2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第11單元 生物技術(shù)實(shí)踐 第34講 微生物的培養(yǎng)和利用學(xué)案 蘇教版.doc

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第34講　微生物的培養(yǎng)和利用 考試說(shuō)明 1.微生物的分離和培養(yǎng)(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 2.某種微生物數(shù)量的測(cè)定(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 3.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 4.微生物在其他方面的應(yīng)用(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。 ??考點(diǎn)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)　　　　　　的不同需求,配制出供其生長(zhǎng)繁殖的　　　　　　。 (2)營(yíng)養(yǎng)成分:水、　　　　、　　　　、無(wú)機(jī)鹽四類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),另外還需要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)　　　　、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及　　　　的要求。 (3)類型:　　　　培養(yǎng)基含凝固劑,　　　　培養(yǎng)基不含凝固劑。 2.無(wú)菌技術(shù) (1)目的:獲得　　　　　　　。 (2)關(guān)鍵:防止　　　　的入侵。 (3)無(wú)菌技術(shù)的主要方法及適用對(duì)象(連線) 　 措施　　　　　 操作對(duì)象　　　　　　 　主要方法 a消毒 b.滅菌　　　　　 Ⅰ.培養(yǎng)基 Ⅱ.接種環(huán) Ⅲ.操作者雙手 Ⅳ.培養(yǎng)皿 Ⅴ.無(wú)菌室 Ⅵ.牛奶　　　　　 ①灼燒滅菌 ②干熱滅菌 ③巴氏消毒 ④紫外線消毒 ⑤化學(xué)消毒 ⑥高壓蒸汽滅菌 3.制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 (1)步驟:計(jì)算→　　　　→溶化→　　　　→倒平板。 (2)倒平板的過(guò)程 ①在火焰旁右手拿錐形瓶,左手　　　　。 ②右手拿錐形瓶,使錐形瓶的瓶口迅速通過(guò)　　　　。 ③左手將培養(yǎng)皿打開一條縫隙,右手將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿,左手立刻蓋上　　　　　　　。 ④待平板冷卻凝固后,將平板　　　　　放置,使皿蓋在下、皿底在上。 4.純化大腸桿菌 (1)原理:在培養(yǎng)基上將細(xì)菌稀釋或分散成　　　　細(xì)胞,使其長(zhǎng)成單個(gè)的菌落,這個(gè)菌落就是純化的細(xì)菌菌落。 圖11-34-1 (2)平板劃線法(圖11-34-1中　　　　):通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面　　　　　　的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。 (3)稀釋涂布平板法(圖11-34-1中　　　　):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　　　　　　　　　　的表面,進(jìn)行培養(yǎng)。當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高時(shí),即可獲得單個(gè)細(xì)菌形成的　　　　。 5.菌種的保藏 (1)對(duì)于頻繁使用的菌種,可以采用　　　　　　法。 (2)對(duì)于需要長(zhǎng)期保存的菌種,可以采用　　　　　　法。 1.消毒和滅菌的區(qū)別 條件 結(jié)果 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)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子) 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 2.兩種純化細(xì)菌的方法的比較 比較 項(xiàng)目 平板劃線法 稀釋涂布平板法 關(guān)鍵 操作 　接種環(huán)在固體平板培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線 ?、僖幌盗械奶荻认♂? 　②涂布平板操作 優(yōu)點(diǎn) 　可以根據(jù)菌落的特點(diǎn)獲得某種微生物的單細(xì)胞菌落 　既可以獲得單細(xì)胞菌落,又能對(duì)微生物計(jì)數(shù) 缺點(diǎn) 　不能對(duì)微生物計(jì)數(shù) 　操作復(fù)雜,需要涂布多個(gè)平板 適用 范圍 　適用于好氧菌 　適用于厭氧菌和兼性厭氧菌 3.平板劃線操作3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)灼燒接種環(huán)之后,要冷卻后再進(jìn)行接種,以免溫度太高殺死菌種。 (2)劃線時(shí)最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。 (3)劃線用力要大小適當(dāng),防止用力過(guò)大將培養(yǎng)基劃破。 1.[2017廣東韶關(guān)一模] 為了調(diào)查北江河中細(xì)菌的污染情況,某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計(jì)數(shù)。請(qǐng)回答與此實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問(wèn)題。 (1)實(shí)驗(yàn)中制備的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的部分成分列表如下: 成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 蒸餾水 含量 0.5 g 1 g 0.5 g 100 mL 表中各成分含量的比例確定的原則是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,通常采用的方法是　　　　　　　　。為了使培養(yǎng)基達(dá)到良好的滅菌效果,一般在壓力為100 kPa,溫度為　　　　℃的條件下,維持15~30 min。 (3)為了更好地對(duì)細(xì)菌計(jì)數(shù),一般采用的接種方法是　　　　　　　　　　,該方法的操作是將菌液進(jìn)行一系列的　　　　　,然后再分別　　　　到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面。 (4)接種后放在恒溫箱培養(yǎng)一段時(shí)間后,為保證結(jié)果準(zhǔn)確, 選擇菌落數(shù)在　　　　的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。該組同學(xué)在菌落計(jì)數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn),統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)比實(shí)際數(shù)目要低,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[2017福建漳州三模] 如圖11-34-2為微生物的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和純化醋酸菌的部分操作步驟。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: 圖11-34-2 (1)①是制備培養(yǎng)基時(shí)　　　　中的主要操作,該操作需使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰,目的是通過(guò)　　　　,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。 (2)該純化醋酸菌的接種方法是　　　　　。完成步驟④的操作,接種共需要　　　　次灼燒處理。 (3)純化的醋酸菌菌種將頻繁用于果醋生產(chǎn),則可以采用　　　　的方法保存菌種,但這種方法保存的時(shí)間不長(zhǎng),原因是　　　　　　　　　　　。 (4)將醋酸菌加入果酒中,乙醇可為醋酸菌的生命活動(dòng)提供　　　　,將溫度控制在　　　　℃,可以獲得較多果醋。 ??考點(diǎn)二　土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)?? 1.篩選菌株 (1)自然界中目的菌株篩選的依據(jù):根據(jù)它對(duì)　　　　　的要求,到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。 (2)實(shí)驗(yàn)室中微生物篩選的原理:人為提供有利于　　　　　　生長(zhǎng)的條件(包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等),同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。 (3)選擇培養(yǎng)基:允許特定種類的微生物生長(zhǎng),同時(shí)　　　　　和　　　　其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。 2.統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目 (1)常用方法:　　　　　　　　　法。 (2)統(tǒng)計(jì)依據(jù):當(dāng)樣品的　　　　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)　　　　。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。 (3)其他方法:還可利用　　　　　　計(jì)數(shù)。 3.設(shè)置對(duì)照 設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中　　　　　　對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的　　　　,例如為了排除培養(yǎng)基被雜菌污染的可能性,需以　　　　　　培養(yǎng)基培養(yǎng)作為空白對(duì)照。 4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)原理 　(1)能合成　　　　的細(xì)菌才能分解尿素 　(2)配制以　　　　為唯一氮源的培養(yǎng)基,能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌就是能分解尿素的細(xì)菌 實(shí)驗(yàn)流程 　土壤取樣(富含　　　　　　)→配制土壤溶液和制備培養(yǎng)基→　　　　　　→涂布平板與培養(yǎng)→菌落　　　　 鑒定 　(1)方法:在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入　　　　指示劑培養(yǎng)分解尿素的細(xì)菌 　(2)原理:細(xì)菌分解尿素的反應(yīng)中,細(xì)菌合成脲酶將尿素分解成了　　　　,其會(huì)使培養(yǎng)基中的　　　　增強(qiáng),pH升高 1.選擇培養(yǎng)基的作用原理 (1)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì),如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌;加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在滿足基本所需培養(yǎng)成分的基礎(chǔ)上加入。 (2)改變培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分,如缺乏氮源時(shí)可以分離出固氮微生物;以石油作為唯一碳源時(shí),可以分離出能消除石油污染的微生物。 (3)改變微生物的培養(yǎng)條件,如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物。 (4)通過(guò)某些特殊環(huán)境分離微生物,如在高鹽環(huán)境中可分離出耐鹽菌;在高溫環(huán)境中可分離得到耐高溫的微生物。 2.培養(yǎng)基的種類與應(yīng)用 分類 依據(jù) 種類 特點(diǎn) 應(yīng)用 物理 性質(zhì) 液體培 養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn) 半固體 培養(yǎng)基 加凝固劑(少) 　觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、微生物的分離、鑒定 固體培 養(yǎng)基 加凝固劑(多) 　微生物的分離、鑒定,活菌計(jì)數(shù)、保藏 化學(xué) 成分 天然培 養(yǎng)基 　含化學(xué)成分不明的天然物質(zhì) 工業(yè)生產(chǎn) 合成培 養(yǎng)基 　培養(yǎng)基成分明確或用一定化學(xué)物質(zhì)配制 分類、鑒定 用途 選擇培 養(yǎng)基 　添加某物質(zhì),抑制雜菌生長(zhǎng),促進(jìn)所需微生物生長(zhǎng) 　培養(yǎng)分離出特定微生物 鑒別培 養(yǎng)基 　根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn),在培養(yǎng)基中加入某種指示劑 鑒別微生物 3.兩種計(jì)數(shù)方法的比較 比較 項(xiàng)目 間接計(jì)數(shù)法 (稀釋涂布平板法) 直接計(jì)數(shù)法 (顯微計(jì)數(shù)法) 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 　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 公式 　每克樣品中的菌落數(shù):(CV)M。C:某稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù);V:涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL);M:稀釋倍數(shù) 　每毫升原液所含細(xì)菌數(shù):每小格平均細(xì)菌數(shù)40010 000稀釋倍數(shù) 缺點(diǎn) 　當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí),平板上觀察到的只是一個(gè)菌落 　不能區(qū)分細(xì)胞死活 結(jié)果 比實(shí)際值偏小 比實(shí)際值偏大 【題組訓(xùn)練】 1.[2017南昌一模] 下表為某微生物培養(yǎng)基的配方,請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題: 成分 含量 成分 含量 Na2HPO4 3 g 尿素 1.0 g K2HPO4 1 g C6H12O6 30 g MgSO47H2O 0.5 g 瓊脂 15 g FeSO4 0.01 g H2O 1000 mL NH4NO3 0.3 g (1)按物理性質(zhì)劃分,該培養(yǎng)基屬于　　　　培養(yǎng)基,無(wú)論配制何種培養(yǎng)基,在原料稱量、溶化之后都要先　　　　,然后分裝、包扎并滅菌,常用的滅菌方法是　　　　　　　　　。 (2)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷,該培養(yǎng)基能否用于分離土壤中分解尿素的細(xì)菌?　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)為檢測(cè)尿素分解菌是否存在,還應(yīng)加入　　　　,如果存在,將出現(xiàn)　　　　反應(yīng)。 (4)微生物常用的接種方法有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.某研究小組從牛的瘤胃中采集樣本,進(jìn)行分解尿素的微生物的分離與計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)基本步驟如圖11-34-3所示。 配制培養(yǎng)基→滅菌、倒平板→接種→培養(yǎng)→觀察、統(tǒng)計(jì) 圖11-34-3 (1)分解尿素的微生物含有　　　　,因此,配制培養(yǎng)基時(shí)以尿素作為唯一氮源,尿素會(huì)被分解成　　　　,使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)。 (2)配制培養(yǎng)基時(shí),需添加瓊脂,瓊脂起　　　　的作用;培養(yǎng)基中添加　　　　作為指示劑,可使目標(biāo)菌落的周圍產(chǎn)生紅色環(huán)帶。 (3)對(duì)尿素溶液進(jìn)行滅菌的最適方法是　　　　滅菌。 A.高壓蒸汽 B.干熱 C.添加抗生素 D.過(guò)濾 E.紫外線照射 F.70%酒精浸泡 (4)該小組在接種前,隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間,這樣做的目的是　　　　　　　　　　　　　;然后將1 mL瘤胃樣液稀釋1000倍,在3個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板的菌落數(shù)分別為49、47和45。據(jù)此可得出每升瘤胃樣液中分解尿素的微生物活菌數(shù)為　　　　　　個(gè),理論上,統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往　　　　(填“低”“等”或“高”)于接種的實(shí)際活菌數(shù)目。 易錯(cuò)點(diǎn)撥　“選擇菌落數(shù)在30~300的平板”的提醒 (1)只得到1個(gè)菌落數(shù)在30~300的平板是錯(cuò)誤的,原因是不符合實(shí)驗(yàn)的重復(fù)原則,易受到偶然因素的影響。 (2)得到3個(gè)或3個(gè)以上菌落數(shù)在30~300的平板,也不一定正確,原因是如果不同平板間差異較大,如得到3個(gè)平板,菌落數(shù)分別為230、34、240,雖然菌落數(shù)均在“30~300”,但由于34與另外兩個(gè)平板差異較大,應(yīng)找出原因并重新實(shí)驗(yàn)。 ??考點(diǎn)三　分解纖維素的微生物的分離?? 1.纖維素酶 (1)纖維素酶是一種復(fù)合酶,一般認(rèn)為它至少包括　　　　　、　　　　　　和　　　　　　三種組分。 (2)作用:纖維素　　　　　　　。 2.纖維素分解菌的篩選 (1)方法:　　　　　　法。 　　　　　　　　　　　　　纖維素分解菌 　　　　　　　　　　　 　　　　↓ (2)原理:　　　紅色消失,出現(xiàn)　　　　。 (3)培養(yǎng)基:以　　　　　　為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。 (4)實(shí)驗(yàn)流程 土壤取樣:富含　　　　的環(huán)境 　　↓ 選擇培養(yǎng):用　　　　培養(yǎng),以增加纖維素分解菌的濃度 　　↓ 　　　　:制備系列稀釋液 　　↓ 涂布平板:將樣品涂布到　的培養(yǎng)基上 　　↓ 挑選產(chǎn)生　　　　的菌落 1.分離纖維素分解菌所用的兩種培養(yǎng)基比較 分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)中先用選擇培養(yǎng)基,再用鑒別培養(yǎng)基。 (1)選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,以纖維素為碳源和能源的微生物可以正常生長(zhǎng),而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長(zhǎng);因培養(yǎng)基中無(wú)凝固劑,故其為液體培養(yǎng)基,利用液體培養(yǎng)基能使?fàn)I養(yǎng)成分被充分消耗,以增加纖維素分解菌的濃度。 (2)鑒別培養(yǎng)基含瓊脂,為固體培養(yǎng)基,細(xì)菌可在培養(yǎng)基上形成肉眼可見的菌落。剛果紅染色法應(yīng)用的就是鑒別培養(yǎng)基。 2.篩選微生物的兩個(gè)實(shí)例比較 比較 項(xiàng)目 土壤中分解尿素 的細(xì)菌的分離 分解纖維素的 微生物的分離 方法 　利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng) 　利用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng) (續(xù)表) 比較 項(xiàng)目 土壤中分解尿素 的細(xì)菌的分離 分解纖維素的 微生物的分離 原理 　分解尿素的細(xì)菌能夠合成脲酶,故能在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基上生長(zhǎng) 　培養(yǎng)基中含有豐富的纖維素,能夠分解纖維素的微生物具有更多的生存機(jī)會(huì)而大量繁殖 鑒定 　在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,指示劑變紅說(shuō)明尿素被分解,從而說(shuō)明菌落中的細(xì)菌為分解尿素的細(xì)菌 　剛果紅染色法,菌落周圍出現(xiàn)紅色消失的透明圈,該菌落為分解纖維素的微生物的菌落 1.[2017成都一診] 牛的食物主要是草莖類,其中含有大量的纖維素。牛胃內(nèi)的微生物在幫助消化和利用植物纖維素方面起了決定性的作用?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì),組成纖維素的單體為　　　　。牛胃中某些微生物能夠產(chǎn)生纖維素酶,這種酶是一種復(fù)合酶,其中的　　　　　　能使纖維素分解成纖維二糖。 (2)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)牛胃內(nèi)的微生物,分離得到高純度纖維素分解菌的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是　　　　　　　　　　　。為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在　　　　　　附近進(jìn)行;倒平板用的培養(yǎng)皿需要保持干燥,可以采用　　　　　法進(jìn)行滅菌。 (3)為了從牛胃的食糜中分離出纖維素分解菌,配制的選擇培養(yǎng)基要以　　　　為唯一碳源。篩選纖維素分解菌時(shí),常用的剛果紅染色法有兩種,一種是先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng),另一種是　　　　　　　　　　　　。在涂布平板時(shí)滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過(guò)多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[2017河北石家莊二模] 為了分離和純化高效分解石油的細(xì)菌,科研人員利用被石油污染過(guò)的土壤進(jìn)行如圖11-34-4所示的實(shí)驗(yàn)。 圖11-34-4 (1)配制好的培養(yǎng)基通常使用　　　　　　　　　法滅菌。步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比,最大的區(qū)別是　　　　　　　　　。 (2)同學(xué)A進(jìn)行步驟④的操作,其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是　　　　　　　　,出現(xiàn)圖乙結(jié)果可能的失誤操作是　　　　　　。 (3)同學(xué)B也按照同學(xué)A的接種方法進(jìn)行了步驟④的操作:將1 mL樣品稀釋100倍,在3個(gè)平板上分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為56、58和57。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為　　　　個(gè)。 (4)步驟⑤需要振蕩培養(yǎng),原因是 　。 (5)步驟⑤后取樣測(cè)定石油含量的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國(guó)卷Ⅰ] 某些土壤細(xì)菌可將尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。回答下列問(wèn)題: (1)有些細(xì)菌能分解尿素,有些細(xì)菌則不能,原因是前者能產(chǎn)生　　　　。能分解尿素的細(xì)菌不能以尿素的分解產(chǎn)物CO2作為碳源,原因是　 　。 但可用葡萄糖作為碳源,進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是　(答出兩點(diǎn)即可)。 (2)為了篩選可分解尿素的細(xì)菌,在配制培養(yǎng)基時(shí),應(yīng)選擇　　　　　　(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作為氮源,不選擇其他兩組的原因是　 　。 (3)用來(lái)篩選分解尿素細(xì)菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 　(答出兩點(diǎn)即可)。 2.[2017江蘇卷] 苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中,對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害。小明同學(xué)準(zhǔn)備依據(jù)圖11-34-5操作步驟,從處理廢水的活性污泥中分離篩選酚降解高效菌株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: 圖11-34-5 (1)酚降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作為碳源的有　。 (2)將采集到的樣品接種培養(yǎng),苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸　　　　,以達(dá)到富集酚降解菌的目的。若上圖平板中菌落過(guò)于密集,應(yīng)進(jìn)一步　　　　　　,以便于菌落計(jì)數(shù)與分離。制備平板培養(yǎng)基時(shí)除了需要水、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還必須添加　　　　。 (3)圖11-34-6為連續(xù)劃線法示意圖,在圖中　　　　(填圖中序號(hào))區(qū)域更易獲得單菌落。 圖11-34-6 (4)采用比色測(cè)定法(使用苯酚顯色劑)檢測(cè)降解后的廢水中苯酚殘留量。先制作系列濃度梯度并進(jìn)行顯色反應(yīng),下表中1~5號(hào)比色管的苯酚濃度應(yīng)分別為 　　　　　　　　。 管號(hào) 1 2 3 4 5 6 苯酚濃度(mg/L) 1 如果廢水為50 mg/L 苯酚溶液,降解后約有21%的苯酚殘留,則需將殘留液稀釋　　　　(填序號(hào):①5?、?0　③20)倍后,再進(jìn)行比色。 3.[2016全國(guó)卷Ⅰ] 空氣中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物,以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①配制培養(yǎng)基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); ②制作無(wú)菌平板; ③設(shè)置空白對(duì)照組和若干實(shí)驗(yàn)組,進(jìn)行相關(guān)操作; ④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間,統(tǒng)計(jì)各組平板上菌落的平均數(shù)。 回答下列問(wèn)題: (1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來(lái)源于　　　　　　　。若要完成步驟②,該培養(yǎng)基中的成分X通常是　　　　　。 (2)步驟③中,實(shí)驗(yàn)組的操作是 　。 (3)若在某次調(diào)查中,某一實(shí)驗(yàn)組平板上菌落平均數(shù)為36個(gè)/平板,而空白對(duì)照組的一個(gè)平板上出現(xiàn)了6個(gè)菌落,這種結(jié)果說(shuō)明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了　　　　　　現(xiàn)象。若將30(即36-6)個(gè)/平板作為本組菌落數(shù)的平均值,該做法　　　　　　(填“正確”或“不正確”)。 4.[2016全國(guó)卷Ⅲ] 某同學(xué)用新鮮的泡菜濾液為實(shí)驗(yàn)材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明,乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)分離純化乳酸菌時(shí),首先需要用　　　　　對(duì)泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋,進(jìn)行梯度稀釋的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)推測(cè)在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　。分離純化時(shí)應(yīng)挑選出　　　　　　　　的菌落作為候選菌。 (3)乳酸菌在-20 ℃長(zhǎng)期保存時(shí),菌液中常需要加入一定量的　　　　　(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。 第34講　微生物的培養(yǎng)和利用 考點(diǎn)一 【知識(shí)梳理】 1.(1)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)　營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)　(2)碳源　氮源　pH　氧氣　(3)固體　液體 2.(1)純凈培養(yǎng)物　(2)外來(lái)雜菌 (3)a-Ⅲ-⑤　a-Ⅴ-④　a-Ⅵ-③　b-Ⅰ-⑥　b-Ⅱ-①　b-Ⅳ-② 3.(1)稱量　滅菌　(2)拔出棉塞　火焰　培養(yǎng)皿的皿蓋　倒過(guò)來(lái) 4.(1)單個(gè)　(2)A　連續(xù)劃線　(3)B　瓊脂固體培養(yǎng)基　菌落 5.(1)臨時(shí)保藏　(2)甘油管藏 【題組訓(xùn)練】 1.(1)根據(jù)所培養(yǎng)微生物對(duì)各營(yíng)養(yǎng)成分的需求量(或比例) (2)高壓蒸汽滅菌　121 (3)稀釋涂布平板法　梯度稀釋　涂布 (4)30~300　某些菌落可能是由兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起形成的 [解析] (1)培養(yǎng)基配制的過(guò)程中,成分含量的比例確定的原則是根據(jù)所培養(yǎng)微生物對(duì)各營(yíng)養(yǎng)成分的需求量(或比例)。(2)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌,通常采用的方法是高壓蒸汽滅菌,即將滅菌物品放置在盛有適量水的高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi),為達(dá)到良好的滅菌效果,一般在壓力為100 kPa,溫度為121 ℃的條件下,維持15~30 min。(3)為了更好地對(duì)細(xì)菌計(jì)數(shù),一般采用的接種方法是稀釋涂布平板法,該方法的操作是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋,然后再分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面。(4)接種后放在恒溫箱培養(yǎng)一段時(shí)間后,為保證結(jié)果準(zhǔn)確,選擇菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于某些菌落可能是由兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起形成的,因此統(tǒng)計(jì)的菌落比實(shí)際數(shù)目要低。 2.(1)倒平板　滅菌 (2)平板劃線法　6 (3)臨時(shí)保藏　菌種容易被污染或產(chǎn)生變異 (4)能量　30~35 [解析] (1)①是制備培養(yǎng)基時(shí)倒平板中的主要操作,該操作需使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰,目的是通過(guò)滅菌,防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。(2)根據(jù)圖④可知,該純化醋酸菌的接種方法是平板劃線法。平板劃線時(shí),每次劃線前都要進(jìn)行灼燒,最后一次劃線結(jié)束也要進(jìn)行灼燒,因此共需要6次灼燒處理。(3)純化的醋酸菌菌種將頻繁用于果醋生產(chǎn),則可以采用臨時(shí)保藏的方法保存菌種,但這種方法保存的時(shí)間不長(zhǎng),原因是菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。(4)將醋酸菌加入果酒中,乙醇可為醋酸菌的生命活動(dòng)提供能量;果醋發(fā)酵的適宜溫度是30~35 ℃。 考點(diǎn)二 【知識(shí)梳理】 1.(1)生存環(huán)境　(2)目的菌株　(3)抑制　阻止 2.(1)稀釋涂布平板　(2)稀釋度　活菌　(3)顯微鏡直接 3.非測(cè)試因素　可信度　未接種的 4.脲酶　尿素　有機(jī)質(zhì)　系列稀釋　計(jì)數(shù)　酚紅　氨　堿性 【題組訓(xùn)練】 1.(1)固體　調(diào)pH　高壓蒸汽滅菌 (2)不能　培養(yǎng)基中含有NH4NO3,尿素不是唯一氮源 (3)酚紅　紅色 (4)平板劃線法、稀釋涂布平板法和稀釋混合平板法 [解析] 微生物培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源、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,對(duì)異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō),含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作為營(yíng)養(yǎng)要素成分時(shí)并不是起單一方向的作用。(1)分析題中表格可知,該培養(yǎng)基中加入瓊脂作為凝固劑,因此屬于固體培養(yǎng)基,不論何種培養(yǎng)基,在各成分都溶化后分裝前,要先調(diào)整pH,培養(yǎng)基常用的滅菌方法為高壓蒸汽滅菌。(2)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷,該培養(yǎng)基中含有NH4NO3,尿素不是唯一氮源,因此該培養(yǎng)基不能用于分離土壤中分解尿素的細(xì)菌。(3)為檢測(cè)尿素分解菌的存在與否,在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑,如果存在尿素分解菌,則指示劑將變紅色。(4)微生物常用的接種方法有平板劃線法、稀釋涂布平板法和稀釋混合平板法。 2.(1)脲酶(或分解尿素的酶)　氨(或NH3)　(2)凝固劑　酚紅 (3)D　(4)檢測(cè)培養(yǎng)基平板滅菌是否合格　4.7108　低 [解析] 常用的滅菌方法:高壓蒸汽滅菌法適用于一般培養(yǎng)基和玻璃器皿滅菌;干熱滅菌適用于需要保持干燥的玻璃器皿的滅菌,凡帶有橡膠的物品和培養(yǎng)基都不能進(jìn)行干熱滅菌;無(wú)菌室、緩沖間和接種箱常用紫外線進(jìn)行空氣滅菌;微生物接種時(shí)的金屬接種工具和試管口可以用灼燒滅菌;煮沸滅菌通常不能徹底殺滅一些生物的孢子和芽孢,一般適用于餐具和不耐高溫的食品等的消毒。(1)分解尿素的酶是脲酶,所以分解尿素的微生物含有脲酶。尿素含有C、H、O、N元素,其水解產(chǎn)物是二氧化碳、水和氨氣,氨氣使的培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)。(2)瓊脂是凝固劑,使培養(yǎng)基呈固態(tài);培養(yǎng)基中的堿性物質(zhì)可以與酚酞反應(yīng)產(chǎn)生紅色環(huán)帶。(3)對(duì)尿素溶液進(jìn)行滅菌的最適方法是過(guò)濾滅菌。(4)空白平板的作用是檢測(cè)培養(yǎng)基平板是否合格,根據(jù)題干提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,每升瘤胃樣液中分解尿素的微生物活菌數(shù)為(49+47+45)31000101000=4.7108(個(gè))。由于菌種可能重疊,所以統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往低于接種的實(shí)際活菌數(shù)目。 考點(diǎn)三 【知識(shí)梳理】 1.(1)C1酶　CX酶　葡萄糖苷酶 (2)纖維二糖　葡萄糖 2.(1)剛果紅染色　(2)紅色復(fù)合物　透明圈 (3)纖維素　(4)纖維素　選擇培養(yǎng)基　梯度稀釋　鑒別纖維素分解菌　透明圈 【題組訓(xùn)練】 1.(1)葡萄糖　C1酶、CX酶 (2)防止外來(lái)雜菌的入侵　酒精燈火焰　干熱滅菌 (3)纖維素　在倒平板時(shí)就加入剛果紅　培養(yǎng)基表面的菌懸液過(guò)多會(huì)導(dǎo)致菌體堆積,影響分離效果 [解析] (1)纖維素是一種多糖,其基本組成單位是葡萄糖;纖維素酶是一種復(fù)合酶,其中C1酶、CX酶能使纖維素分解成纖維二糖。(2)微生物分離和培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是防止外來(lái)雜菌的入侵;為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行;倒平板用的培養(yǎng)皿需要保持干燥,可以采用干熱滅菌法進(jìn)行滅菌。(3)為了分離出纖維素分解菌,配制的選擇培養(yǎng)基要以纖維素為唯一碳源。篩選纖維素分解菌時(shí),常用的剛果紅染色法有兩種,一種是先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng),另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅。在涂布平板時(shí)滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過(guò)多,原因是培養(yǎng)基表面的菌懸液過(guò)多會(huì)導(dǎo)致菌體堆積,影響分離效果。 2.(1)高壓蒸汽滅菌　步驟③培養(yǎng)基中石油是唯一碳源 (2)稀釋涂布平板法　涂布不均勻 (3)5.7107 (4)提高培養(yǎng)液中(溶解)氧的含量,通過(guò)振蕩可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率 (5)篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌 [解析] (1)配制好的培養(yǎng)基通常使用高壓蒸汽滅菌法滅菌。步驟③與步驟②中培養(yǎng)基成分相比,最大的區(qū)別是步驟③培養(yǎng)基中石油是唯一碳源。(2)同學(xué)A進(jìn)行步驟④的操作,其中一個(gè)平板經(jīng)培養(yǎng)后的菌落分布如題圖乙所示。該同學(xué)的接種方法是稀釋涂布平板法,出現(xiàn)圖乙結(jié)果可能的失誤操作是涂布不均勻。(3)同學(xué)B也按照同學(xué)A的接種方法進(jìn)行了步驟④的操作:將1 mL樣品稀釋100倍,在3個(gè)平板上分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為56、58和57。據(jù)此可得出每升樣品中的活菌數(shù)為(56+58+57)30.11000100=5.7107(個(gè))。(4)步驟⑤需要振蕩培養(yǎng),原因是提高培養(yǎng)液中(溶解)氧的含量,通過(guò)振蕩可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率。(5)步驟⑤后取樣測(cè)定石油含量的目的是篩選出分解石油能力最強(qiáng)的細(xì)菌。 歷年真題明考向 1.(1)脲酶　分解尿素的細(xì)菌是異養(yǎng)生物,不能利用CO2來(lái)合成有機(jī)物　為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量,為其他有機(jī)物的合成提供原料 (2)尿素　其他兩組都含有NH4NO3,能分解尿素的細(xì)菌和不能分解尿素的細(xì)菌都能利用NH4NO3,不能起到篩選作用 (3)為細(xì)菌生長(zhǎng)提供無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng),作為緩沖劑保持細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中pH穩(wěn)定 [解析] (1)催化尿素分解的酶為脲酶。分解尿素的細(xì)菌是異養(yǎng)生物,不能利用CO2來(lái)合成有機(jī)物。進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的葡萄糖的主要作用是為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量,葡萄糖的代謝中間產(chǎn)物可以作為合成其他有機(jī)物的原料。(2)能分解尿素的細(xì)菌和不能分解尿素的細(xì)菌都能利用NH4NO3,如果培養(yǎng)基中含有NH4NO3,則不能起到篩選作用。(3)培養(yǎng)基中的KH2PO4和Na2HPO4可以為微生物生長(zhǎng)提供鈉離子、鉀離子等,其還可以作為緩沖劑保持細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中pH穩(wěn)定。 2.(1)蛋白胨、苯酚　(2)增加　稀釋涂布　凝固劑 (3)③　(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8　③ [解析] (1)蛋白胨、苯酚都可以作為碳源。(2)為了篩選酚降解菌,苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸增加。若平板中菌落過(guò)于密集,說(shuō)明濃度太大,為方便菌落計(jì)數(shù)與分離,應(yīng)進(jìn)一步稀釋涂布。平板培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,制備時(shí)必須添加凝固劑。(3)連續(xù)劃線法中在劃線的末尾區(qū)域菌種濃度最小,更易獲得單菌落。(4)1號(hào)比色管作對(duì)照,苯酚濃度為0,1~6號(hào)比色管苯酚濃度由0逐漸增加到1 mg/L,且有梯度,所以1~5號(hào)比色管的苯酚濃度應(yīng)分別為0、0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L。廢水為50 mg/L苯酚溶液,降解后約有21%的苯酚殘留,則需將殘留液稀釋③20倍后,再進(jìn)行比色。 3.(1)牛肉膏、蛋白胨　瓊脂 (2)將各實(shí)驗(yàn)組平板分別放置在教室不同高度的位置上,開蓋暴露一段時(shí)間 (3)污染　不正確 [解析] 本題考查微生物的培養(yǎng)與計(jì)數(shù),主要考查學(xué)生的識(shí)記、理解與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。(1)培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨中都含有蛋白質(zhì),可作為氮源。用于計(jì)數(shù)的培養(yǎng)基應(yīng)為固體培養(yǎng)基,需加入瓊脂等凝固劑。(2)該實(shí)驗(yàn)的目的是了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況,所以需將滅菌后的平板放置在教室不同高度的位置上,開蓋暴露一段時(shí)間,然后再在恒溫箱中培養(yǎng)。(3)空白對(duì)照組應(yīng)是無(wú)菌平板,所以應(yīng)該無(wú)菌落出現(xiàn),有菌落出現(xiàn)說(shuō)明培養(yǎng)基被污染了,那么其他各實(shí)驗(yàn)組的培養(yǎng)基也不合格,所以需要重新制作平板。 4.(1)無(wú)菌水　泡菜濾液中菌的濃度高,直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落 (2)鑒別乳酸菌　中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)　具有透明圈 (3)甘油 [解析] 本題考查微生物的培養(yǎng)及泡菜制作方面的知識(shí)。(1)分離純化乳酸菌時(shí),首先需要用無(wú)菌水對(duì)泡菜濾液進(jìn)行梯度稀釋,進(jìn)行梯度稀釋的理由是在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌將被分散成單個(gè)細(xì)菌,從而能在培養(yǎng)基表面形成單菌落。(2)在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有中和乳酸菌代謝過(guò)程中產(chǎn)生的乳酸和利于乳酸菌的識(shí)別與分離。分離純化時(shí)應(yīng)挑選出在平板上有透明圈的菌落作為候選菌。(3)乳酸菌在-20 ℃長(zhǎng)期保存時(shí),甘油可起到密封和隔絕空氣的作用。 有機(jī)農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑,長(zhǎng)期使用會(huì)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。 (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)純化菌株時(shí),通常使用的劃線工具是　　　　　。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)域及其他劃線區(qū)域均無(wú)菌落,造成劃線無(wú)菌落可能的操作失誤有　　　　　　　　、　　　　　　　　。 (3)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　　　　　　　　　　　　　,該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理?　　　　。為什么?　　　　　　　　　　　　　　　　。 [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)和繁殖 (2)接種環(huán)　接種環(huán)灼燒后未冷卻　劃線未從第一區(qū)域末端開始 (3)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 [解析] (1)微生物的各種培養(yǎng)基配方一般都含有水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽四類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);選擇培養(yǎng)基允許特定種類的微生物生長(zhǎng),同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng),因而培養(yǎng)基必須以苯磺隆為唯一碳源,只讓目的菌株生長(zhǎng)繁殖。 (2)純化菌株時(shí),通常使用的劃線工具是接種環(huán)(或接種針);接種環(huán)在平板內(nèi)的每一次劃線前,都要先灼燒滅菌冷卻后劃線,而且要從上一次劃線末端而非空白處劃線,不冷卻會(huì)燙死上次劃線末端的菌株,從空白處劃線是不會(huì)有菌落生長(zhǎng)的。 (3)圖乙上清液中加入的蛋白酶溶液是用于水解上清液中的某蛋白質(zhì)的,由此可判定,實(shí)驗(yàn)假設(shè)是目的菌株通過(guò)分泌某種蛋白質(zhì)來(lái)降解苯磺隆,但是尚需設(shè)置不加入蛋白酶的對(duì)照組實(shí)驗(yàn),否則沒(méi)有說(shuō)服力,因而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理。