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2025届高考 一轮复习 人教版 微生物的培养技术及应用 课件(多选版)
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这是一份2025届高考 一轮复习 人教版 微生物的培养技术及应用 课件(多选版)，共60页。PPT课件主要包含了营养物质，生长繁殖，维生素，无氧条件，防止杂菌污染，物体表面，物体内外所有的微生物，化学药物消毒法，紫外线消毒法，干热灭菌法等内容，欢迎下载使用。
考点一 微生物的基本培养技术
【精梳·攻教材】一、培养基的配制1.含义:人们按照微生物对__________的不同需求,配制出的供其__________的营养基质。2.用途:用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
4.成分:(1)一般都包含水、______(提供碳元素的物质)、______(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。注意:牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养物质有氮源、碳源、维生素等,牛肉膏还可以提供磷酸盐。
(2)满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
【名师点睛】 几种微生物的营养和能量来源
二、无菌技术1.关键:______________。2.目的:________________________。
获得纯净的微生物培养物
3.消毒与灭菌的比较:
三、微生物的纯培养1.概念辨析:
2.过程:包括配制培养基、__________________和培养等步骤。3.常用方法:____________和稀释涂布平板法。
4.平板划线操作步骤及注意事项:(1)过程:
(2)灼烧接种环,待其冷却后才能蘸取菌液,以免温度过高杀死菌种。(3)微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到____________________________。(4)划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
由单个微生物繁殖而来的菌落
(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:
【名师点睛】 培养基中微生物数量过多或成片可能的原因(1)菌液浓度过高。(2)培养过程中被杂菌污染。(3)利用接种环划线时,每次划线前未灼烧接种环灭菌。
【辨·清易错】 1.在配制培养基时,一般微生物除满足营养需求外,还应该考虑pH、氧气及特殊营养物质的要求。( )2.无菌操作时,对实验操作空间、操作者的衣着和手进行灭菌。( )分析:对实验操作空间、操作者的衣着和手进行消毒。3.在培养酵母菌时,可以在培养基中加入青霉素,从而抑制细菌生长。( )4.培养基分装到培养皿后进行灭菌。( )分析:培养基先灭菌,再倒平板分装到培养皿中。5.平板划线操作时完全打开皿盖,划完立即盖上。( )分析:划线时,在酒精灯火焰附近将培养皿打开一条缝隙,用接种环在培养皿表面迅速划三到五条平行线,盖上皿盖。
【写·练表达】 1.(选择性必修3 P10旁栏思考)无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还能________________________________。2.(选择性必修3 P14拓展应用2拓展)(1)摇床培养时,摇床转速不同,意味着培养液中____________。(2)摇床培养的目的是:________________________________________________。
有效避免操作者自身被微生物感染
使菌体与培养液充分接触,同时增加培养液中O2的含量
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】幽门螺旋杆菌可导致人患胃病,它主要寄生在食道、胃及十二指肠等处,可导致胃炎、消化道溃疡、胃癌等疾病,主要通过消化道传播。某科研小组在胃病患者体内采集样本制成菌液后进行培养和分离,其基本步骤为:配制培养基→灭菌→倒平板→接种→培养→观察。请回答下列问题:
(1)培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右才能倒平板,温度不能过高也不能过低,原因是__________________________________。 【解析】(1)培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右才能倒平板,温度不能过高也不能过低,该温度条件下既不烫手,也使培养基处于流动状态,便于倒平板操作,即选择该温度的原因是温度过高会烫手,过低培养基又会凝固。
温度过高会烫手,过低培养基又会凝固
(2)膳食中的亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下可转变为致癌物________,实验室培养微生物时获得纯净培养物的关键是_________________________________。 【解析】(2)膳食中的亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下可转变为致癌物亚硝胺,获得纯净的培养物,一定要避免杂菌污染,从而获得单细胞培养而来的纯净微生物,即实验室培养微生物时获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染。
污染(防止外来杂菌入侵)
(3)培养基冷却凝固后,要将培养皿倒置,原因之一是_____________________________________________________。 【解析】(3)培养基冷却凝固后,要将培养皿倒置,这样可以避免冷凝水滴落培养基影响菌落形成,也可防止水分过快挥发,影响培养基的使用。
影响菌落形成;可防止水分过快挥发
(4)利用平板划线法分离纯化微生物的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________。 聚焦考查点:培养基制备过程中的注意事项。【解析】(4)平板划线法的操作过程可描述为通过用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的表面,在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落,从而达到分离纯化微生物的目的。
通过用接种环在固体培养基
表面划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,在数次划线
后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落
【破解策略】培养基的制备过程(1)配制培养基:需要根据所需培养的微生物配制合适比例的营养物质,并用蒸馏水定容。(2)灭菌:灭菌之前先调节pH,再选用湿热灭菌法,灭菌15～30 min。灭菌时间不宜过长,否则会导致营养物质发生改变。培养皿选用干热灭菌法。(3)倒平板:待培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。需要注意倒平板时培养基的温度控制,不能过高或过低,温度过高会烫手,过低培养基又会凝固;在倒平板过程中,大部分操作均在酒精灯火焰附近进行,避免周围环境中微生物的污染,且倒平板时,培养皿不能完全打开,以免杂菌污染培养基。
高考警示钟 倒平板不同于平板倒置培养。倒平板后,待培养基冷却凝固,将接种了微生物的培养基倒置培养在培养箱中,防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染,影响菌落形成,也可防止培养基表面水分过快挥发。
【精练·提能力】1.(多选)(2023·襄阳模拟)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,错误的是( )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也需要灭菌D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
【解析】选A、D。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错误;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错误。
【知识纵横】常见物品的消毒或灭菌方法(1)消毒方法及适用对象:①煮沸消毒法:家庭餐具、罐装食品等。②巴氏消毒法:牛奶等不耐高温的液体等。③化学药物消毒法:用酒精擦拭操作者双手、动植物表面,用氯气消毒水源等。④紫外线消毒法:接种室、接种箱或超净工作台等。(2)灭菌方法及适用对象:①灼烧灭菌:接种工具、其他金属用具等。②干热灭菌:玻璃器皿、金属用具等。③高压蒸汽灭菌(湿热灭菌):培养基等。
2.(2023·南京调研)如图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法正确的是( )A.步骤①后需将培养基灭菌并调节pHB.步骤①②③操作时需要在酒精灯火焰附近进行C.步骤③到④的过程中,接种环共灼烧处理了5次D.图中步骤①结束后需倒置平板,④结束后不需要
【解析】选B。步骤①表示倒平板,培养基需要先调节pH后灭菌,冷却后倒平板,A错误;接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成步骤③到步骤④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,步骤③到步骤④的过程中共需灼烧接种环6次,C错误;步骤④操作结束后需在培养皿的底上做好标记并倒置后放入培养箱中进行培养,D错误。
【加固训练】1.微生物的分离和培养是现代生物工程应用中的重要环节。如图甲、乙、丙是大肠杆菌分离和培养过程中部分操作和实验结果示意图,请据图回答有关问题:
(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一,它称为________,若用该培养基培养大肠杆菌,除考虑营养条件外,还要考虑__________和特殊营养物质等条件。 【解析】(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一,它称为倒平板;不同微生物的生存条件不同,若用该培养基培养大肠杆菌,除考虑营养条件外,还要考虑温度、氧气、pH等条件。
(2)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染,对于固体培养基应采用的检测方法是_______________________________________________________________________。 【解析】(2)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。
将未接种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
(3)图乙是平板划线法接种操作示意图,正确的操作顺序是A→B→____________________(用字母和箭头表示);找出图乙中两处错误的操作: _______(用字母表示)。 【解析】(3)图乙是平板划线法接种操作示意图,A为灼烧接种环灭菌,B、G、F为在酒精灯火焰附近取一环菌液,C是平板划线接种,D、H是连续平板划线后细菌生长的结果,E是接种后塞上棉塞,正确的操作顺序是A→B→G→F→E→C→D→H,图乙中C划线时需在酒精灯火焰附近进行,等接种环冷却后接种,D中划线后首尾不能相连。
G→F→E→C→D→H
(4)图丙是某同学用平板划线法接种后的培养基培养12 h后的实验结果,如果培养基上____________________________________,则说明无菌操作基本符合要求。 【解析】(4)不同微生物形成的菌落的颜色、形状、大小是不同的,某同学用平板划线法接种后的培养基培养12 h后,如果培养基上生长的菌落颜色、形状、大小基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点,则说明无菌操作基本符合要求。
生长的菌落颜色、形状、大小基本一致
(5)图丙用的接种工具是________;对接种工具进行灭菌的方法是__________。 【解析】(5)图丙表示的接种方法是平板划线法,此方法所用的接种工具是接种环,对接种环可以用灼烧灭菌法进行灭菌处理。
(6)接种操作为什么一定要在酒精灯火焰附近进行? ______________________________。 【解析】(6)由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域,因此接种常在火焰附近进行。
酒精灯火焰附近存在着无菌区域
2.(选择性必修3 P10 “相关信息”)乳酸菌可通过产生乳酸、Nisin(细菌素)抑制其他细菌的增殖。Nisin在乳酸链球菌核糖体上合成,与革兰氏阳性菌的受体结合后,抑制细胞壁肽聚糖合成,是世界公认的“绿色保鲜剂”。乳酸杆菌是狗等动物肠道中的优势菌。(1)利用Nisin除去细菌属于______消毒法,该种方法指利用______或__________除去环境中的部分微生物的方法。 【解析】(1)分析题意,Nisin在乳酸链球菌核糖体上合成,与革兰氏阳性菌的受体结合后,抑制细胞壁肽聚糖合成,利用Nisin除去细菌属于生物消毒法。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)和煮沸消毒等其他消毒方法相同,生物消毒只能杀死物体表面或内部的______________。 【解析】(2)煮沸消毒等其他消毒方法与生物消毒一样,只能杀死物体表面或内部的一部分微生物。
(3)革兰氏阳性菌经Nisin处理后,子代细菌易__________。 【解析】(3)革兰氏阳性菌经Nisin处理后,细胞壁被破坏,故子代细菌易吸水涨破。
(4)酵母菌纯化培养时______(填“可”或“不可”)使用乳酸链球菌抑制杂菌的增殖,原因是__________________________________________________________________。 【解析】(4)酵母菌纯化培养时需要有氧条件,而乳酸链球菌属于厌氧生物,应在无氧条件下培养,故酵母菌纯化培养时不能使用乳酸链球菌抑制杂菌的增殖。
酵母菌纯化培养时需要有氧条件,在有氧条件下乳酸链球菌
考点二 微生物的选择培养和计数
【精梳·攻教材】一、微生物的选择培养1.选择培养基:
2.稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释后,将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面,进行培养。(1)系列稀释操作。系列稀释:移液管需要经过灭菌。操作时,试管口和移液管应离酒精灯火焰1～2 cm。操作过程如下:
(3)培养:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板______,放入__________的恒温培养箱中培养1～2 d。
【名师点睛】 稀释涂布平板法计数的注意事项(1)计数平板:一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。(2)重复组:要设置对照实验,且在同一稀释度下涂布3个平板作为重复组。(3)计数时机:每隔一定的时间(如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,这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落数目。
三、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作1.分离原理:
3.实验结果分析与评价:
【名师点睛】 理论上,以尿素为唯一氮源的选择培养基能够筛选出分解尿素的微生物,但实际上固氮微生物以及以尿素分解产物(氨)为氮源的微生物也可在该选择培养基生存,因此选择培养基上的菌落不一定是分解尿素的微生物,挑取单菌落后仍需要进一步鉴定。
【辨·清易错】 1.涂布时,用涂布器蘸取少量菌液并均匀地涂布在培养基的表面。( )分析:用滴管或移液管取少量菌液滴到培养皿上,然后用经过灭菌的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。2.培养基中添加青霉素从而将真菌从混有细菌的培养基上选择出来。( )3.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的细菌,是否无菌操作影响较小。(√)4.以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物只有能分解尿素的细菌。( )分析:在以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物除了有能分解尿素的细菌,还有固氮菌等。
【写·练表达】 1.(选择性必修3 P18“相关信息”)血细胞计数板和细菌计数板的主要区别是:__________________________________________________________________________________________。2.(选择性必修3 P18“探究·实践”分析)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时,需要设置一个空白对照和每个稀释度下设置一个牛肉膏蛋白胨培养基。结合对照组分析:如果空白对照组的培养基在培养过程中没有菌落生长,说明______________________。如果牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,说明____________________________________。
前者常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数;后者可对细菌等
较小的细胞进行观察和计数
选择培养基已经筛选出一些尿素分解菌
【精练·提能力】1.(多选)(2024·石家庄模拟)野生型大肠杆菌能够在基本培养基上生长,营养缺陷型的大肠杆菌则不能在基本培养基上生长,需要在培养基中添加某些营养物质。研究人员用影印培养法对诱变产生的营养缺陷型突变体进行筛选,方法如图所示。下列叙述正确的是( )
A.母板培养基与基本培养基的成分相同B.用稀释涂布平板法将菌液接种在母板培养基上进行培养C.作为接种工具的“印章”需经过灭菌后才能印在长有菌落的母板上粘取菌种D.母板培养基上的菌落4、5、6为营养缺陷型大肠杆菌繁殖而来
【解析】选B、C、D。母板培养基上有发生突变的营养缺陷型和野生型大肠杆菌的菌落,而基本培养基上只有野生型大肠杆菌的菌落,由此可知母板培养基与基本培养基的成分不同,A错误;分析题图可知,用了稀释涂布平板法将菌液接种在母板培养基上进行培养,B正确;作为接种工具的“印章”需经过灭菌处理才能印在长有菌落的母板上,以防止杂菌污染,C正确;根据基本培养基上的菌落分布和添加不同营养物质的补充培养基上的菌落分布对应位置可知,4、5、6为营养缺陷型大肠杆菌,理由是这三个菌落在基本培养基上都没有形成菌落,而分别在添加了不同营养物质的补充培养基上形成,D正确。
提升·关键能力——比较分析区分选择培养基与鉴别培养基
2.(多选)(2024·张家口模拟)如图所示,自来水经滤膜过滤后,转移到牛肉膏蛋白胨培养基上,适宜条件下培养48 h,染色后统计变色菌落数目为165个。下列说法错误的是( )A.若培养基含伊红—亚甲蓝,大肠杆菌菌落呈蓝绿色B.自来水中大肠杆菌的浓度是33个·L-1,比真实值大C.为了提高准确度,需设重复实验,但不用设置空白对照D.若培养基菌落数目大于300,可适当减少自来水量
【解析】选A、B、C。若培养基含伊红-亚甲蓝,大肠杆菌菌落呈黑色或紫黑色有金属光泽,A错误;自来水中大肠杆菌浓度是165÷5=33个·L-1,由于两个或多个大肠杆菌可能长成一个菌落,因此比真实值小,B错误;为了提高准确度,需设重复实验,同时需要设置空白对照,C错误;若培养基菌落数目大于300,说明细菌数目较多,可适当减少自来水量,D正确。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修3 P20 “到社会中去”)随着经济时代的发展,方便快捷的各种外卖越来越受年轻人的青睐,但是随之而来,“外卖是否卫生、是否环保”成为了人们讨论的焦点话题。
外卖餐盒常用材料淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)是一种聚乙烯类塑料替代材料,科研人员开展相关研究,从垃圾堆埋场中筛选到能够更高效降解淀粉—PE的菌株,试图解决外卖餐盒的环境污染问题。
(1)在进行该菌株的分离筛选时,需要将一定量的适宜稀释倍数的土壤悬液接种在以_______________________________为唯一碳源的液体培养基上,重复多次进行富集培养,然后将富集培养后的菌液接种到固体培养基上。此种分离纯化微生物的接种方法称为________________。研究未知的微生物一定要注意进行规范的无菌操作,以防____________________,实验后,一定要洗手。 【解析】(1)由题干信息可知,本实验是为了筛选到能够更高效降解淀粉-PE的菌株,故培养基中的唯一碳源是淀粉-PE。此种分离纯化微生物的接种方法称为稀释涂布平板法。研究未知的微生物一定要注意进行规范的无菌操作,以防被致病的微生物感染,实验后,一定要洗手、消毒。
淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)
(2)科研人员将富集得到的菌株分别接入以聚乙烯蜡(PE-WAX,一种低分子聚乙烯)为唯一碳源的基本培养基中,挑选能在该培养基中生长的菌株,结果如图1所示。同时,将富集得到的菌株转接至淀粉固体培养基,观察透明圈(出现透明部分说明该菌株能分泌胞外______酶),结果如图2所示。综上分析,菌株___ (从图1、图2中选择序号)为所选菌株,原因是______________________________________________________________________________________________。 【解析】(2)观察透明圈,在淀粉固体平板上出现透明部分说明该菌株能分泌胞外淀粉酶。观察图1可知,菌株7和菌株11在以PE-WAX为唯一碳源的基本培养基中生长较好,观察图2可知,菌株11的透明圈比菌株6的大,这说明菌株11既能利用聚乙烯作为碳源生长,又能利用淀粉生长,因此能够更高效降解淀粉填充聚乙烯类塑料。
既能利用聚乙烯作为碳源生长,又能利用
淀粉生长,因此能够更高效降解淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)
【感悟高考】1.(2023·山东等级考)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
【解析】选D。本题考查微生物的培养技术。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先浸在酒精中,然后在火焰上灼烧,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缺乏氮源而无法生长,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。
2.(2022·湖北选择考)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染C.为防止蛋白质变性,不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌D.可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【解析】选D。动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B错误;一般用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,C错误;可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
3.(2022·河北选择考)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。
回答下列问题:(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量______________菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5 mm)在______________菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量________大小以判定抑菌效果。 【解析】(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,应将番茄灰霉病菌菌液均匀涂布于培养基上,再用枯草芽孢杆菌作为单一变量,观察抑菌效果,具体操作如下:取适量番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后,覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量抑菌圈大小,若抑菌圈大,则抑菌效果好;若抑菌圈小,则抑菌效果差。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用__________ (填“静置”或“摇床振荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用__________________ (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是__________________________________________________________________________________。 【解析】(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,为增加培养液中溶氧量,液体培养时应采用摇床振荡培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用显微镜直接计数法,其原因是用稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低,而显微镜直接计数法相对准确。
计的菌落数目往往比活菌的实际数目低,而显微镜直接计数法相对准确
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是_______________________________________________________________。 利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白相对分子质量时,SDS的作用是______________________________________________________。 【解析】(3)不同蛋白质分子所带电荷性质、分子大小等均存在差异,在电场中移动速率不同,利用这一原理,可以分离蛋白质混合样品。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定抗菌蛋白相对分子质量时,SDS的作用是消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,使蛋白质发生变性。
根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子
大小等,可通过电泳分离蛋白质
消除蛋白质所带净电荷对
迁移率的影响,使蛋白质发生变性
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其______作为保藏对象。 【解析】(4)枯草芽孢杆菌处于孢子体时,其代谢呈最不活跃或相对静止的状态,有利于长期保存,所以枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其芽孢作为保藏对象。
【预测高考】锁定新情境:分解纤维素的细菌在农业中的应用 废弃的农作物秸秆中含有丰富的纤维素,纤维素可被某些微生物分解转化为乙醇,从而作为工业酒精和生物燃料。为了从土壤中筛选出能够降解纤维素的优良菌株,研究人员进行了如下实验:实验原理:刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素降解后,复合物无法形成,平板上会出现以菌落为中心的透明圈(如图)。
实验步骤:①制备菌悬液:称取树林中多年落叶形成的腐殖土10 g,加入盛有90 mL无菌水的三角瓶中,振荡1 h,制成菌悬液。②菌种的富集培养:制备的菌悬液静置15 min后,吸取上清液2 mL,加入含有200 mL富集培养基的三角瓶中,30 ℃、120 r/min摇床培养60 h。
③菌种的分离与筛选:将富集培养后的菌液稀释后,取0.1 mL接种于选择培养基,经30 ℃培养4 d后,观察并测量菌落及透明圈的直径(结果如下表),初步筛选出降解纤维素的优良菌株。
基于核心素养的新考向:1.(分析与综合)步骤①,选择腐殖土的原因是__________________________________________________________, 振荡1 h的目的是____________________________。 【解析】1.本实验目的是筛选降解纤维素的菌株,所以需在富含纤维素的腐殖土中进行筛选,振荡培养的目的在于使菌株均匀分布在培养液中。
腐殖土中富含纤维素,在腐殖
土中易于筛选到降解纤维素的菌株
2.(抽象与概括)实验中,培养基通常采用______________的方法进行灭菌。步骤②中摇床培养的优点是________________________________________________________________。 【解析】2.培养基一般用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,摇床培养的优点是可以增加培养液的溶氧量,使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。
增加培养液的溶氧量,使菌体与培养液充分
接触,提高营养物质的利用率
3.(比较与分类)与步骤②相比,步骤③所用的选择培养基中特有的成分是________。结合实验结果,研究人员初步筛选出1号、3号和7号为降解纤维素的优良菌株,其依据是______________________________________________________________________。 【解析】3.由实验目的可知,选择培养基特有的成分是纤维素,据表可知,1、3、7号菌株透明圈直径/菌落直径相对较大,证明其分解纤维素的能力较强,所以选其作为目的菌株。
1、3、7号菌株透明圈直径/菌落直径相对较大,证明
其分解纤维素的能力较强
4.(实施计划)研究人员分别用上述初筛的3种菌株对秸秆进行处理,并在第5天和第10天对秸秆和秸秆中含有的纤维素、半纤维素以及木质素等组分的降解情况进行了测定,结果如下图。
考点一 微生物的基本培养技术
【精梳·攻教材】一、培养基的配制1.含义:人们按照微生物对__________的不同需求,配制出的供其__________的营养基质。2.用途:用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
4.成分:(1)一般都包含水、______(提供碳元素的物质)、______(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。注意:牛肉膏、蛋白胨提供的主要营养物质有氮源、碳源、维生素等,牛肉膏还可以提供磷酸盐。
(2)满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
【名师点睛】 几种微生物的营养和能量来源
二、无菌技术1.关键:______________。2.目的:________________________。
获得纯净的微生物培养物
3.消毒与灭菌的比较:
三、微生物的纯培养1.概念辨析:
2.过程:包括配制培养基、__________________和培养等步骤。3.常用方法:____________和稀释涂布平板法。
4.平板划线操作步骤及注意事项:(1)过程:
(2)灼烧接种环,待其冷却后才能蘸取菌液,以免温度过高杀死菌种。(3)微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到____________________________。(4)划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
由单个微生物繁殖而来的菌落
(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:
【名师点睛】 培养基中微生物数量过多或成片可能的原因(1)菌液浓度过高。(2)培养过程中被杂菌污染。(3)利用接种环划线时,每次划线前未灼烧接种环灭菌。
【辨·清易错】 1.在配制培养基时,一般微生物除满足营养需求外,还应该考虑pH、氧气及特殊营养物质的要求。( )2.无菌操作时,对实验操作空间、操作者的衣着和手进行灭菌。( )分析:对实验操作空间、操作者的衣着和手进行消毒。3.在培养酵母菌时,可以在培养基中加入青霉素,从而抑制细菌生长。( )4.培养基分装到培养皿后进行灭菌。( )分析:培养基先灭菌,再倒平板分装到培养皿中。5.平板划线操作时完全打开皿盖,划完立即盖上。( )分析:划线时,在酒精灯火焰附近将培养皿打开一条缝隙,用接种环在培养皿表面迅速划三到五条平行线,盖上皿盖。
【写·练表达】 1.(选择性必修3 P10旁栏思考)无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还能________________________________。2.(选择性必修3 P14拓展应用2拓展)(1)摇床培养时,摇床转速不同,意味着培养液中____________。(2)摇床培养的目的是:________________________________________________。
有效避免操作者自身被微生物感染
使菌体与培养液充分接触,同时增加培养液中O2的含量
【精研·破疑难】【命题研究】【典例】幽门螺旋杆菌可导致人患胃病,它主要寄生在食道、胃及十二指肠等处,可导致胃炎、消化道溃疡、胃癌等疾病,主要通过消化道传播。某科研小组在胃病患者体内采集样本制成菌液后进行培养和分离,其基本步骤为:配制培养基→灭菌→倒平板→接种→培养→观察。请回答下列问题:
(1)培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右才能倒平板,温度不能过高也不能过低,原因是__________________________________。 【解析】(1)培养基灭菌后,需要冷却到50 ℃左右才能倒平板,温度不能过高也不能过低,该温度条件下既不烫手,也使培养基处于流动状态,便于倒平板操作,即选择该温度的原因是温度过高会烫手,过低培养基又会凝固。
温度过高会烫手,过低培养基又会凝固
(2)膳食中的亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下可转变为致癌物________,实验室培养微生物时获得纯净培养物的关键是_________________________________。 【解析】(2)膳食中的亚硝酸盐在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下可转变为致癌物亚硝胺,获得纯净的培养物,一定要避免杂菌污染,从而获得单细胞培养而来的纯净微生物,即实验室培养微生物时获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染。
污染(防止外来杂菌入侵)
(3)培养基冷却凝固后,要将培养皿倒置,原因之一是_____________________________________________________。 【解析】(3)培养基冷却凝固后,要将培养皿倒置,这样可以避免冷凝水滴落培养基影响菌落形成,也可防止水分过快挥发,影响培养基的使用。
影响菌落形成;可防止水分过快挥发
(4)利用平板划线法分离纯化微生物的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________。 聚焦考查点:培养基制备过程中的注意事项。【解析】(4)平板划线法的操作过程可描述为通过用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的表面,在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落,从而达到分离纯化微生物的目的。
通过用接种环在固体培养基
表面划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,在数次划线
后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的菌落
【破解策略】培养基的制备过程(1)配制培养基:需要根据所需培养的微生物配制合适比例的营养物质,并用蒸馏水定容。(2)灭菌:灭菌之前先调节pH,再选用湿热灭菌法,灭菌15～30 min。灭菌时间不宜过长,否则会导致营养物质发生改变。培养皿选用干热灭菌法。(3)倒平板:待培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。需要注意倒平板时培养基的温度控制,不能过高或过低,温度过高会烫手,过低培养基又会凝固;在倒平板过程中,大部分操作均在酒精灯火焰附近进行,避免周围环境中微生物的污染,且倒平板时,培养皿不能完全打开,以免杂菌污染培养基。
高考警示钟 倒平板不同于平板倒置培养。倒平板后,待培养基冷却凝固,将接种了微生物的培养基倒置培养在培养箱中,防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染,影响菌落形成,也可防止培养基表面水分过快挥发。
【精练·提能力】1.(多选)(2023·襄阳模拟)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,错误的是( )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也需要灭菌D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
【解析】选A、D。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错误;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错误。
【知识纵横】常见物品的消毒或灭菌方法(1)消毒方法及适用对象:①煮沸消毒法:家庭餐具、罐装食品等。②巴氏消毒法:牛奶等不耐高温的液体等。③化学药物消毒法:用酒精擦拭操作者双手、动植物表面,用氯气消毒水源等。④紫外线消毒法:接种室、接种箱或超净工作台等。(2)灭菌方法及适用对象:①灼烧灭菌:接种工具、其他金属用具等。②干热灭菌:玻璃器皿、金属用具等。③高压蒸汽灭菌(湿热灭菌):培养基等。
2.(2023·南京调研)如图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法正确的是( )A.步骤①后需将培养基灭菌并调节pHB.步骤①②③操作时需要在酒精灯火焰附近进行C.步骤③到④的过程中,接种环共灼烧处理了5次D.图中步骤①结束后需倒置平板,④结束后不需要
【解析】选B。步骤①表示倒平板,培养基需要先调节pH后灭菌,冷却后倒平板,A错误;接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌,所以完成步骤③到步骤④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌,接种结束后还需灼烧灭菌1次,防止造成污染,由此可见,步骤③到步骤④的过程中共需灼烧接种环6次,C错误;步骤④操作结束后需在培养皿的底上做好标记并倒置后放入培养箱中进行培养,D错误。
【加固训练】1.微生物的分离和培养是现代生物工程应用中的重要环节。如图甲、乙、丙是大肠杆菌分离和培养过程中部分操作和实验结果示意图,请据图回答有关问题:
(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一,它称为________,若用该培养基培养大肠杆菌,除考虑营养条件外,还要考虑__________和特殊营养物质等条件。 【解析】(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一,它称为倒平板;不同微生物的生存条件不同,若用该培养基培养大肠杆菌,除考虑营养条件外,还要考虑温度、氧气、pH等条件。
(2)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染,对于固体培养基应采用的检测方法是_______________________________________________________________________。 【解析】(2)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。
将未接种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
(3)图乙是平板划线法接种操作示意图,正确的操作顺序是A→B→____________________(用字母和箭头表示);找出图乙中两处错误的操作: _______(用字母表示)。 【解析】(3)图乙是平板划线法接种操作示意图,A为灼烧接种环灭菌,B、G、F为在酒精灯火焰附近取一环菌液,C是平板划线接种,D、H是连续平板划线后细菌生长的结果,E是接种后塞上棉塞,正确的操作顺序是A→B→G→F→E→C→D→H,图乙中C划线时需在酒精灯火焰附近进行,等接种环冷却后接种,D中划线后首尾不能相连。
G→F→E→C→D→H
(4)图丙是某同学用平板划线法接种后的培养基培养12 h后的实验结果,如果培养基上____________________________________,则说明无菌操作基本符合要求。 【解析】(4)不同微生物形成的菌落的颜色、形状、大小是不同的,某同学用平板划线法接种后的培养基培养12 h后,如果培养基上生长的菌落颜色、形状、大小基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点,则说明无菌操作基本符合要求。
生长的菌落颜色、形状、大小基本一致
(5)图丙用的接种工具是________;对接种工具进行灭菌的方法是__________。 【解析】(5)图丙表示的接种方法是平板划线法,此方法所用的接种工具是接种环,对接种环可以用灼烧灭菌法进行灭菌处理。
(6)接种操作为什么一定要在酒精灯火焰附近进行? ______________________________。 【解析】(6)由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域,因此接种常在火焰附近进行。
酒精灯火焰附近存在着无菌区域
2.(选择性必修3 P10 “相关信息”)乳酸菌可通过产生乳酸、Nisin(细菌素)抑制其他细菌的增殖。Nisin在乳酸链球菌核糖体上合成,与革兰氏阳性菌的受体结合后,抑制细胞壁肽聚糖合成,是世界公认的“绿色保鲜剂”。乳酸杆菌是狗等动物肠道中的优势菌。(1)利用Nisin除去细菌属于______消毒法,该种方法指利用______或__________除去环境中的部分微生物的方法。 【解析】(1)分析题意,Nisin在乳酸链球菌核糖体上合成,与革兰氏阳性菌的受体结合后,抑制细胞壁肽聚糖合成,利用Nisin除去细菌属于生物消毒法。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)和煮沸消毒等其他消毒方法相同,生物消毒只能杀死物体表面或内部的______________。 【解析】(2)煮沸消毒等其他消毒方法与生物消毒一样,只能杀死物体表面或内部的一部分微生物。
(3)革兰氏阳性菌经Nisin处理后,子代细菌易__________。 【解析】(3)革兰氏阳性菌经Nisin处理后,细胞壁被破坏,故子代细菌易吸水涨破。
(4)酵母菌纯化培养时______(填“可”或“不可”)使用乳酸链球菌抑制杂菌的增殖,原因是__________________________________________________________________。 【解析】(4)酵母菌纯化培养时需要有氧条件,而乳酸链球菌属于厌氧生物,应在无氧条件下培养,故酵母菌纯化培养时不能使用乳酸链球菌抑制杂菌的增殖。
酵母菌纯化培养时需要有氧条件,在有氧条件下乳酸链球菌
考点二 微生物的选择培养和计数
【精梳·攻教材】一、微生物的选择培养1.选择培养基:
2.稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释后,将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面,进行培养。(1)系列稀释操作。系列稀释:移液管需要经过灭菌。操作时,试管口和移液管应离酒精灯火焰1～2 cm。操作过程如下:
(3)培养:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板______,放入__________的恒温培养箱中培养1～2 d。
【名师点睛】 稀释涂布平板法计数的注意事项(1)计数平板:一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。(2)重复组:要设置对照实验,且在同一稀释度下涂布3个平板作为重复组。(3)计数时机:每隔一定的时间(如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,这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落数目。
三、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作1.分离原理:
3.实验结果分析与评价:
【名师点睛】 理论上,以尿素为唯一氮源的选择培养基能够筛选出分解尿素的微生物,但实际上固氮微生物以及以尿素分解产物(氨)为氮源的微生物也可在该选择培养基生存,因此选择培养基上的菌落不一定是分解尿素的微生物,挑取单菌落后仍需要进一步鉴定。
【辨·清易错】 1.涂布时,用涂布器蘸取少量菌液并均匀地涂布在培养基的表面。( )分析:用滴管或移液管取少量菌液滴到培养皿上,然后用经过灭菌的涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。2.培养基中添加青霉素从而将真菌从混有细菌的培养基上选择出来。( )3.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的细菌,是否无菌操作影响较小。(√)4.以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物只有能分解尿素的细菌。( )分析:在以尿素为唯一氮源的培养基上生长的微生物除了有能分解尿素的细菌,还有固氮菌等。
【写·练表达】 1.(选择性必修3 P18“相关信息”)血细胞计数板和细菌计数板的主要区别是:__________________________________________________________________________________________。2.(选择性必修3 P18“探究·实践”分析)利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时,需要设置一个空白对照和每个稀释度下设置一个牛肉膏蛋白胨培养基。结合对照组分析:如果空白对照组的培养基在培养过程中没有菌落生长,说明______________________。如果牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,说明____________________________________。
前者常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数;后者可对细菌等
较小的细胞进行观察和计数
选择培养基已经筛选出一些尿素分解菌
【精练·提能力】1.(多选)(2024·石家庄模拟)野生型大肠杆菌能够在基本培养基上生长,营养缺陷型的大肠杆菌则不能在基本培养基上生长,需要在培养基中添加某些营养物质。研究人员用影印培养法对诱变产生的营养缺陷型突变体进行筛选,方法如图所示。下列叙述正确的是( )
A.母板培养基与基本培养基的成分相同B.用稀释涂布平板法将菌液接种在母板培养基上进行培养C.作为接种工具的“印章”需经过灭菌后才能印在长有菌落的母板上粘取菌种D.母板培养基上的菌落4、5、6为营养缺陷型大肠杆菌繁殖而来
【解析】选B、C、D。母板培养基上有发生突变的营养缺陷型和野生型大肠杆菌的菌落,而基本培养基上只有野生型大肠杆菌的菌落,由此可知母板培养基与基本培养基的成分不同,A错误;分析题图可知,用了稀释涂布平板法将菌液接种在母板培养基上进行培养,B正确;作为接种工具的“印章”需经过灭菌处理才能印在长有菌落的母板上,以防止杂菌污染,C正确;根据基本培养基上的菌落分布和添加不同营养物质的补充培养基上的菌落分布对应位置可知,4、5、6为营养缺陷型大肠杆菌,理由是这三个菌落在基本培养基上都没有形成菌落,而分别在添加了不同营养物质的补充培养基上形成,D正确。
提升·关键能力——比较分析区分选择培养基与鉴别培养基
2.(多选)(2024·张家口模拟)如图所示,自来水经滤膜过滤后,转移到牛肉膏蛋白胨培养基上,适宜条件下培养48 h,染色后统计变色菌落数目为165个。下列说法错误的是( )A.若培养基含伊红—亚甲蓝,大肠杆菌菌落呈蓝绿色B.自来水中大肠杆菌的浓度是33个·L-1,比真实值大C.为了提高准确度,需设重复实验,但不用设置空白对照D.若培养基菌落数目大于300,可适当减少自来水量
【解析】选A、B、C。若培养基含伊红-亚甲蓝,大肠杆菌菌落呈黑色或紫黑色有金属光泽,A错误;自来水中大肠杆菌浓度是165÷5=33个·L-1,由于两个或多个大肠杆菌可能长成一个菌落,因此比真实值小,B错误;为了提高准确度,需设重复实验,同时需要设置空白对照,C错误;若培养基菌落数目大于300,说明细菌数目较多,可适当减少自来水量,D正确。
【从教材走向高考】 3.(选择性必修3 P20 “到社会中去”)随着经济时代的发展,方便快捷的各种外卖越来越受年轻人的青睐,但是随之而来,“外卖是否卫生、是否环保”成为了人们讨论的焦点话题。
外卖餐盒常用材料淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)是一种聚乙烯类塑料替代材料,科研人员开展相关研究,从垃圾堆埋场中筛选到能够更高效降解淀粉—PE的菌株,试图解决外卖餐盒的环境污染问题。
(1)在进行该菌株的分离筛选时,需要将一定量的适宜稀释倍数的土壤悬液接种在以_______________________________为唯一碳源的液体培养基上,重复多次进行富集培养,然后将富集培养后的菌液接种到固体培养基上。此种分离纯化微生物的接种方法称为________________。研究未知的微生物一定要注意进行规范的无菌操作,以防____________________,实验后,一定要洗手。 【解析】(1)由题干信息可知,本实验是为了筛选到能够更高效降解淀粉-PE的菌株,故培养基中的唯一碳源是淀粉-PE。此种分离纯化微生物的接种方法称为稀释涂布平板法。研究未知的微生物一定要注意进行规范的无菌操作,以防被致病的微生物感染,实验后,一定要洗手、消毒。
淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)
(2)科研人员将富集得到的菌株分别接入以聚乙烯蜡(PE-WAX,一种低分子聚乙烯)为唯一碳源的基本培养基中,挑选能在该培养基中生长的菌株,结果如图1所示。同时,将富集得到的菌株转接至淀粉固体培养基,观察透明圈(出现透明部分说明该菌株能分泌胞外______酶),结果如图2所示。综上分析,菌株___ (从图1、图2中选择序号)为所选菌株,原因是______________________________________________________________________________________________。 【解析】(2)观察透明圈,在淀粉固体平板上出现透明部分说明该菌株能分泌胞外淀粉酶。观察图1可知,菌株7和菌株11在以PE-WAX为唯一碳源的基本培养基中生长较好,观察图2可知,菌株11的透明圈比菌株6的大,这说明菌株11既能利用聚乙烯作为碳源生长,又能利用淀粉生长,因此能够更高效降解淀粉填充聚乙烯类塑料。
既能利用聚乙烯作为碳源生长,又能利用
淀粉生长,因此能够更高效降解淀粉填充聚乙烯类塑料(淀粉—PE)
【感悟高考】1.(2023·山东等级考)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
【解析】选D。本题考查微生物的培养技术。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先浸在酒精中,然后在火焰上灼烧,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缺乏氮源而无法生长,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。
2.(2022·湖北选择考)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是( )A.动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染C.为防止蛋白质变性,不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌D.可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【解析】选D。动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,A错误;动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保证无菌环境,而微生物的培养不能加入抗生素,B错误;一般用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌,以防止杂菌污染,C错误;可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,以防止杂菌污染,D正确。
3.(2022·河北选择考)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产,枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治,研究者设计了相关实验。
回答下列问题:(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,取适量______________菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片(直径5 mm)在______________菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量________大小以判定抑菌效果。 【解析】(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时,应将番茄灰霉病菌菌液均匀涂布于培养基上,再用枯草芽孢杆菌作为单一变量,观察抑菌效果,具体操作如下:取适量番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上,将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后,覆盖于固体培养基中心,数秒后取出滤纸片,培养皿倒置培养后测量抑菌圈大小,若抑菌圈大,则抑菌效果好;若抑菌圈小,则抑菌效果差。
(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,液体培养时应采用__________ (填“静置”或“摇床振荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用__________________ (填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”),其原因是__________________________________________________________________________________。 【解析】(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物,为增加培养液中溶氧量,液体培养时应采用摇床振荡培养。培养过程中抽样检测活菌数量时,应采用显微镜直接计数法,其原因是用稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低,而显微镜直接计数法相对准确。
计的菌落数目往往比活菌的实际数目低,而显微镜直接计数法相对准确
(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是_______________________________________________________________。 利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白相对分子质量时,SDS的作用是______________________________________________________。 【解析】(3)不同蛋白质分子所带电荷性质、分子大小等均存在差异,在电场中移动速率不同,利用这一原理,可以分离蛋白质混合样品。利用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定抗菌蛋白相对分子质量时,SDS的作用是消除蛋白质所带净电荷对迁移率的影响,使蛋白质发生变性。
根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子
大小等,可通过电泳分离蛋白质
消除蛋白质所带净电荷对
迁移率的影响,使蛋白质发生变性
(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其______作为保藏对象。 【解析】(4)枯草芽孢杆菌处于孢子体时,其代谢呈最不活跃或相对静止的状态,有利于长期保存,所以枯草芽孢杆菌长期保藏时,常以其芽孢作为保藏对象。
【预测高考】锁定新情境:分解纤维素的细菌在农业中的应用 废弃的农作物秸秆中含有丰富的纤维素,纤维素可被某些微生物分解转化为乙醇,从而作为工业酒精和生物燃料。为了从土壤中筛选出能够降解纤维素的优良菌株,研究人员进行了如下实验:实验原理:刚果红能与纤维素形成红色复合物,当纤维素降解后,复合物无法形成,平板上会出现以菌落为中心的透明圈(如图)。
实验步骤:①制备菌悬液:称取树林中多年落叶形成的腐殖土10 g,加入盛有90 mL无菌水的三角瓶中,振荡1 h,制成菌悬液。②菌种的富集培养:制备的菌悬液静置15 min后,吸取上清液2 mL,加入含有200 mL富集培养基的三角瓶中,30 ℃、120 r/min摇床培养60 h。
③菌种的分离与筛选:将富集培养后的菌液稀释后,取0.1 mL接种于选择培养基,经30 ℃培养4 d后,观察并测量菌落及透明圈的直径(结果如下表),初步筛选出降解纤维素的优良菌株。
基于核心素养的新考向:1.(分析与综合)步骤①,选择腐殖土的原因是__________________________________________________________, 振荡1 h的目的是____________________________。 【解析】1.本实验目的是筛选降解纤维素的菌株,所以需在富含纤维素的腐殖土中进行筛选,振荡培养的目的在于使菌株均匀分布在培养液中。
腐殖土中富含纤维素,在腐殖
土中易于筛选到降解纤维素的菌株
2.(抽象与概括)实验中,培养基通常采用______________的方法进行灭菌。步骤②中摇床培养的优点是________________________________________________________________。 【解析】2.培养基一般用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,摇床培养的优点是可以增加培养液的溶氧量,使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率。
增加培养液的溶氧量,使菌体与培养液充分
接触,提高营养物质的利用率
3.(比较与分类)与步骤②相比,步骤③所用的选择培养基中特有的成分是________。结合实验结果,研究人员初步筛选出1号、3号和7号为降解纤维素的优良菌株,其依据是______________________________________________________________________。 【解析】3.由实验目的可知,选择培养基特有的成分是纤维素,据表可知,1、3、7号菌株透明圈直径/菌落直径相对较大,证明其分解纤维素的能力较强,所以选其作为目的菌株。
1、3、7号菌株透明圈直径/菌落直径相对较大,证明
其分解纤维素的能力较强
4.(实施计划)研究人员分别用上述初筛的3种菌株对秸秆进行处理,并在第5天和第10天对秸秆和秸秆中含有的纤维素、半纤维素以及木质素等组分的降解情况进行了测定,结果如下图。
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