2027届高三人教版高中生物一轮复习讲义第41讲　微生物的培养技术及应用

第41讲　微生物的培养技术及应用 考点一　微生物的培养技术及应用 知|识|巩|固 1．培养基的配制 (1)培养基的概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。 (2)营养组成 ①一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等。 ②需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。 微生物 对培养基的需求 乳酸杆菌 添加维生素 霉菌 将培养基调至酸性 细菌 将培养基调至中性或弱碱性 厌氧微生物 提供无氧的条件 (3)种类 2．无菌技术 (1)目的：获得纯净的微生物培养物。 (2)关键：防止杂菌污染。 (3)常见物品的消毒或灭菌方法 ①消毒方法及适用对象 ②灭菌方法及适用对象 (4)注意事项 ①实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。 ②为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。 教材隐含知识 (选择性必修3 P10相关信息)生物消毒法是指利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。 3．微生物的纯培养 酵母菌纯培养的操作步骤： 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。(　　) (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)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。(　　) (4)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和灭菌。(　　) (5)培养酵母菌时，可将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入适宜温度的恒温培养箱中培养24～48 h。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 延|伸|探|究 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．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？ 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。 3．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。 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．培养基营养成分的作用和主要来源 2．倒平板的操作步骤 3．平板划线法操作步骤 (1)实验成功关键点 (2)操作第一步即取菌种之前以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，每次灼烧的目的不同： 精|准|命|题 考向一　围绕培养基和无菌技术，考查理解能力 》例1　如表为培养某种微生物的培养基配方，下列相关叙述错误的是(　　) 成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O 含量 3 g 1 g 0.5 g 0.5 g 成分 FeSO4 (CH2O) H2O 青霉素 含量 0.01 g 30 g 1 L 0.1万单位 A．依物理性质划分，该培养基属于液体培养基 B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌 C．培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3 D．若用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去(CH2O)，再添加纤维素 答案：D 解析：由培养基配方可知，该培养基中不含凝固剂，故依物理性质划分，该培养基属于液体培养基，A正确；由培养基的原料可知，(CH2O)属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，酵母菌是异养型微生物，B正确；碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，结合培养基配方可知，培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3，C正确；该培养基中含有青霉素，细菌对青霉素敏感，青霉素会抑制细菌的生长，因此若用该培养基培养纤维素分解菌，应除去(CH2O)和青霉素，再添加纤维素，D错误。 〔变式训练1〕　(2025·山东济宁期末)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。下列关于消毒和灭菌的叙述，错误的是(　　) A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法 B．水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的 C．用紫外灯对密闭教室消毒前，适量喷洒消毒液可强化消毒效果 D．培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌 答案：B 解析：高锰酸钾是强氧化剂，不宜用其对自来水进行消毒，B错误。 考向二　结合微生物的纯培养，考查科学探究能力 》例2　为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整 B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落 C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的 D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色 答案：B 解析：温度降低后，培养基易凝固，因此倒平板时要轻轻晃动，以保证表面平整，A项错误；由题图可见，随着划线次数增多，细菌密度减小，Ⅲ区开始出现单菌落，应从Ⅲ区挑取单菌落，B项正确；菌落是由单个微生物细胞或多个同种细胞繁殖到一定程度后形成的，能得到单菌落即可以达到菌种纯化的目的，C项错误；刚果红与纤维素形成红色复合物，菌落周围的纤维素被降解后红色消失，出现透明圈，D项错误。 〔变式训练2〕　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：甲菌菌落周围呈现深蓝色，说明甲菌能分泌脂肪酶以分解脂肪产生脂肪酸，故甲菌属于解脂菌，A正确；乙菌不能分泌脂肪酶来分解脂肪，但其能在此培养基中存活并形成菌落，表明实验中所用培养基中脂肪不是唯一碳源，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观察，根据平板中菌落周围深蓝色的面积大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，C、D正确。 考点二　微生物的选择培养和计数 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 1．微生物的选择培养 (1)选择培养基 (2)稀释涂布平板法 ①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。 操作步骤： ②涂布平板操作步骤 ③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。 (3)微生物的数量测定方法 ①显微镜直接计数法 提醒：显微镜直接计数法本身不能区分细菌的死活，但是通过一定的辅助处理，可以实现活菌计数，如在计数前用台盼蓝染液进行染色，可以通过统计无色细胞的个数来对活菌进行计数。 ②间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法) a．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。 b．计数标准：为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300、适于计数的平板，并且在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。增强实验的说服力与准确性。 c．误差分析：用此种方法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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 2．实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 (1)实验原理 (2)操作步骤 (3)实验结果分析与评价 教材隐含知识 1．(选择性必修3 P18探究·实践)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。测定土壤中不同的微生物(如真菌、放线菌)使用的稀释度一样吗？举例说明。不一样。测定真菌一般用1×102、1×103和1×104倍稀释；测定放线菌一般用1×103、1×104和1×105倍稀释。 2．(选择性必修3 P18相关信息)血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数；细菌计数板常用于相对较小的细菌等的计数。 易错提醒：关于“选择菌落数在30～300的平板”的两个理解误区：只得到1个菌落数在30～300的平板不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的影响；得到3个或3个以上菌落数在30～300的平板也不一定正确，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在30～300之间，但由于34与另外两个平板上的菌落数差异较大，应找出原因并重新实验。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)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。(　　) (2)在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，若实验结果因单菌落太多，则不能达到菌种纯化的目的。(　　) (3)筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布。(　　) (4)分离产纤维素酶菌的选择培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养。(　　) (5)获得产纤维素酶菌可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌。(　　) (6)分离产纤维素酶菌，在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√ 延|伸|探|究 1．微生物筛选的原理是什么？ 提示：人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。 2．为什么稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少？ 提示：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。 3．分离纤维素分解菌应在富含纤维素的环境中寻找的原因是什么？ 提示：由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，因此从这种环境中获得目的微生物的概率要高。 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．选择培养基四种常见制备方法或实例 (1)加入某些特定的物质(前提是培养基具备全部营养成分) (2)改变培养基的营养成分 (3)利用培养基中的“特定化学成分”进行分离 2．两种微生物计数方法的比较 间接计数法 (稀释涂布平板法) 直接计数法 (显微计数法) 计算方法 每克样品中的菌落数＝×M C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数； V：涂布平板时所用的稀释液的体积(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 统计的结果一般是死菌数与活菌数的总和 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 3.两种纯化细菌的方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 纯化原理 通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面 将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞 主要步骤 平板划线操作 系列稀释操作和涂布平板操作 接种工具 接种环 涂布器 平板示意图 关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征 缺点 不能计数 操作复杂，需要涂布多个平板 共同点 都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单菌落；都可用于观察菌落特征 精|准|命|题 考向一　结合选择培养基及微生物的筛选，考查科学思维能力 》例1　(2024·广东茂名一模)研究人员欲筛选出能高效降解一次性口罩(主要是由C、H两种元素组成的聚丙烯纤维)的细菌，设计了下图所示的流程。回答下列问题： (1)土壤是微生物的天然培养基，该培养基能为微生物的生长提供的四大营养物质分别是碳源、________________________。 (2)通过相关实验来选择较合适的土壤样品，该实验的自变量是________________，最适合作为选择土壤样品的指标是________________。 (3)图中“甲”指的是________，使用的是液体培养基，目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)将分离纯化得到的不同菌种分别接种到鉴别培养基上，鉴别培养基应以______________为唯一碳源，并加入了能与之结合的显色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明圈的面积为S，选择S/s的值________的菌落，就是能高效降解一次性口罩的目的菌群。 答案：(1)氮源、水和无机盐　(2)土壤样品的种类　一次性口罩的腐烂程度　(3)选择培养　提高聚丙烯纤维降解菌的比例和密度　(4)聚丙烯纤维　大 解析：(1)培养基能为微生物的生长提供的四大必需营养物质分别是碳源、氮源、水和无机盐，土壤是微生物的天然培养基，也能为微生物的生长提供这些营养物质。 (2)该实验的目的是筛选出能高效降解一次性口罩的细菌，通过实验选择较合适的土壤样品时，实验的自变量是土壤样品的种类，因变量是一次性口罩的腐烂程度，其可以作为选择合适土壤样品的指标。 (3)分析题图可知，题图中“甲”指的是选择培养，可获得能够降解聚丙烯纤维的细菌；利用液体培养基可增大菌体与培养液的接触面积，提高聚丙烯纤维降解菌的比例和密度。 (4)一次性口罩的主要成分是聚丙烯纤维，要分离出能高效降解一次性口罩的菌种，鉴别培养基应以聚丙烯纤维为唯一碳源，并加入能与之结合的显色剂。设不同菌种的菌落面积为s，菌落周围透明圈的面积为S，S/s的值大的菌落就是能高效降解一次性口罩的目的菌群，因为透明圈面积与菌落面积的比值越大，说明降解聚丙烯纤维的效果越好。 〔变式训练1〕　(2023·广东卷)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 答案：D 解析：研究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，因此目标菌既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以应在c点时取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，D符合题意。 微生物的筛选方法 方法 特点 举例 利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养 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 缺乏氮源的培养基可筛选自生固氮微生物 利用某种化学物质进行的选择培养 在培养基中加入某种化学物质，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物 加入青霉素的培养基可抑制细菌，分离出真菌 利用培养条件进行的选择培养 改变微生物的培养条件 将培养基放在高温环境中培养，可分离出耐高温的微生物 考向二　围绕微生物的分离和计数，考查科学思维和探究能力 》例2　(2024·湖南校联考模拟预测)为筛选苯胺(C6H7N)高效降解菌，科研人员先通过增大苯胺浓度驯化培养苯胺降解菌，再从浓度为1 000 mg/L的培养液中取1 mL加入9 mL无菌水中进行等浓度梯度稀释(10－2、10－3、10－4、10－5和10－6)，然后从每种浓度中取0.1 mL稀释液涂布在三个平板(含500 mg/L苯胺的培养基)，最后统计稀释液10－5平板平均菌落数为62个。下列说法错误的是(　　) A．选择培养基应以苯胺作为唯一的碳源和氮源 B．驯化培养的目的是筛选降解效率更高的菌株 C．不选择10－3稀释度的平板进行菌落计数是由于它的菌落数大于300 D．1 000 mg/L浓度驯化培养液中1 mL苯胺降解菌的数量为6.2×106 答案：D 解析：苯胺为有机物，含有碳和氮两种元素，选择培养基中应以苯胺作为唯一的碳源和氮源，可以用来筛选降解苯胺的菌株，A正确；驯化培养的过程中苯胺的浓度逐渐增大，其目的是筛选降解效率更高的菌株，B正确；结果显示在10－5稀释度所得的三个平板中的平均菌落数为62，此数值在30和300之间，符合要求，则10－3稀释度下平板中的菌落数大于300，C正确；1 000 mg/L浓度驯化培养液中1 mL苯胺降解菌的数量为62÷0.1×105＝6.2×107，D错误。故选D。 〔变式训练2〕　(2024·湖北校联考模拟预测)据《新华社》报道，北京航空航天大学研究团队发现取自美国的黄粉虫肠道细菌能高效降解低密度泡沫塑料[主要成分为聚苯乙烯—(C8H8)n]。研究人员为了从黄粉虫肠道内分离纯化出能降解聚苯乙烯的细菌，进行了如图所示实验。下列相关叙述正确的是(　　) A．X为聚苯乙烯，可为黄粉虫肠道细菌提供碳源和氮源 B．图示选择培养的过程中不需要加入琼脂做凝固剂 C．富集培养和选择培养过程中都应将培养基调至酸性 D．将涂布器放在酒精灯火焰上灼烧后直接涂布接种 答案：B 解析：X为聚苯乙烯，可为黄粉虫肠道细菌提供碳源，但不能提供氮源，A错误；图示选择培养后马上进行稀释涂布，故选择培养基为液体培养基，不需要加入琼脂作为凝固剂，B正确；培养细菌时培养基应调至中性或弱碱性，C错误；将涂布器放在酒精灯火焰上灼烧后不可直接涂布接种，要冷却一会，待温度下降后进行涂布，否则会将细菌杀死，D错误。故选B。 素养提升·强化思维 构|建|网|络 真|题|再|现 1．(2024·湖南卷)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是(　　) A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤ 答案：D 解析：由题图可知，②中拨出棉塞后应握住棉塞上部；⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙；⑦中划线时第5次的划线不能与第1次的划线相连；⑧中平板应倒置培养。①③④⑤正确，故选D。 2．(2024·重庆卷)养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是(　　) A．①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落 B．②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验 C．③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D．粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少 答案：C 解析：平板划线法无需稀释，A错误；由题图可知，②筛选不能在尿素唯一氮源培养基上生长，而能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌株用于后续的实验，B错误；所筛选出的菌株之所以不能利用尿素，可能是由于不产生脲酶或分泌脲酶抑制剂，所以③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙，C正确；由题图可知，甲不产生脲酶而乙可以产生脲酶，且乙同时分泌脲酶抑制剂，粪便中可能还含有其他能产生脲酶的菌株使甲能够产生NH3，所以粪便中添加菌株乙比甲更有利于NH3的减少，D错误。故选C。 3．(2024·山东卷)在发酵过程中，多个黑曲霉菌体常聚集成团形成菌球体，菌球体大小仅由菌体数量决定。黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧。菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制。下列说法错误的是(　　) A．相同菌体密度下，菌球体越大柠檬酸产生速率越慢 B．发酵中期添加一定量的硫酸铵可提高柠檬酸产量 C．发酵过程中pH下降可抑制大部分细菌的生长 D．发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行干燥即可获得柠檬酸产品 答案：D 解析：黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸时需要充足的氧，相同菌体密度下，菌球体越大越不利于菌体与氧气接触，柠檬酸产生速率越慢，A正确；菌体内铵离子浓度升高时，可解除柠檬酸对其合成途径的反馈抑制，发酵中期添加一定量的硫酸铵，提高铵离子浓度，菌体内可提高柠檬酸产量，B正确；发酵过程中pH下降导致细菌生命活动所必需的酶失活，可抑制大部分细菌的生长，C正确；发酵结束后，将过滤所得的固体物质进行分离、纯化、浓缩、干燥等一系列操作后才能获得柠檬酸产品，D错误。故选D。 4．(2023·山东卷)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是(　　) A．不含氮源的平板不能用于微生物培养 B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒 C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃 D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物 答案：D 解析：不含氮源的平板可用于固氮菌的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须浸在酒精中，然后在火焰上灼烧灭菌，这种操作属于灭菌，不属于消毒，B错误；使用后的培养基即使未长出菌落也要在丢弃前进行灭菌处理，不能直接丢弃，以免污染环境，C错误；脲酶可以催化尿素分解，在以尿素为唯一氮源的平板上，能合成脲酶的微生物可以分解尿素获得氮源而进行生长繁殖，但是不能合成脲酶的微生物因不能以尿素为氮源而无法生长，因此以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物，D正确。故选D。 5．(2023·江苏卷)下列关于细菌和酵母菌实验的叙述正确的是(　　) A．通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比 B．通常细菌的生长速度比酵母菌快，菌落比酵母菌落大 C．通常细菌培养基用高压蒸汽灭菌法灭菌，酵母菌培养基用过滤除菌法除菌 D．血细胞计数板既可用于酵母菌的数量测定，也可用于细菌的数量测定 答案：A 解析：细菌是原核生物，酵母菌是真核生物，不同微生物对营养物质的需求不一样，通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比，A正确；通常细菌的生长速度比酵母菌快，但部分细菌的菌落小于酵母菌的菌落，B错误；通常细菌和酵母菌的培养基都可以用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；血细胞计数板适用于真菌的计数，细菌计数板用于细菌的数量测定，D错误。 6．(2022·江苏卷)下列是某同学分离产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌株 答案：D 解析：农田或公园土壤中含有较多的产脲酶的微生物，A不符合题意；为了筛选可分解尿素的细菌，配制的培养基应选择尿素作为唯一氮源，产脲酶的微生物在该培养基上能生长，B不符合题意；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，C不符合题意；在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D符合题意。 提能训练　练案[41] A组 一、选择题 1．(2024·辽宁省实验中学五模)关于微生物的培养，下列叙述错误的是(　　) A．由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物 B．消毒的对象有操作的空间、操作者的衣着和手、培养基 C．纯培养可采用平板划线法或稀释涂布平板法，有时还需要借助选择性培养基 D．平板划线法不能用于微生物的计数，稀释涂布平板法可用于统计样品中活菌的数目 答案：B 解析：在微生物培养过程中，由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，A正确；培养微生物时，其培养基应进行灭菌，B错误；纯培养可采用平板划线法或稀释涂布平板法，有时还需要借助选择性培养基，以达到分离纯化的目的，C正确；由于平板划线法前期划线部分菌液浓度过高，菌落聚集，无法计数，D正确。 2．(2025·山东生物规范训练)下列有关平板划线操作的叙述，不正确的是(　　) A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种 C．在第二次划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液 D．划线结束后，灼烧接种环能及时杀死接种环上的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者 答案：C 解析：接种前先要用火焰灼烧接种环，目的是避免接种环上可能存在的微生物污染培养物，A正确；每次划线结束，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，B正确；在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于上一次划线的末端，C错误；划线结束后，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者，D正确。 3．(2024·华中师大附中测试)由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。下列关于酵母菌纯培养的叙述错误的是(　　) A．酵母菌的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤 B．配制好的培养基和倒平板用的培养皿均要采用高压蒸汽灭菌 C．如果采用平板划线法接种酵母菌，接种环在接种前后均要进行灼烧灭菌 D．如果接种的培养基有不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯 答案：B 解析：酵母菌的纯培养，包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤，尤其注意防止杂菌污染，A正确；培养基采用高压蒸汽灭菌，培养皿要采用干热灭菌，B错误；如果采用平板划线法接种酵母菌，接种环在接种前后均要进行灼烧灭菌，接种前灭菌可以防止杂菌污染，实验完成后接种工具灭菌，以免污染环境，C正确；未接种的培养基如果有菌落，说明培养基被杂菌污染，接种的培养基有不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或操作不规范等导致的，D正确。 4．(2025·辽宁省朝阳市期末试题)下列关于土壤中尿素分解菌的分离与计数实验的叙述，错误的是(　　) A．判断培养基灭菌是否彻底，可将未接种的以尿素为唯一氮源的培养基置于与实验组相同条件下培养 B．判断培养基是否具有筛选作用，可用牛肉膏蛋白胨培养基与实验组相同处理最终对比菌落数 C．培养过程中可每隔24小时统计一次菌落数，选取菌落数目稳定时的记录作为实验结果 D．测定土壤中尿素分解菌的数量和土壤中细菌的数量应选用相同的稀释倍数 答案：D 解析：若要判断培养基灭菌是否彻底，可将未接种的培养基置于与实验组相同条件下培养，观察未接种的培养基上是否会出现菌落，A正确；若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，若牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的菌落数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落，B正确；该实验每隔24 h统计一次菌落数目，并以菌落数目稳定时的记录作为结果，C正确；测定土壤中尿素分解菌的数量和土壤中细菌的数量应选用不同的稀释倍数，土壤中细菌含量多，因而涂布平板时，细菌稀释液的稀释倍数应较高，D错误。 5．(2024·豫湘名校联考四模)大肠杆菌在人和动物肠道中普遍存在，常以其在水中的含量作为评价水质的指标之一。某研究机构将已知体积的水过滤后，将滤膜放在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上培养，在该培养基上大肠杆菌的菌落呈现深紫色，并有金属光泽，可以根据培养基上深紫色菌落的数目，计算出水样中大肠杆菌的数量。下列叙述正确的是(　　) A．伊红—亚甲蓝琼脂培养基从功能上看，属于选择培养基 B．取1 mL水样加入10 mL无菌水，可制备稀释倍数为10的稀释液 C．与血细胞计数板计数结果相比，此计数方法测得的细菌数目较少 D．放置滤膜的平板上有43个菌落，同时培养的空白灭菌平板上有1个菌落，则菌落的计数结果为42个 答案：C 解析：在伊红—亚甲蓝琼脂培养基上大肠杆菌的菌落呈现深紫色，可根据这一特性对大肠杆菌菌落进行鉴定，故伊红—亚甲蓝琼脂培养基从功能上看，属于鉴别培养基，A错误；取1 mL水样加入9 mL无菌水，可制备稀释倍数为10的稀释液，B错误；与血细胞计数板计数结果相比，此计数方法测得的细菌数目较少，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，C正确；若同时培养的空白灭菌平板上出现菌落，说明培养基灭菌不彻底或者被污染了，实验应该重做，D错误。 6．(2024·山东潍坊昌乐二中三模)我国科学家从北极分离、鉴定出了一种耐冷细菌，过程如下：①接种在人造海水中，15 ℃条件下振荡培养3 h；②梯度稀释后将样品涂布在TYS培养基中，15 ℃条件下培养7 d；③挑取生长菌落，进行划线，15 ℃条件下培养；④选择不同形态的菌落进行培养、鉴定和保藏。下列叙述错误的是(　　) A．过程①中的振荡培养可以提高培养液中的溶氧量 B．过程②中的TYS培养基灭菌前需将pH调至酸性 C．过程②③使用的接种器具均需灼烧并冷却后接种 D．涂布后再次划线培养的目的是进一步纯化所得菌种 答案：B 解析：过程①中的振荡培养，能使人造海水与氧气充分接触，提高溶解氧的供应量，A正确；过程②中的TYS培养基灭菌前需将pH调至酸性，会破坏该细菌的细胞结构，应将pH调至中性或弱碱性，B错误；过程②③使用的接种器具均需灼烧，是防止杂菌污染，冷却后操作是避免接种器具因温度太高杀死菌种，C正确；涂布平板法获得单菌落，但为避免杂菌污染，保证培养物的纯度，会在涂布后再次划线培养，以保证可以进一步得到纯化的菌种，D正确。 7．(2024·辽宁省教研教改联合体调研考试)为宣传正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险，菏泽某中学的同学们进行了相关实验。将牛肉膏蛋白胨培养基置于距正确佩戴口罩的实验者口部前方50 cm处，然后对着培养基讲话1 min或咳嗽2次，再进行微生物培养和计数，下列说法错误的是(　　) A．接种前要判断固体培养基是否被污染，不用接种无菌水培养检测 B．实验中还应设置不戴口罩直接讲话或咳嗽进行实验对照 C．实验者对培养基进行处理后，放入37 ℃恒温培养箱中培养1～2天 D．培养结束后可根据菌落的形状、大小、颜色等特征确定微生物的数量 答案：D 解析：要验证培养基是否被污染，应将未接种的培养基在适宜的温度下放置适当时间，观察是否有菌落产生，A正确；该实验中的实验组是正确佩戴口罩的实验者口部前方50 cm处，然后对着培养基讲话1 min或咳嗽2次，为了确保实验的准确性，还应设置不戴口罩直接讲话或咳嗽进行实验对照，B正确；本实验是为了确定正确佩戴口罩可降低呼吸道传染疾病的风险，而人体的温度约为37 ℃，因此应设置与人体相同的温度，即在37 ℃恒温培养箱中培养1～2天，C正确；由于不同微生物的菌落特征不同，因此培养结束后可根据菌落的形状、大小、色泽等特征确定微生物种类，但不能确定微生物数量，D错误。 二、非选择题 8．(2025·福建三校联考)甘肃某地由于TNT(主要成分为2,4－二硝基甲苯磺酸盐)红水蒸发池渗漏，对土壤造成严重污染，威胁到黄河上游的水质安全。因此，TNT红水污染土壤修复是目前亟待解决的环境问题。某实验小组欲通过生物修复分离有效降解2,4－二硝基甲苯磺酸盐的菌株，进行了如下实验。请回答下列问题： (1)LB培养基的制备：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸馏水中，此过程中胰蛋白胨提供的营养物质是____________，用NaOH调节pH至7.2，常用______________在121 ℃条件下灭菌15分钟。若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入________。 (2)菌株分离与鉴定：取____________________________土壤放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时。取1 mL培养液，采用______________法分离纯化菌株。 (3)该实验小组欲进一步探究菌株对2,4－二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，请帮助设计实验，写出实验思路：____________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)碳源和氮源　高压蒸汽灭菌锅　琼脂 (2)甘肃某TNT红水污染场地污染　稀释涂布平板 (3)取人工配制的一定浓度的2,4－二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2,4－二硝基甲苯磺酸盐浓度 解析：(1)胰蛋白胨既可以提供碳源，也可以提供氮源，故LB培养基的制备：取胰蛋白胨、NaCl和酵母提取物溶于蒸馏水中，此过程中胰蛋白胨提供的营养物质是碳源和氮源；用NaOH调节pH至7.2，在121 ℃条件下用高压蒸汽灭菌锅灭菌15分钟；琼脂是良好的凝固剂，若要获得本研究所用的固体培养基，需在上述培养基中加入琼脂。 (2)自然界中目的菌株的筛选依据：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，本实验要分离有效降解2,4－二硝基甲苯磺酸盐的菌株，因此取甘肃某TNT红水污染场地污染土壤。放入装有100 mL无菌LB液体培养基的锥形瓶中，在30 ℃和120 rpm的恒温摇床上振荡24小时。分离纯化菌株的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，根据题意，取1 mL培养液，采用稀释涂布平板法分离纯化菌株。 (3)要分析菌株对2,4－二硝基甲苯磺酸盐的降解能力，可以取人工配制的一定浓度的2,4－二硝基甲苯磺酸盐(TNT)溶液加入锥形瓶中，之后再在锥形瓶中加入一定量的纯化菌液，每隔一定时间取样，测定2,4－二硝基甲苯磺酸盐浓度。 B组 一、选择题 1．(2025·高中生物规范训练)如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5，下列操作方法正确的是(　　) A．操作前要将接种环放在火焰旁灭菌 B．划线操作须在火焰上进行 C．在5区域中才有可能得到所需菌落 D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环进行灭菌 答案：D 解析：进行平板划线操作之前，将接种环在酒精灯火焰上进行灼烧灭菌，A错误；平板划线操作应在火焰旁进行，不能在火焰上进行，B错误；由题图可知，5区域是最后一个区域，有可能在5区域获得所需要的菌落，在4区域也有可能得到所需要的菌落，C错误；在1、2、3、4区域中划线前都要对接种环进行灼烧灭菌，保证每次划线的菌种来自上一区域的末端，1区域划线前对接种环进行灼烧灭菌目的是防止杂菌污染，5区域划线后进行灼烧灭菌是防止污染环境及操作者，D正确。 2．(2024·湖北黄冈中学四模)微生物培养过程中要使用无菌技术，且要对微生物进行纯化培养。下列有关叙述正确的是(　　) A．利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法属于消毒 B．培养基的灭菌既可用湿热灭菌法也可用干热灭菌法 C．稀释涂布平板法统计活菌数时用台盼蓝染色更准确 D．平板划线法纯化细菌时必需对样品液进行多倍稀释 答案：A 解析：利用生物或其代谢物除去环境中部分微生物的方法属于生物消毒法，A正确；培养基灭菌为了保存水分和营养物质不被破坏，只能用湿热灭菌法，B错误；稀释涂布平板法是根据菌落数来统计活菌数，而台盼蓝染色是统计活细胞的数目，二者不相关，C错误；平板划线法纯化细菌本身就是通过多次划线来进行逐步稀释，不需要先行稀释，D错误。 3．(2024·湖北省黄冈中学二模)测定水样是否符合饮用水的卫生标准，常用滤膜法测定大肠杆菌的总数。大肠杆菌在含有伊红—亚甲蓝的固体培养基上长出的菌落呈深紫色。滤膜法测定大肠杆菌数目的流程如下：用滤膜过滤待测水样或其稀释液→水样或稀释液中的细菌留在滤膜上→将滤膜转移到伊红—亚甲蓝琼脂平板上培养→统计滤膜上菌落数目。下图为将待测水样稀释10倍后取100 mL稀释液时的测定结果。相关叙述正确的是(　　) A．伊红—亚甲蓝琼脂培养基属于选择培养基 B．图中1 L待测水样中含大肠杆菌约1 700个 C．为减小误差，应对所有实验组平板进行计数并取平均值 D．为防止杂菌污染，过滤装置和培养基使用前需干热灭菌 答案：B 解析：伊红—亚甲蓝琼脂培养基属于鉴别培养基，A错误；识图分析可知，图中滤膜上菌落数目为17个，该图为将待测水样稀释10倍后取100 mL稀释液时的测定结果，因此1 L待测水样中含大肠杆菌约17÷0.1×10＝1 700个，B正确；为减小误差，一般需对实验组菌落数为30～300的平板进行计数并取平均值，C错误；培养基应湿热灭菌，常采用高压蒸汽灭菌法，D错误。 4．(2024·东北三省三校第二次联考)将大肠杆菌培养在含有葡萄糖的培养液中，在时间0时，将含大肠杆菌的培养液均分为四组，处理见下表。混匀处理6小时后，将经不同处理的培养液分别涂布在四组不同的平板上，每组涂12个，在37 ℃下培养24小时，计数每组平板中菌落的平均数。结果如下表所示： 组别 组1 组2 组3 组4 培养液 处理 只有 葡萄糖 葡萄糖＋ 物质A 葡萄糖＋ 物质B 葡萄糖＋ 物质A＋ 物质B 平板的菌 落平均数 长满 菌落 2±2 4±1 23±3 下列有关说法，正确的是(　　) A．研究物质A和B对大肠杆菌的共同作用时，组1是对照组，2、3、4组为实验组 B．物质A和物质B均能抑制大肠杆菌的生长，且物质B的抑制作用强于物质A C．物质A与物质B同时存在时，有些原来不能存活的大肠杆菌存活下来 D．可在培养液(基)中加入酚红试剂鉴别大肠杆菌 答案：C 解析：研究物质A和B对大肠杆菌的共同作用时，组1、2、3均为对照组，组4为实验组，A错误；组2、组3与组1对比可知，物质A和物质B均能抑制大肠杆菌的生长，且作用相当，甚至物质A的抑制作用稍强于物质B，B错误；组4与组2、组3对比可知，当物质A与物质B同时存在时，菌落要比物质A、物质B单独存在要多，说明当物质A与物质B同时存在时，有些原来不能存活的大肠杆菌存活下来，C正确；鉴别大肠杆菌可使用的试剂是伊红—亚甲蓝试剂，D错误。 5．(2025·安徽省合肥一中期末测试)某生物活动小组为探究当地农田土壤中尿素分解菌的数量，按随机取样、系列梯度稀释、涂布平板、培养、计数等步骤进行实验，如图所示。实验结果：6号试管涂布的三个平板的菌落数分别为550、501、688,7号试管涂布的三个平板的菌落数分别为58、73、97,8号试管涂布的三个平板的菌落数分别为8、15、28。下列相关叙述正确的是(　　) A．琼脂培养基属于液体培养基 B．接种时要对操作者双手进行灭菌 C．对微生物进行计数时可采用稀释涂布平板法 D．10 g土壤样品中约含有7.6×1010个尿素分解菌 答案：C 解析：琼脂可作为凝固剂，含琼脂的培养基属于固体培养基，A错误；接种时要对操作者双手进行消毒，B错误；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，所以在对微生物进行计数时可采用稀释涂布平板法，C正确；由于平板计数的适宜值在30～300之间，所以应选择7号试管涂布的平板进行计数，其平均菌落数为(58＋73＋97)/3＝76，据题图可知，10 g土壤样品经梯度稀释至7号试管，稀释度为108倍，而不是107倍，因为在锥形瓶中已经稀释10倍，所以利用公式计算每克土壤样品中的菌落数：(76÷0.1)×108＝7.6×1010，但要特别注意，此时求出的是1 g土壤中的微生物数量，所以该10 g土壤样品中含有分解尿素细菌的数目是7.6×1010×10＝7.6×1011个，D错误。 6．(2024·大连市适应性考试)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，赖氨酸营养缺陷型突变菌株由于发生基因突变只能在添加了赖氨酸的培养基上生长。下图是以野生型菌株为材料，诱变、纯化赖氨酸营养缺陷型突变菌株的部分流程，数字代表培养基，A、B、C表示操作步骤。下列叙述错误的是(　　) A．紫外线照射可提高突变率，获得更多的突变菌株 B．B步骤采用了稀释涂布平板法在②培养基上接种 C．③培养基中不需要添加赖氨酸，不需要提供氮源 D．挑取④培养基中菌落甲进行纯化培养可获得所需突变菌株 答案：C 解析：紫外线作为物理诱变因素，用其照射可提高突变率，获得更多的突变菌株，A正确；根据图②中菌落分布均匀可知，B步骤采用了稀释涂布平板法在②培养基上接种，B正确；图中①②④为完全培养基，需添加赖氨酸，③为基本培养基，不能添加赖氨酸，但由于野生型菌株其他含氮物质的合成也需要氮源，所以③中应添加除赖氨酸以外的其他氮源，C错误；结合题图示可知，甲在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明甲是氨基酸缺陷型菌落，故经C过程影印及培养后，可从④培养基中挑取甲菌落进行纯化培养即可获得所需突变菌株，D正确。 7．(2024·江西师大附中三模)双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。具体做法是：在无菌培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后，将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45～48 ℃，然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液，充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板(见下图)。培养一段时间后，在双层培养基的上层会出现透亮无菌圆形空斑——噬菌斑，根据噬菌斑的数目可计算原液中噬菌体的数量。判断下列正确的是(　　) A．配置好的培养基灭菌后还需要添加缓冲液调节pH B．利用双层平板法对T2噬菌体进行计数，选用的敏感指示菌为酵母菌 C．倒上层平板时需将培养基冷却到45～48 ℃最主要的原因是防止下层固体培养基被液态化 D．与底层平板相比，上层培养基中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大，有利于计数 答案：D 解析：配置好的培养基应当先添加缓冲液调节pH再灭菌，A错误；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的病毒，故T2噬菌体的宿主细菌是大肠杆菌，不能用其他微生物代替，B错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，故将培养基冷却至45～48 ℃最主要的原因是避免高温杀死细菌和噬菌体，C错误；与底层平板相比，上层培养基中琼脂浓度较低的好处是形成的噬菌斑较大，有利于计数，D正确。 二、非选择题 8．(2024·沈阳二中三模)动物的羽毛中蛋白质含量丰富，是一种新型优质的蛋白源。但是羽毛蛋白是一种高度交联的二硫键构成的角蛋白，不容易被胃蛋白酶等一般蛋白酶降解。科研人员从长期堆积腐烂羽毛的土壤中筛选分离出高效降解羽毛角蛋白的嗜热型菌株。回答以下问题： (1)科研人员从长期堆积腐烂羽毛的土壤中取5 g土壤样品分散于50 mL的无菌水中，涂布于初筛培养基培养24 h。初筛培养基除了含有微生物生长所需要的水、各种无机盐等营养，还必须满足的一个条件是________________________。为了筛选出符合条件的菌株，其取样点应是图中的________点，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)用5 mL无菌水冲洗初筛培养基中长出的菌落，接入富集培养基进行富集培养48 h。涂布分离，挑取单个菌落平板划线，划线的目的是________。进行平板划线前需要将平板________，以防止冷凝水滴落平板，造成污染。 (3)科研人员筛选获得了3株降解羽毛效果好的菌株：F2、F3和F4，将它们分别接种在含有完整天然羽毛的发酵液中，一段时间后，测定羽毛的脱毛情况及发酵液中氨基酸增加量，结果如表所示。在筛选获得的3株菌株中，降解羽毛效果最好的是________，理由是_______________________________________________ _________________________________________________________________________________________________。 菌脱 脱毛时间/d 氨基酸增加量/(mg·mL－1) F2 5 0.688 2 F3 5 0.619 8 F4 2 0.886 2 答案：(1)羽毛角蛋白作为唯一的氮源和碳源　c　本实验的目的是从长期堆积腐烂羽毛的土壤中筛选分离出高效降解羽毛角蛋白的嗜热型菌株　(2)纯化菌种　倒置　(3)F4　F4菌株表现得脱毛时间最短，且氨基酸增加量最多 解析：(1)科研人员从长期堆积腐烂羽毛的土壤中取5 g土壤样品分散于50 mL的无菌水中，涂布于初筛培养基培养24 h。初筛培养基除了含有微生物生长所需要的水、各种无机盐等营养，还必须满足的一个条件是以羽毛角蛋白作为唯一的氮源和碳源。为了筛选出符合条件的菌株，其取样点应是题图中的c点，因为本实验的目的是从长期堆积腐烂羽毛的土壤中筛选分离出高效降解羽毛角蛋白的嗜热型菌株。 (2)用5 mL无菌水冲洗初筛培养基中长出的菌落，接入富集培养基进行富集培养48 h。涂布分离，挑取单个菌落平板划线，划线的目的是通过逐步稀释分离出单菌落，其目的是纯化菌种。进行平板划线前需要将平板倒置，以防止冷凝水滴落平板，造成污染，否则会影响微生物的纯化过程。 (3)科研人员筛选获得了3株降解羽毛效果好的菌株，结合表中信息可知，培养F4菌株表现得脱毛时间最短，且氨基酸增加量最多，因此根据实验结果可知。在筛选获得的3株菌株中，降解羽毛效果最好的是F4。 学科网（北京）股份有限公司 $