2024届人教版高中生物一轮复习微生物的培养技术及应用学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习微生物的培养技术及应用学案（不定项），共32页。
第2讲　微生物的培养技术及应用
课标解读
核心素养
1.阐明无菌技术的操作过程
2.举例说明培养基的配制及有目的的培养某种微生物
3.概述实验室进行微生物分离和纯化常用方法
4.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物常用方法
科学思维
分析培养基的成分及其作用,比较平板划线法和稀释涂布平板法的异同
科学探究
设计实验探究微生物培养的条件
社会责任
举例说明微生物培养是发酵工程的前提,关注有害微生物的控制及宣传健康生活

考点一　微生物的基本培养技术

1.培养基的配制。
(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。
①按物理状态可分为液体培养基和固体培养基。
②按功能可分为选择培养基和鉴别培养基。
提醒　(1)常见选择培养基举例。
①缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N2的微生物。
②含青霉素的培养基可淘汰细菌,筛选出真菌。
③无有机碳源的培养基可筛选出自养微生物。
(2)几种微生物的营养和能量来源。
微生物
碳源
氮源
能源
蓝细菌
CO2
NH4+、NO3-等
光能
硝化细菌
CO2
NH3
NH3的氧化
根瘤菌
糖类等有机物
N2
有机物
酵母菌
糖类、蛋白质等有机物
蛋白质等
有机物
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)常用方法:灭菌和消毒。
(4)无菌技术的主要方法及适用对象(连线)。

提醒　灭菌的效果比消毒要好。活体生物材料、操作者的手等只能消毒,而不能灭菌。
3.微生物的纯培养。

提醒　区别培养物、纯培养物、纯培养

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)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。(√)
(3)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用湿热灭菌法进行灭菌。(×)
(4)配制培养基时应先灭菌再调pH。(×)
(5)平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧。(√)
(6)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。(×)
(7)为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。(×)
教材微点
1.(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。
2.(选择性必修3 P12“探究·实践”)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
提示　通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较大,将平板倒置,可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染,同时有利于培养基表面水分的挥发。
3.(选择性必修3 P13“结果分析与评价”)如果在未接种的培养基表面有菌落,说明培养基被杂菌污染。
长句突破
1.(事实概述)[2018·全国卷Ⅱ,T37(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在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少。
2.(事实概述)[2018·全国卷Ⅲ,T37(1)]分离培养酵母菌通常使用麦芽汁琼脂(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用湿热灭菌法灭菌。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,菌落的含义是由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
3.(事实概述)[全国卷Ⅱ,T39(2)]某小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接种环通过灼烧灭菌。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。这样做的目的是将聚集的菌种逐步稀释以便获得单菌落。
4.(科学思维)在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?不能,原因是空气中的微生物可能在皿盖和皿底之间的培养基上滋生,从而造成污染。
5.(科学探究)经多次规范操作、重复实验,平板上均出现金黄色葡萄球菌的菌落,初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌,但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带,因此,要对本操作进行完善,完善的方案是增加空白对照组。

1.培养基营养成分的作用和主要来源。

2.平板划线操作的注意事项。
(1)灼烧接种环,待其冷却后才能伸入菌液,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,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(3)划线时最后一区不要与第一区相连。
(4)划线时用力大小要适当,避免用力过大将培养基划破。
(5)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

角度一 结合培养基的配制和无菌技术,考查科学思维能力
1.(不定项)微生物培养过程中,要重视无菌操作,现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作,防止杂菌污染,请分析下列操作,正确的是(　　)
A.煮沸消毒法中100 ℃煮沸5~6 min可以杀死全部微生物的细胞和芽孢、孢子
B.将接种环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.加入培养基中的指示剂和染料需要灭菌
D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
解析　煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢,而灭菌能杀灭环境中一切微生物,包括孢子和芽孢,A项错误;接种环进行灼烧灭菌,B项正确; 指示剂和染料可能混有微生物,因此加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌,C项正确;家庭制作葡萄酒时,要将容器进行灭菌或消毒,但是葡萄不能灭菌,因为发酵用的酵母菌来自葡萄,D项错误。
答案　BC
2.(2018·全国卷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。
(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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)煮沸消毒法即在100 ℃煮沸5~6 min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢;巴氏消毒法即在70~75 ℃煮30 min或在80 ℃煮15 min,可以杀死微生物,并且保证营养物质不被破坏。因此,与煮沸消毒法相比,牛奶消毒常采用的巴氏消毒法或高温瞬时消毒法的优点是在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少。(3)因紫外线能破坏DNA结构,所以密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒。在照射前,适量喷洒消毒液,可强化消毒效果。(4)通常乙醇消毒是75%的酒精,有气味,影响水质,不适宜消毒自来水;高锰酸钾本身有颜色,消毒后溶液呈紫红色,无法使用;因此水厂供应的自来水通常是经过氯气消毒的。(5)使用高压蒸汽灭菌锅时,锅内的水加热煮沸,将其中原有的冷空气彻底排除后才能将锅密闭。如果未将锅内冷空气排尽,则会出现压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度的现象。
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
角度二 结合微生物的纯培养,考查科学探究能力
3.不同的微生物对营养物质的需求各不相同,但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐。下列有关微生物所需营养物质的描述,正确的是(　　)
A.氮源物质只能为该微生物提供必要的氮元素
B.有些碳源也可以给微生物的生长提供能源
C.无机盐是微生物不可缺少的营养物质,所以无机盐越多越好
D.所有微生物所需营养是一样的
解析　含氮的有机物既可给微生物提供氮元素,也可给微生物提供能源,A项错误;含碳的有机物既可给微生物提供碳元素,也可给微生物提供能源,B项正确;微生物生长需要无机盐,但不是越多越好,过多会导致培养基渗透压过高,使微生物因失水过多而不能生存,C项错误;不同的微生物有各自的营养需求,如培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,D项错误。
答案　B
4.(2019·全国卷Ⅲ)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是　　　　(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。硝化细菌在没有碳源的培养基上　　　　(填“能够”或“不能”)生长,原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板　　　　(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过　　　　处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
解析　(1)蛋白胨中含有碳元素和氮元素,可为细菌生长提供碳源和氮源,葡萄糖只能提供碳源,NaNO3只能提供氮源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH不同,制备培养基时要根据所培养细菌种类的不同来调节pH。硝化细菌是自养生物,可通过化能合成作用利用空气中的CO2合成有机物,所以在没有碳源的培养基上也能生长。(2)用平板培养细菌时,一般将平板倒置,防止水滴滴落到培养基中造成污染。(3)在一定的培养条件下,不同微生物表现出各自稳定的菌落特征,因此研究人员可根据菌落的这些特征初步区分微生物的种类。(4)消毒仅杀死物体表面或内部的部分微生物,灭菌可杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。使用后的培养基丢弃前要进行灭菌处理,防止其中的微生物感染操作者或污染环境。
答案　(1)蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源　(2)倒置　(3)在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征　(4)灭菌

有关培养基营养物质的配制
(1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。
①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。
②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。
(2)对异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。
(3)微生物需要补充生长因子,是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
(4)微生物需要量最大的是碳源,能合成含碳有机物的是自养型,反之则为异养型。
考点二　微生物的选择培养和计数

1.选择培养基。
(1)概念: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。
(2)原理: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。
(3)实例:分离分解尿素的细菌的选择培养基。
①设计原理:分解尿素的细菌能产生脲酶,催化尿素分解产生NH3,为其生长提供氮源。
②配方设计:以尿素为唯一氮源。
提醒　能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。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物进行生长繁殖,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.微生物的选择培养(稀释涂布平板法)。
(1)土壤取样:铲取土样,将样品装入纸袋中。
(2)

(3)

(4)培养观察。
①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。
②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.微生物数量的测定。


(1)利用稀释涂布平板法计数——间接计数法。
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、适于计数的平板计数,并且在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,并求平均值。

③用此种方法统计的菌落数目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)显微镜直接计数法。

4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作。
(1)实验原理。

(2)操作步骤。

(3)实验结果分析与评价。

提醒　关于“选择菌落数在30~300的平板”的两个理解误区
①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。
②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。
5.分解纤维素的微生物的分离。
(1)分离方法与原理。

(2)纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理。

正误判断
(1)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。(×)
(2)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。(√)
(3)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。(×)
(4)稀释涂布平板法计数时,统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。(√)
(5)稀释涂布平板法计数时,平板上的一个菌落就是一个细菌。(×)
(6)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。(×)
长句突破
1.(科学思维)[江苏卷,T31(2)]在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果。
2.(科学思维)[2018·全国卷Ⅰ,T37(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,其原因是乙同学的结果中,1个平板的计数结果与另外2个相差悬殊,结果的重复性差。
3.(科学探究)某同学计划统计污水池中目的菌的总数,他选用1×104、1×105、1×106倍稀释的稀释液进行平板划线,每种稀释液都设置了3个培养皿,从设计实验的角度看,还应设置的一组对照实验是未接种的空白培养基,此对照实验的目的是检验培养基灭菌是否合格。
4.(社会责任)我国的卫生标准是每1 000 mL饮用水中大肠杆菌不得超过3个,在培养基上每1 000 mL合格饮用水形成的菌落数却大于了3个,原因是饮用水中还有其他细菌,形成的菌落数大于3个。

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
纯化原理
通过接种环在琼脂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


2.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。

(4)通过某些“特殊环境”进行分离。

3.微生物的分离与计数实验中对照组和重复组的设置及作用。
(1)两种对照组的设置及作用。
①判断培养基中“是否有杂菌污染”,需将未接种的培养基同时进行培养。
②判断选择培养基“是否具有筛选作用”,需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,观察两种培养基上的菌落数目,进行对比得出结论。
(2)重复组的设置及作用:为排除偶然因素对实验结果的干扰,在每一稀释度下宜设置至少3个平板作重复组,选择菌落数均在30~300且数目相差不大的三个平板,用“平均值”代入计数公式予以计算菌落数。

角度一 结合选择培养基成分及配制方法,考查科学探究能力
1.精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌缺乏将鸟氨酸转化为精氨酸的酶,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,过程①将紫外线照射处理过的菌液接种在培养基甲上,待培养至菌落不再增加时,将甲中菌落转移到乙培养基中继续培养得到如图所示的结果。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　液体培养基只是用作细菌的快速大量繁殖,如果需要形成菌落,那么应该接种在固定培养基上,因此野生型菌液的培养皿中不会出现菌落,A项正确;图甲平板上有A、B两种菌落,乙平板上只有A菌落,据此推测A菌落可能是野生型谷氨酸棒状杆菌,B菌落是精氨酸依赖型谷氨酸棒状杆菌,乙培养基中可能缺少精氨酸,B项正确;紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生基因突变,为可遗传变异,C项正确;乙中的菌落是在甲的基础上采用影印法接种培养后得到的结果,由图可知,菌落A是野生型菌种,菌落B为精氨酸依赖型菌株,可作为鸟氨酸发酵的优良菌种,D项错误。
答案　D
2.(2020·全国卷Ⅰ)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。

回答下列问题:
(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用　　　　的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是　　　　。甲、乙培养基均属于　　　　培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释　　　　倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即　　　　　　　　　　　。
解析　(1)实验过程中,对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时,常采用湿热灭菌法。据题图分析可知,乙培养基为固体培养基,与甲培养基相比,其特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长,因此均为选择培养基。(2)据题意,假设至少将摇瓶M中的菌液稀释X倍,才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个,初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,则稀释之前100 μL菌液中有2×106个细菌,可得2×106×(1/X)=200,则X=104,因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中,若培养基中S浓度过高,可能会导致细胞失水,进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中,进行适当稀释后,利用稀释涂布平板法,取适量的菌液涂布到乙培养基上,在适宜条件下进行培养,一段时间后,统计菌落数,即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
答案　(1)湿热灭菌　琼脂　选择　(2)104　(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长　(4)取淤泥加入无菌水中,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数　(5)水、碳源、氮源和无机盐
角度二 围绕土壤中分解尿素细菌的分离,考查科学探究能力
3.(2023·山东淄博联考)下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述,正确的是(　　)
A.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素
B.统计样品中的活菌数目一般用平板划线法
C.筛选分解尿素的细菌时,应以尿素作为培养基中唯一的营养物质
D.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则表明筛选到了分解尿素的细菌
解析　统计样品中的活菌数目时一般用稀释涂布平板法,B项错误;筛选分解尿素的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一氮源,培养基中还应含有水、无机盐、碳源等营养物质,C项错误;在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,则表明筛选到了分解尿素的细菌,D项错误。
答案　A
4.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)。
解析　(1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。能分解尿素的细菌是一种分解者,属于异养型生物,不能以尿素的分解产物CO2作为碳源。能分解尿素的细菌可以以葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是一方面可氧化分解为细胞生命活动提供能量,另一方面其代谢中间产物可为多种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,应选择以尿素作为唯一氮源的选择培养基,而其他两组都含有含氮物质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)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,既可维持培养基pH的相对稳定,又能为微生物生长提供无机盐离子。
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盐离子,作为缓冲剂保持细菌生长过程中pH的稳定

1.(2021·北京卷)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是(　　)
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
解析　为避免杂菌污染,需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌,A项正确;葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离,为避免杂菌污染,故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B项正确;棉拭子上的微生物需要先用无菌水制成菌液,再使用涂布器在固体培养基上涂布分离,C项错误;根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征可对菌落进行初步判断,D项正确。
答案　C
2.(2021·山东卷)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
解析　根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”,说明甲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项正确;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项错误;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项正确;可以利用该平板来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力,观察指标可以是菌落周围深蓝色圈的大小,D项正确。
答案　B
3.(2021·山东卷)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力,用穿刺接种的方法,分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养,如图所示。若两种菌繁殖速度相等,下列说法错误的是(　　)

A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
解析　从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌,说明了乙菌的运动能力比甲菌强,A项正确;为不影响菌的运动需选用半固体培养基,B项错误;该实验可以根据黑色沉淀的多少初步比较细菌产生硫化氢的能力,但不能测定产生硫化氢的量,C项正确;微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染,D项正确。
答案　B
4.(2020·江苏卷)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
解析　倒平板后不需要间歇晃动,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。
答案　B
5.(2022·全国甲卷)某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细菌,在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力,并分析两个菌株的其他生理功能。实验所用的培养基成分如下。
培养基Ⅰ:K2HPO4,MgSO4,NH4NO3,石油。
培养基Ⅱ:K2HPO4,MgSO4,石油。
操作步骤:
①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基Ⅰ中培养,得到A、B菌液;
②液体培养基Ⅰ、Ⅱ中添加琼脂,分别制成平板Ⅰ、Ⅱ,并按图中所示在平板上打甲、乙两孔。回答下列问题:
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是　　　　。培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源,氮源在菌体内可以参与合成　　　　　　　　　　(答出2种即可)等生物大分子。
(2)步骤①中,在资源和空间不受限制的阶段,若最初接种N0个A细菌,繁殖n代后细菌的数量是　　　　　　。
(3)为了比较A、B降解石油的能力,某同学利用步骤②所得到的平板Ⅰ、Ⅱ进行实验,结果如表所示(“+”表示有透明圈,“+”越多表示透明圈越大,“-”表示无透明圈),推测该同学的实验思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤,根据上表所示实验结果,治理石油污染应选用的菌株是　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等,从组成培养基的物质所含化学元素可知,作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素,故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。(2)由题意“资源和空间不受限制”可知,细菌的增殖呈J形曲线增长,由于DNA的半保留复制,细菌每繁殖一代就是上一代的2倍,根据公式Nt=N0·λt,λ=2,繁殖n代后细菌的数量是N0·2n。(3)分析表格数据可知,实验的结果是:在平板Ⅰ上,A菌株降解石油的能力高于B菌株;在平板Ⅱ上,A菌株仍然能降解石油,而B菌株不能降解,根据实验的单一变量和对照原则,推测该同学的思路是:在无菌条件下,将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处,平板Ⅱ也进行同样的操作,在相同且适宜条件下培养一段时间,比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录,根据透明圈大降解能力强,透明圈小降解能力弱,进而比较A、B降解石油的能力。(4)由表格数据可知,在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上,A菌株仍然能降解石油,而B菌株不能降解,所以要治理贫氮且被石油污染的土壤,应该选用A菌株,因为A菌株降解石油的能力高于B菌株,并且在没有添加氮源的培养基中也能生长。
答案　(1)石油　DNA、RNA、蛋白质　(2)N0·2n
(3)在无菌条件下,将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板Ⅰ的甲和乙两孔处,平板Ⅱ也进行同样的操作,在相同且适宜条件下培养一段时间,比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录,根据透明圈大降解能力强,透明圈小降解能力弱,进而比较A、B降解石油的能力
(4)A　A菌株降解石油的能力高于B菌株,并且在没有添加氮源的培养基中也能生长