第1章 第2节 第2课时 微生物的选择培养和计数-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修3 生物技术与工程 创新导学案word（人教版2019 不定项版）

第2课时　微生物的选择培养和计数 1.阐明微生物选择培养的原理。2.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 知识点一　选择培养基 1．定义 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，称为选择培养基。 注：能在选择培养基上生长的不一定是目的菌。原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步的鉴定。 2．配方的设计(以将分解尿素的细菌分离出来为例) 用尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。 知识点二　微生物的选择培养 1．接种方法——稀释涂布平板法 (1)思路：对土样进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上。 (2)步骤 ①系列稀释操作 取样并将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 ②涂布平板 　 2．培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～37 ℃的恒温培养箱中培养1～2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。 3．注意事项 (1)将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中，取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。 (2)操作中一定要注意防火！不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 知识点三　微生物的数量测定 1．稀释涂布平板法 (1)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，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)计数原则 ①一般选择菌落数为30～300、适于计数的平板。 ②在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计算，然后求出平均值。 (3)结果分析 ①统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，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统计结果一般用菌落数而不是用活菌数表示。 (4)作用：分离微生物；统计活菌数量。 2.显微镜直接计数法 (1)原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。 (2)结果：一般统计的是活菌数和死菌数的总和。 (3)优点：一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。 易漏边角 细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。 知识点四　实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.原理：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌，该选择培养基的配方如下表。 培养基组分 含量 提供的营养或作用 KH2PO4 1.4 g 无机盐 Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 10.0 g 碳源 尿素 1.0 g 氮源 琼脂 15.0 g 凝固剂 蒸馏水 定容至1000 mL 水 2.步骤 (1)土壤取样 ①要求：从酸碱度接近中性的潮湿土壤中取样。 ②取样层：先铲去表层土，在距地表约3～8 cm的土壤层取样。 (2)样品的稀释 ①稀释倍数：测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。 ②初次实验时，对于稀释的范围没有把握，可以选择一个比较宽的稀释范围，将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养，以保证能从中选择出菌落数为30～300的平板进行计数。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：不同种类的微生物往往需要不同的培养温度和时间，细菌一般在30～37 ℃的温度下培养1～2 d。 ②观察 a．观察方法：我们可以每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 b．记录菌落的特征：一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，包括菌落的形状、大小和颜色等方面。 3．操作提示 (1)将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 (2)取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 (3)本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。 (4)本实验耗时较长，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 4．结果分析与评价 (1)如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。 (2)如果得到了两个或多个菌落数为30～300的平板，说明稀释度合适，操作比较成功，能够进行菌落的计数。 (3)如果是用同一土样进行的操作，数据应该比较接近。如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。 5．分解尿素的细菌的进一步鉴定 (1)鉴定原理 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。因此，可通过检测培养基pH的变化来判断该化学反应是否发生。 (2)鉴定方法 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。 课堂小结 1．(目标1)筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段，下列有关技术中不能筛选成功的是(　　) A．在全营养的培养基中，筛选大肠杆菌 B．在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物 C．用以纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物 D．在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选发生抗盐突变的微生物 答案　A 解析　在全营养的培养基中，几乎所有微生物都能生长，不能筛选出大肠杆菌，A错误；在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，只有能分解尿素的微生物才能生长，不能分解尿素的微生物因缺乏氮源不能生长，因此以尿素为唯一氮源的固体培养基能够筛选分解尿素的微生物，B正确；在以纤维素为唯一碳源的培养基中，只有能分解纤维素的微生物才能生长，不能分解纤维素的微生物因缺乏碳源不能生长，因此用以纤维素为唯一碳源的培养基，能筛选分解纤维素的微生物，C正确。 2．(目标2)下列有关微生物的培养与计数的叙述，错误的是(　　) A．进行土壤取样时，针对不同的微生物，所取土样的场所和深度是不同的 B．测定土壤中细菌的数量和真菌的数量时，选用的稀释梯度范围是一样的 C．为了计数准确，一般选择3个或3个以上菌落数目在30～300的平板进行菌落的计数 D．牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落种类明显多于选择培养基上的，说明选择培养基已筛选出一些菌落 答案　B 3．(目标2)某兴趣小组从校园土壤取样，进行“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验。小明从0.1 mL稀释度为1×106倍的稀释液中筛选出约120个菌落，而其他同学只筛选出约40个菌落。下列叙述错误的是(　　) A．小明出现这种结果的可能原因是和其他同学取样的土壤不同 B．要证明培养基是否受到污染，可将小明配制的培养基不接种进行培养 C．当稀释倍数太小时，可能由于菌落重叠导致计数结果偏小 D．其他同学每毫升土样的细菌悬液中分解尿素的细菌数量约为4×107个 答案　D 解析　小明筛选出的菌落数明显比其他同学多，可能是小明和其他同学取样的土壤不同，也有可能是培养基混入其他氮源或培养基被污染，使培养基上生长了多种菌落，A正确；要证明培养基是否受到污染，可将小明配制的培养基不接种进行培养，即进行空白对照，B正确；当稀释倍数太小时，两个或两个以上细菌可能会连在一起，在培养基上形成一个菌落，导致计数结果偏小，C正确；其他同学筛选出约40个菌落，所以每毫升土样的细菌悬液中分解尿素的细菌数量约为40÷0.1×106＝4×108(个)，D错误。 4．(不定项)(目标2)下图所示为分离某种以尿素为氮源的细菌实验过程，下列叙述正确的是(　　) A．土样从有哺乳动物尿液的地方取，获得目的菌种的概率很高 B．为验证尿素固体培养基具有选择作用，可用牛肉膏蛋白胨固体培养基做对照 C．将实验组和对照组37 ℃恒温培养24～48 h时，需将平板倒置 D．在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌 答案　ABC 解析　在含哺乳动物尿液的土壤中有较多含脲酶的细菌，因此土样从有哺乳动物尿液的地方取，获得目的菌种的概率很高，A正确；在尿素固体培养基上生长的细菌大多数是以尿素为氮源的细菌，可能还有一些可以利用空气中氮的微生物等，D错误。 5．(目标1、2)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，某小组改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－1)。 Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g·L－1)，硝酸铵(3 g·L－1)，其他无机盐(适量)，X(15 g·L－1)。 Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g·L－1)，硝酸铵(3 g·L－1)，其他无机盐(适量)，X(45 g·L－1)。 回答下列问题： (1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的主要是________________。 (2)若将土壤浸出液(含目标菌)接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，能降解X的细菌的数量会________，原因是__________________________________________________。 (3)向Ⅱ号培养基中加入________后可以制成固体培养基，若要用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__________________，用该计数方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目________，原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)蛋白胨、牛肉膏 (2)增加　只有能够降解X的细菌通过降解X获得了生命活动所必需的碳源 (3)琼脂(或凝固剂)　稀释涂布平板法　少　当两个或两个以上的细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 题型一　选择培养基的配制及微生物的选择培养 例1　(不定项)北京冬奥会食堂让各国运动健儿爱上中国味道，其餐余垃圾在垃圾集中点采用生化＋雾化＋膜过滤技术处理后，可以达到无二次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、能高效降解淀粉的微生物，提高“生化”处理的效率，研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液，然后进行如图所示操作，下列说法错误的是(　　) A．餐余垃圾浸出液在接种前通常需要进行高压蒸汽灭菌处理 B．可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上 C．X培养基含有淀粉和抗生素，Y培养基是不含琼脂的液体培养基 D．图中降解淀粉最高效的微生物是⑤，可根据菌落特征初步判断微生物类型 解题分析　若对餐余垃圾浸出液在接种前进行高压蒸汽灭菌处理，则会杀死菌种，导致实验失败，A错误；本实验的目的是筛选对抗生素有抗性、能高效降解淀粉的微生物，故图中X培养基应以淀粉为唯一碳源，且应添加抗生素，Y培养基是液体培养基，用于扩大培养，其中不含凝固剂琼脂，C正确；淀粉遇碘显蓝色，加入碘液后，能够分解淀粉的菌落周围会出现透明圈，透明圈越大说明降解更高效，图中降解淀粉最高效的微生物是⑤，不同微生物形成的菌落特征不同，可根据菌落特征初步判断微生物类型，D正确。 答案　A 例2　某研究小组从黄色短杆菌(能合成L—亮氨酸)中筛选L—亮氨酸缺陷型(不能合成L—亮氨酸)突变菌株，实验流程如图所示。回答下列问题： (1)培养基灭菌常用的方法是__________________________；图中将试管中的菌液进行振荡培养的目的是____________________________________________________。 (2)过程①的接种方法是__________________。过程②接种时，先将灭菌后的金丝绒与培养皿A中的菌落接触一次，然后像盖印章一样将菌种连续接种到培养皿B和C的培养基表面，这种接种方法便于将来比较B、C培养皿中菌落的差异，原因是__________________________。 (3)培养皿A、B、C中的培养基都要使用固体培养基，原因是______________________________________________________________，若培养皿B的培养基中含有L—亮氨酸，培养皿C的培养基中不含L—亮氨酸，培养一段时间后菌落生长情况如图所示，研究人员应该从培养皿________(填“B”或“C”)中选取目的菌落，确定目的菌落位置的依据是______________________________________________。 解题分析　(3)在不含L—亮氨酸培养基中，突变菌株不能生长，而在含L—亮氨酸培养基中能够生长，因此培养皿B中的菌落中可挑选出突变菌株。确定目的菌落位置的依据是在相同的培养基位置上培养皿B和培养皿C是否有无菌落长出，B有C无则对应的B培养皿中的菌落为目的菌株。 答案　(1)高压蒸汽灭菌法　提高溶解氧含量，同时让菌体与营养物质充分接触 (2)涂布平板法　B、C培养皿中的菌种接种位置相同 (3)便于观察菌落特征和分离目的菌株　B　在培养皿B中有菌落，而在培养皿C中的对应位置没有菌落 题后归纳 1．选择培养微生物的两种方法 (1)可利用分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理，专门在培养基中加入该营养物质，从而使分离对象可大量增殖，在数量上占优势。 (2)可利用分离对象对某种抑菌物质的抗性，在混合培养物中加入该抑菌物质，经培养后，其他微生物生长受抑制，而分离对象却可大量增殖，在数量上占优势。 2．两种纯化方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 主要步骤 接种环在固体培养基表面连续划线 系列梯度稀释操作和涂布平板操作 接种工具 接种环 涂布器 用途 分离纯化菌种，获得单菌落 ①分离纯化菌种，获得单菌落； ②可以计数 培养 结果 单菌落一般从最后划线区域挑取 稀释度合适，整个平板都可以找到单菌落 共同点 都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离纯化微生物的目的，也可用于观察菌落特征 题型二　分解尿素的细菌的分离与计数 例3　如表为培养某种微生物的培养基配方，请回答有关问题： KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 1.4 g 2.1 g 0.2 g 葡萄糖 尿素 蒸馏水 10.0 g 1.0 g 定容至1000 mL (1)该培养基只允许分解尿素的细菌生长，这种培养基称为________培养基。该培养基会抑制其他种类微生物生长，其原因是该培养基__________________________________________。 (2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的________和__________。 (3)若要通过统计培养基中菌落数来估计样品中的细菌数，上述培养基中还需要添加的成分是________，接种时应采用______________法。 (4)将同一稀释度的等量菌种接种在________________培养基上，在相同条件下进行培养，可以证明上述培养基是否有选择作用。 (5)某同学用0.1 mL稀释液在稀释倍数为106的平板中测得菌落数的平均值为163，则每毫升样品中的细菌数是__________________。 解题分析　(5)某同学用0.1 mL稀释液在稀释倍数为106的平板中测得菌落数的平均值为163，则每毫升样品中的细菌数为163÷0.1×106＝1.63×109(个)。 答案　(1)选择　以尿素为唯一的氮源，不能利用尿素的细菌不能在该培养基上生长 (2)尿素　葡萄糖　(3)琼脂　稀释涂布平板 (4)牛肉膏蛋白胨　(5)1.63×109个 题后归纳 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中有两组对照，一组是未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板和未接种的选择培养基平板，另一组是已接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板。前一组的平板上如果没有菌落生长，可以说明培养基在使用前未被杂菌污染；后一组使用的牛肉膏蛋白胨培养基适合几乎所有土壤微生物的生长和繁殖，如果该组平板上的菌落数显著多于同一稀释度的菌液涂布的选择培养基平板上的菌落数，可以说明选择培养基具有选择作用。 课后课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★★ ★★ ★ ★ ★★ ★ ★ 对点 选择培养基 选择培养基 微生物的选择培养与数量测定 平板划线法与稀释涂布平板法的比较 微生物的选择培养 微生物的选择培养 稀释涂布平板法与显微镜直接计数法的比较 土壤中分解尿素的细菌的分离实验 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★ 对点 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验 探究土壤中细菌种类实验 选择培养基 微生物的选择培养与计数 微生物的选择培养 土壤中分解尿素的细菌的分离实验 微生物的选择培养 [单项选择题] 知识点一　选择培养基 1．研究人员利用无机盐、琼脂和石油配制培养基，欲培养出石油降解菌，以修复被石油污染的土壤。下列相关叙述中，错误的是(　　) A．这种培养基是一种选择培养基 B．这种培养基的唯一碳源是石油 C．能在该培养基上生长的微生物可能是石油降解菌 D．石油降解菌在未被石油污染的土壤中含量较高 答案　D 解析　分离获得能降解石油的菌株的关键是用以石油作为唯一碳源的选择培养基进行培养，A、B正确；由于该培养基以石油作为唯一碳源，能在该培养基上生长的微生物可能是石油降解菌，有些以空气中二氧化碳为碳源的微生物也可能在该培养基上生存，C正确；石油降解菌在被石油污染的土壤中含量较高，D错误。 2．甲、乙、丙是三种微生物，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基(如下表)。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是(　　) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 粉状硫10 g ＋ ＋ ＋ K2HPO4 4 g ＋ ＋ ＋ FeSO4 0.5 g ＋ ＋ ＋ 蔗糖10 g ＋ － ＋ (NH4)2SO4 0.4 g － ＋ ＋ H2O 100 mL ＋ ＋ ＋ MgSO4 9.25 g ＋ ＋ ＋ CaCl2 0.5 g ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示没有。 A．甲、乙、丙都是异养微生物 B．甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物 C．甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物 D．甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物 答案　D 解析　从题目表格中可看出，Ⅰ培养基中无氮源，Ⅱ培养基中无碳源，Ⅲ为完全培养基。由此可知，能在Ⅰ中生存的甲是固氮微生物，能在Ⅱ中生存的乙是自养微生物，丙只在Ⅲ中存活，为异养微生物，D正确。 知识点二　微生物的选择培养与数量测定 3．丙草胺是一种广泛应用的除草剂，能抑制土壤细菌、放线菌和真菌的生长。某研究小组从某地土壤中分离获得能有效降解丙草胺的细菌菌株，并对其计数(如下图所示)，以期为修复污染土壤提供微生物资源。下列有关叙述错误的是(　　) A．提供适宜的温度，将培养基的pH调至酸性，有利于降解菌的生长繁殖 B．利用该方法计数的结果往往比显微镜直接计数法小 C．配制以丙草胺为唯一氮源的选择培养基进行培养，可以提高降解菌的浓度 D．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个 答案　A 解析　培养细菌时，应该将培养基的pH调至中性或弱碱性，A错误；该计数方法为稀释涂布平板法，由于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，故计数结果比显微镜直接计数法小，B正确；若以丙草胺作为唯一氮源，则只有具有降解丙草胺能力的降解菌能够存活，故可以提高降解菌的浓度，C正确；根据5号试管的数据可知，每克土壤中菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109个，D正确。 4．平板划线法和稀释涂布平板法是接种微生物的两种常用方法，下列描述正确的是(　　) A．采用稀释涂布平板法进行计数时，没必要对多个平板进行重复计数 B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面 C．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基中进行培养 D．平板划线法需要使用接种环，稀释涂布平板法需要使用涂布器 答案　D 解析　采用稀释涂布平板法进行计数时，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，A错误；平板划线法不一定需要稀释菌液，B错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液0.1 mL涂布到固体培养基中进行培养，C错误。 5．地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%能够被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能产生纤维素酶。刚果红是一种常用的染料，能够与纤维素结合形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红纤维素复合物就不能形成，培养基中就会出现透明圈。某生物兴趣小组欲从土壤中筛选出能高效分解纤维素的纤维素分解菌并计数，下列方案不合理的是(　　) A．应选择纤维素丰富的环境，如腐殖土 B．应配制以纤维素为唯一碳源的液体培养基 C．应挑选出能产生透明圈且透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落 D．应采用稀释涂布平板法进行分离纯化并计数 答案　B 6．解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是(　　) A．甲菌属于解脂菌 B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源 C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比 D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力 答案　B 解析　根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲菌可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C正确；通过观察菌落周围深蓝色圈大小比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，D正确。 7．下列有关稀释涂布平板法计数和显微镜直接计数法的叙述，错误的是(　　) A．利用血细胞计数板计数属于显微镜直接计数法，其缺点是不能区分死菌与活菌 B．两种计数方法，其统计值与实际值相比，均有差异，但差异原因不同 C．两种计数方法均能在计数的同时观察到所研究微生物的形态特征 D．当菌落数目稳定时，一般选取菌落数在30～300的且差异不大的平板进行计数 答案　C 解析　稀释涂布平板法计数时，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，故而统计值比实际值小，显微镜直接计数法计数时不能区分死菌和活菌，故测定的微生物数量往往大于实际的活菌数，因此两种计数方法其统计值与实际值相比，均有差异，但差异原因不同，A、B正确；稀释涂布平板法观察到的是菌落的形态特征，而不是微生物的形态特征，显微镜直接计数法观察到的是微生物的形态特征，C错误。 知识点三　实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 8．如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的过程示意图。下列有关叙述错误的是(　　) A．在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后湿热灭菌 B．步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，以获得单菌落 C．步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素 D．步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较不同种细菌分解尿素的能力 答案　C 解析　步骤③筛选分解尿素的细菌的培养基中，应以尿素为唯一氮源，不能含有其他氮源，C错误。 9．下列关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙述，正确的是(　　) A．利用稀释涂布平板法估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度 B．若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照 C．该实验应采用平板划线法 D．用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来培养该细菌后会使酚红指示剂变红 答案　A 解析　利用稀释涂布平板法估算菌落数目的关键是有恰当的稀释度，若稀释倍数太低、菌落太多，会连在一起，稀释倍数太高，平板上菌落数目过少，都不宜进行计数，A正确；若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置接种的没有选择作用的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，B错误；平板划线法不能用于细菌的计数，C错误；分解尿素的细菌能合成脲酶，将尿素分解产生氨，使培养基的碱性增强，用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来培养该细菌，能维持pH稳定，不会使酚红指示剂变红，D错误。 10．(2022·海南，12)为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是(　　) A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本 B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基 C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落 D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法 答案　C 解析　采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样，A正确；牛肉膏蛋白胨固体培养基中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等，可用于细菌的培养，B正确；土壤溶液稀释倍数足够高时，才能将聚集的菌体分散开，有助于在培养基表面形成单菌落，C错误；不同种类细菌的理化特性一般不同，鉴定细菌种类时，除根据菌落特征进行形态学鉴定外，还可以借助生物化学的方法进行鉴定，D正确。 [不定项选择题] 11．下列关于微生物培养及利用的叙述，错误的是(　　) A．利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物，而保留利用尿素的微生物 B．配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH C．采用平板划线法等分离培养微生物，观察菌落特征 D．酵母菌能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒 答案　AD 解析　尿素固体培养基属于选择培养基，尿素是唯一氮源，不能利用尿素的微生物因缺乏可利用的氮源而不能在此培养基上生存，故尿素固体培养基并不能迅速杀死这些微生物，A错误；微生物的种类不同，需要的培养条件(如温度和pH)可能不同，B正确；酵母菌没有分解糯米淀粉的酶，故酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒，D错误。 12．养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种物质可由硝化细菌吸收利用。在“养殖池底泥中硝化细菌的分离和计数”实验中，下列说法错误的是(　　) A．需要配制添加一定浓度铵盐的牛肉膏蛋白胨培养基，以筛选硝化细菌 B．应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行 C．采用平板划线法进行分离和计数时，还需与未接种的空白培养基同时培养 D．若空白对照组上长出了菌落，需要在实验组数据的基础上减去空白对照组的菌落数 答案　ACD 解析　要分离硝化细菌，应该用以铵盐为唯一氮源的培养基，培养基中不能加入牛肉膏蛋白胨，A错误；平板划线法不能用于菌落计数，C错误；若空白对照组上长出了菌落，则说明培养基被污染了，实验数据无效，需重新实验，D错误。 [非选择题] 13．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__________________________________。 (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________________________。 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的培养基上，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，若细菌不能生长，则说明该细菌不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　(1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培养基应以该特定物质W为氮源。 (2)图示信息显示，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W，若要得到目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。 (3)若要通过设计实验确定甲、乙两种细菌能否以空气中的氮气作为氮源，需将甲、乙菌分别接种在无氮源的培养基上，观察甲、乙菌能否正常生长。 (4)实验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲液。 14．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____________________________________________________________________________________________。 (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)。 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相对稳定 15．大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12～38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题： (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。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于________培养基。 (2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是____________________________。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是______________________________。 (3)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株________，理由是________________________________________________________________。 菌株 秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重(%) 纤维素降解率(%) A 2.00 1.51 24.50 16.14 B 2.00 1.53 23.50 14.92 C 2.00 1.42 29.00 23.32 答案　(1)纤维素　选择　(2)杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)　不接种培养(或空白培养)　(3)C　接种C菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大 解析　(1)在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养；培养基从功能上分类可分为选择培养基和鉴别培养基，故该培养基从功能上分类属于选择培养基。 (2)为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养，即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间，若在适宜条件下培养基中无菌落出现，说明培养基灭菌彻底，否则说明培养基灭菌不彻底。 (3)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的生成量来表示。由表格可知，在适宜的条件下，C菌株在相同的温度和时间下，秸秆失重最多，纤维素降解率最大，说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$