2021版高考生物一輪復習 選修1 第1講 無菌操作技術實踐學案 蘇教版

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1、 第1講　無菌操作技術實踐 1.微生物的分離和培養(yǎng) 2．某種微生物數(shù)量的測定 3．微生物的應用 4．實驗：微生物的分離和培養(yǎng) 1.分析培養(yǎng)基的成分及其作用；平板劃線法和稀釋涂布平板法的異同；選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基的區(qū)別。（科學思維） 2.設計實驗探究微生物培養(yǎng)的條件及如何分離某種微生物等。（科學探究） 3.關注有害微生物的控制及宣傳健康生活方式等。（社會責任） 微生物的分離和培養(yǎng) 1．相關技能、技術和方法 (1)無菌操作的技能——滅菌 ①分類：實驗室常用高溫處理達到滅菌效果，包括干熱滅菌和濕熱滅菌。 ②作用：微生物分離和培養(yǎng)的基礎。 ③關鍵：防

2、止外來雜菌的入侵。 (2)配制培養(yǎng)基 ①培養(yǎng)基概念： 為人工培養(yǎng)微生物而制備的適合微生物生長、繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì)。 ②分類：按化學性質(zhì)的不同分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。 (3)接種微生物 ①接種：指在無菌條件下將微生物接入培養(yǎng)基的操作過程。 ②接種方法和常用工具(連線) 接種方法　　　　 常用工具 Ⅰ.涂布平板接種　　a．接種針 Ⅱ.穿刺接種　 b．接種環(huán) Ⅲ.斜面接種 c．玻璃涂布器 Ⅳ.平板劃線接種 [答案]?、瘢璫　Ⅱ－a?、螅璪　Ⅳ－b 2．大腸桿菌的接種與分離培養(yǎng) (1)配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 其操作步驟：配制培

3、養(yǎng)基→調(diào)節(jié)pH→分裝→包扎→滅菌→擱置斜面。 (2)斜面接種和培養(yǎng)大腸桿菌 ①主要目的：菌種轉(zhuǎn)移、擴大培養(yǎng)和保存純凈菌種等。 ②主要步驟：準備接種→接種環(huán)滅菌→試管口滅菌→挑取少許菌種→劃線接種→在37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)大腸桿菌24 h→將增殖的菌種放置在冰箱的冷藏室中(4 ℃)保存。 (3)平板劃線分離和培養(yǎng)大腸桿菌 ①平板的作用：培養(yǎng)、分離細菌等微生物。 ②平板劃線法是指用帶有微生物的接種環(huán)在平板培養(yǎng)基表面通過分區(qū)劃線而純化分離微生物的一種方法。 1．選擇無菌技術的原則 (1)考慮無菌技術的效果：滅菌的效果比消毒要好。 (2)考慮操作對象的承受能力：活體生物材料、操作者

4、的手等只能采用消毒，而不能滅菌。 2．微生物的培養(yǎng)基 (1)培養(yǎng)基的成分 營養(yǎng)要素 來源 功能 碳源 無機碳源 CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳無機物 a.構(gòu)成細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物 b.既是碳源又是能源(有機碳源) 有機碳源 糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、有機酸、石油、花生粉餅等 氮源 無機氮源 無機氮：NH3、銨鹽、硝酸鹽、N2等 合成蛋白質(zhì)、核酸及含氮的代謝產(chǎn)物 有機氮源 牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸 生長因子 維生素、氨基酸、堿基 a.酶和核酸的組成成分 b.參與代謝過程中的酶促反應 水 培養(yǎng)基、大氣、代謝產(chǎn)物 不僅是良好的溶劑，還是

5、結(jié)構(gòu)物質(zhì) 無機鹽 培養(yǎng)基、大氣 細胞內(nèi)的組成成分，生理調(diào)節(jié)物質(zhì)；某些化能自養(yǎng)型細菌的能源；酶的激活劑 (2)根據(jù)理化性質(zhì)對培養(yǎng)基的分類 種類 特點 應用 物理 性質(zhì) 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 微生物的分離、鑒定、活菌計數(shù)、保藏 化學 成分 天然培養(yǎng)基 含化學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物質(zhì)配制 分類、鑒定 (3)根據(jù)功能可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基 類型 實例 選擇培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌 培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽用于分離得到金黃色葡萄球菌

6、 以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基用于分離分解尿素的細菌 不添加氮源的培養(yǎng)基用于分離固氮微生物 石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達到分離能消除石油污染的微生物的目的 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 鑒別培養(yǎng)基 伊紅—美藍培養(yǎng)基可以鑒別大腸桿菌(菌落呈黑色) 1．大腸桿菌純化方法的比較 主要方法 平板劃線法 稀釋涂布平板法 純化原理 通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基的表面連續(xù)劃線操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面 將菌液進行一系列的梯度稀釋，稀釋度足夠高時，聚集在一起的微生物將分散成單個細胞 主要步驟

7、 平板劃線操作 系列稀釋操作和涂布平板操作 接種工具 接種環(huán) 涂布器 2．某同學在利用稀釋涂布平板法純化土壤中的細菌時，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上的菌落連成一片，最可能的原因是什么？為了防止雜菌污染，有同學建議加入抗生素，你覺得可以嗎？并說明理由。 [提示]　最可能的原因是菌液濃度過高(土壤溶液稀釋不夠)。不可以，因為抗生素不但能殺滅雜菌，而且也可以殺滅大腸桿菌，因此在培養(yǎng)基上不可以加入抗生素。 考查無菌技術和培養(yǎng)基成分及分類 1．在生產(chǎn)、生活和科研實踐中，經(jīng)常通過消毒和滅菌來避免雜菌的污染。 回答下列問題： (1)在實驗室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實驗器具________(填“可以

8、”或“不可以”)放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)點是_____________________。 (3)密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能_________________，在照射前，適量噴灑__________，可強化消毒效果。 (4)水廠供應的自來水通常是經(jīng)過________(填“氯氣”“乙醇”或“高錳酸鉀”)消毒的。 (5)某同學在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，若壓力達到設定要求，而鍋內(nèi)并沒有達到相應溫度，最可能的原因是_____________。 [解析]　(1)在實驗室中，能耐高溫

9、的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金屬材質(zhì)的實驗器具等可以放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。 (2)巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法與煮沸消毒法相比，其優(yōu)點表現(xiàn)為在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少。 (3)紫外線照射能消毒的原因是其能夠破壞微生物細胞中的DNA分子。在利用紫外線照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可強化消毒效果。 (4)自來水通常采用氯氣消毒。 (5)采用高壓蒸汽滅菌時，若壓力達到設定要求，而溫度未達到相應要求，最可能的原因是沒有排盡高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)的冷空氣。 [答案]　(1)可以　(2)在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少　(3)破壞DNA結(jié)構(gòu)　消毒液　(4)

10、氯氣　(5)未將鍋內(nèi)冷空氣排盡 2．(2019·江西贛中南五校第一次聯(lián)考)下表是某公司研發(fā)的一種培養(yǎng)大腸桿菌菌群的培養(yǎng)基配方，請根據(jù)表格和所學知識回答下列相關問題。 成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 指示劑 瓊脂 含量(g) 10.0 5.0 5.0 2.0 0.2 12.0 將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL (1)從生態(tài)系統(tǒng)的成分上看，大腸桿菌屬于__________。 (2)若根據(jù)用途劃分，該培養(yǎng)基屬于__________(填“選擇”或“鑒別”)培養(yǎng)基。若要用上述培養(yǎng)基來篩選出土壤中的尿素分解菌，培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分必需怎樣更改？___

11、_____________，并用__________作為指示劑。 (3)在微生物培養(yǎng)的過程中，為防止雜菌污染，需要對培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿進行__________；操作者的雙手需要進行清洗和__________。 (4)圖1和圖2是培養(yǎng)某細菌的結(jié)果圖，其對應的接種方法分別是：______________和______________，這兩種方法接種后培養(yǎng)基上都可以得到由單個細胞繁殖所形成的__________。 圖1　　　　　圖2 [解析]　(1)大腸桿菌只能從環(huán)境中攝取有機物，不能自己合成有機物，屬于分解者。(2)該培養(yǎng)基中含有指示劑，屬于鑒別培養(yǎng)基。尿素分解菌可以分解尿素，而其他微生物

12、不能，因此可將培養(yǎng)基中的蛋白胨改為尿素用于篩選土壤中的尿素分解菌，并用酚紅作為指示劑，尿素分解菌分解尿素產(chǎn)生了NH3可使酚紅變紅。(3)培養(yǎng)微生物時，培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿需要滅菌，操作者雙手需要進行消毒。(4)圖1采用的是稀釋涂布平板法，圖2采用的是平板劃線法。單個微生物細胞繁殖所形成的細胞群叫菌落。 [答案]　(1)分解者　(2)鑒別　將蛋白胨改成尿素　酚紅　(3)滅菌　消毒　(4)稀釋涂布平板法　平板劃線法　菌落 　消毒和滅菌 項目 條件 結(jié)果 常用方法 應用范圍 消毒 較為溫和的物理或化學方法 僅殺死物體表面或內(nèi)部的部分對人體有害的微生物 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消

13、毒法 不耐高溫的液體 化學藥劑消毒法　 用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源 滅菌 強烈的理化因素 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 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　 考查微生物的純化技術 3．(2019·四川省資陽市高三診斷)土壤有“微生物的天然培養(yǎng)基”之稱。如圖是某同學分離和培養(yǎng)土壤中微生物的部分操作步驟和實驗結(jié)果示意圖。回答下列問題： (1)利用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)土壤中的微生物時，除考慮各種營養(yǎng)條件外，還需要控制的培養(yǎng)條件有____________________(至少寫兩點)等。接種前應該先

14、檢測固體培養(yǎng)基是否被污染，檢測的具體方法是_____________________________________________________。 (2)圖示中用平板劃線法接種的操作順序是A→B→__________；以上操作步驟中存在明顯錯誤的是________(用字母表示)，該操作的正確方法是________________________。 (3)實驗室利用平板劃線法來分離樣品中的目的菌時，每次劃線之前都要對接種環(huán)進行滅菌，目的是_______________。在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣做的目的是__________________________

15、__。 [解析]　(1)若用該培養(yǎng)基培養(yǎng)土壤中的微生物，除考慮各種營養(yǎng)條件外，還要考慮溫度、pH、氧氣、無菌和滲透壓等條件。檢測固體培養(yǎng)基是否被污染的方法是將未接種的培養(yǎng)基在適宜的環(huán)境中放置一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生。 (2)圖示是平板劃線法接種操作示意圖，由以上分析可知，其操作順序是A→B→E→D→C→F；為了防止雜菌污染，接種應該在酒精燈的火焰旁進行，因此以上操作中存在錯誤的步驟是C。 (3)平板劃線法操作時，每次劃線之前都要對接種環(huán)進行滅菌，目的是殺滅上次劃線接種環(huán)上殘留的菌種。在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，能夠使菌種的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸

16、減少，最終能夠得到單菌落。 [答案]　(1)溫度、pH、氧氣、無菌　將未接種的培養(yǎng)基在適宜的環(huán)境中放置一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生　(2)E→D→C→F　C　在酒精燈的火焰旁劃線　(3)殺滅上次劃線接種環(huán)上殘留的菌種　使菌種的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終能夠得到單菌落 4．(2019·宜賓市高三月考)土壤中的苯酚(C6H5OH)對環(huán)境有極大的污染，實驗室希望能從土壤中分離出能專一性降解苯酚的微生物，如圖是部分實驗過程?；卮鹣铝袉栴}： (1)為了分離純化目的菌種，①～④步驟的培養(yǎng)基中都加入了一定濃度的苯酚，該物質(zhì)能為微生物提供________，除此而外，培養(yǎng)基中一般還

17、需要水、______________________等營養(yǎng)物質(zhì)。 (2)制備步驟④所需要的固體培養(yǎng)基的操作順序：計算→稱量→________→________→倒平板。為了在步驟⑤的平板上形成單個的菌落，涂布平板前，需要對培養(yǎng)液進行多次稀釋，原因是_________________。 (3)研究人員想通過比較試管甲和乙中微生物的生長情況，來證明分離出來的微生物只能以苯酚作為碳源，若甲試管中的液體培養(yǎng)基中的唯一碳源是苯酚，那么，乙試管中培養(yǎng)基成分與甲相比，區(qū)別是___________________。研究人員對甲、乙兩支試管進行接種時，所選菌種都來自步驟⑤平板上的同一個單菌落，這樣做的目的

18、是_______________。 [解析]　(1)為了分離能專一性降解苯酚的微生物，①～④步驟的培養(yǎng)基中需要加入苯酚作為唯一碳源，另外培養(yǎng)基中一般還需要水、氮源、無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)。 (2)制備培養(yǎng)基的操作順序是計算→稱量→溶化→滅菌→倒平板。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成單個細胞，故涂布平板前，需要對培養(yǎng)液進行多次稀釋。 (3)研究人員想通過比較試管甲和乙中微生物的生長情況，來證明分離出來的微生物只能以苯酚作為碳源，若甲試管中的液體培養(yǎng)基中的唯一碳源是苯酚，那么，乙試管中應該加入其他碳源，比較甲、乙試管中微生物的生長情況，若甲試管中微生物可以生長，乙試管中微生物不

19、能生長，說明分離出來的微生物只能以苯酚作為碳源。為了保證甲、乙兩支試管中的微生物種類是相同的，對甲、乙兩支試管進行接種時，所選菌種都來自步驟⑤平板上的同一個單菌落。 [答案]　(1)碳源　氮源和無機鹽　(2)溶化　滅菌　在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成單個細胞　(3)用其他碳源替代苯酚　保證甲、乙兩支試管中的微生物種類是相同的 分離特定的微生物并測定其數(shù)量 1．分離特定微生物的知識準備 (1)區(qū)分涂布平板法和混合平板法 ①區(qū)分兩種平板法過程圖 ②結(jié)果不同 a．涂布平板法：細菌菌落通常僅在平板表面生長。 b．混合平板法：細菌菌落出現(xiàn)在平板表面及內(nèi)

20、部。 ③目的相同：分離各種目的微生物。 (2)選擇培養(yǎng)分離 ①原理：不同微生物有不同的營養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學物質(zhì)有不同的敏感性。 ②方法：針對某種微生物的特性，設計一個特定的環(huán)境，使之特別適合這種微生物的生長，而抑制其他微生物的生長。 ③用途：從眾多微生物中分離出特定的微生物。 (3)菌落 ①概念：單個微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖到一定程度，形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細胞生長群體。 ②特征：不同微生物在特定培養(yǎng)基上生長形成的菌落一般都具有穩(wěn)定的特征，如菌落的大小、形狀、邊緣特征、隆起程度、顏色等，這些可以作為對微生物進行分類、鑒定的重要依據(jù)。 2．土壤中

21、分解尿素的細菌的分離與計數(shù) (1)培養(yǎng)基 采用唯一氮源為尿素的培養(yǎng)基。 (2)統(tǒng)計菌落數(shù)目 統(tǒng)計樣品中的活菌一般用稀釋涂布平板法。 (3)實驗流程 土壤取樣→樣品的稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察→細菌的計數(shù)。 3．纖維素分解菌的篩選 (1)原理 　　　　　　　　　 　纖維素分解菌 　　　　　　　　　　　 　↓ ―→紅色復合物紅色消失，出現(xiàn)透明圈。 (2)篩選方法：剛果紅染色法。 (3)培養(yǎng)基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基，即通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。 (4)實驗流程 ：富含纖維素的環(huán)境 　 ↓ ：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，以增加纖維素分解菌的濃度 　 ↓

22、 ：制備系列稀釋液 　 ↓ ：將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上 　 ↓ ：產(chǎn)生透明圈的菌落 4．顯微鏡直接計數(shù)法 (1)原理：利用血球計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。 (2)缺點：不能區(qū)分死菌還是活菌。 (3)1 mL培養(yǎng)液中菌體的總數(shù)換算公式為： ①16×25型的血球計數(shù)板：1 mL懸液中待測標本(菌體)數(shù)＝×400×104×稀釋倍數(shù)。 ②25×16型的血球計數(shù)板：1 mL懸液中待測標本(菌體)數(shù)＝×400×104×稀釋倍數(shù)。 1．平板劃線法在不同階段灼燒接種環(huán)的目的 (1)第一次操作：殺死接種環(huán)上原有的微生物。 (2)每次劃線之前：

23、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源于上次劃線的末端。 (3)劃線結(jié)束后：殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。 2．稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中菌落的數(shù)目往往比實際數(shù)目“低”。這是因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。而顯微計數(shù)法由于不能區(qū)分死菌與活菌，故所得數(shù)值可能比實際值“偏高”。 3．平板劃線法只適用于微生物的提純，不適用于微生物的計數(shù)，并且在最后一次劃線的末端處的菌種最純。 4．目的微生物選擇的三種方法 (1)利用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種在固體平板培養(yǎng)基上，根據(jù)目的微生物特定的菌落特征挑選目的微生物。 (2)利

24、用選擇培養(yǎng)基直接篩選目的微生物。 (3)利用鑒別培養(yǎng)基鑒別篩選目的微生物。 1．測定活菌的數(shù)量時不用平板劃線法，請說出其中的原因。 [提示]　用平板劃線法接種時，一般只有最后一次劃線的末端才會形成只由一個活菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由兩個或多個活菌繁殖而成，還有一些不能形成菌落，而在計數(shù)時一個菌落對應著一個活菌，這樣在劃線所得的平板中，菌落數(shù)目低于活菌的實際數(shù)值，所以不能用平板劃線法測定活菌的數(shù)量。 2．研究人員用含有剛果紅的培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時，篩選到了幾株有透明降解圈的菌落如圖所示。據(jù)圖回答以下問題： (1)簡述透明圈的形成過程。 [提示]　剛果紅可以

25、與纖維素形成紅色復合物，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。細菌分泌的纖維素酶能將培養(yǎng)基中的纖維素降解成纖維二糖和葡萄糖，形成透明圈。 (2)推測與圖中透明圈大小有關的因素主要是什么？降解纖維素能力最強的菌種是哪種？ [提示]　纖維素酶的產(chǎn)量和活性。 菌落①所代表的菌種。 3．甲、乙同學測定泡菜濾液中微生物的濃度。在對應稀釋倍數(shù)為105的培養(yǎng)基中，得到以下兩種統(tǒng)計結(jié)果：甲同學在該濃度下涂布了平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)為49；乙同學在該濃度下涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別為43、54、287，然后取其平均值128作為統(tǒng)計結(jié)果。 請評價這兩位同學的實驗結(jié)果的有效性，并說明理由。

26、 [提示]　(1)甲同學的實驗結(jié)果是無效的，因為沒有設置重復實驗，結(jié)果不具有說服力。(2)乙同學的實驗結(jié)果是無效的，因為一個平板上的菌落計數(shù)結(jié)果與另外兩個相差太大。 考查微生物的選擇培養(yǎng) 1．(2019·河南省天一大聯(lián)考)某科研小組欲從兔糞中分離、篩選出分解纖維素能力強的菌種，為此開展了相關實驗。請回答下列問題： (1)纖維素是由______________組成的大分子多糖，是構(gòu)成植物_____________的主要成分。 (2)制備培養(yǎng)基：分別稱量羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)5 g、(NH4)SO4 2 g、MgSO4·7H2O 0.25 g、KH2PO40.5 g，放入錐形瓶

27、中，溶解后，加蒸餾水定容到500 mL。用錐形瓶塞塞緊，用報紙和橡皮筋包扎好，滅菌，然后倒平板。根據(jù)用途劃分，該培養(yǎng)基屬于_____________培養(yǎng)基，若要利用此培養(yǎng)基分離并獲得纖維素分解菌的菌落，還應在培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)是______________；培養(yǎng)皿滅菌常采用的兩種方法是________________________；將新鮮的兔糞樣品溶解于無菌水中，然后接種到培養(yǎng)基上，常用的接種方法是________________________________________。 (3)培養(yǎng)72小時后，采用________染色法進一步篩選分解纖維素能力強的菌株。染色后，用游標卡尺測定___

28、_________直徑(D)和菌落直徑(d)，選擇D/d值較大的菌落進行后續(xù)研究。 (4)纖維素酶活性的測定方法一般是_____________。 [解析]　(1)纖維素是構(gòu)成植物細胞壁的主要成分，其基本組成單位是葡萄糖。 (2)分離和純化分解纖維素的菌株的培養(yǎng)基是選擇培養(yǎng)基，分離并得到菌落要用固體培養(yǎng)基，需在培養(yǎng)基中加入瓊脂；培養(yǎng)皿滅菌可采用的方法有高壓蒸汽滅菌法或干熱滅菌法。 (3)篩選纖維素分解菌可用剛果紅染色法，D/d值較大的菌落，產(chǎn)纖維素酶的能力強。 (4)纖維素酶活性的測定方法一般是對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定。 [答案]　(1)葡萄糖　細胞壁　(2

29、)選擇　瓊脂　高壓蒸汽滅菌法和干熱滅菌法　平板劃線法或稀釋涂布平板法　(3)剛果紅　透明圈　(4)對纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量測定 2．(2019·河北省衡水中學高三聯(lián)考)某種產(chǎn)脂肪酶菌常被用作飼料添加劑。下表是從土壤中初篩該菌的培養(yǎng)基配方，請回答下列問題： (NH4)2SO4 NaCl MgSO4·7H2O K2HPO4 1%橄欖油 蒸餾水 pH 0.1 g 0.05 g 0.01 g 10 g 4 mL 定容至100 mL 7.0 (1)在上述培養(yǎng)基中，橄欖油能為產(chǎn)脂肪酶菌提供__________。為增大產(chǎn)脂肪酶菌的濃度，需用該培養(yǎng)基進行富集

30、培養(yǎng)，富集培養(yǎng)基宜選用液體培養(yǎng)基的原因是_____________________。 (2)用涂布平板法分離產(chǎn)脂肪酶菌時，在上述培養(yǎng)基的基礎上，還應加入________和溴甲酚紫(在堿性條件下呈紫色，在酸性條件下呈黃色)。在平板上產(chǎn)脂肪酶菌落的周圍會出現(xiàn)黃色圈，原理是__________________________________________。篩選時常選擇菌落大、黃色圈直徑大的菌落，二者分別說明_____________________。 (3)菌落是指由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體。在平板上，有的菌落較小，呈乳白色，表面光滑，無絲狀物，這些菌落可能為________(填

31、“細菌”或“霉菌”)。有的菌落連成一片，形成原因最可能是________________________。 (4)研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加產(chǎn)脂肪酶菌劑后，動物的體重明顯增加，這說明_____________________________。 [解析]　(1)橄欖油是本培養(yǎng)基中的唯一碳源，能為產(chǎn)脂肪酶菌提供碳源。由于液體培養(yǎng)基能增大菌體與培養(yǎng)基的接觸面積，為菌株的生長和繁殖提供更多的營養(yǎng)和空間，所以進行富集培養(yǎng)時宜選用液體培養(yǎng)基。 (2)用涂布平板法分離產(chǎn)脂肪酶菌時所用的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，所以在上述培養(yǎng)基的基礎上，還應加入瓊脂等凝固劑。脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸，脂肪酸呈酸性，能使溴甲

32、酚紫變?yōu)辄S色，因此在平板上產(chǎn)脂肪酶菌落的周圍會出現(xiàn)黃色圈。菌落大，說明菌體繁殖能力強；黃色圈直徑大，說明所產(chǎn)脂肪酶的活性高或產(chǎn)脂肪酶能力強。 (3)菌落無絲狀物，說明此菌落不是霉菌。若接種菌液的濃度過高，則會導致菌落在平板上連成一片。 (4)在飼料中添加產(chǎn)脂肪酶菌劑后，因脂肪酶能催化脂肪水解，有利于脂肪的吸收，即脂肪酶菌劑能提高飼料轉(zhuǎn)化率(利用率)，導致動物的體重明顯增加。 [答案]　(1)碳源　液體培養(yǎng)基能增大菌體與培養(yǎng)基的接觸面積，為菌株的生長和繁殖提供更多的營養(yǎng)和空間　(2)瓊脂　脂肪酶將脂肪水解為甘油和脂肪酸，脂肪酸使溴甲酚紫變?yōu)辄S色　菌體繁殖能力強、脂肪酶活性高(產(chǎn)脂肪酶能力強

33、)　(3)細菌　接種菌液的濃度過高 (4)脂肪酶菌劑能提高飼料轉(zhuǎn)化率(利用率) 考查微生物的分離與計數(shù) 3．(2019·成都市高三診斷)將葡萄球菌在含卵黃的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，葡萄球菌能分解卵黃中的卵磷脂，形成的菌落周圍會出現(xiàn)特有的乳白色乳濁環(huán)。某興趣小組欲通過實驗室培養(yǎng)和計數(shù)來檢測某果汁中的葡萄球菌密度。回答下列問題： (1)配制分離葡萄球菌的培養(yǎng)基時，在培養(yǎng)基中加入一定量的卵黃液，卵黃液除了能給微生物提供________、水和無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)外，還具有的作用是______________________________。在配制培養(yǎng)基時若加入高濃度的NaCl溶液，就更容易篩選出葡萄球

34、菌，最可能的原因是________________。 (2)檢測果汁中的葡萄球菌密度時，需先將果汁稀釋。若要制成101倍的稀釋樣液，可取待檢測果汁2.5 mL加入________mL無菌水中。稀釋后的樣液需用________法接種在固體培養(yǎng)基上，利用這一方法進行活菌計數(shù)的原理是_______________________________。 (3)將103倍的稀釋樣液接種在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計三個平板上葡萄球菌菌落數(shù)分別是200、180、220。如果需要據(jù)此計算出果汁中葡萄球菌的密度，還需要知道的一個重要數(shù)據(jù)是________________。 [解析]　(1)卵黃液含有蛋白

35、質(zhì)和脂質(zhì)等，能夠為微生物提供碳源和氮源。此外，葡萄球菌能分解卵黃中的卵磷脂，形成的菌落周圍會出現(xiàn)特有的乳白色乳濁環(huán)，具有鑒別葡萄球菌的作用。由于葡萄球菌更耐受高濃度NaCl溶液，在配制培養(yǎng)基時加入高濃度的NaCl溶液，更容易篩選出葡萄球菌。 (2)取待檢測果汁2.5 mL加入22.5 mL(2.5 mL×10－2.5 mL)無菌水中，可制成101倍的稀釋樣液。稀釋后的樣液需用涂布平板法接種在固體培養(yǎng)基上，利用這一方法進行活菌計數(shù)的原理是當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。 (3)果汁中葡萄球菌的密度為[(200＋180＋220)/3]×103/接

36、種時所用樣液的體積，因此，還需要知道接種時所用樣液的體積。 [答案]　(1)碳源和氮源　鑒別葡萄球菌　葡萄球菌更耐受高濃度NaCl溶液　(2)22.5　稀釋涂布平板 當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌　(3)接種時所用樣液的體積 4．(2019·湖南省師范大學附中高三調(diào)研)不同品牌的酸奶具有不同的口味。某研究小組利用含碳酸鈣的固體培養(yǎng)基探究甲、乙兩品牌酸奶中乳酸菌的類型是否相同(乳酸能夠溶解碳酸鈣，使培養(yǎng)基變得透明)。請回答下列問題： (1)將甲、乙兩品牌酸奶中的乳酸菌純化，分別接種在含碳酸鈣的固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，根據(jù)菌落周圍透明圈的大小，可確

37、定酸奶中乳酸菌的類型。不同乳酸菌菌落透明圈大小不同的原因是________________。 (2)家庭制作酸奶時，在純牛奶中加入少量酸奶相當于微生物培養(yǎng)技術中的________操作。純牛奶變成酸奶，改變了口味但含有的能量減少，原因是________________________。 (3)為長期保存純化的優(yōu)質(zhì)乳酸菌，可將菌液與________充分混勻，置于－20 ℃的冷凍箱中保存。 (4)該研究小組進一步探究甲品牌酸奶中乳酸菌數(shù)量，實驗操作如圖。接種微生物的方法有很多，圖中過程①②③所示的方法為________。用該方法統(tǒng)計樣本菌落數(shù)后，所得數(shù)據(jù)需要乘以10n后，才可表示乳酸菌的數(shù)量(

38、單位：個/mL), 這里的n＝________。用該方法統(tǒng)計樣本菌落數(shù)時，需要同時涂布A、B、C三個平板，目的是________________________________________。如果平板菌落數(shù)超過300，一般還需進一步__________。 [解析]　(1)由于乳酸菌分泌的乳酸能夠溶解碳酸鈣，使培養(yǎng)基變得透明，不同類型的乳酸菌分泌乳酸的量不同，分泌量多的產(chǎn)生的透明圈較大，而分泌量少的產(chǎn)生的透明圈則較小。因此可以根據(jù)菌落周圍透明圈的大小，確定酸奶中乳酸菌的類型。 (2)由于酸奶中含有乳酸菌，因此在純牛奶中加入少量酸奶相當于微生物培養(yǎng)技術中的接種操作。純牛奶變成酸奶是乳酸菌

39、發(fā)酵的結(jié)果，乳酸菌在發(fā)酵過程中利用牛奶中的營養(yǎng)物質(zhì)進行代謝，通過細胞呼吸消耗了牛奶中的部分有機物，因此酸奶比純牛奶中的能量少，在乳酸菌代謝過程中又有新物質(zhì)的生成，從而使牛奶中的口味發(fā)生了改變。 (3)對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。將培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20 ℃的冷凍箱中保存。 (4)要對微生物計數(shù)可以采用活菌計數(shù)法或顯微鏡直接計數(shù)法，題目所給的圖片信息采用的是活菌計數(shù)法，具體操作是通過稀釋涂布平板法完成的。由①②的操作可知這時已對酸奶樣品稀釋了100倍，②重復3次又稀釋了1 000倍，從中取出0.1 mL樣液進行涂布，所用到的量是原來的10－

40、6。因此這里的n＝6。用稀釋涂布平板法計數(shù)時，要至少涂布3個平板，目的是設置重復組，取平均值，使實驗結(jié)果更加準確可靠。為了保證結(jié)果準確，一般選擇菌落數(shù)中30～300的平板進行計數(shù)，如果平板菌落數(shù)超過300，說明稀釋倍數(shù)不夠，一般還需進一步稀釋。 [答案]　(1)(在相同時間內(nèi))不同類型的乳酸菌產(chǎn)生乳酸的量不同，不同量的乳酸溶解碳酸鈣的量不同，形成的透明圈大小不同　(2)接種　乳酸菌在發(fā)酵時使牛奶中的營養(yǎng)成分發(fā)生改變，乳酸菌細胞呼吸消耗部分有機物，從而使能量減少　(3)滅菌的甘油　(4)稀釋涂布平板法　6　設置重復組，取平均值，使實驗結(jié)果更加準確、可靠　稀釋 　統(tǒng)計菌落時所用兩種計數(shù)方法的比

41、較 比較項目 活菌計數(shù)法(稀釋涂布平板法) 顯微鏡直接計數(shù)法 原理 當樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌 利用特定細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板，在顯微鏡下計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)＝(C÷V)×M C：某稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)； V：涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)； M：稀釋倍數(shù) 每毫升原液所含細菌數(shù)：每小格平均細菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù) 缺點 當兩個或多個菌體連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落 不能區(qū)分細胞的死

42、活 結(jié)果 比實際值小 比實際值大 真題體驗| 感悟高考　淬煉考能 1．(2019·全國卷Ⅲ)回答下列與細菌培養(yǎng)相關的問題。 (1)在細菌培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中能同時提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制備培養(yǎng)基時要根據(jù)所培養(yǎng)細菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH，其原因是__________________________。硝化細菌在沒有碳源的培養(yǎng)基上__________(填“能夠”或“不能”)生長，原因是_________。 (2)用平板培養(yǎng)細菌時一般需要將平板________(填“倒置”或“正置”)。 (3)單個細菌在平板上會形成菌落

43、，研究人員通?？筛鶕?jù)菌落的形狀、大小、顏色等特征來初步區(qū)分不同種的微生物，原因是_______________。 (4)有些使用后的培養(yǎng)基在丟棄前需要經(jīng)過________處理，這種處理可以殺死丟棄物中所有的微生物。 [解析]　(1)細菌培養(yǎng)時常用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸鹽、維生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、維生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能為微生物提供碳源。不同細菌生長繁殖所需要的最適pH是不同的，應該根據(jù)培養(yǎng)細菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。硝化細菌是化能自養(yǎng)型細菌，可以空氣中的CO2為碳源，因此在沒有碳源的培養(yǎng)基上能夠生長。(2)在平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)細菌時，一

44、般需將平板倒置，這樣可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基。(3)不同種類的細菌所形成的菌落，在大小、形狀、光澤度、顏色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同種細菌在一定培養(yǎng)條件下表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征，可以作為菌種鑒定的重要依據(jù)。(4)使用后的培養(yǎng)基在丟棄前需進行滅菌處理，以免污染環(huán)境。 [答案]　(1)蛋白胨　不同細菌生長、繁殖所需的最適pH不同　能夠　硝化細菌可以利用空氣中的CO2作為碳源　(2)倒置　(3)在一定的培養(yǎng)條件下，不同種微生物表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征　(4)滅菌 2．(2019·全國卷Ⅰ)已知一種有機物X(僅含有C、H兩種元素)不易降解，會造成環(huán)境污染。某小組用三種培養(yǎng)基篩

45、選土壤中能高效降解X的細菌(目標菌)。 Ⅰ號培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中加入X(5 g/L)。 Ⅱ號培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/L)，硝酸銨(3 g/L)，其他無機鹽(適量)，X(15 g/L)。 Ⅲ號培養(yǎng)基：氯化鈉(5 g/L)，硝酸銨(3 g/L)，其他無機鹽(適量)，X(45 g/L)。 回答下列問題。 (1)在Ⅰ號培養(yǎng)基中，為微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ號培養(yǎng)基中為微生物提供碳源的有機物是________。 (2)若將土壤懸浮液接種在Ⅱ號液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一段時間后，不能降解X的細菌比例會__________，其原因是________。 (3)Ⅱ號培養(yǎng)基加入瓊

46、脂后可以制成固體培養(yǎng)基，若要以該固體培養(yǎng)基培養(yǎng)目標菌并對菌落進行計數(shù)，接種時，應采用的方法是________。 (4)假設從Ⅲ號培養(yǎng)基中得到了能高效降解X的細菌，且該菌能將X代謝為丙酮酸，則在有氧條件下，丙酮酸可為該菌的生長提供________和________。 [解析]　(1)牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中，牛肉膏、蛋白胨為微生物提供了氮源，而Ⅱ號、Ⅲ號培養(yǎng)基中除X外的其他物質(zhì)均不含碳，所以能為微生物提供碳源的有機物是X。(2)因為Ⅱ號培養(yǎng)基中碳源只有X，相當于選擇培養(yǎng)基，只有能降解X的細菌才能增殖，而不能降解X的細菌因缺乏碳源不能增殖。(3)要對菌落進行計數(shù)，應采用稀釋涂布平板法進行接種。(4

47、)在有氧條件下，丙酮酸參與細菌的有氧呼吸，可以為該菌的生長提供能量和合成其他物質(zhì)的原料。 [答案]　(1)牛肉膏、蛋白胨　X　(2)下降　不能降解X的細菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的細菌能夠增殖　(3)稀釋涂布平板法　(4)能量　合成其他物質(zhì)的原料 3．(2019·全國卷Ⅱ)物質(zhì)W是一種含氮有機物，會污染土壤。W在培養(yǎng)基中達到一定量時培養(yǎng)基表現(xiàn)為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解W的細菌(目標菌)?；卮鹣铝袉栴}。 (1)要從土壤中分離目標菌，所用選擇培養(yǎng)基中的氮源應該是________。 (2)在從土壤中分離目標菌的過程中，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上甲、乙兩種細菌都能生長并形成菌落(如圖所

48、示)。如果要得到目標菌，應該選擇________菌落進一步純化，選擇的依據(jù)是__________。 (3)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮氣作為氮源。若要設計實驗進一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源，請簡要寫出實驗思路、預期結(jié)果和結(jié)論，即_____________________。 (4)該小組將人工合成的一段DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌，使大腸桿菌產(chǎn)生能降解W的酶(酶E)。為了比較酶E與天然酶降解W能力的差異。該小組擬進行如下實驗，請完善相關內(nèi)容。 ①在含有一定濃度W的固體培養(yǎng)基上，A處滴加含有酶E的緩沖液，B處滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液，C處滴加________，三處滴加

49、量相同。 ②一段時間后，測量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明____________________；若A、B處形成的透明圈直徑大小相近，說明_____________________________________________________。 [解析]　(1)要從土壤中分離出能降解含氮有機物W的目標菌，所用選擇培養(yǎng)基應以該特定物質(zhì)W為氮源。(2)圖示信息顯示，在乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W，若要得到目標菌，應該選擇乙菌落進一步純化。(3)若要通過設計實驗確定甲、乙兩種細菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源，需將甲、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若某細菌能生長，則說明該細

50、菌能利用空氣中的氮氣作為氮源。(4)①實驗應遵循單一變量原則，故C處應滴加緩沖液。②一段時間后，測量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈，說明緩沖液不能降解W；若A、B處形成的透明圈大小相近，說明酶E與天然酶降解W的能力相近。 [答案]　(1)W　(2)乙　乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈，說明乙菌能降解W　(3)將甲、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上，若細菌能生長，則說明該細菌能利用空氣中的氮氣作為氮源　(4)①緩沖液?、诰彌_液不能降解W　酶E與天然酶降解W的能力相近 4．(2018·全國卷Ⅰ)將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸一定時間，過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂，用水定容后滅菌，

51、得到M培養(yǎng)基。 回答下列問題： (1)M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，則培養(yǎng)基中應加入鏈霉素以抑制________的生長，加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。 (2)M培養(yǎng)基中的馬鈴薯浸出液為微生物生長提供了多種營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源外還有____________(答出兩點即可)。氮源進入細胞后，可參與合成的生物大分子有____________(答出兩點即可)。 (3)若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，平板上長出菌落后可通過加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是________，該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是 ______________

52、_______________________________________。 (4)甲、乙兩位同學用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果： 甲同學涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是110、140和149，取平均值133；乙同學涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是27、169和176，取平均值124。有人認為這兩位同學的結(jié)果中，乙同學的結(jié)果可信度低，其原因是_________________________________。 [解析]　(1)在微生物學中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基。若M培養(yǎng)基

53、是用于真菌的篩選，則應加入鏈霉素以抑制細菌的生長，這種培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。(2)馬鈴薯浸出液中含有淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、無機鹽、水等多種物質(zhì)，因此，除氮源外，其中還有微生物生長所需要的碳源、無機鹽等營養(yǎng)要素。進入細胞的氮源可參與合成蛋白質(zhì)、核酸(DNA、RNA)等含氮的生物大分子。(3)加入顯色劑碘液后，淀粉遇碘變藍，而淀粉的水解產(chǎn)物則不發(fā)生這種反應。若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，土壤中能產(chǎn)生淀粉酶的微生物可將淀粉分解，菌落周圍就會出現(xiàn)透明圈，這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選能產(chǎn)淀粉酶的微生物。(4)乙同學的結(jié)果中，1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差太大，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，結(jié)果的重復性太差，不能簡單地將3個平板的計數(shù)值用來求平均值。 [答案]　(1)細菌　選擇 (2)碳源、無機鹽　蛋白質(zhì)、核酸 (3)碘液　淀粉遇碘液顯藍色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解，形成透明圈 (4)乙同學的結(jié)果中，1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊，結(jié)果的重復性差 18