高考生物总复习第10单元第36课微生物的培养技术及应用学案

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第36课　微生物的培养技术及应用►学业质量水平要求◄1．通过分析培养基各成分在微生物培养中的作用，得出可以通过调整培养基的配方，有目的地培养某种微生物的结论。(科学思维)2．通过分析选择培养基的原理，理解适者生存的含义。(生命观念)3．通过微生物的相关实验，学会培养、分离微生物以及微生物计数的实验设计。(科学探究)考点一　微生物的基本培养技术1．培养基(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)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。(3)成分：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。2．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。(2)常用方法3．微生物的纯培养(1)概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体是纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。(2)过程：包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。(3)常用接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。(4)实例——酵母菌的纯培养1．培养基只能用以培养、分离、鉴定、保存微生物，不能用以积累其代谢物。              (　×　)2．由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。 (　√　)3．经高压蒸汽灭菌后的培养基，要冷却至50 ℃左右时，才能在酒精灯火焰附近倒平板。              (　√　)4．平板划线时要注意将最后一次的划线与第一次的划线相连。 (　×　)【教材细节命题】(选择性必修3 P12～13旁栏思考)(1)在未接种的培养基表面是否有菌落生长？没有。如果有，说明了培养基被杂菌污染。(2)在接种酵母菌的培养基上，如果你观察到了不同形态的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的吗？如果观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或者无菌操作不规范等原因引起的。1．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，防止用力过大将培养基表面划破。(5)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要对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：项目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依次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考向1| 培养基的成分与功能的分析1．下列有关培养基的叙述，正确的是(　　)A．培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质B．培养基中都只含有碳源、氮源、水和无机盐C．固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基D．微生物在固体培养基表面生长，可形成肉眼可见的单个细菌繁殖而来的菌落A　解析：培养基是为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源、水和无机盐等营养的基质，A正确；微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，有的还需要生长因子等特殊的营养，固体和半固体培养基需要琼脂，液体培养基不需要琼脂，B错误；液体培养基中加入琼脂可制成固体培养基，C错误；微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的菌落，但不一定是单个细菌繁殖而来的，D错误。2．已知某种细菌以CO2为唯一碳源，下列相关叙述正确的是(　　)A．可推测该细菌的代谢类型为自养需氧型B．无机盐是该细菌不可缺少的营养物质C．培养过程中碳源同时充当该细菌的能源物质D．培养该细菌的培养基中不需要添加氮源B　解析：该细菌以CO2为唯一碳源，可推测该细菌的代谢类型为自养型，但不能确定是不是需氧型，A错误；微生物生长一般需要水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，B正确；CO2不能为微生物提供能量，C错误；氮源是微生物必需的营养物质，培养该细菌的培养基中需添加氮源，D错误。考向2| 无菌技术的辨析3．(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。下述操作错误的是(　　)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C　解析：为避免杂菌污染干扰，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A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正确；棉拭子上的微生物需要用平板划线法在培养基上进行接种，C错误；根据微生物在固体平板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进行鉴别，D正确。4．微生物培养过程中，十分重视无菌操作，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(　　)①煮沸消毒可以杀死所有微生物，包括芽孢和孢子②接种操作要在酒精灯火焰附近进行③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌⑥植物组织培养、动物细胞培养、无土栽培都需要在无菌、无毒环境中进行A．①③④ B．②④⑥C．①③⑤ D．①④⑥D　解析：煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢，①错误；酒精灯火焰附近存在一个无菌区，为了无菌操作，接种操作要在酒精灯火焰附近进行，②正确；无菌繁殖脱毒苗，植物的外植体要进行消毒，③正确；利用葡萄制作葡萄酒利用的是附着于葡萄皮表面的野生型酵母菌，所以家庭制作葡萄酒时葡萄不进行灭菌，以免杀死酵母菌，④错误；培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，⑤正确；动物细胞培养与植物组织培养过程中均需要灭菌处理，需要在无菌无毒环境中进行，无土栽培的培养基应含有各种必需矿质元素，但不需要灭菌，⑥错误。【易错提醒】把握选择无菌技术的原则(1)考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。(2)考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能消毒，而不能灭菌。考向3| 微生物的纯化方法及过程的分析5．以下关于倒平板的操作，错误的是(　　)A．在火焰旁取下装有培养基的瓶塞B．倒平板前，让锥形瓶的瓶口迅速通过火焰C．倒平板时将培养皿的盖拿开，以方便将锥形瓶中的培养基倒入培养皿D．平板冷却凝固后要倒过来放置C　解析：为防止杂菌污染，应当在火焰旁取下装有培养基的瓶塞，A正确；倒平板前，为防止杂菌污染，应当让锥形瓶的瓶口迅速通过火焰，B正确；倒平板时左手拿起一套培养皿，用中指、无名指和小指托住培养皿底部，用食指和大拇指夹住皿盖并打开一条稍大于瓶口的缝隙，恰好能让锥形瓶伸入，随后倒入培养基，C错误；为防止水蒸气凝集滴落到培养基上，应该将冷凝后的培养皿倒置，D正确。6．(2021·山东济宁模拟)下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法错误的是(　　)A．①步骤使用的培养基是已经调节过pH并灭菌的培养基B．①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行C．③到④的过程中，接种环共灼烧了5次D．④步骤操作时，不能将第1次和第5次的划线相连C　解析：①步骤表示倒平板，在倒平板之前培养基已经调节过pH并灭过菌，A正确。①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，防止杂菌污染，B正确。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③到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，③到④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误。④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连，D正确。【易错分析】培养物、纯培养物、纯培养的辨析考点二　微生物的选择培养和计数1．微生物的选择培养(1)选择培养基：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)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火焰1～2 cm。操作过程如下：②涂布平板操作序号图示操作1取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面2将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中3将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧，待酒精燃尽后，冷却8～10 s4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。2．微生物的数量测定(1)稀释涂布平板法①计数原理：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计数标准：为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。③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30～300、适于计数的平板。在同一稀释度下，至少应对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。④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表示。(2)显微镜直接计数法①计数原理：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优点：是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。③缺点：统计的结果一般是死菌数和活菌数的总和。3．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1．利用稀释涂布平板法和平板划线法均可实现细菌的分离和计数。 (　×　)2．培养分解尿素的细菌，培养基的pH会增大。 (　√　)3．筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源，且为液体培养基。              (　×　)4．利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数。              (　×　)5．统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计。              (　×　)6．利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数量。 (　×　)【教材细节命题】1．(选择性必修3 P16思考·讨论)(1)如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？设计一种选择培养基，用尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。(2)该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？与普通培养基相比，这种培养基只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本相同。2．(选择性必修3P16思考·讨论)结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。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。1．常见选择培养基的设计原理与应用实例选择培养基设计原理应用实例具体处理分离菌种依据营养需求不添加碳源自养微生物(硝化细菌等)不添加氮源固氮微生物(根瘤菌等)以尿素为唯一氮源能分解尿素的微生物以石油为唯一碳源能分解石油的微生物加入某种化学物质，其不作为营养物质，对目标微生物无害，但会抑制或杀死其他微生物加入青霉素、四环素或链霉素抑制细菌和放线菌生长→分离酵母菌、霉菌等加入10%的酚抑制细菌和霉菌生长→分离放线菌利用特殊环境置于无氧条件下厌氧型和兼性厌氧型微生物置于高盐环境中其他菌在高盐环境中易失水而不能生存→分离金黄色葡萄球菌置于高温环境中其他微生物因酶失活而无法生存→分离耐高温微生物2．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图示过程用接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养优点可以观察菌落特征，对混合菌进行分离可以计数，可以观察菌落特征相同点都使用固体培养基，若没有特殊要求，两种方法都可以用来分离微生物3．两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(显微计数法)原理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，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利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量公式每克样品中的菌落数＝(C/V)×MC：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不能区分活菌和死菌结果比实际值小比实际值大4．微生物的筛选与鉴别方法(1)微生物的筛选方法单菌落挑取法利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物选择培养法利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物鉴定培养法利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物(2)微生物的鉴别方法菌落特征鉴别法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进行鉴别指示剂鉴别法如培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红，说明该种微生物能够分解尿素透明圈鉴别法例如为了筛选出高效降解淀粉菌种，该培养基应以可溶性淀粉为唯一碳源，由于培养基中含有淀粉，而以淀粉为唯一碳源的微生物能产生淀粉酶分解淀粉，淀粉被分解后遇碘液不呈现蓝色，因而随着淀粉被分解，蓝色褪去出现透明圈5．对土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的结果分析与评价内容现象结论有无杂菌污染的判断对照的培养皿中无菌落生长未被杂菌污染培养物中菌落数偏高可能被杂菌污染菌落形态多样，菌落数偏高培养物中混入其他氮源选择培养基的筛选作用牛肉膏培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目选择培养基具筛选作用样品的稀释操作得到2个或2个以上菌落数目在30～300的平板操作成功重复组的结果若选取同一种土样，统计结果应接近 考向1| 选择培养基成分与功能的分析1．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是(　　)A．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、蒸馏水B．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、蒸馏水C．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、蒸馏水D．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、蒸馏水A　解析：在A项的培养基中既有尿素作为唯一氮源，又有其他各种成分，可以选择出分解尿素的细菌；而B项中无尿素作氮源，C项中缺少碳源，D项中有牛肉膏、蛋白胨可提供氮源的成分。2．物质W是一种含氮有机物，W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌，结果如下图。下列说法错误的是(　　)A．透明圈的形成是因为W物质被分解B．所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源C．甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源D．乙菌落中的细菌都能降解W，不需要进一步纯化D　解析：W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明，因此透明圈的形成是因为W物质被分解，A正确；要筛选出能降解W的细菌，所用的选择培养基应该是以物质W为唯一氮源，B正确；该培养基以W物质为唯一氮源，而甲菌落周围未出现透明圈，因此甲菌落中的细菌可能是利用空气中的氮气作为氮源，C正确；乙菌落中的细菌不一定都能降解W，因此仍需要进一步纯化，D错误。【易错提醒】能够在选择培养基上生长的不一定都是目的菌株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，能够在选择培养基上生长的不一定都是目的菌株。考向2| 微生物选择培养方法的辨析3．(2021·山东青岛模拟)日前微信传言手机屏幕上的细菌比马桶按钮上的多。两个兴趣小组分别展开如下图的实验过程。下列分析错误的是(　　)A．通过观察菌落的形态、大小，可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物B．以上两组实验接种方法相同，且都需要用到酒精灯、涂布器等C．该实验对照组可以设置为取相同培养基接种等量无菌水进行培养D．两组实验操作结果截然不同，说明其中有一组实验的操作出现失误D　解析：不同的菌落形态、大小不同，题图两个报道中的手机屏幕和马桶按钮的实验结果中都有多种形态的菌落，即存在多种微生物，A正确；根据题图中菌落分布情况分析，该实验的接种方法为稀释涂布平板法，该方法用到的工具有酒精灯、移液管、涂布器等，B正确；该实验的对照组应设置为取相同培养基接种等量无菌水进行培养，C正确；两组实验操作结果截然不同，应是手机屏幕的取样和马桶的取样都不相同引起的，D错误。4．(2022·山东枣庄期末)黄曲霉毒素是由黄曲霉产生的代谢产物，具有极强的毒性和致癌性。科研人员用黄曲霉毒素B1(AFB1)的结构类似物——豆香素(C9H6O2)筛选出能高效降解AFB1的菌株，实验过程如下图中的①～④。已知菌体对有机物的降解途径有胞外分泌物降解和菌体吸附降解两种。对降解菌的培养液进行离心，发现上清液中AFB1的残留率明显低于菌悬液中的残留率。检测发现上清液中含有蛋白质K，为验证蛋白质K是降解AFB1的有效成分，进行实验⑤：在A中加入水解蛋白质K的酶、B中加等量的蒸馏水，充分反应后在两试管中均加入等量的豆香素(C9H6O2)。下列相关叙述错误的是(　　)A．1号培养基属于选择培养基，需要提前进行高压蒸汽灭菌B．步骤③使用稀释涂布平板法，目的是筛选出能降解黄曲霉毒素的单菌落C．蛋白质K属于降解菌产生的胞外分泌物，可以分解培养液中的蛋白质D．实验⑤的结果是A试管中豆香素含量基本不变，B试管中豆香素含量减少C　解析：1号培养基需在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件下，维持15～30 min进行高压蒸汽灭菌，A正确；步骤③使用稀释涂布平板法，目的是筛选出能降解黄曲霉毒素的单菌落，B正确；上清液中AFB1的残留率明显低于菌悬液中的残留率，因此蛋白质K属于降解菌产生的胞外分泌物，可降解培养液中的AFB1，C错误；由于A试管中的蛋白质K被蛋白质K水解酶水解，而无催化作用，B中的蛋白质K具有活性，可降解豆香素，即B试管中豆香素含量减少，D正确。考向3| 微生物数量测定的方法5．(2021·山东淄博模拟)土壤中有丰富的微生物，若利用其中某种微生物，则需要进行菌种的分离和纯化，过程如下图。下列相关叙述错误的是(　　)A．若目的是筛选分解尿素[CO(NH2)2]的细菌，则尿素可以作为该菌的氮源和碳源B．3号试管的稀释倍数为1×104，理论上3号试管的活菌数应是4号试管的10倍C．4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为1.1×108个D．该种方法统计的菌落数比活菌的实际数目少A　解析：若目的是筛选分解尿素[CO(NH2)2]的细菌，则尿素可以作为该菌的氮源，不能作为碳源，A错误；由样品稀释示意图分析可知，3号试管的稀释倍数为1×104倍，3号试管中的活菌数应是4号试管的10倍，B正确；4号试管进行稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的菌株数为(110＋108＋112)÷3×10×105＝1.1×108(个)，C正确；稀释涂布平板得到的菌落可能是由两个或多个细菌细胞长成的，故该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，D正确。6．某兴趣小组在校园土壤中取样，进行“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验。小明从稀释倍数为106培养基中筛选出约120个菌落，而其他同学只筛选出约40个菌落。下列有关叙述错误的是(　　)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加土样进行培养C．当稀释倍数太小时，可能由于菌落重叠而导致计数结果偏小D．在牛肉膏蛋白胨培养基中加入酚红指示剂可初步鉴定尿素分解菌D　解析：小明筛选出的菌落数明显比其他同学多，出现这种结果的原因可能是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，A正确；要确定培养基是否受到污染，可将小明配制的培养基不加土样进行培养，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连在一起时，培养基上看到的是一个菌落，可能会出现菌落重叠而导致计数结果偏小，C正确；在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若培养基变红色，可初步鉴定尿素分解菌，D错误。【命题动态】针对人类生产或生活的某一需求，或结合生活或生产实例，考查微生物的营养要求，微生物的消毒与灭菌技术、微生物的选择培养、微生物分离与计数的原理及操作过程的分析。呈现形式一般以选择题为主，难度中档。1．(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[思维培养]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；可以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，D正确。[技法总结]选择培养基与鉴别培养基的比较项目选择培养基鉴别培养基制备方法培养基中加入或减少某些化学物质培养基中加入某种指示剂或化学药品原理依据某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好或抗性而设计产生特定的颜色或其他变化用途从众多微生物中分离出所需的微生物鉴别不同种类的微生物2．(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[思维培养]B　解析：从题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正确；为不影响菌的运动需选用半固体培养基，B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正确；微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染，D正确。3．(2021·河北卷T23，节选)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题：(1)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为________个。(2)皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至________性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是_______________________。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为__________________。(3)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)为了解皮渣中微生物的数量，取10 g皮渣加入90 mL无菌水，制成100 mL溶液，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则三个平板中平均菌落数为(78＋91＋95)÷3＝88(个)，每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104＝8.8×106(个)。(2)醋酸菌属于细菌，制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至中性或弱碱性，灭菌后在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙可使培养基不透明，醋酸菌产生的醋酸可分解碳酸钙，产生透明圈，根据这一特点可筛选出醋酸菌。在缺少糖源的液体培养基中，醋酸菌以乙醇为碳源，先把乙醇氧化为乙醛，再把乙醛氧化为乙酸。(3)醋酸菌为好氧菌，与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似，且二者产生的代谢物均可使碳酸钙分解，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落；若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落。答案：(1)8.8×106　(2)中性或弱碱　使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈　碳源　(3)实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小。预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落；若菌落不能继续生长，透明圈不再扩大，则为醋酸菌菌落1．(生活、学习和实践情境)垃圾分类收集可以减少垃圾处理时间，降低处理成本。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于对湿垃圾(包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物)的处理。下列有关叙述正确的是(　　)A．在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和操作者的双手进行灭菌B．培养过程需要向培养基通入无菌空气并进行搅拌，目的是使菌体充分接触营养物质和溶解氧，促进细菌繁殖C．科研小组若从生活垃圾中分离分解尿素的微生物，可在培养基中加入酚红指示剂，如果有尿素分解菌存在，则培养基中该菌落的周围会出现黑色D．卫生纸类垃圾可采用焚烧的方式处理，有效减少对环境的污染B　解析：微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌，常用高压蒸汽灭菌法，操作者的双手需要进行清洗和消毒，A错误；进行培养的微生物大多为需氧型，在培养过程中向培养基通入无菌空气并搅拌，可以增加溶氧量并使菌体充分接触营养物质，以促进细菌生长繁殖，B正确；鉴别尿素分解菌时，可在培养基中加入酚红指示剂，尿素分解菌代谢会产生氨，使pH升高，菌落周围会出现红色，C错误；卫生纸类垃圾不可回收且富含纤维素，可采用卫生填埋的方法，利用环境中的纤维素分解菌将其降解，可有效减少对环境的污染，D错误。2．(科学实验和探究情境)为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员用被石油污染过的土壤进行如图A所示的实验。同学甲进行过程④的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图B所示。下列叙述错误的是(　　)A．步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是步骤③的培养基中石油是唯一碳源B．步骤⑤振荡培养的目的是提高培养液溶氧量，同时使菌体与培养液充分接触C．图B培养基的结果可能是由于涂布不均匀造成的D．步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出能分解石油的细菌D　解析：该实验的目的是为了分离和纯化高效分解石油的细菌，因此步骤③与步骤②中培养基成分相比，最大的区别是石油是唯一碳源，A正确；步骤⑤需要振荡培养，原因是提高培养液中(溶解)氧的含量，通过振荡可使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率，B正确；图B采用的接种方法是稀释涂布平板法，出现图B结果(菌落分布不均匀)可能的操作是涂布不均匀，C正确；步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出分解石油能力最强的细菌，D错误。3．(科学实验和探究情境)穿心莲内酯为穿心莲中抗菌消炎作用的活性成分，临床上用于治疗急性菌痢、胃肠炎等。为探究不同浓度穿心莲内酯对甲、乙、丙三种痢疾杆菌的杀菌能力，某研究小组将等量的甲、乙、丙三种痢疾杆菌分别用无菌水稀释成菌悬液，在平板固体培养基上制成含菌培养皿，在培养皿上放置经不同浓度穿心莲内酯浸泡过的滤纸片，培养一段时间后，测定三种细菌的抑菌圈直径，取平均值，结果如下表。下列说法错误的是(　　)浓度1%5%10%15%20%甲菌种抑菌圈直径/mm2.533.545乙菌种抑菌圈直径/mm1.61.71.92.12.5丙菌种抑菌圈直径/mm2.22.73.13.54A．培养皿可采用干热灭菌法进行灭菌，制备含菌培养皿时应使用稀释涂布平板法B．不同浓度的穿心莲内酯对三种痢疾杆菌都起杀伤作用，杀菌效果乙>丙>甲C．若长期用药，三种痢疾杆菌种群的耐药基因频率可能会增大D．本实验还需设计在含菌培养皿上放置未用穿心莲内酯浸泡过的滤纸片作为对照B　解析：培养皿等玻璃仪器可采用干热灭菌法进行灭菌，常用的接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法，稀释涂布平板法常用来分离和计数，故制备含菌培养皿时应使用稀释涂布平板法，A正确；该实验中没有对照组进行比较，无法确定不同浓度的穿心莲内酯对三种痢疾杆菌都起杀伤作用，且相同浓度下，三种细菌的抑菌圈直径大小关系为甲>丙>乙，因此抑菌效果为甲>丙>乙，B错误；若长期用药，具有耐药性的痢疾杆菌更多的存活下来，不具有耐药性的会死亡，这样三种痢疾杆菌种群的耐药基因频率可能会增大，C正确；设计实验时应遵循对照原则，在此实验中需要设计在含菌培养皿上放置未用穿心莲内酯浸泡过的滤纸片作为对照，D正确。4．(生活、学习和实践情境)塑料(聚乙烯)在自然界中很难降解，俗称“白色污染”，北京航空航天大学杨军教授偶然发现装米的塑料袋上有许多孔洞，还有黄粉虫幼虫和成虫爬出。带着这些疑问，杨军教授对黄粉虫幼虫消化道的微生物进行分离，在幼虫肠道中成功分离出塑料降解菌——微小杆菌YT2。下列有关叙述错误的是(　　)A．要观察塑料降解菌的菌落，需用固体培养基进行选择培养B．实验室分离塑料降解菌时应在培养基中加入葡萄糖作为碳源C．采用平板划线法分离微小杆菌YT2时，划线时总是从上一次划线的末端开始划线D．若杀死微小杆菌YT2，黄粉虫无法消化塑料，推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生B　解析：固体培养基上能长出菌落，要观察塑料降解菌的菌落，需用固体培养基进行选择培养，A正确；实验室分离塑料降解菌时应在培养基中加入塑料作为唯一碳源，B错误；采用平板划线法分离微小杆菌YT2时，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微生物逐步稀释，以便获得单个菌落，C正确；微小杆菌YT2生活在黄粉虫的消化道内，若杀死微小杆菌YT2，黄粉虫无法消化塑料，可推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生，D正确。