选必3 第11单元 第1讲 第二课时 微生物的培养技术及应用（课件）-【新高考方案】2025版高考生物一轮总复习（江苏专版）

微生物的培养技术及应用 第二课时 内容索引 主题研习（一） 主题研习（二） 培养基及微生物的纯培养技术 (深化•提能型) 微生物的选择培养和计数 (深化•提能型) 课时跟踪检测 主题研习(一)　培养基及微生物的纯培养技术(深化•提能型) (一)培养基的配制 1．培养基：人们按照微生物对_____________的不同需求，配制出的供其___________的营养基质。 营养物质 生长繁殖 2．培养基的种类和用途 划分标准 种类 特点 主要用途 物理性质 _____培养基 不加凝固剂 工业生产 半固体培养基 加凝固剂，如琼脂 观察微生物的运动 固体培养基 微生物分离、鉴定，活菌计数 液体 化学成分 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产 合成培养基 培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质制备) 微生物的分类、鉴定 续表 用途 _____培 养基 允许特定种类的微生物生长，同时___________其他种类微生物生长 富集、分离出特定的微生物(如培养酵母菌等真菌时，可在培养基中加入青霉素) 鉴别培 养基 根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品 鉴别不同种类的微生物(如用伊红—亚甲蓝琼脂培养基鉴别大肠杆菌) 续表 选择 抑制或阻止 3.培养基的成分：各种培养基一般都含有水、______、氮源和________，此外还要满足微生物生长对_____、特殊营养物质以及O2的需求。  (二)无菌技术 1．含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。 碳源 无机盐 pH 2．常用方法   消毒 灭菌 条件 ____________的物理、化学或生物等方法 强烈的理化方法 结果 杀死物体表面或内部一部分微生物 杀死物体内外______________ (包括芽孢和孢子) 常用方法 煮沸消毒法、__________、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 _________、干热灭菌、________ 较为温和 所有的微生物 巴氏消毒法 湿热灭菌 灼烧灭菌 (三)微生物的纯培养 1．概念：由__________繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得____________的过程就是纯培养。 2．过程：包括____________、灭菌、接种、_____和培养等。 3．常用方法：__________法和______________法。 单一个体 纯培养物 配制培养基 分离 平板划线 稀释涂布平板 4．实例——酵母菌的纯培养 (一)培养基与无菌技术 |情|境|探|究| 尿素是一种重要的农业肥料，若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌分离”的实验。实验中用到的尿素培养基成分如下表所示，溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。 (1)按物理性质划分该培养基属于____培养基，因为其中含有____。 (2)表中葡萄糖和尿素分别作为培养微生物的_____和_____。 (3)在实验中，下列材料或用具需要灭菌的是_______，需要消毒的是______。(填序号) KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 固体 琼脂 碳源 氮源 ①②⑤ ③④ ①培养细菌用的培养基与培养皿　②玻璃棒、试管、锥形瓶　 ③实验操作者的双手　④操作空间 ⑤接种用具 (4)为防止杂菌污染，常用_________________________的方法对培养基灭菌。 (5)在培养细菌时，一般需要将培养基的pH调至___________性。 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) 中性或弱碱 1．培养基营养成分的作用 成分 含义 作用 碳源 提供碳元素的物质 构成生物体细胞的物质和一些代谢物，有些也是异养生物的能源物质 氮源 提供氮元素的物质 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢物 |认|知|生|成| 无机盐 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素 是细胞的组成成分、生理调节物质、某些化能自养菌的能源、酶的激活剂等 水 生物体内含量很高的无机物 不仅是良好的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 续表 2．比较消毒和灭菌 项目 常用方法 应用范围 消毒 煮沸消毒法 日常用品 巴氏消毒法 不耐高温的液体，如牛奶 化学药剂消毒法 用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源 紫外线消毒法 接种室、接种箱或超净工作台等 灭菌 灼烧灭菌法 接种工具、试管口、瓶口 干热灭菌法 耐高温的和需要保持干燥的物品玻璃，如器皿、金属用具 湿热灭菌法 培养基及容器 二者的联系 消毒和灭菌都是通过一定的理化手段，使病原体的蛋白质或核酸变性，失去活性。只是作用的条件不同，抑菌杀菌的程度不同 续表 (二)微生物的纯培养与平板划线操作 [例1]　(2024·苏锡常镇一模)下列关于微生物纯化培养的叙述，正确的是(　 ) A．待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置培养 B．在皿盖或皿底做标记，均不会影响对菌落的观察 C．涂布器进行涂布的速度越快越好，可有效防止杂菌污染 D．未接种的空白培养基上若无菌落出现，可再次利用 √ [解析]　涂布后的平板待菌液被培养基吸收后应倒置培养，可防止水分蒸发过快和冷凝水滴入培养基造成污染，A正确；因平板倒置培养，微生物培养过程中通常在皿底做标记，B错误；用涂布器进行涂布时需要将菌液涂布均匀，否则会影响观察，在酒精灯火焰旁进行接种操作可有效防止杂菌污染，C错误；未接种的空白培养基作为空白对照，其上若无菌落出现，可说明本次实验数据可靠，但不能再次使用，D错误。 [例2]　 (2024·苏州调研)为纯化菌种，在鉴别培 养基上接种尿素分解细菌，培养结果如图所示。下 列叙述正确的是(　 ) A．图示采用的接种方法为平板划线法和稀释涂布平板法 B．可用干热灭菌法对盛有培养基的培养皿和试管等进行灭菌 C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的 D．培养基中的尿素被分解后，可使酚红指示剂变为红色 √ [解析]　图示采用的接种方法为平板划线法，A错误；可用湿热灭菌法对盛有培养基的培养皿和试管等进行灭菌，B错误；该实验Ⅲ区有单菌落，可以达到菌种纯化目的，C错误；培养基中的尿素被分解后呈碱性，可使酚红指示剂变为红色，D正确。 1．培养物、纯培养物、纯培养辨析 培养物 接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体 纯培养物 由单一个体繁殖所获得的微生物群体 纯培养 获得纯培养物的过程 |认|知|生|成| 2．平板划线操作的注意事项 (1)灼烧接种环，待其冷却后才能蘸取菌液，以免温度太高杀死菌种。 (2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖而来的菌落。 (3)划线时最后一区不要与第一区相连。 (4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 (5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的如下表：   第一次操作 每次划线之前 划线结束 目的 杀死接种环上原有的微生物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 题点(一)　培养基与无菌技术 1．(2024·连云港检测)下列关于微生物培养的叙述，正确的是(　 ) A．配制培养基时，一般先调pH再灭菌 B．培养微生物用到的接种环、培养皿、培养基等都用干热灭菌法灭菌 √ C．培养乳酸菌时，除了基本的碳源、氮源、水和无机盐，还需要添加抗生素 D．琼脂含有糖类，既可以为微生物提供碳源也是凝固剂 解析：配制培养基时，一般先调pH再灭菌，这样可以避免在调pH时有杂菌污染培养基，A正确；培养微生物用到的接种环、培养皿可以用干热灭菌法灭菌，培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，B错误；培养乳酸菌时，不能添加抗生素，因为抗生素会杀死乳酸菌，C错误；琼脂虽然含有糖类，但只作为凝固剂，D错误。 2．获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。下列相关叙述正确的是(　 ) A．接种室、接种箱或超净工作台在使用过程中，可用紫外线照射30分钟进行消毒 B．消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部全部微生物 C．涂布器、接种环和接种针常采用灼烧灭菌的方法迅速彻底地灭菌 D．分离土壤中分解尿素的细菌时，将土壤稀释液彻底灭菌后再接种到培养基上，可以有效防止杂菌的污染 √ 解析：接种室、接种箱或超净工作台在使用前用紫外线照射30分钟进行消毒，A错误；消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物，B错误；灼烧灭菌是将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌，C正确；将土壤稀释液彻底灭菌，所要培养的目的菌也会一并被杀死，D错误。 题点(二)　微生物的纯培养与平板划线操作 3. 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，并进行了细菌分离和培养等工作，得到如图所示的实验结果。请回答下列问题： (1)该实验中所用到的培养皿、接种环、培养基等均需进行灭菌处理，其中可用灼烧灭菌法进行灭菌的是______，必须用湿热灭菌法进行灭菌的是________，其不使用干热灭菌法的原因是______________________、________________________。 (2)接种前，为了检测培养基平板灭菌是否合格，可以采用的方法是______________________________________________。 (3)采用图示方法分离水样中的细菌时，为了将聚集的菌体分离获得单个菌落，在第二次及以后的划线时，一定要______________________。通常情况下，对获得的纯菌种可以依据__________________________对细菌进行初步的鉴定和分类。 解析：(1)灼烧灭菌法一般用于接种环、接种针或其他金属工具的灭菌，所以可用灼烧灭菌法进行灭菌的是接种环；常采用高压蒸汽对培养基进行灭菌，而高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法的一种。干热灭菌法针对需要保持干燥的物品，干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发，且干热灭菌温度过高，会导致培养基营养成分被破坏，因此对培养基进行灭菌时不选择干热灭菌法。 (2)为验证培养基灭菌是否合格，应随机取一个灭菌后的空白平板倒置培养一段时间，观察是否有菌落产生，若无菌落出现即为合格。(3)平板划线法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，目的是将聚集的菌体逐渐稀释分散以便获得由单个细胞繁殖而来的菌落。不同的微生物形成的菌落不同，对获得的纯菌种可以依据菌落的形状、大小、颜色等菌落特征对细菌进行初步的鉴定和分类。 答案：(1)接种环　培养基　干热灭菌法会使培养基中的水分蒸发　干热灭菌温度过高导致培养基营养成分被破坏　(2)随机取一个灭菌后的空白平板倒置培养一段时间，观察是否有菌落产生　(3)从上一次划线的末端开始划线　菌落的形状、大小、颜色等菌落特征 主题研习(二)　微生物的选择培养和计数 (深化•提能型) (一)微生物的选择培养 1．等比稀释操作(如图) 2．涂布平板操作 序号 图示 操作 1 取0.1 mL菌液，滴加到____________ 2 将涂布器浸在盛有____的烧杯中 培养基表面 酒精 3 将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布 4 用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使菌液涂布均匀 续表 3.培养 待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板_____，放入30～37 ℃的____________中培养1～2 d。 倒置 恒温培养箱 (二)微生物的数量测定 1．稀释涂布平板法(间接计数法) 计数原理 当样品的______________时，培养基表面生长的一个______，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的______，就能推测出样品中大约含有多少活菌 计数方法 通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为________、适于计数的平板。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出_______ 稀释度足够高 单菌落 菌落数 30～300 平均值 2.显微镜计数法(直接计数法) 计数原理 利用特定的细菌计数板或_______________，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 优点 是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法 缺点 统计的结果一般是死菌数和活菌数的总和 血细胞计数板 3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 (一)微生物选择培养的原理和方法 1．选择培养的原理 根据不同微生物的特殊营养需求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。 2．三种选择培养方法的比较 方法 特点 举例 利用营养缺陷型选择培养基 通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长 缺乏氮源时可以分离固氮微生物 利用加入某种化学物质 在完全培养基中加入某些化学物质，抑制某些微生物生长，同时选择所需的微生物 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 利用培养条件 改变微生物的培养条件 在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物 [例1]　(2023·广东高考)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　 ) A．a点时取样、尿素氮源培养基 B．b点时取样、角蛋白氮源培养基 C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基 D．c点时取样、角蛋白氮源培养基 √ [解析]　该实验的目的是筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，应该用以角蛋白为唯一氮源的选择培养基进行筛选培养，且应该在高温条件下取样，即c点时取样，D符合题意。 [例2]　(2024年1月·广西高考适应性演练)渥堆是六堡茶生产的关键工艺，渥堆期间微生物分泌的多酚氧化酶可催化茶叶中的儿茶素(C15H14O6)形成黄红色的氧化聚合物。要从渥堆茶叶样品中筛选产多酚氧化酶的细菌，下表中培养基配方设计最合理的是(注：“－”表示不添加；“＋”表示添加。)(　 )   组分/(g/L) 名称 儿茶素 牛肉膏 葡萄糖 蛋白胨 KNO3 NaCl 琼脂 2 5 20 1 10 5 18   A 甲 － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ B 乙 ＋ ＋ － － ＋ ＋ ＋ C 丙 ＋ － ＋ － － ＋ ＋ D 丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － √ [解析]　甲培养基没有儿茶素，无法筛选，A错误；乙培养基为固体培养基，且含有碳源、氮源、无机盐、水、儿茶素，B正确；丙培养基没有氮源，产多酚氧化酶的细菌无法生存，C错误；丁未加入琼脂，液体培养基无法筛选，D错误。 (二)微生物计数的原理和方法 [例3]　某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量，进行了随机取样、系列梯度稀释、涂布平板、培养、计数等步骤，实验操作过程如下： 请分析并回答下列问题： (1)该实验中含有琼脂的培养基从物理性质来说，属于________培养基，培养基中只选择了________作为唯一氮源。 (2)在采用稀释涂布平板法对微生物进行计数时，需要进行梯度稀释的原因是______________________________________。 (3)6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、501、688,7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97,8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。该10 g土壤样品中含有分解尿素的细菌的估算数目是________个。 [解析]　(1)琼脂是凝固剂，因此该实验中含有琼脂的培养基是固体培养基；为了筛选和分离土壤中分解尿素的细菌，培养基中只需要添加尿素作为唯一氮源。(2)只有在稀释度足够高时，聚集在一起的微生物才能被分散成单个细胞，并形成单个菌落；但稀释度过高时，得到的平板菌落数太少，实验的偶然性太大。进行梯度稀释，以保证获得菌落数为30～300个的平板进行计数，所得的实验结果最准确，故在采用稀释涂布平板法对微生物进行计数时，需要进行梯度稀释。 (3)进行梯度稀释时，取菌落数为30～300个的平板进行计数，所得的实验结果最准确，因此选择7号试管进行计数，且7号试管的稀释度为108，涂布的三个平板的菌落数为58、73、97，则该10 g土壤样品中含有分解尿素的细菌的估算数目是(58＋73＋97)÷3÷0.1×108×10＝7.6×1011。 [答案]　(1)固体　尿素　(2)只有在稀释度足够高时，聚集在一起的微生物才能被分散成单个细胞，并形成单个菌落；但稀释度过高时，得到的平板菌落数太少，实验的偶然性太大。进行梯度稀释，以保证获得菌落数为30～300个的平板进行计数，所得的实验结果最准确(合理即可)　(3)7.6×1011 1．平板划线法和稀释涂布平板法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 关键操作 接种环在固体平板培养基表面连续划线 一系列的梯度稀释、涂布平板操作 菌体获得 在具有显著的菌落特征的区域中挑取单个的菌落 从适宜稀释度平板上的菌落中挑取单个的菌落 |认|知|生|成| 优点 可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落 既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数 缺点 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 续表 2．两种微生物计数方法的比较 项目 间接计数法(稀释涂布平板法) 直接计数法(显微镜计数法) 原理 通过统计平板上的菌落数，推测出样品中大约含有多少活菌 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 公式 每毫升菌液中微生物细胞的数量＝C/V×M C：某稀释倍数下至少3个平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的菌液稀释液体积(mL)；M：稀释倍数 每毫升原液所含细菌数＝每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数 缺点 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 不能区分死细胞和活细胞 结果 比实际活菌数少 比实际活菌数多 续表 题点(一)　微生物选择培养的原理和方法 1．(2024·如皋中学模拟)精氨酸依赖型菌株不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图。下列相关叙述错误的是(　 ) A．野生型菌液的培养皿中不会出现菌落 B．乙培养基与甲相比可能缺少了精氨酸 C．紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生可遗传变异 D．乙中的菌落是通过影印法接种获得的，菌落A为鸟氨酸发酵的优良菌种 √ 解析：液体培养基的作用是使细菌快速、大量繁殖，细菌在固体培养基上才能形成菌落，A正确；图示为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图，精氨酸依赖型菌株不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，据此推测乙培养基与甲相比缺少了精氨酸，则菌落B为精氨酸依赖型菌株，其是鸟氨酸发酵的优良菌种，B正确，D错误；紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生基因突变，产生可遗传变异，C正确。 2．(2023·北京高考)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。 (1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供______________________和维生素等。 (2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如图)，表明__________________________。 (3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样______________后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现______________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。 (4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证(主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱)。_________________。 解析：(4)根据实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌物，为探究P菌溶解破坏A菌的方式，可假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂。 答案：(1)氮源、碳源　(2)A菌能在培养平板中生长繁殖　(3)(梯度)稀释　溶菌圈　(4)假设P菌通过分泌某种化学物质使A菌溶解破裂 题点(二)　微生物计数的原理和方法 3．DMF(一种含碳有机物)是一种优良的工业溶剂和有机合成材料，它广泛应用于制革、医药、农药等多个生产行业。含DMF的废水毒性大，会对环境造成严重危害，某实验小组筛选分离得到能够高效降解DMF的细菌，用于DMF的降解。下列有关叙述正确的是(　 ) A．分离高效降解DMF的菌株所用的培养基可以是液体培养基或固体培养基 B．可采用平板划线法或稀释涂布平板法对细菌进行分离并计数 C．利用平板划线法接种时，灼烧接种环的次数等于划线次数 D．利用显微镜对细菌进行直接计数时，统计的结果往往大于实际活菌数 √ 解析：对微生物的分离采用固体培养基，液体培养基可以用于微生物的扩大培养，A错误；平板划线法不能用于细菌计数，因为平板划线法不能充分将微生物菌体分离开，划线用的菌液体积不能确定，每次划线前灼烧接种环会杀死部分微生物，使计数不准确，B错误；利用平板划线法接种时，由于每次接种前和最终接种完成后需要对接种环灭菌，因此灼烧接种环的次数比划线次数多一次，C错误；利用显微镜对细菌进行直接计数时，由于不能区分死菌和活菌，因此统计的结果往往大于实际活菌数，D正确。 4．(2024·盐城中学模拟)如图为以苹果皮为材料分离纯化用于果醋制作的菌种，已知所用培养基为米曲汁乙醇碳酸钙培养基[米曲汁1 000 mL、CaCO310 g、95%乙醇30 mL(灭菌后加入)]，在该培养基上，醋酸菌菌落周围会形成透明圈。下列有关说法正确的是(　 ) A．图中器具、培养基都可用干热灭菌法灭菌 B．②中的纯培养物为来自苹果皮上的野生型酵母菌 C．①扩大培养基中的菌种浓度约为8.1×109个/mL D．分离、计数的培养基需要用平板划线法至少制备3个 √ 解析：干热灭菌法适合用于耐高温的和需要保持干燥的器具灭菌，培养基应用湿热灭菌法灭菌，A错误；由题意可知，该实验的目的是分离纯化用于果醋制作的菌种，则②中的纯培养物为来自苹果皮上的野生型醋酸菌，B错误；分析题图可知，①中菌种浓度为(75＋80＋88)÷3÷0.1×107＝8.1×109(个/mL)，C正确；分离、计数的培养基通常使用稀释涂布平板法制备，为减小误差，应至少制备3个培养基，平板划线法不能用于计数，D错误。 |考|教|衔|接|——教材隐性命题点发掘 (一)教材素材“深加工” 1．(人教版选择性必修3 P10“相关信息”拓展分析)无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列说法正确的是(　 ) A．巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的全部微生物 B．对接种室、涂布器、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理 C．培养基可借助高压蒸汽灭菌锅或干热灭菌箱进行灭菌 D．利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法 √ 解析：巴氏消毒的最大优点是能够杀死牛奶中的绝大部分微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分，A错误；对接种室、操作者的衣着和双手只需要进行消毒处理，对涂布器要进行灭菌处理，B错误；培养基可借助高压蒸汽灭菌锅进行灭菌，不能用干热灭菌箱进行灭菌，C错误；利用寄生于细菌体内的微生物裂解细菌来净化污水属于生物消毒法，不会污染环境，D正确。 2．(苏教版选择性必修3 P15“正文内容”拓展挖掘)某实验小组利用滤膜法检测饮料中微生物的数量，原理是将待测样品通过微孔滤膜过滤富集后，再将滤膜置于培养基上培养，根据滤膜上的菌落数推算出样品中微生物的数量。过程如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．实验用到滤膜和水样都需要提前灭菌处理 B．应选取菌落数为30～300的平板进行计数 C．统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少 D．滤膜孔径过大可能导致平板上长不出菌落 √ 解析：实验用到滤膜需要提前灭菌处理，水样不能灭菌，A错误；对微生物进行计数时，为了保证结果准确，通常选择菌落数在30～300的平板进行计数，B正确；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，导致统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少，C正确；滤膜孔径过大，微生物可能没有被过滤出来，因而可能导致平板上长不出菌落，D正确。 (二)科学思维“融会通” 3．(人教版选择性必修3 P16“思考·讨论”原理分析)用以尿素作为_________的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。这些细菌能分解尿素的原因是__________________________________ _________________________________。 唯一氮源 它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产 生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源 4．(人教版选择性必修3 P18“正文”关键点发掘) 用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能估测出样品中的活菌数，原因是______________________ _______________________________________。 培养基表面生长的一个 单菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌 |应|用|创|新|——新情境问题的建模训练 1．(2023·重庆高考)垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是(　 ) A．压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品 B．添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源 C．X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气 D．为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动 √ 解析：除了油和水，压榨出的油水混合物中还可能含有其他成分，油水混合物经过再加工，可以生产出多种产品，A正确。添加木屑后形成的堆肥体疏松，有利于通气；木屑的主要成分为纤维素，可以为能分解纤维素的微生物提供碳源，B正确。X中需要添加产甲烷菌等，才能产生沼气，C正确。对堆肥体进行翻动可增大氧气供应，有利于需氧型微生物的活动，D错误。 2．(2024·南师附中一模)A、B、C、D四种抗生素均可治疗金黄色葡萄球菌(Sau)引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者将分别含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于Sau均匀分布的平板培养基上，在适宜条件下培养48 h，结果如图。下列叙述错误的是(　 ) A．实验中一般采用干热灭菌的方法对培养皿进行灭菌处理 B．四种抗生素中，抗生素A治疗Sau感染引起的肺炎效果最好 C．滤纸片b周围抑菌圈中出现的菌落，离滤纸片越远抗药性越强 D．接种涂布后的培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养 √ 解析：培养皿属于玻璃器皿，可以用干热灭菌法进行灭菌，A正确；抗生素A的抑菌圈最大，治疗Sau感染引起的肺炎效果最好，B正确；离滤纸片越近，抗生素含量越高，出现的菌落抗药性越强，C错误；接种涂布后的培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养，防止培养基中水分过快蒸发和冷凝水滴落引发杂菌污染，D正确。 3．白酒中含有适量的乳酸能够减轻酒体刺鼻的味道，增加甜度，使酒体协调醇厚。为获得产乳酸能力较强的乳酸菌菌株，某科研工作者从某香型白酒发酵醅、窖泥中初步分离纯化出8种产酸菌株，如图所示。下列相关叙述错误的是(　 ) A．筛选乳酸菌的培养基应具备选择性，且能鉴别出乳酸菌的产酸能力 B．接种后，应将接种平板倒置于无氧且温度适宜的环境中进行培养 C．由图示结果可知，不同乳酸菌产酸能力不同的根本原因是它们所含相关酶的活性不同 D．由图示结果可知，对筛选菌株进行产酸特性的研究时，应该选择菌种L1进行发酵培养 √ 解析：筛选乳酸菌的培养基应具备的明显特点是允许乳酸菌生长，抑制或阻止其他种类微生物生长，即具有选择性，同时可在培养基中加入碳酸钙，以鉴别乳酸菌的产酸能力，A正确；乳酸菌为厌氧微生物，故应在无氧且温度适宜的环境中培养，B正确；不同乳酸菌产酸能力不同的根本原因是它们编码相关酶合成的基因的碱基序列不同，即DNA不同，C错误；由筛选结果可知，菌种L1产乳酸能力最强，故对筛选菌株进行产酸特性的研究时，应选择菌种L1进行发酵培养，D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 一、选择题 1．(2024·苏北四市联考)下列有关纯培养酵母菌实验的叙述，正确的是(　 ) A．配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞并用皮筋扎紧后，放入高压灭菌锅中灭菌 B．灭菌后的培养基在酒精灯火焰附近倒入培养皿，待冷却 5～10 s后将培养皿倒置 6 7 8 9 10 C．通过接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面 D．划线完成后，待菌液被培养基吸收，将平板倒置于适宜条件下培养，观察并计数 1 2 3 4 5 √ 6 7 8 9 10 解析：将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌，A错误；灭菌后的培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒入培养皿，等待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上，B错误；平板划线法是通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，从而将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，C正确；平板划线法不能用于计数，D错误。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 2．(2024·盐城中学一模)人们在研究、利用微生物时，需用无菌技术培养获取纯种微生物，并对其进行计数或保存。下列有关叙述正确的是(　 ) A．用稀释涂布平板法进行微生物计数时，结果往往比实际值低 B．培养基配制过程是计算、称量、溶化、定容、灭菌、调pH、倒平板 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 C．高压蒸汽灭菌后，打开排气阀，待压力表指针降至“0”后开盖取物 D．获得纯种微生物后，利用涂布平板法接种至斜面培养基上，进行低温保存 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 解析：用稀释涂布平板法进行微生物计数时，由于两个或多个细菌常形成一个菌落，因此结果往往比实际值低，A正确；培养基配制过程中先调pH，后灭菌，B错误；灭菌后，待压力表指针降至“0”点，温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，打开锅盖，取出灭菌物品，C错误；获得纯种微生物后，利用划线分离法接种至斜面培养基上，进行低温保存，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 3．微生物的接种方法有很多种，穿刺接种是指用接种针挑取少量的菌种，自培养基的中心垂直地刺入半固体培养基中，然后沿原穿刺路径将针拔出的接种方法。下列有关叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 A．该接种方法可用于厌氧菌种的接种 B．灭菌后待培养基冷却到室温时，在酒精灯火焰附近将其倒入培养装置 C．在火焰上灼烧接种针后要立即接种，防止空气中杂菌污染接种针 D．培养基的配制、分装及微生物的接种过程都需要进行无菌操作 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：穿刺接种将菌种接种到了培养基内部，形成了无氧的环境，可用于厌氧菌种的接种，A正确；灭菌后待培养基冷却到约50 ℃时，在酒精灯火焰附近将其倒入培养装置，B错误；在火焰上灼烧接种针后要冷却，防止高温杀死菌种，C错误；培养基的配制无需进行无菌操作，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 4．(2024·南通一模)为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程，研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10 ℃)的纤维素降解菌。相关叙述正确的是(　 ) A．选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关 B．初筛菌种前，要利用固体培养基在37 ℃条件下扩大培养目标菌种 C．用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基 D．应选择菌落直径与周围透明圈直径比值大的菌落进行纯化 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：由题意“研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10 ℃)的纤维素降解菌”可知，初筛菌种前，要利用液体培养基在10 ℃条件下扩大培养目标菌种，B错误；用于筛选的培养基应以纤维素为唯一碳源，C错误；由于刚果红与纤维素形成红色复合物，因此在纤维素分解菌周围会因纤维素被分解形成透明圈，透明圈越大，分解纤维素的能力越强，因此需要选择菌落直径与周围透明圈直径比值小的菌落进行纯化，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 5．(2024·常州检测)某同学欲检测消毒餐具中大肠杆菌的数量是否超标，进行如下操作：用自来水分3～5次冲洗待检餐具内表面，制成待测样液备用；配制伊红—亚甲蓝琼脂培养基，将待测样液接种于琼脂培养基上。下列叙述错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 A．为了确保检测的准确性，冲洗待检餐具的自来水应该换成无菌水 B．培养大肠杆菌时，应将培养基的pH调至中性或弱碱性 C．设置牛肉膏蛋白胨培养基作对照可检验该鉴别培养基的效果 D．生长在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上的大肠杆菌菌落具有金属光泽 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：自来水中可能存在大肠杆菌，对检测结果产生干扰，为了确保检测的准确性，冲洗待检餐具的自来水应该换成无菌水，A正确；大肠杆菌属于细菌，在培养细菌时，需要将培养基的pH调至中性或弱碱性，B正确；为检验该鉴别培养基的效果，应设置接种大肠杆菌的伊红—亚甲蓝琼脂培养基作对照，C错误；生长在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色且具有金属光泽，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 6．尿素是一种非蛋白氮饲料，常被用于反刍动物日粮配制，以降低日粮蛋白用量，节约饲养成本。反刍动物的瘤胃中尿素被分解成氨，氨则被用于合成优质微生物蛋白。某兴趣小组尝试从奶牛的瘤胃中分离出尿素分解菌。下列有关叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 A．需配制以尿素为唯一碳源的培养基，还需要加牛肉膏等营养物质 B．用灭菌后的涂布器蘸取0.1 mL菌液在酒精灯火焰旁将菌液涂布均匀 C．以未接种的培养基为对照组，可判断选择培养基是否具有选择作用 D．尿素被分解成氨后，培养基的pH升高，可用酚红指示剂进行鉴定 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：以尿素作为唯一氮源的培养基中，能分解尿素的微生物可以生长，其他微生物不能生长，且该选择培养基中不能加入牛肉膏，A错误；涂布器不能进行取样，B错误；以未接种的培养基为对照组，能判断培养基是否被杂菌污染，不能判断选择培养基是否有选择作用，C错误；尿素被分解成氨后，碱性增强，培养基的pH升高，可用酚红指示剂进行鉴定，D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 7．(2024·连云港调研)为探究酿酒酵母与异常汉逊酵母的发酵特性及其对黄酒品质的影响，进行了相关实验。实验流程如图所示，发酵结束后的各理化性质如表所示。下列相关叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 发酵类型 酿酒酵母 异常汉逊酵母 还原糖/(g/L) 6.8 7.6 酒精度/(vol/L) 9.9 6.8 总酸/(g/L) 2.8 3.2 挥发酯/(g/L) 0.53 2.41 酵母数/(×107cfu/mL) 3.8 8.0 1 5 6 7 8 9 10 A．酿酒酵母与异常汉逊酵母能直接利用糯米粉中的多糖 B．发酵结束后，可用平板划线法对两种酵母菌分别进行计数 C．实验所用的干酵母接种到发酵液前，可加入适宜浓度的葡萄糖溶液进行活化 D．据实验结果推测酿酒酵母产挥发酯能力较强，异常汉逊酵母产酒精能力较强 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：糯米粉中的淀粉先要经过糖化处理才能被酵母菌利用，A错误；平板划线法不能用于微生物的计数，常用的计数方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法，B错误；干酵母发酵前加入适宜浓度葡萄糖溶液进行活化，可以使休眠的酵母菌重新恢复正常活性，C正确；由表可知，酿酒酵母产挥发酯的能力弱于异常汉逊酵母，产酒精能力强于异常汉逊酵母，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 8．[多选]野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株只能在完全培养基上生长。如图为纯化赖氨酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C为操作步骤，D、E为菌落。下列叙述错误的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 A．赖氨酸营养缺陷型突变株的出现是染色体变异的结果 B．紫外线处理可使大肠杆菌定向变异产生赖氨酸营养缺陷型菌株 C．图中D菌落为赖氨酸营养缺陷型菌株，E菌落为野生型菌株 D．①与③的成分区别仅仅是有无琼脂 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 解析：大肠杆菌是原核生物，没有染色体，故赖氨酸营养缺陷型突变株的出现是基因突变的结果，A错误；基因突变是不定向的，紫外线处理不会使大肠杆菌发生定向变异，B错误；③为缺乏赖氨酸的基本培养基，④为完全培养基，D菌落在③上无法生存，在④上能生存，E菌落在两个培养基上均能生存，说明D菌落为赖氨酸营养缺陷型菌株，E菌落为野生型菌株，C正确；①为液体的完全培养基，③为缺乏赖氨酸的固体基本培养基，赖氨酸营养缺陷型菌株无法在③上生存，因此两者的成分区别是有无琼脂和赖氨酸，D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 9．[多选](2024·南通一模)为提高酿酒过程中淀粉糖化效率，研究人员欲从大曲中筛选高产淀粉酶的酵母菌株，实验步骤如下：①配制培养基、灭菌→②取1 g大曲接种于发酵培养基中培养24 h→③取发酵培养液稀释涂布于选择培养基中培养24 h→④挑取培养基上的菌落进行平板划线，培养24 h→⑤喷洒碘液，初步筛选产淀粉酶菌株→⑥将初筛出的纯菌种接种于发酵培养基中摇床培养48 h，取发酵液测定酶活力，进行再次筛选→⑦对筛选菌株进行鉴定。下列相关叙述正确的是(　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 A．选择培养基中应含有琼脂和淀粉等物质 B．步骤④应根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取菌落 C．步骤⑤中淀粉水解圈直径与菌落直径比值较大的菌落即为初筛菌种 D．步骤⑥中进行摇床培养的目的是使酵母菌充分释放淀粉酶 2 3 4 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：实验目的为从大曲中筛选高产淀粉酶的酵母菌株，则选择培养基中应含有琼脂、淀粉等物质，A正确；步骤④为从选择培养基上选出目的菌，因此可根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取相应菌落，B正确；目的菌为高产淀粉酶的酵母菌株，水解淀粉能力强，因此步骤⑤中淀粉水解圈直径与菌落直径比值较大的菌落即为初筛菌种，C正确；步骤⑥中进行摇床培养的目的是使菌体能与营养物质充分接触，增加培养液中的含氧量，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 二、非选择题 10．(2024·南京期中)我国卫生部门规定饮用水标准是1 mL自来水中检出的菌落总数不可以超过100个(37 ℃培养48 h)，不得检出总大肠菌群。水中大肠杆菌的含量常采用伊红—亚甲蓝琼脂培养基进行检测，生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色且带有金属光泽。某校生物兴趣小组开展校园桶装纯净水微生物含量检测活动，请回答问题： 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 (1)为了检测饮用水中细菌的数量，该兴趣小组按下表配方配制伊红—亚甲蓝琼脂培养基： 2 3 4 蛋白胨 乳糖 磷酸氢二钾 琼脂 蒸馏水 2%伊红水溶液 0.5%亚甲蓝水溶液 10 g 10 g 2 g 20～30 g 1 000 mL 20 mL 13 mL 1 5 6 7 8 9 10 从物理状态和用途两个角度分析，该培养基分别属于______________培养基，其中蛋白胨可以为细菌生长提供______________(至少写出两点)等营养物质。培养基灭菌________(填“前”或“后”)需要调节培养基的pH。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 (2)某同学分别向3个培养基中各加入1 mL未经稀释的待测水样，涂布均匀后置于37 ℃的恒温培养箱中培养48 h，结果如图1所示。检测时使用的接种量为1 mL而不是0.1 mL，其理由是________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 (3)图2为用滤膜法测定饮用水中总大肠菌群数目的流程示意图，请完成下表。 2 3 4 实验步骤的目的 简要操作过程 ①___________________ 将滤膜放入装有蒸馏水的烧杯中，加热煮沸15 min，共煮沸三次 过滤细菌 装置安装好后，向漏斗内加入1 000 mL水样，加盖抽滤 冲洗漏斗壁 再向漏斗内加等量②________继续抽滤 1 5 6 7 8 9 10 培养大肠杆菌 用无菌镊子取滤膜，将其紧贴在伊红—亚甲蓝琼脂平板上，然后将平板③________，37 ℃培养48 h 统计大肠杆菌菌落数 观察是否有呈深紫色并带有金属光泽的菌落，并进行计数，统计结果为0个 2 3 4 续表 1 5 6 7 8 9 10 (4)综合(2)(3)测定结果，你认为所测桶装纯净水的微生物含量________(填“能”或“不能”)达到饮用水卫生标准，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 解析：(1)从物理状态来看，配方中含有琼脂，是固体培养基；从用途来看，该培养基能够鉴别出大肠杆菌，属于鉴别培养基。蛋白胨可以提供碳源、氮源和维生素等物质。培养基灭菌前需要调节培养基的pH。(2)为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板计数，接种量为1 mL,3个平板上的菌落数是96、106、92，如果为0.1 mL，则水样中细菌数目较少，经培养后平板菌落数达不到30个，影响计数的准确性。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 (3)滤膜法的流程完善见答案。(4)所测桶装水的微生物含量能达到饮用水卫生标准，理由见答案。 答案：(1)固体、鉴别　碳源、氮源、维生素　前　(2)0.1 mL水样中细菌数目较少，经培养后平板菌落数达不到30个，影响计数的准确性　 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 (3)①滤膜消毒　②无菌水　③倒置　(4)能　1 mL水样经37 ℃培养48 h后，检出的菌落总数为98个，没有超过100个；未检出总大肠菌群 2 3 4 $$