2021版高考生物一轮复习第35讲微生物的培养与应用课件 人教版

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第 35 讲　微生物的培养与应用 - 2 - - 3 - 必备知识 核心素养 关键能力 培养基及微生物的纯化培养技术 1 . 培养基 (1) 概念 : 人们按照微生物对 　　　　　　 的不同需求 , 配制出的供其 　　　　　　　 的营养基质。   (2) 营养组成 : 一般都含有 　　　　　　　　　　 和 无机盐。此外 , 还需要满足微生物生长对 　　　 、氧气以及 　　　　　　　　 的 要求。   (3) 种类 : 按照物理性质可分为 　　　　 培养基、固体培养基和半固体培养基 ; 按功能可分为选择培养基和 　　　　 培养基等 ; 按成分可分为天然培养基和合成培养基。   营养物质 生长繁殖 水、碳源、氮源 pH 特殊营养物质 液体 鉴别 - 4 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 无菌技术 (1) 含义 : 指在培养微生物的操作中 , 所有防止 　　　　　　 的方法。   (2) 关键 : 防止 　　　　　　 的入侵。   (3) 不同对象的无菌操作方法 ( 连线 ) 杂菌污染 外来杂菌 提示 : ①②⑤ —b— Ⅰ 、 Ⅱ 　 ③④ —a— Ⅲ 、 Ⅳ - 5 - 必备知识 核心素养 关键能力 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 操作步骤 ② 倒平板的方法及注意 事项 称量 灭菌 倒平板 - 6 - 必备知识 核心素养 关键能力 a. 请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程 : 　　　　　　　　　　　　 。   b. 乙中的灭菌方法是 　　　　　　 。   c. 丁中的操作需要在 　　　　　　　　　　 后才能进行。   (2) 纯化大肠杆菌的方法 ① 纯化培养原理 : 想方设法在培养基上得到 　　　 　　　　 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 a. 平板划线法 : 是通过 　　　　 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 : 是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。   丙→乙→甲→丁 灼烧灭菌 平板冷却凝固 由一个细胞繁殖而来 菌落 接种　 接种环 连续划线 稀释涂布平板 梯度稀释 不同稀释度　 - 7 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 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。   临时保藏 甘油管藏 - 8 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐 , 有时还需要加入一些特殊的物质。 ( 　　 ) (2) 倒平板时 , 应将打开的皿盖放到一边 , 以免培养基溅到皿盖上。 ( 　　 ) (3) 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 , 又减少消毒剂对细胞的伤害。 ( 　　 ) (4) 为了防止污染 , 接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。 ( 　　 ) (5) 用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时 , 只要稀释度足够高 , 就能在培养基表面形成单个菌落。 ( 　　 ) √ × √ × √ - 9 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 微生物的纯化培养技术 ( 科学思维 ) 下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 , 请分析并回答下列问题。 ( 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) 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 。 - 10 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 3) 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 ? (4) 为了防止杂菌污染 , 有同学建议加入抗生素 , 你觉得可以吗 ? 说明理由 。 (5) 微生物的接种方法只有平板划线法和稀释涂布平板法吗 ? 微生物接种的核心是什么 ? 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 。 提示 : 不可以。因为抗生素不但杀灭杂菌 , 也会杀灭土壤细菌 。 提示 : 不是。微生物的接种方法还包括斜面接种、穿刺接种等 , 其核心是防止杂菌污染 , 保证培养物的纯度。 - 11 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 培养基的制备方法和无菌技术 1 .(2019 江西上饶二模 ) 金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性 , 在血平板 ( 培养基中添加适量血液 ) 上生长时 , 可破坏菌落周围的红细胞 , 使其褪色。下面是某研究小组测定自来水中金黄色葡萄球菌浓度的实验操作。请回答下列问题。 (1) 金黄色葡萄球菌的培养基为质量分数 7.5% NaCl 牛肉膏蛋白胨培养基 , 此培养基能为金黄色葡萄球菌的生长提供 　　　　　　　　 。培养基中加入质量分数 7.5% NaCl 利于金黄色葡萄球菌的筛选 , 原因是 　 　 。   (2) 上述培养基的灭菌方法是 　　　　　　　　　　　　　　 。在制作血平板时需等平板 　　　　 后 , 方可加入血液 , 以防止 　　　　　　　　　　　　　　　　 。   - 12 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 现将 10 mL 菌液进行梯度稀释 , 依次稀释成 10 -1 ~10 -4 的四个稀释样液 , 再取四个稀释样液各 0.1 mL 分别接种到 4 组血平板上 ( 每组 3 个 , 每个接种 0.1 mL), 所用方法是 　　　　　　　　　　　　 。在血平板上 , 金黄色葡萄球菌菌落的周围会出现 　　　　　　　　 。若在 10 -3 组的 3 个血平板上 , 金黄色葡萄球菌菌落数分别为 35 、 36 和 37, 则每升自来水中的活菌数约为 　　　　　　 。   - 13 - 必备知识 核心素养 关键能力 答案 : (1) 碳源、氮源、水和无机盐　不影响金黄色葡萄球菌生长的同时能抑制其他菌的生长 (2) 高压蒸气灭菌法　冷却　高温破坏血细胞 (3) 稀释涂布平板法　透明圈 ( 溶血圈 ) 　 3.6×10 8 解析 : (1) 培养基能为微生物的生长提供碳源、氮源及水和无机盐。培养基中加入 7.5% NaCl 不影响金黄色葡萄球菌生长的同时能抑制其他菌的生长 , 因此利于金黄色葡萄球菌的筛选。 (2) 对培养基灭菌常用高压蒸气灭菌法。在制作血平板时需等平板冷却后 , 方可加入血液 , 以防止高温破坏血细胞。 - 14 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 现将 10 mL 菌液进行梯度稀释 , 依次稀释成 10 -1 ~10 -4 的四个稀释样液 , 再取四个稀释样液各 0.1 mL 分别接种到 4 组血平板上 ( 每组 3 个 , 每个接种 0.1 mL), 则所用方法是稀释涂布平板法。金黄色葡萄球菌在血平板 ( 培养基中添加适量血液 ) 上生长时 , 可破坏菌落周围的红细胞 , 使其褪色。因此在血平板上 , 金黄色葡萄球菌菌落的周围会出现透明圈 ( 溶血圈 ) 。若在 10 -3 组的 3 个血平板上 , 金黄色葡萄球菌菌落数分别为 35 、 36 和 37, 则每升自来水中的活菌数约为 - 15 - 必备知识 核心素养 关键能力 【归纳总结】 (1) 不同种类的微生物代谢特点不同 , 因此对培养基中营养物质的需求也不同。 ① 自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐 , 碳源可来自大气中的 CO 2 ; 氮源可由含氮无机盐提供 , 如硝酸盐等。 ② 异养型微生物所需的营养物质主要是有机物 , 即碳源必须由含碳有机物提供 , 如糖类、脂肪酸等 ; 氮源也主要由有机物提供 , 如尿素、牛肉膏等 , 部分异养型微生物也可以利用无机氮源。 - 16 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 消毒和灭菌的 比较 - 17 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 微生物的纯化技术 2 .(2019 山东聊城一模 ) 自然界中某些酵母菌能分解木糖产生酒精 , 科学家欲从果园的葡萄上或土壤中分离筛选出这种酵母菌。请回答下列相关问题。 (1) 获得纯净培养物的关键是 　　　　　　　　　　　　 。实验室筛选微生物的原理是 　     　 。   制备的酵母菌培养基在进行倒平板操作时 , 为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染 , 应 　　　　　　　　 。   (2) 用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中 , 取其液体用涂布器涂布接种于以 　　　　 为唯一碳源的固体培养基上培养获得酵母菌菌落 , 用平板划线法纯化菌株时 , 划线的某个平板培养后 , 第一划线区域的第一条线上都不间断地长满了菌落 , 第二划线区域的第一条线上无菌落 , 其他线上有菌落 , 造成这种现象的原因可能是 　   　 。   - 18 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 若要统计土样中的酵母菌数量 , 应采用 　　　　　　　　　 法。在接种前 , 随机取若干灭菌后的空白平板培养基培养一段时间 , 这样做的目的是 　   　　　　　　　　　　　　　 。   答案 : (1) 防止外来杂菌污染　提供有利于目的菌株生长的条件 , 同时抑制或阻止其他微生物生长　将平板倒置 (2) 木糖　接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始 (3) 稀释涂布平板　检测培养基平板灭菌是否合格 - 19 - 必备知识 核心素养 关键能力 解析 : (1) 获得微生物纯净培养物的关键是防止外来杂菌污染。实验室筛选微生物的原理是提供有利于目的菌株生长的条件 , 同时抑制或阻止其他微生物生长。制备的酵母菌培养基在进行倒平板操作时 , 为防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染 , 应将平板倒置。 (2) 要获得能利用木糖的酵母菌 , 应该用以木糖为唯一碳源的固体培养基培养。在第二次及以后划线时 , 总是从上一次的末端开始划线 , 这样做的目的是将聚集的菌种逐步减少以获得单个菌落。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落 , 第二划线区域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是接种环灼烧后未冷却或划线未从第一区域末端开始。 - 20 - 必备知识 核心素养 关键能力 (3) 接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法 , 其中只有稀释涂布平板法可以对微生物进行计数。在接种前 , 随机取若干灭菌后的空白平板培养基先行培养一段时间 , 这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。 - 21 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 微生物的筛选与计数 一、分解尿素的细菌的分离和计数 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 　　　　 , 这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到 　　　　 作用。   (2) 统计菌落数目 : 统计样品中的活菌一般用 　　　　　　 法 。   脲酶 催化 稀释涂布平板 - 22 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 实验流程 (1) 土壤取样 : 富含有机质的土壤的 　　　　 土   (2) 样品的稀释 : 通常选用一定稀释范围的样品液进行培养 , 以保证获得菌落数在 　　　　　 之间、适于计数的平板   (3) 接种 : 用 　　　　　　　　　　　 法接种   表层 30~300 稀释涂布平板 30~37 5~7 　 25~28 3~4 - 23 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (5) 观察 : 根据菌落的特征区分 微生物 (6) 计数 : 统计 　　　　 的数目   (7) 计算 : 根据公式 “ 每克样品中的菌株数 =( C ÷ V ) ×M [ 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 ]” 进行计算。 菌落 - 24 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . 分解尿素的细菌的鉴别 (1) 方法 : 在以尿素为唯一氮源、加入 　　　　 指示剂的培养基中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。   酚红 脲酶 能 不能 2NH 3 - 25 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 4 . 设置对照和 重复 非测试因素 偶然因素 制作是否合格 3 - 26 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 二、分解纤维素的微生物的分离和培养 1 . 纤维素酶 (1) 组成 : 纤维素酶是一种复合酶 , 它包括 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 作用 C 1 酶、 C X 酶和葡萄糖苷酶 纤维二糖 - 27 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 菌种筛选 (1) 方法 : 　　　　　　　　　　　 。   (2) 原理 使用以 　　　　　 为唯一碳源的选择培养基 , 根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。   透明圈 刚果红染色法 纤维素 - 28 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . 筛选流程 土壤取样 : 富含 　　　　　 的环境   选择培养 : 用选择培养基培养 , 以增加 　　　　　　　　 的 数量   梯度 稀释 涂布平板 : 将样品涂布于含 　　　 　　　　　　　 的 培养基上   挑选产生透明圈的菌落 : 产生 　　　　　　 的菌落周围出现透明圈   纤维素 纤维素分解菌 CR 溶液的鉴别纤维素分解菌 纤维素酶 - 29 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 教材拾遗 ( 选修 1 第 26 页 “ 旁栏小资料 ” 改编 ) 细菌数目的测定还有哪些方法 ? 举例说明。 提示 : 滤膜法。测定饮用水中大肠杆菌的数目可以采用滤膜法。 - 30 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 正误判断 (1) 选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。 ( 　　 ) (2) 对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法 , 而不能用平板划线法。 ( 　　 ) (3) 筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中 , 尿素是唯一的氮源。 ( 　　 ) (4) 分解尿素的细菌在分解尿素时 , 可以将尿素转化为氨 , 使得培养基的酸碱度降低。 ( 　　 ) (5) 刚果红可以与纤维素形成透明复合物 , 所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 ( 　　 ) × × √ × × - 31 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 探究 　 微生物的筛选与计数 ( 科学思维 ) 1 . 下图是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程 , 据图回答以下问题。 (1) 图中选择培养基应以何种物质作为唯一氮源 ? 说明理由 。 提示 : 尿素。产脲酶的细菌能分泌脲酶 , 脲酶催化尿素分解为氨 , 故应以尿素为唯一氮源。 - 32 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 在 3 个细菌培养基平板上 , 均接种稀释倍数为 10 5 的土壤样品溶液 0.1 mL, 培养一段时间后 , 平板上长出的细菌菌落数分别为 156 、 178 和 191 。 ① 该过程采取的接种方法是什么 ? 每克土壤样品中的细菌数量为多少个 ? ② 与血细胞计数板计数法相比 , 此计数方法测得的细菌数较多还是较少 ? 说明原因。 提示 : 稀释涂布平板法。 1.75×10 8 个 。 提示 : 较少。由于两个或多个细菌连接在一起时 , 往往统计的是一个菌落 , 故用此方法测得的细菌数较少。 - 33 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 . 研究人员用含有刚果红的培养基培养纤维素分解菌时 , 筛选到了几株有透明降解圈的菌落如下图所示。据图回答以下问题。 - 34 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (1) 透明圈是如何形成的 ? (2) 推测与图中透明圈大小有关因素主要是什么 ? 降解纤维素能力最强的菌种是哪种 ? 说出你的判断依据。 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。 提示 : 纤维素酶的产量和活性。菌落 ① 对应的菌种。降解纤维素能力可以由透明圈直径 / 菌落直径来进行判断。 - 35 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 . 两种接种方法中 , 只有稀释涂布平板法才适合对细菌进行计数的原因是什么 ? 提示 : 只要稀释倍数足够高 , 则稀释涂布平板法中形成的每个菌落都是由单一菌体繁殖而成的 , 即一个肉眼看不见的细菌对应着一个可以看见的菌落 , 可以通过统计菌落的数目推测出细菌的数目。而平板划线法中除了最后一次划线末端处的菌落是由单一的细菌繁殖而成的 , 其他每个菌落往往是由多个细菌一起繁殖而成 , 即一个菌落并非对应着一个细菌 , 所以不适合用于细菌的计数。 - 36 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 【解疑释惑】两种纯化细菌方法的 辨析 - 37 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 1 　 微生物的选择培养 1 .(2019 福建 3 月质检 ) 秸秆还田的过程中 , 配施适量的高效纤维素分解菌 , 能有效促进秸秆分解 , 提高秸秆还田效率 , 且不会造成环境污染。回答下列问题。 (1) 筛选纤维素分解菌时 , 可到腐烂稻草等环境中采集土样 , 原因是   　 。   (2) 有很多类群微生物都能有效降解纤维素 , 为了避免不同微生物之间的生长互相影响 , 应该用 　　　　 培养基进行培养 , 获得纯化菌株。   (3) 用刚果红染色法初步鉴定纤维素分解菌后 , 进一步用液体滤纸培养基分组复筛 , 其中滤纸的作用是 　　　　　　　 。培养一段时间后 , 将残留的滤纸烘干称重 , 残留的滤纸越少 , 则说明 　 。   - 38 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (4) 采用 　　　　　　　　 技术 , 将筛选到的高效纤维素分解菌固定 , 能够阻隔其受到外界不利因素的毒害作用 , 增加使用寿命。   (5) 为了长期保存高效纤维素分解菌菌种 , 可以采用 　　　　 的 方法。   (6) 现有高效分解纤维素的细菌 , 为探究其最适 pH, 某同学设计如下实验 : 取锥形瓶若干分为 4 组 , 加入等量秸秆及其他必需营养物质 , 分别设置 pH 为 1 、 3 、 6 、 7, 接种等量纤维素分解细菌 , 培养一段时间后 , 测定各组锥形瓶中秸秆减少量的平均值。该 pH 设置的不足之处有 　　　　　　　　　　　 和 　 。   - 39 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 腐烂稻草的土壤中富含纤维素分解菌 (2) 选择 (3) 提供纤维素　纤维素分解菌的分解能力越强 (4) 固定化细胞 (5) 甘油管藏 (6)pH 范围设置不合适　 pH 梯度设置不合适 - 40 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 解析 : (1) 土样的采集要在纤维素含量丰富的环境 ( 如腐烂稻草 ) 中进行 , 这是因为在纤维素含量丰富的环境中 , 通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。 (2) 有很多类群微生物都能有效降解纤维素 , 为了避免不同微生物之间的生长互相影响 , 应该用选择培养基将不同类群微生物分离 , 获得纯化菌株。对纤维素分解菌进行纯化 , 通常的做法就是添加要选择的微生物所需的各种物质 , 只允许特定微生物生长、抑制或阻止其他种类微生物生长。这种培养方式称为选择培养。 (3) 用刚果红染色法初步鉴定纤维素分解菌后 , 进一步用液体滤纸培养基分组复筛 , 其中滤纸的作用是替代纤维素粉提供碳源。培养一段时间后 , 将残留的滤纸烘干后称重 , 根据残留的滤纸含量判断 , 残留的滤纸越少 , 则说明纤维素分解菌的分解能力越强。而培养基中碳源主要是滤纸 , 纤维素分解菌通过分解滤纸而生长繁殖 , 分解快慢说明分解能力强弱。 - 41 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (4) 通过将纤维素分解菌进行固定 , 能避免细胞破碎 , 又使酶的活性和稳定性得到较大的提高 , 并阻隔其受到外界不利因素的毒害作用 , 增加使用寿命。并能在酶促反应中发挥连续的催化作用 , 催化反应结束后 , 纤维素分解菌可以重复利用。 (5) 为了保持菌种的纯净 , 需要进行菌种的保藏。对于频繁使用的菌种 , 通常将菌种接种到试管的固体斜面培养基上 , 置于 4 ℃ 冰箱临时保藏。需要长期保藏的菌种 , 可以采用甘油管藏的方法。在 3 mL 的甘油瓶中 , 装入 1 mL 甘油后灭菌。将 1 mL 培养的菌液转移到甘油瓶中 , 与甘油充分混匀后 , 放在 -20 ℃ 的冷冻箱中保存。 (6) 细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长。题中 pH 设置没有碱性范围 , 因此范围设置不合理 ;pH 梯度设置应等距 ,1 、 3 、 6 、 7 的 pH 梯度明显不合理。 - 42 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 【归纳总结】两种刚果红染色法的 比较 - 43 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 考向 2 　 微生物分离与计数的实例分析 2 .(2019 安徽芜湖 5 月模拟 ) 下图是某课题小组设计的 “ 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ” 的实验流程示意图。回答下列问题。 (1) 微生物接种的方法有很多 , 该图所示为 　　　　　　　　　　　 法 , 这一方法常用来统计样品中 　　　　 ( 填 “ 活菌 ”“ 死菌 ” 或 “ 活菌和死菌 ”) 的数目。为了保证结果准确 , 一般选择菌落数在 　　　　 的平板进行计数。实验统计的菌落数往往比细菌的实际数目低 , 这是因为 　   　 。   - 44 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 实验过程中 , 需对培养基进行灭菌 , 常用的方法是 　　　　　　　　　　　　 。接种操作都应在火焰附近进行 , 目的是防止 　　　　　　　　　　　　 。   (3) 对分离得到的分解尿素的细菌作进一步鉴定时 , 可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂进行细菌培养。其鉴定原理是    　 。   答案 : (1) 稀释涂布平板　活菌　 30~300 　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　 (2) 高压蒸汽灭菌　杂菌污染　 (3) 分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨 , 氨会使培养基的碱性增强 ,pH 升高 , 指示剂变红 - 45 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 解析 : (1) 微生物接种的方法有很多 , 最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法 , 该图所示为稀释涂布平板法 , 这一方法常用来统计样品中活菌的数目。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。实验统计的菌落数往往比细菌的实际数目低 , 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。 (2) 常见的灭菌方法有 : 灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌 , 实验过程中 , 需对培养基进行灭菌 , 常用的方法是高压蒸汽灭菌。接种操作都应在火焰附近进行 , 酒精灯火焰附近存在无菌区域 , 目的是防止杂菌污染。 (3) 在微生物学中 , 将允许特定种类的微生物生长 , 同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 , 称作选择培养基。对分离得到的分解尿素的细菌作进一步鉴定时 , 可在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂进行细菌培养。其鉴定原理是分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨 , 氨会使培养基的碱性增强 ,pH 升高 , 指示剂变红。 - 46 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 【归纳总结】选择培养基四种常见制备方法或 实例 - 47 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 1 .(2019 全国 Ⅰ ) 已知一种有机物 X( 仅含有 C 、 H 两种元素 ) 不易降解 , 会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解 X 的细菌 ( 目标菌 ) 。 Ⅰ 号培养基 : 在牛肉膏蛋白胨培养基中加入 X(5 g/L) 。 Ⅱ 号培养基 : 氯化钠 (5 g/L), 硝酸铵 (3 g/L), 其他无机盐 ( 适量 ),X(15 g/L) 。 Ⅲ 号培养基 : 氯化钠 (5 g/L), 硝酸铵 (3 g/L), 其他无机盐 ( 适量 ),X(45 g/L) 。 回答下列问题。 (1) 在 Ⅰ 号培养基中 , 为微生物提供氮源的是 　　　　　　　　　 。 Ⅱ 、 Ⅲ 号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 　　　　　　 。   - 48 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2) 若将土壤悬浮液接种在 Ⅱ 号液体培养基中 , 培养一段时间后 , 不能降解 X 的细菌比例会 　　　　 　 , 其原因是     　　　　　　　　 。   (3) Ⅱ 号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基 , 若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数 , 接种时 , 应采用的方法是 　 。   (4) 假设从 Ⅲ 号培养基中得到了能高效降解 X 的细菌 , 且该菌能将 X 代谢为丙酮酸 , 则在有氧条件下 , 丙酮酸可为该菌的生长提供 　　　　　 和 　　　　　　　　　　 。   - 49 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 牛肉膏、蛋白胨　 X (2) 下降　不能降解 X 的细菌因缺乏碳源不能增殖 , 而能降解 X 的细菌能够增殖 (3) 稀释涂布平板法 (4) 能量　合成其他物质的原料 - 50 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 解析 : 本题考查培养基的成分与功能、微生物的分离和计数方法及细胞呼吸中间产物丙酮酸的作用。 (1) 牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用十分广泛的天然培养基 , 其中的牛肉膏和蛋白胨均含氮元素 , 可为细菌提供氮源。 Ⅱ 、 Ⅲ 号培养基中为微生物提供碳源的有机物是 X 。 (2) 将土壤悬浮液接种在 Ⅱ 号液体培养基中 , 因培养基中只有有机物 X 提供有机碳源 , 不能降解 X 的细菌因缺乏碳源不能增殖 , 而能降解 X 的细菌能够增殖。 (3) 若用固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数 , 接种时应用稀释涂布平板法。 (4) 丙酮酸是细胞代谢中重要的中间产物 , 既可以转化为其他有机物 , 又可以在有氧条件下继续氧化为细胞供能。 - 51 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 2 .(2019 全国 Ⅱ ) 物质 W 是一种含氮有机物 , 会污染土壤。 W 在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解 W 的细菌 ( 目标菌 ) 。回答下列问题。 (1) 要从土壤中分离目标菌 , 所用选择培养基中的氮源应该是 　　　 　　 。   (2) 在从土壤中分离目标菌的过程中 , 发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落 ( 如图所示 ) 。如果要得到目标菌 , 应该选择 　　　 菌落进一步纯化 , 选择的依据是 　   　 。   - 52 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (3) 土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源 , 请简要写出实验思路、预期结果和结论 , 即    　 。   (4) 该小组将人工合成的一段 DNA 转入大肠杆菌 , 使大肠杆菌产生能降解 W 的酶 ( 酶 E) 。为了比较酶 E 与天然酶降解 W 能力的差异 , 该小组拟进行如下实验 , 请完善相关内容。 ① 在含有一定浓度 W 的固体培养基上 ,A 处滴加含有酶 E 的缓冲液 ,B 处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液 ,C 处滴加 　　　　　 , 三处滴加量相同。   ② 一段时间后 , 测量透明圈的直径。若 C 处没有出现透明圈 , 说明 　　　　　　　　　　　　　 ; 若 A 、 B 处形成的透明圈直径大小相近 , 说明 　   　　　　　　　　　　 。   - 53 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1)W 　 (2) 乙　乙菌落周围出现透明圈 , 说明乙菌能降解 W 　 (3) 将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上 , 若细菌能生长 , 则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源　 (4) ① 缓冲液　 ② 缓冲液不能降解 W 　酶 E 与天然酶降解 W 的能力相近 解析 : 本题考查微生物的培养与分离及实验分析能力。 (1) 从土壤中分离能够降解含氮有机物 W 的细菌 ( 目标菌 ), 则选择培养基只能以 W 为氮源 , 以保证该培养基只允许目标菌生活 , 抑制或阻止其他种类微生物的生长。 - 54 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (2)W 在培养基中达到一定量时培养基不透明。甲菌落周围未形成透明圈 , 说明所含细菌不能分解 W; 乙菌落周围出现透明圈 , 说明乙菌落中的细菌能分解 W 。所以 , 如果要得到目标菌 , 应该选择乙菌落进一步纯化。 (3) 若要确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源 , 只需将它们培养在没有氮源的培养基上 , 若能够生长 , 则说明其能利用空气中的氮气作为氮源。 (4) 本实验中自变量为酶的类型 , 因变量为透明圈的大小 ( 表示酶降解 W 的能力大小 ) 。为比较酶 E 与天然酶的降解能力并排除缓冲液的干扰 , 需要设置 A 、 B 两个实验组 (A 组滴加含有酶 E 的缓冲液 ,B 组滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液 ) 和一个只滴加缓冲液的对照组。若 C 处没有出现透明圈 , 则说明缓冲液不能降解 W; 若 A 、 B 处形成的透明圈直径大小相近 , 则表明酶 E 与天然酶降解 W 的能力相近。 - 55 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 3 .(2018 全国 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。 回答下列问题。 (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 ) 。   - 56 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (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   　 。   - 57 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 细菌　选择 (2) 碳源、无机盐　蛋白质、核酸 (3) 碘液　淀粉遇碘液显蓝色 , 产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解 , 形成透明圈 (4) 乙同学的结果中 ,1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊 , 结果的重复性差 - 58 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 解析 : 本题主要考查微生物的培养及计数方法。 (1) 链霉素可抑制细菌的生存 , 但真菌可以在含链霉素的培养基中生存 , 所以加入链霉素的培养基可用于筛选出真菌 , 属于选择培养基。 (2) 培养基中的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等。蛋白质和核酸都含氮元素 , 所以氮源进入细胞后可用于合成蛋白质和核酸等大分子物质。 (3) 检测淀粉所用的试剂是碘液 , 淀粉遇碘变蓝。如果某种微生物产生了淀粉酶 , 在其菌落周围就没有淀粉存在 , 不再呈现蓝色 , 而是出现透明圈。 (4) 计数时一般选择菌落数在 30~300 的平板进行计数。乙同学 1 个平板的计数结果与另 2 个相差悬殊 , 可信度低。 - 59 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 4 .(2018 全国 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。   - 60 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 (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   　　　　　　　　　　 。   - 61 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 可以　 (2) 在达到消毒目的的同时 , 营养物质损失较少　 (3) 破坏 DNA 结构　消毒液　 (4) 氯气　 (5) 未将锅内冷空气排尽 解析 : 本题考查的是微生物实验室培养的消毒和灭菌技术。实验室中能耐高温的、需要保持干燥的物品 , 如玻璃器皿和金属用具等 , 可用干热灭菌的方法灭菌。对于一些不耐高温的液体 , 如牛奶 , 采用巴氏消毒法和高温瞬时消毒法消毒 , 这两种消毒方法的优点是可以杀死牛奶中的微生物 , 并且牛奶中的营养成分基本不被破坏。自来水通常是用氯气消毒的 , 氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢 , 次氯酸具有强氧化性 , 能杀死自来水中的微生物。用高压蒸汽灭菌法灭菌 , 必须把锅内的冷空气彻底排除后才能达到设定的压力和相应的温度。 - 62 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 5 .(2018 全国 Ⅲ ) 回答下列与酵母菌有关的问题。 (1) 分离培养酵母菌通常使用 　　　　　　　　　 ( 填 “ 牛肉膏蛋白胨 ”“MS” 或 “ 麦芽汁琼脂 ”) 培养基 , 该培养基应采用 　　　　　　 灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上 , 培养一段时间后可观察到菌落 , 菌落的含义是 　   　 。   (2) 酵母菌液体培养时 , 若通入氧气 , 可促进 　　　　　　　　　　 ( 填 “ 菌体快速增殖 ”“ 乙醇产生 ” 或 “ 乳酸产生 ”); 若进行厌氧培养 , 可促进 　　　　　　　　 ( 填 “ 菌体快速增殖 ”“ 乙醇产生 ” 或 “ 乳酸产生 ”) 。   (3) 制作面包时 , 为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌 , 酵母菌引起面包松软的原因是 　　　　　 　　　　　　　 。   - 63 - 必备知识 核心素养 关键能力 链接高考 答案 : (1) 麦芽汁琼脂　高压蒸汽　由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2) 菌体快速增殖　乙醇产生 (3) 酵母菌分解葡萄糖会产生 CO 2 ,CO 2 使面包松软 解析 : 本题解题的切入点是酵母菌代谢及培养。 (1) 牛肉膏蛋白胨一般用于培养细菌 ,MS 培养基用于植物组织培养 , 因此 , 分离培养酵母菌可用麦芽汁琼脂培养基。培养基常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌 , 所观察到的菌落通常是由一个细胞繁殖而来的一个肉眼可见的子细胞群体。 (2) 在有氧条件下 , 酵母菌进行有氧呼吸 , 繁殖速度快 ; 在无氧条件下 , 酵母菌进行无氧呼吸 , 产生乙醇和 CO 2 。 (3) 制作面包时 , 加入酵母菌 , 酵母菌先进行有氧呼吸 , 后期再进行无氧呼吸 , 都有 CO 2 产生 , 受热后膨胀使面包松软。