山东省2022高考生物生物技术实践第2讲微生物的培养与应用导学案含解析新人教版选修1

第2讲　微生物的培养与应用李仕才考纲要求全国卷五年考情1.微生物的分离和培养2022·卷ⅠT37,2022·卷ⅠT39,2022·卷ⅢT39,2022·卷ⅠT39,2022·卷ⅠT39,2022·卷ⅡT39,2022·卷ⅡT392.某种微生物数量的测定2022·卷ⅠT39,2022·卷ⅡT393.培养基对微生物的选择作用2022·卷ⅠT37,2022·卷ⅢT39,2022·卷ⅠT39,2022·卷ⅡT39考点一|微生物的实验室培养(对应学生用书第236页)[识记—基础梳理]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)营养构成：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、氧气以及特殊营养物质的要求。(3)①种类：按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。②下表为某微生物培养基的成分KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素琼脂H2O1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0g1000mL该培养基中可以为微生物提供碳源的是葡萄糖，因为此培养基中加入了琼脂，故该培养基为固体培养基。2．无菌技术(1)关键：防止外来杂菌的入侵。(2)不同对象的无菌操作方法(连线)：[答案]　①—b—Ⅰ　②—b—Ⅱ　③、④—a　⑤—a—Ⅲ、Ⅳ　⑥—b3．大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基16\n―→―→―→―→(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由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。②纯化大肠杆菌的关键步骤：接种。③接种方法：下图甲可表示用平板划线法接种获得的平板；下图乙可表示用稀释涂布平板法接种获得的平板。④纯化原理：上图甲菌体的分散是通过一系列的连续划线操作实现的；上图乙菌体的分散是通过一系列的梯度稀释和涂布平板操作实现的。4．菌种的保藏方法(1)临时保藏法：对于频繁使用的菌种，先接种到试管的固定斜面培养基上培养，然后放入4℃的冰箱中保藏。(2)甘油管藏法：对于需要长期保存的菌种，先将菌液转入灭菌后的甘油中，混匀后放在－20℃冷冻箱中保存。[教材边角知识]　选修1　P18“旁栏小资料”,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】　不是，微生物的接种技术还包括斜面接种、穿刺接种等方法，其核心是防止杂菌的污染，保证培养物的纯度。[运用—考向对练]考向1　考查无菌技术1．牛奶中富含蛋白质，长期饮用有助于增强体质，但牛奶同时也是多种疾病的传播载体。国家标准是每毫升牛奶中细菌数小于30000个。以下是牛奶消毒及细菌检测实验。分析回答：16\n(1)图中步骤①称为________消毒法。步骤②是________。(2)培养基中的蛋白胨可以为微生物提供________。进行步骤③操作时，应选用下列中的哪种工具？________。为了避免杂菌污染，此步骤应在________附近进行。(3)将接种后的培养基和作为对照的________________同时放入37℃恒温培养箱中，培养36小时。取出后统计各平板的菌落数，结果如下表所示。应该选择其中稀释倍数为____________的平板进行计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是____________/mL。牛奶稀释倍数102103104平板1菌落数87101平板2菌落数83121平板3菌落数85100[解析]　(1)80°C恒温水浴15min是巴氏消毒法，步骤②是进行系列稀释(或梯度稀释)。(2)培养基中的蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源(和维生素)，③是接种，因为需要计数，需用稀释涂布平板法，接种工具是涂布器；为了避免杂菌污染，此步骤应在酒精灯火焰附近进行。(3)统计各平板的菌落数时，应选择菌落数在30～300的计数，经过消毒后的牛奶中，细菌数大约是(87＋83＋85)÷3×102＝8500个。[答案]　(1)巴氏　系列稀释(或梯度稀释)　(2)碳源、氮源(和维生素)　B　酒精灯火焰　(3)一个未接种的培养基　102　8500个1．考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。2．考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能灭菌。　(2022·湖北省七市高三一调)我国规定1升自来水中大肠杆菌不得超过3个。在培养基中加入伊红美蓝，可以使大肠杆菌的菌落呈深紫色，并带有金属光泽。有关部门据此对自来水中的大肠杆菌进行检测。具体步骤大致如下：(一)用火焰灼烧自来水龙头3分钟，然后打开水龙头放水5分钟，再用无菌的三角瓶接取1000毫升水样，盖好瓶塞。(二)将漏斗和抽滤瓶固定好，用镊子夹住滤膜边缘，将水样倒入漏斗中，边抽滤、边加水。(三)用镊子将滤膜取出、放在无菌平板上进行培养，观察并记录实验结果。回答下列问题：16\n(1)实验中所用的醋酸纤维素滤膜、漏斗、抽滤瓶、镊子等实验器材和培养基都需先用______________法进行灭菌。如需检测培养基灭菌是否彻底，常用的方法是_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)制作本实验所用的无菌平板时，需要加入________、水、无机盐等大肠杆菌所必需的营养成分，以及加入________，便于统计菌落外；还需要将培养基的pH调整至________性。鉴别是否有大肠杆菌菌落，需要在培养基中加入________。(3)按上述步骤制作的3个样品平板上所有的菌落数分别为49、51、47。能否据此得出每升水样中大肠杆菌数约为49的结论？________。理由是________________________________________________________________________。[解析]　(1)培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法，检测培养基灭菌是否彻底，常用的方法是将灭菌过的培养基在适宜的条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。(2)培养微生物的培养基需要碳源、氮源、水和无机盐。统计微生物数目要用固定培养基，因此培养基需要加入琼脂。大肠杆菌生长的最适合pH为中性或微碱性，伊红美蓝是专一鉴定大肠杆菌的指示剂，利用伊红美蓝培养基可以鉴定大肠杆菌。(3)该培养基是鉴别培养基，在平板上生长的菌落，只有部分是大肠杆菌形成的菌落，因此大肠杆菌数实际数值应该小于49。[答案]　(1)高压蒸汽灭菌　将灭菌过的培养基在适宜的条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落产生(2)碳源和氮源　琼脂　中性或微碱　伊红美蓝(3)不能　培养基表面生长的菌落，只有部分是大肠杆菌的菌落考向2　微生物的纯化培养2．(2022·贵州省模拟)生活饮用水已经过沉淀、过滤、加氯消毒等处理，含微生物很少，但当水源不洁净或处理达不到要求时，仍然会含相当量的微生物甚至含有致病性微生物。供水管道破损及二次供水等环节也可能导致生活饮用水的污染。因此生活饮用水的微生物安全性日常检测是很重要的。我国生活饮用水水质标准(GB5749－85)中规定生活饮用水中细菌总数不得大于100个/mL，总大肠菌群不得大于3个/L。(1)检验细菌的含量时，可以将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，进而计算出样本中的菌株数。这种微生物的计数方法获得的菌落数一般________(填“小于”“大于”或“等于”)活菌的实际数目。(2)用该方法对微生物进行计数时是否需要设置对照组？____。为什么？___________________________________________________________________。(3)分别取0.1mL已稀释102倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为155、158、170，则每升原水样中大肠杆菌数为________。16\n(4)为了更进一步的研究，需要纯化大肠杆菌。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，请分析接种的具体方法。获得图A效果的接种方法是________________，图B效果的接种方法是____________。某同学在用A方法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是________________________。为了防止杂菌污染，有同学建议加入抗生素，你觉得可以吗？________。[解析]　(1)用这种方法计数时，当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此获得的菌落数一般小于活菌的实际数目。(2)设置对照的目的是为了排除非测试因素(如培养基是否被污染)对实验结果的影响。(3)由给定的数据可计算出每升原水样中大肠杆菌数为(155＋158＋170)÷3×102×10×103＝1.61×108。(4)读题图可知，获得图A效果的接种方法是稀释涂布平板法，图B效果的接种方法是平板划线法。某同学在用A方法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是菌液浓度过高。因为抗生素不但杀灭杂菌，而且也可以杀灭大肠杆菌，因此在培养基上不可以加入抗生素。[答案]　(1)小于　(2)需要　因为需要判断培养基是否被污染　(3)1.61×108　(4)稀释涂布平板法　平板划线法　菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)　不可以项目优点缺点平板划线法可以观察菌落特征，对混合菌进行分离不能计数稀释涂布平板法可以计数，可以观察菌落特征吸收量较小，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延　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，实验结果见下图1。回答下列相关问题：16\n(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)。[解析]　(1)微生物生长繁殖所需要的四类主要营养物质是水、无机盐、碳源和氮源。该实验所用的培养基为固体培养基，常用的凝固剂是琼脂。(2)图中接种大肠杆菌时所使用的接种方法是稀释涂布平板法，为了得到菌膜，稀释倍数不能太大。接种和培养大肠杆菌的关键是无菌操作。据图1分析，⑤号圆纸片的抑菌圈最大，说明该浓度的抗生素A对大肠杆菌抑制作用最明显。(3)为减少实验误差，每一浓度的抗生素A还要制备多个圆纸片进行重复实验。(4)该方案的自变量为相同浓度的a、b、c三种不同抗生素，还应有空白对照，注意在图中要标记清楚，具体图解见答案。[答案]　(1)氮源　琼脂　(2)稀释涂布平板　不能太大　无菌　透明圈越大，抑制效果越明显　(3)多个圆纸片　(4)图示见下图所示考点二|微生物的分离与计数(对应学生用书第238页)[识记—基础梳理]1．统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，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：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)16\n①原理：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，通过统计平板上的菌落数，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体积(mL)，M代表稀释倍数。③操作：设置重复组，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。2．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)分离原理土壤中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)统计菌落数目统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。(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。(4)鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素。3．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C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。②作用：纤维素纤维二糖葡萄糖(2)纤维素分解菌的筛选①原理　　　　　　　　　　纤维素分解菌　　　　　　　　　　　　↓―→红色复合物红色消失，出现透明圈。②筛选方法：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。③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。④实验流程：富含纤维素的环境　↓：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度16\n　↓：制备系列稀释液　↓：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上　↓：产生透明圈的菌落[运用—考向对练]考向1　微生物的选择培养1．(2022·吉林长春二模)下面是筛选抗链霉素大肠杆菌的实验步骤及相关图解。实验步骤：①把大量对链霉素敏感的大肠杆菌接种在不含链霉素的培养基1的表面，进行培养。②待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到不含链霉素的培养基2上，随即再影印到含有链霉素的培养基3上，进行培养。③在培养基3上出现了个别抗链霉素的菌落，将其挑选出。请回答：(1)配制培养基时除了满足基本的营养条件外，还需满足微生物生长对特殊营养物质、________、________的要求。(2)从功能上看，含有链霉素的培养基属于________培养基。若在培养基中加入伊红和美蓝，则培养皿中长出的菌落颜色为________。由图可知，1号培养基接种的方法为________________。(3)对2和3进行比较，在2上找到与3上相应的菌落，挑取其中一个菌落接种到________(填“含链霉素”或“不含链霉素”)的培养基上，如果有较多的菌落出现，则说明该抗性基因突变发生在该菌接触链霉素之________(填“前”或“后”)。(4)3中的菌落比1、2中的菌落少很多，这说明了基因突变具有________的特点。[解析]16\n　(1)配制培养基时在提供几种基本营养条件的基础上，还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。(2)链霉素是抗生素，对大肠杆菌具有选择作用。在伊红和美蓝培养基上，大肠杆菌菌落颜色为黑色。由题图可知，1号培养基接种的方法为稀释涂布平板法。(3)培养基2和培养基3上相同的菌落，是具有相同性状的大肠杆菌形成的，将培养基2中一个与培养基3相对应的菌落接种到含链霉素的培养基上，若出现较多的菌落，则说明该抗性基因突变发生在该菌接触链霉素之前。(4)抗链霉素性状是大肠杆菌基因突变后获得的性状，3号培养皿中的菌落比1号、2号中的菌落少很多，这说明了基因突变具有低频性的特点。[答案]　(1)pH　氧气　(2)选择　黑色　稀释涂布平板法　(3)含链霉素　前　(4)低频性　在调查和分离湖水中耐盐细菌的实验中，先将10升湖水水样浓缩至10毫升，然后各取浓缩水样1毫升，涂布到多个培养皿中培养。请回答：(1)可以通过提高培养基中____________的浓度，筛选被调查细菌，这种培养基被称为____________培养基。(2)要提高实验结果的可靠性，排除培养基未彻底灭菌的可能性，应该设置的对照组是____________。为检验(1)中筛选方法的效果，可以设置的对照组是____________。(3)在微生物的培养过程中，实验室对培养基灭菌常用的方法是____________。为防止冷凝水影响细菌的生长，需将培养皿____________培养。在培养基上产生的单个菌落在生态学中可以被称为____________。(4)根据培养皿上菌落的平均数可以计算湖水中该种细菌的密度，但计算的数据要比实际活菌的数目少，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)此实验的目的是调查和分离湖水中耐盐细菌，因此可通过提高培养基中NaCl的浓度，从而筛选出被调查细菌，而其他耐盐性较低或不耐盐的细菌则被杀死，这种培养基被称为选择培养基。(2)要提高实验结果的可靠性，排除培养基未彻底灭菌的可能性，应该设置一个未接种的培养皿作为对照组。(1)中筛选耐盐细菌是通过加入高浓度的NaCl实现的，因此要检验(1)中筛选方法的效果，可以设置的对照组是未加高浓度的NaCl培养基进行培养。(3)对培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌。微生物极有可能进入培养皿中附在冷凝水中，为防止冷凝水影响细菌的生长，需将培养皿倒置培养。在培养基上产生的单个菌落为同一种生物的总和，在生态学中可以被称为种群。(4)观察培养皿上菌落数时，若两个或多个细胞连在一起时，视为一个菌落，则计算的数据要比实际活菌的数目少。[答案]　(1)盐(或NaCl)　选择　(2)未接种(或接种等量无菌水)的培养皿　未加高浓度盐的培养基培养　(3)高压蒸汽灭菌　倒置　种群　(4)当两个或多个细胞连在一起时在平板上观察到的是一个菌落16\n考向2　微生物的分离与计数2．(2022·黄冈市高三联考)水污染是全球性的环境问题，微生物降解是水污染治理的有效手段之一。聚乙烯醇(PVA)是存在于化工污水中的一种难以降解的大分子有机物，PVA分解菌能产生PVA酶分解PVA，PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑，请回答下列问题：(1)要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以________作为唯一的碳源的选择培养基，实验中还应设置对照组。将菌液稀释相同的倍数，对照组培养基上生长的菌落数目应明显________(填“多于”或“少于”)选择培养基上的数目，从而说明选择培养基具有筛选作用。(2)要测定土壤稀释液中微生物的数目，可在显微镜下用________计数板直接计数。若将100mL含有PVA分解菌的土壤样品溶液稀释104倍后，取0.1mL稀释液均匀涂布在选择培养基表面，测得菌落数的平均值为160个，空白对照组平板上未出现菌落，则100mL原菌液中有PVA分解菌________个，该方法的测量值与实际值相比一般会________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。(3)要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入________用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的上述培养基来培养不同菌株，一定时间后，通过测定________来确定不同菌株降解PVA能力的大小。[解析]　(1)要从土壤中筛选出能高效分解PVA的细菌，应采用以聚乙烯醇(PVA)作为唯一的碳源的选择培养基，目的是淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌。实验中设置的对照组培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因为对照组没有淘汰不能分解聚乙烯醇(PVA)的细菌。(2)在显微镜下计数微生物细胞的数量可直接用血球计数板计数。根据题意，100mL原菌液中有PVA分解菌的数量为160÷0.1×104×100＝1.6×109。由于该方法得到的菌落可能是两个或者多个细菌共同产生一个菌落导致统计的菌落数较实际菌落数偏少，所以该方法的测量值与实际值相比一般会偏小。(3)根据题目告诉的鉴定PVA分解菌的原理“PVA与碘作用时能产生蓝绿色复合物，当PVA被分解时蓝绿色复合物消失，形成白色透明斑”可知，要鉴定分离出的细菌是否为PVA分解菌，培养PVA分解菌的培养基中除了加入必需的营养物质外还需要加入碘用于鉴别PVA分解菌。要比较不同菌株降解PVA能力的大小，用含相同PVA浓度的上述培养基来培养不同苗株，一定时间后，通过测定白色透明斑的大小(或直径)来确定不同菌株降解PVA能力的大小。[答案]　(1)聚乙烯醇(或PVA)　多于　(2)血细胞(血球)　1.6×109　偏小　(3)碘　白色透明斑的大小(或直径)16\n3．(2022·衡水中学高三调考)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1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__________________。[解析]　(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，还需要特殊的物质维生素，由于该培养基为固体培养基，因此还应加入适量的琼脂作为凝固剂。在培养基各成分溶化与灭菌之间，要先调pH。(2)接种微生物的方法有很多，图1中过程③所示的方法为稀释涂布平板法。用该方法统计样本菌数落时，同时需要做A、B、C三个培养皿，分别计数3次，取平均值，使实验结果更加准确可靠。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＝6。(3)在抗药性检验过程中，如果在菌落周围出现透明的圆圈，说明此种抗生素可抑制该细菌，因此该致病菌对抗生素A敏感；含C滤纸片周围的透明圈比含A的小，且透明圈出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素C的耐药菌。[答案]　(1)维生素　调pH　(2)稀释涂布平板法　6　分别计数3次，取平均值，使实验结果更加准确可靠　(3)敏感　抗生素C的耐药菌16\n　(2022·河南六市联考)微生物强化采油(MEOR)是利用某些微生物能降解石油，增大石油的乳化度，降低石油黏度的原理，通过向油井中注入含微生物的水来提高采油率的新技术。以下是人们筛选、纯化和扩大培养该类微生物的实验操作。请回答下列问题：(1)土壤是微生物的大本营，该类微生物应取自________________的土壤。(2)为筛选和纯化该类微生物，从功能上分，应选用________培养基。常用的接种方法是________和________。(3)接种后，应密封培养的原因是__________________，培养一段时间后在培养基上形成降油圈，此时选取______________就可获得高效菌株。(4)扩大培养过程中需要对微生物进行计数。取0.2mL样品，用固体培养基对其培养，最后统计三个平板，菌落数分别是200、180、220。则样品中微生物的数量为________个/mL。该统计结果________(填“低于”“高于”)实际值。[解析]　(1)在长期被石油污染的土壤中生存下来的微生物，能降解石油，所以取样时，应从含石油多的土壤中采集。(2)从功能上分，应选用特定的选择培养基进行筛选和纯化该类微生物；常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(3)该类微生物是厌氧微生物，接种后应密封培养；培养一段时间后在培养基上可形成降油圈，降油圈越大，说明该处的微生物降解石油的能力越强，所以应选择降油圈大的菌落进行培养以获得高效菌株。(4)计算微生物的数量应取三个平板的平均值，即(200＋180＋220)÷3÷0.2＝1000(个/mL)，该结果会低于实际值，因为当两个或多个菌落连在一起时，平板上观察到的只是单个菌落数。[答案]　(1)长期被石油污染(含石油多的)(2)选择　平板划线法　稀释涂布平板法(3)该类微生物是厌氧型的　降油圈大的菌落(4)1000　低于真题验收|感悟高考　淬炼考能(对应学生用书第239页)1．(2022·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。回答下列问题：(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_______________________________________________________________________________________________________________________________。16\n(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)。[解析]　(1)有些细菌能分解尿素是因为这些细菌能产生脲酶，将尿素分解成CO2和NH3。能分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2作为碳源合成有机物，但这些细菌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：作为能源物质氧化分解为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料。(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择尿素作为唯一氮源，这样只有能分解尿素的细菌才能在培养基上生存。若选择“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”作为氮源，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，它们可以为细菌生长提供无机营养；同时，KH2PO4和Na2HPO4还可以作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。[答案]　(1)脲酶　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料　(2)尿素　其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用　(3)为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定2．(2022·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：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；②制作无菌平板；③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题：(1)该培养基中微生物所需的氮来源于________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。(2)步骤③中，实验组的操作是______________________________________________________________________________________________________。(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了________现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法________(填“正确”或“不正确”)。[解析]16\n　(1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。若要完成步骤②，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板，实验组的操作为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。(3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均数。[答案]　(1)牛肉膏、蛋白胨　琼脂　(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间(3)污染　不正确3．(2022·全国卷Ⅲ)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________和________。分离纯化时应挑选出________的菌落作为候选菌。(3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。[解析]　(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可将乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。(2)乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢(无氧呼吸)过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。(3)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后灭菌。将1mL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。[答案]　(1)无菌水　泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落　(2)鉴别乳酸菌　中和产生的乳酸(或酸)　具有透明圈　(3)甘油4．(2022·全国卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。16\n(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：酵母膏无机盐淀粉纤维素粉琼脂CR溶液水培养基甲＋＋＋＋－＋＋培养基乙＋＋＋－＋＋＋注：“＋”表示有，“－”表示无。据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是__________________________________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)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，前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红是一种染料，可以与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物就无法形成，培养基中就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，而用于分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基，并且培养基中需含有纤维素，才能与CR形成红色复合物，有纤维素分解菌时才能形成以纤维素分解菌为中心的透明圈。[答案]　(1)纤维二糖　葡萄糖　(2)红　透明圈(3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌5．(2022·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。回答下列问题：(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。16\n(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。[解析]　(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格，可在涂布接种前，随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。0.1mL稀释液中平均有(39＋38＋37)/3＝38个活菌，则每毫升稀释液中活菌的数目为38/0.1＝380，则稀释前每毫升水样中活菌数目为380×100＝3.8×104，则每升水样中活菌数目为3.8×104×1000＝3.8×107。(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，以达到迅速彻底灭菌的目的。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，其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较图A和图B可以看出：A培养基中细菌的分布呈线性，是用平板划线法接种培养后得到的结果；B培养基中细菌均匀分布，是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量，还可以使菌体与培养液充分接触，提高了营养物质的利用率，因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。[答案]　(1)检测培养基平板灭菌是否合格　3.8×107(2)灼烧　将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B　(4)溶解氧　营养物质16