酒精消毒。 (2)接種操作為什么一定要在火焰附近進(jìn)行？________________________________________________________________________ ________________________。 (3)接種后，在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)為什么進(jìn)行倒置培養(yǎng)？________________________________________________________________________

41、。 (4)如圖是采用上述接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖解，其接種方法是________(填圖甲或圖乙)。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520660]　解析：圖甲和圖乙分別是平板劃線法和稀釋涂布平板法，這兩種方法所用的接種工具分別是接種環(huán)和涂布器。由于在酒精燈火焰附近存在著無(wú)菌區(qū)域，因此接種常在火焰附近進(jìn)行。在微生物培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水，對(duì)微生物的生長(zhǎng)造成影響，故需要倒置培養(yǎng)。 答案：(1)平板劃線　稀釋涂布平板　接種環(huán)　涂布器　灼燒滅菌　(2)火焰附近存在著無(wú)菌區(qū)域　(3)避免培養(yǎng)過(guò)程產(chǎn)生的水分影響微生物的生長(zhǎng)　(4)圖乙 4．(2016·北京東城聯(lián)考)耐高溫淀粉酶在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中有很大的實(shí)用性。研究

42、者從熱泉中篩選了高效產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌，其篩選過(guò)程如圖所示。 (1)進(jìn)行①過(guò)程的目的是________；②過(guò)程所使用的接種方法是________________法。 (2)從用途上來(lái)說(shuō)，Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基，僅以淀粉作為_(kāi)_______源；從物理狀態(tài)上來(lái)說(shuō)，Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基，配制時(shí)應(yīng)加入________作為凝固劑。 (3)Ⅰ、Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基配制和滅菌時(shí)，滅菌與調(diào)節(jié)pH的先后順序是________________；一般對(duì)配制的培養(yǎng)基采用________________法滅菌。 (4)部分嗜熱菌在 號(hào)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)可釋放_(tái)_______分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌

43、落周圍形成透明圈；應(yīng)挑出透明圈______(大或小)的菌落，接種到 Ⅱ 號(hào)培養(yǎng)基。 [導(dǎo)學(xué)號(hào)29520661]　解析：(1)由圖中顯示，在①過(guò)程后試管中細(xì)菌數(shù)目減少，可推知此過(guò)程為稀釋；Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中微生物菌落均勻分布，可確定②使用的接種方法是稀釋涂布平板法。(2)由圖示可知②過(guò)程是分離能產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌的過(guò)程，Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基應(yīng)為以淀粉作為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，培養(yǎng)基呈固體狀是因?yàn)榕渲茣r(shí)加入了瓊脂作為凝固劑。(3)制備培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)pH、后滅菌，對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的常用方法是高壓蒸汽滅菌法。(4)部分嗜熱菌之所以能分解淀粉，是因?yàn)榇祟惣?xì)菌在生長(zhǎng)時(shí)釋放了淀粉酶，培養(yǎng)基中的淀粉被分解后，會(huì)形成大小不一的透明圈，其中透明圈越大，說(shuō)明該菌落是高效產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌。 答案：(1)稀釋　稀釋涂布平板　(2)選擇　(唯一)碳　瓊脂　(3)先調(diào)節(jié)pH，后滅菌　高壓蒸汽滅菌　(4)淀粉酶　大 13