高中生物一轮复习讲练第38讲微生物的培养技术和应用含解析答案

这是一份高中生物一轮复习讲练第38讲微生物的培养技术和应用含解析答案，共44页。试卷主要包含了1 mL菌液，滴加到培养基表面，12，30等内容，欢迎下载使用。

1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。2.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。3.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的技术。4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的的培养某种微生物。5.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。6.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。
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，配制出的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
情境长句·练思维
1．有人说，75%酒精能消毒，可通过饮用的方法消除体内病毒，这种说法是否正确，理由是 。
2．进行无菌操作的原则有 。
3．乳酸杆菌培养时需要添加维生素，其他细菌是否也需要?简述理由: 。
4．某同学在某次平板划线接种培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落的失误操作可能有 。
典型例题1 围绕微生物的培养和无菌技术考查科学探究
5．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
6．微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，以防止杂菌污染，请分析下列操作，错误的是（ ）
①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢
②接种操作要在酒精灯火焰附近进行
③家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
④培养基要进行高压蒸汽灭菌
⑤加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
A．①
B．②③
C．③④
D．③⑤
典型例题2 围绕微生物的纯化方法及过程考查科学探究
7．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，下列说法不正确的是（ ）
A．①步骤使用的培养基已经灭菌并调节过pH
B．②步骤接种环经灼烧灭菌后应趁热快速沾取菌液
C．③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行灼烧处理
D．①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行
（2019·全国卷Ⅲ，T37）
8．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。
1．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。
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：
3．归纳培养基的种类和作用
（1）按物理状态分类
（2）按功能分类
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处。操作过程如下：
②涂布平板操作
涂布平板
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，至少应对个平板进行重复计数，然后求出平均值。
④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
情境长句·练思维
9．传统酒曲含有多种有助于酿酒的微生物，某同学想研究一种传统酒曲中所含的微生物，进行了如下实验。将酒曲制成悬液稀释到一定的倍数，接种到以淀粉为唯一碳源的培养基上，培养一段时间后，观察透明圈的大小，并从最大的透明圈中央挑取菌落并保存。有人说，实验中形成的菌落并不只是能分解淀粉的菌落，你是否同意他的说法?理由是 。
10．丁草胺是一种有机除草剂，主要用于水稻田杂草的防除，具有潜在的致畸变和致突变性。而在水稻种植过程中农田有一段很长的淹水期，淹水会导致水稻田深层土壤处于缺氧状态。因此研究丁草胺厌氧降解菌对于水稻田土壤中丁草胺的降解具有重要意义。研究人员要对丁草胺厌氧降解菌进行分离、鉴定和扩大培养，你认为研究小组应该在哪里取样? 。
11．中国科学家采集了某海域1146米深海冷泉附近沉积物样品，分离、鉴定得到新的微生物菌株并进一步研究了其生物学特性。然而将采集的样品置于各种培养基中培养，仍有很多微生物不能被分离筛选出来，推测其原因可能是 。
典型例题1 围绕微生物的筛选考查科学探究
12．下列有关微生物计数的叙述中，不正确的是（ ）
A．因为土壤中各类微生物的数量不同，所以，为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离
B．测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同
C．测定土壤样品中的细菌数目，常用平板划线法进行菌落计数
D．牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落
13．某种细菌菌株需要亮氨酸才能生长，但此菌株对链霉素敏感。实验者用诱变剂处理此菌株，想筛选出表格中细菌菌株类型，则配制相应选择培养基类型正确的是（ ）
注：L代表亮氨酸，S代表链霉素；“＋”代表加入，“－”代表不加入
A．AB．BC．CD．D
（2020·全国卷Ⅰ，T37）
14．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100μL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 。
1．微生物筛选过程中必要的两组对照培养基及其作用
微生物筛选过程中，除选择培养基外，另外还需设置两组对照培养基，以提高实验的说服力和科学性。
2．平板划线法和稀释涂布平板法的比较
3．两种微生物计数方法的比较
（2024·贵州·高考真题）
15．生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（ ）
A．稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B．进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C．获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D．使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
（2024·江西·高考真题）
16．井冈霉素是我国科学家发现的一种氨基寡糖类抗生素，它由吸水链霉菌井冈变种（JGs，一种放线菌，菌体呈丝状生长）发酵而来，在水稻病害防治等领域中得到广泛应用。下列关于JGs发酵生产井冈霉素的叙述，正确的是（ ）
A．JGs可发酵生产井冈霉素，因为它含有能够编码井冈霉素的基因
B．JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程不影响井冈霉素的产量
C．提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量
D．稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化
（2024·湖南·高考真题）
17．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．①②⑤⑥B．③④⑥⑦C．①②⑦⑧D．①③④⑤
（2024·山东·高考真题）
18．酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z，trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞，而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上，生长情况如图。据图分析，3种酶在该合成途径中的作用顺序为（ ）
A．X→Y→ZB．Z→Y→XC．Y→X→ZD．Z→X→Y
（2024·吉林·高考真题）
19．某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作正确的是（ ）
A．在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品
B．将采集的样品充分消毒后，用蒸馏水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测
C．将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落
D．判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小
（2024·全国·高考真题）
20．合理使用消毒液有助于减少传染病的传播。某同学比较了3款消毒液A、B、C杀灭细菌的效果，结果如图所示。回答下列问题。
(1)该同学采用显微镜直接计数法和菌落计数法分别测定同一样品的细菌数量，发现测得的细菌数量前者大于后者，其原因是 。
(2)该同学从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，再从稀释菌液中取200 μL涂布平板，菌落计数的结果为100，据此推算细菌原液中细菌浓度为 个/mL。
(3)菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是 ，冷却的目的是 。
(4)据图可知杀菌效果最好的消毒液是 ，判断依据是 。（答出两点即可）
(5)鉴别培养基可用于反映消毒液杀灭大肠杆菌的效果。大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈 色。
（2023·广东·统考高考真题）
21．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
（2023·北京·统考高考真题）
22．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） 。
（2022·海南·统考高考真题）
23．为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是（ ）
A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落
D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法
（2022·重庆·统考高考真题）
24．研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO和CPO），并研究其抑菌效果的差异。
(1)为便于精油的提取，压榨前需用 浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入NaCl，其作用是 ；为除去油层中的水分，需加入 。
(2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO和CPO贴于含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有 （答两点）。
(3)若HDO的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是 。
（2022·全国甲，37）
25．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。
(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 。
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
（2023·山东滨州高三模拟）
26．培养微生物需要提供适宜的培养基。下列关于培养微生物的培养基的叙述，错误的是（ ）
A．培养基为目标微生物提供适宜的生长环境
B．培养基的成分需根据微生物的代谢特点而定
C．培养基需满足各种微生物生长繁殖的需求
D．培养基通常需包含水、无机盐、碳源、氮源等营养物质
27．下列有关传统发酵技术和微生物培养技术中的操作，错误的是（ ）
A．制作果酒时，挑选新鲜葡萄，去除枝梗后用清水反复冲洗再榨汁
B．平板划线时，每次划线前后都需将接种环放在酒精灯火焰上灼烧
C．制作泡菜时，加入蔬菜后注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料
D．为判断选择培养基是否起到了选择作用，设置接种普通培养基作对照
（2023·湖南长沙高三检测）
28．平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，下列描述正确的是（ ）
A．都要将菌液进行一系列的梯度稀释
B．都会在培养基表面形成单个的菌落
C．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作
D．稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基进行培养
29．下列有关微生物培养的叙述，错误的是（ ）
A．涂布接种时，需将涂布器蘸酒精后用酒精灯外焰引燃，冷却后再使用
B．纯化培养酵母菌时，培养皿应倒置放入28℃左右的培养箱内中培养24～48h
C．计数时，可用稀释涂布平板法对需计数的微生物进行计数
D．观察菌落时，应将培养皿盖拿掉以利于看清菌落的形态特征
（2023·湖南益阳高三模拟预测）
30．为了解病原微生物对四种抗生素的敏感程度，某研究小组进行了相关药敏实验，图 1 为部分实验器材。将含有相同浓度的抗生素 I～Ⅳ四个大小相同的纸片分别贴在长满测试菌的平板上，实验结果如图 2。下列相关叙述正确的是（ ）
A．为获得长满测试菌的平板，需要使用图 1 中器材①②③
B．图 2 中 II 形成的抑菌圈较小，可能是病原微生物对药物较敏感
C．图 2 抑菌圈中的菌落可能是在抗生素 IV 作用下产生了突变株
D．不同抗生素在平板上的扩散速度不同会影响实验结果
31．下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，下列说法不正确的是（ ）
A．①步骤使用的培养基是已经灭菌的培养基
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区和第5区的划线相连
32．某同学将1mL土壤样液稀释100倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别接入0．1mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58。下列叙述错误的是（ ）
A．可得出土壤样液中活菌数大约为5．7×107个/L
B．此方法统计的菌落数往往比实际的活菌数目低
C．一般选择菌落数在30—300的平板进行计数
D．显微镜直接计数法统计的都是稀释液中活菌数
33．下图为分离以尿素为氮源的微生物的实验结果，下列叙述正确的是（ ）
A．图中采用平板划线法接种
B．图中①和②表示尿素培养基长出的菌落
C．图中③④培养基中菌落生长代谢时，会释放CO2
D．实验结果表明，自然界中能合成脲酶的微生物比例较高
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
34．聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后易被生物降解，可用于制造无污染的“绿色塑料”。科学家从某咸水湖中寻找生产PHA菌种的流程图如下。下列说法正确的是（ ）
A．步骤②可用稀释涂布平板法接种到含合成塑料的选择培养基上
B．步骤③需要将接种后的培养基放入恒温箱中倒置培养
C．步骤④所用到的培养基应加入琼脂，以便挑取单菌落获得纯化菌株
D．挑取菌落时，应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量
35．产脂肪酶细菌可用于含油废水的处理。科研人员采用射线照射从土壤中分离的菌株，反复筛选后获得产脂肪酶能力较高的菌株，具体流程如图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．步骤①取土壤样品灭菌后溶于无菌水中制成菌悬液
B．步骤②的固体平板是以脂肪作为唯一碳源的培养基
C．步骤②射线照射可引起细菌基因突变或染色体变异
D．步骤③透明圈越大的菌落，其脂肪酶活性一定越高
（2023·辽宁丹东高三期末）
36．野生型大肠杆菌菌株能在未添加某种维生素的基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在添加了多种维生素的完全培养基上生长，下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C表示操作步骤，D、E为菌落。下列叙述错误的是（ ）
A．图中①②④为基本培养基，③为完全培养基
B．紫外线的目的是提高突变率，增加突变株的数量
C．B的正确操作是用涂布器把菌液均匀地涂布在②表面
D．经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D进行纯化培养
37．某生物兴趣小组完成了“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”的实验，具体操作流程如图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．在酒精灯火焰附近称取土壤并将其倒入锥形瓶中
B．等比稀释时可用移液管或微量移液器进行操作
C．振荡的目的是为了增加尿素分解菌的浓度
D．由图示菌落计数结果可知，10克土样中的菌株数约为1.6×106个
三、非选择题
（2022·全国乙，37）
38．化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业、用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题。
(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有 （答出2点即可）。
(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是 ；用菌株C生产S的最适碳源是 。菌株C的生长除需要碳源外，还需要 （答出2点即可）等营养物质。
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是 。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路： 。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是 （答出1点即可）。
39．菌落总数可作为判定食品被污染程度的标志，也可以用于观察细菌在食品中繁殖的动态，以便对送检样品进行卫生学评估提供证据。下图是某样品培养简化流程图，请分析回答下列问题：
（1）该营养琼脂培养基配制过程中，其基本步骤包括按照培养基配方准确计算、称量、溶化、调节pH、 法灭菌等。然后将培养基放入47 ℃水浴锅保温，选择此温度的理由是 。
（2）实验过程中须将样品剪碎并使用均质器10000 r·min-1处理1 min，其目的是 。从水浴锅取出营养琼脂培养基倒平板适量，稍冷却后移液0．2mL样品于培养皿进行涂布，涂布时可 ，使涂布更均匀。
（3）本实验用菌落计数的原理是基于 ，运用这种方法统计的结果往往较实际值偏 。具体培养结果如下表。选取菌落数30～300的培养皿作为菌落总数的测定标准。当只有一个稀释梯度的平均菌落数符合此范围，以该培养皿菌落数×稀释倍数报告。当有两个梯度菌落值在30～300之间，报告结果由二者菌落数比值决定，若比值不大于2，则取平均数，且菌落数大于100取两位有效数字，两位之后的数值四舍五入；若比值大于2，则报告稀释度较低（稀释次数越多，稀释度越高）的培养皿菌落数。请填写例次3中“?”处的菌落总数为 。
（4）利用鲜奶进行工业生产酸奶时，不能使用 污染的鲜奶为原料，否则会使乳酸菌生长受到限制；利用 法可以除去鲜奶中的白细胞、杂菌和其他肉眼可见的异物，取其上清液用于发酵制酸奶。
（5）密封良好的泡菜坛内有时会长一层白膜，这些白膜是 （选填“乳酸菌”或“酵母菌”）繁殖产生的。在泡菜腌制过程中坛、蔬菜等均未进行严格灭菌，而在发酵过程中一般不会出现其他杂菌大量繁殖，其原因是 。
①发酵的原料中缺乏杂菌生长需要的各种营养物质
②发酵过程的温度不适合杂菌的生长
③乳酸菌产生较多乳酸，许多需氧菌被杀死
④在自然界中乳酸菌占优势
（2024·广东·高考真题）
40．驹形杆菌可合成细菌纤维素（BC）并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶（可催化酪氨酸形成黑色素）的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路（图一）。
回答下列问题：
(1)研究者优化了培养基的 （答两点）等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜（菌体和 BC膜的复合物）。
(2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶（T7RNAP）及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体（光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b）。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD（被工程菌 RNA 聚合酶识别）和特异型启动子PT7（仅被T7RNAP识别）。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为 ，理由是 。
(3)光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为 （答两点）。
(4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是 。
(5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路 。
（2023·北京·统考高考真题）
41．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） 。
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，使每次划线后菌种数目减少
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
培养基种类
特点
用途
液体培养基
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，微生物的分离、鉴定
固体培养基
加凝固剂（如琼脂）
微生物的分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏
种类
制备方法
原理
用途
举例
选择培养基
培养基中加入某些化学物质
依据某些微生物对某些物质的特殊需求或抗性而设计
从众多微生物中分离所需的微生物
加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
鉴别培养基
培养基中加入某种指示剂或化学药品
产生特定的颜色或其他变化
鉴别不同种类的微生物
用伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌
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 s
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
选项
筛选出不需要亮氨酸的菌株
筛选出抗链霉素的菌株
筛选出不需要亮氨酸且抗链霉素的菌株
A
L＋ S＋
L－ S－
L＋ S－
B
L－ S－
L＋ S＋
L－ S＋
C
L－ S＋
L＋ S＋
L－ S－
D
L＋ S－
L－ S－
L＋ S＋
组别
作用
现象
结论
未接种培养基
有无杂菌污染的判断
未接种的培养皿中无菌落生长
未被杂菌污染
接种的全营养培养基
选择培养基有无筛选作用的判断
全营养培养基上的菌落数大于选择培养基上的数目
选择培养基具有筛选作用
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
缺点
不能计数
吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延
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
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
利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量
公式
每克样品中的菌落数＝（C÷V）×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
当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
不能区分细胞死活
结果
比实际值偏小
比实际值偏大
菌株
透明圈大小
平板Ⅰ
平板Ⅱ
A
+++
++
B
++
-
碳源
细胞干重（g/L）
S产量（g/L）
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18
例次
不同稀释度平均菌落数
两稀释度菌
落数之比
菌落总数
/[CFU/mL（g）]
10-1
10-2
10-3
1
1365
164
20
—
16400
2
2760
295
46
1．6
38000
3
2890
271
60
2．2
?
《第38讲微生物的培养技术和应用》参考答案：
1．不对，75%酒精虽然对病毒有很好的消灭作用，但只适合用作物品表面消毒，是外用品，禁止饮用；消毒酒精与白酒制作流程不同，纯度不同，是绝对不能饮用的。如果直接饮用消毒酒精会损伤胃肠黏膜，甚至引起酒精中毒
【解析】略
2．①要考虑无菌操作的效果，灭菌的效果比消毒要好；②要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
【解析】略
3．不是所有微生物培养基中均需加入特殊营养物质。碳源、氮源、水分、无机盐是微生物生长必需的四大营养成分，有些微生物可自行合成特殊营养物质，而对那些合成能力有限或不能合成特殊营养物质的微生物（如乳酸菌），则需在培养基中添加诸如维生素等物质
【解析】略
4．①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始
【解析】略
5．B
【分析】培养基的组成成分包括碳源、氮源，水、无机盐，有的还有生长因子。
【详解】A、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错误；
B、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正确；
C、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错误；
D、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错误。
故选B。
6．D
【分析】使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程称为灭菌，常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程。常用的方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法等。
【详解】①100℃煮沸5～6min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢，①正确；
②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；
③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，所以制作葡萄酒时葡萄不进行灭菌，以免杀死酵母菌，③错误；
④培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，④正确；
⑤指示剂和染料混有微生物，故加入培养基前需灭菌，⑤错误。
所以，③⑤错误。
故选D。
【点睛】
7．B
【分析】由图可知：①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。
【详解】A、①步骤表示倒平板，为防止杂菌污染，在倒平板之前培养基已经灭菌并调节过pH，A正确；
B、②步骤为用接种环沾取菌液，需在酒精灯火焰旁等接种环冷却后沾取，防止温度过高，将菌种杀死，B错误；
C、③到④过程中，每次接种前后都需要对接种环进行灼烧处理，进行纯化，最后一次划线后灼烧，防止污染环境，C正确；
D、①②③步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行，以防被杂菌污染，D正确。
故选B。
8． 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 倒置 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 灭菌
【分析】1、微生物培养基的营养构成：①各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐；②不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2、配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项：①倒平板的温 度一般50℃左右适宜，温度过高会烫手，过低培养基又会凝固；②平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
【详解】（1）葡萄糖只能为细菌提供碳源，硝酸钠为细菌提供无机盐，而蛋白胨既可以为细菌碳源，也可以为细菌提供氮源；由于不同的细菌生长繁殖的最适宜pH是不同的，因此制备培养基时要根据所培养的细菌的不同来调节培养基的pH；硝化细菌属于化能自养型微生物，其可以利用氨氧化释放的能量将空气中的二氧化碳固定为有机物，因此硝化细菌可以在无碳培养基中生长。
（2）用平板培养细菌时，一般需要将平板倒置培养，以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
（3）由于每一大类微生物都有其独特的细胞形态，因而其菌落形态特征也各异，因此根据菌落的形态、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。
（4）有些使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。
【点睛】解答本题的关键是识记微生物培养基的成分、培育条件、培养过程以及注意事项，能够根据不同微生物的代谢类型判断其所需营养成分的种类，进而结合题干要求分析答题。
9．同意。分解淀粉的微生物将淀粉分解后形成的有机物（如葡萄糖），可供某些不能分解淀粉的微生物生活
【解析】略
10．频繁使用丁草胺的水稻田深层土壤中
【解析】略
11．深海冷泉中可能存在某些微生物，只有利用冷泉中的特有物质才能生存（或需要在深海冷泉的特定环境中才能存活）
【解析】略
12．C
【分析】从土壤中筛选目的微生物的流程一般为：土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。当样品的稀释庋足够高时，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。稀释涂布平板法可以用于微生物计数，通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。
【详解】A、因为土壤中各类微生物的数量不同，所以，为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离，A正确；
B、测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同，B正确；
C、平板划线法可以用于微生物的分离，而不能用于计数，稀释涂布平板法可以用于微生物计数，C错误；
D、牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落，D正确。
故选C。
【点睛】本题主要考查筛选与分离目的微生物的相关知识，意在强化学生对所学知识的识记、理解与掌握。
13．B
【详解】表中所列均为选择培养基，选择培养基是指通过培养特殊的培养基，培养混合的微生物，仅得到或筛选出所需要的微生物，其他不需要的微生物则不能生存。细菌细胞壁的成分是肽聚糖，链霉素可以破坏肽聚糖而使细菌死亡。
根据题目要求，筛选不需要亮氨酸的菌株时，培养基中不需要添加亮氨酸，应使用的培养基为不加L，能生存的就是不需要亮氨酸的细菌；筛选抗链霉素的菌株时，需要向培养基中添加链霉素S，而L可加可不加，能抵抗链霉素的细菌就能在培养基生存下来；筛选不需要亮氨酸且抗链霉素的菌株时，需要向培养基中添加链霉素，但不添加亮氨酸，应用的培养基为L-、S +，能在培养基上生存的细菌，即是所需要的菌种，B正确，ACD错误。
故选B。
14． 高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 104 S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 取淤泥加入无菌水，涂布（或稀释涂布）到乙培养基上，培养后计数 水、碳源、氮源和无机盐
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。
常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
【详解】（1）常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶，乙为固体培养基，故需要加入Y琼脂；甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株，故均属于选择培养基。
（2）若要在每个平板上涂布100μL稀释液后的菌液，且每个平板上长出的菌落数不超过200个，则摇瓶M中的菌液稀释的倍数至少为2×107÷1000×100÷200=1×104倍。
（3）当培养基中的S超过某一浓度后，可能会抑制菌株的生长，从而造成其对S的降解量下降。
（4）要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数，可以取淤泥加无菌水制成菌悬液，稀释涂布到乙培养基上，培养后进行计数。
（5）甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源。
【点睛】培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，接种工具应该进行灼烧灭菌，玻璃器皿等耐高温的、需要干燥的物品，常采用干热灭菌。
15．B
【分析】胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
【详解】A、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。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，A正确；
B、在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B错误；
C、马铃薯顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获得脱毒苗，C正确；
D、不同的限制酶识别的DNA序列不同，但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。
故选B。
16．D
【分析】1、发酵工程生产的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身。
2、 产品不同，分离提纯的方法般不同。（1）如果产品是菌体，可采用过滤，沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；（2） 如果产品是代谢产物，可用萃取、蒸馏、离子交换等方法进行提取。
3、 发酵过程中要严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等发酵条件。
4、 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行，条件温和、反应安全，原料简单、污染小，反应专一性强， 因而可以得到较为专的产物。
【详解】A、基因表达的产物是蛋白质，而井冈霉素是JGs发酵生产的一种氨基寡糖类抗生素，A错误；
B、JGs接入发酵罐前需要扩大培养，该过程会影响JGs的数量，进而影响井冈霉素的产量，B错误；
C、在一定范围内提高JGs发酵培养基中营养物质的浓度，会提高井冈霉素的产量，但若浓度过大，反而会降低井冈霉素的产量，C错误；
D、JGs是一种放线菌，菌体呈丝状生长，形成的菌落难以区分，因此稀释涂布平板法不宜用于监控JGs发酵过程中活细胞数量的变化，D正确。
故选D。
17．D
【分析】微生物平板划线和培养的过程中要保证始终没有杂菌的污染，接种环、培养基、试管等都需要进行灭菌，实验操作过程应该在酒精灯火焰旁进行。
【详解】由图可知，②中拔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。
18．A
【分析】由图可知，接种时，相当于在培养基表面划了一个三角形的三条边。左边那条边线是用trpY突变型菌液划线接种的，右边那个边是用trpX突变型菌液接种的，最下面那个边是用trpZ突变型菌液划线接种的。最终结果是，trpY那条接种线左下方出现了又黑又粗的明显的菌落，trpX那条接种线两头出现了明显的菌落，而trpZ那条接种线，没有长出明显的菌落，。
【详解】ABCD、添加少量色氨酸，突变体菌株可以生长，色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外，进入培养基后，通过扩散，从而给其他突变型提供代谢原料，帮助其长出明显的菌落。trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体，据图可知，trpX不能为trpY和trpZ提供原料，trpY不能为trpZ提供原料，trpZ可以为trpX、trpY的生长提供原料，推测3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z。
故选A。
19．CD
【分析】1、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技 术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括消毒和灭菌。
2、稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来 统计样品中活菌的数目。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。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。
【详解】A、题干信息：某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，故在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从未感病植株上采集样品，A错误；
B、获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染；将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测，B错误；
C、题图可知，样品研磨后进行了稀释涂布，可见将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落，C正确；
D、题图抗性检测可知，判断内生菌的抗性效果需设置对照组和实验组，对照组不接种内生菌得到病原菌菌斑，实验组接种内生菌得到病原菌菌斑，然后比较对照组和实验组的菌斑大小，实验组病原菌菌斑越小表明内生菌抗性效果越好，D正确。
故选CD。
20．(1)前者微生物分散的活菌和死菌一起计数，后者存在多个活菌形成一个菌落的情况且只计数活菌
(2)5000
(3) 杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染 防止温度过高杀死菌种
(4) A A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高
(5)黑
【分析】【关键能力】
（1）信息获取与加工
（2）逻辑推理与论证
【详解】（1）显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数。菌落计数法计数只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况，故前者的数量多于后者。
（2）从100 mL细菌原液中取1 mL加入无菌水中得到10 mL稀释菌液，即稀释了10倍，1mL细菌原液中细菌浓度=（菌落数÷菌液体积）×稀释倍数=（100÷200 μL）×10个=5000个。
（3）菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，冷却后再涂布。灼烧的目的是杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染，冷却的目的是防止温度过高杀死菌种。
（4）A消毒液活菌数减少量最多，且杀菌时间较短，效率最高，因此A消毒液杀菌效果最好。
（5）大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈黑色。
21．D
【分析】筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌，要用角蛋白氮源培养基。
【详解】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，因此既要耐高温，又要能够高效降解角蛋白，所以在c点取样，并且用角蛋白氮源培养基进行选择培养，所以D正确，ABC错误。
故选D。
22．(1)氮源、碳源
(2)A菌能在培养平板中生长繁殖
(3) 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
【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
【详解】（1）蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
（2）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，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
（3）将含菌量较高的湖泊水样稀释后，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溶菌圈。
（4）根据实验实验材料和设备，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。
23．C
【分析】1、培养基的营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、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要求。
2、统计菌落数目的方法：（1）稀释涂布平板法（间接）：①当样品的稀释庋足够高时，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；②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。（2）利用显微镜直接计数。
【详解】A、采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样，A正确；
B、牛肉膏蛋白胨固体培养基中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等，可用于细菌的培养，B 正确；
C、土壤溶液稀释倍数足够高时，才能将聚集的细菌分散开，有助于在培养基表面形成单菌落，C错误；
D、不同种类细菌的理化特性一般不同，鉴定细菌种类时，除根据菌落特征进行形态学鉴定外，还可以借助生物化学的方法进行鉴定，D正确。
故选C。
24．(1) 石灰水 增加盐的浓度，利于水油分层 无水硫酸钠
(2) 用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上 排除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度 违背平行重复原则，每个实验组中的样本太少；实验组精油的含量没有遵循等量原则
(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解
【分析】 1、玫瑰精油的提取：水蒸气蒸馏→油水混合物→（加入NaCl）分离油层→（加入无水Na2SO4）除水→（过滤）得到植物精油。
2、提取橘皮精油：石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→橘皮油。
【详解】（1）新鲜柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，如果直接压榨，出油率较低，为了提高出油率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。为了将水油分层，只需加入氯化钠，增加盐浓度，就会出现明显的分层，再用分液漏斗将这两层分开。分离的油层还会含有一定的水分，一般可以加入一些无水硫酸钠吸水。
（2）本实验缺乏对照组，无法排除其他无关变量对实验结果的影响，可用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上作为对照组。另外，每个实验组中只利用了一张无菌滤纸，样本太少，容易出现偶然性误差；而且两个实验组蘸取的精油没有遵循等量原则。
（3）橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，所以HDO的抑菌效果低于CPO。
25．(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
【分析】培养基对微生物具有选择作用。配置培养基时根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求, 加入某些物质或除去某些营养物质，抑制其他微生物的生长，也可以根据某些微生物对一些物理、化学因素的抗性，在培养基中加入某种化学物质,从而筛选出待定的微生物。这种培养基叫做选择培养基。
【详解】（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，细菌的种群数量呈J型曲线增长，由于细菌进行二分裂，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。
26．C
【分析】培养基是指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。培养基一般都含有水、碳源、氮源、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要求。例如，培养乳酸杄菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时霈将培养基的pH调至酸性，培养细菌时霈将p调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。
【详解】A、培养基中含有微生物生长需要的营养物质，还能满足微生物生长对环境的要求，A正确；
B、根据微生物的代谢特点，配制培养基的成分，同时还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质的需要，B正确；
C、培养基是根据不同微生物的生长繁殖需求进行配制的，不能满足各种微生物生长繁殖的需求，C错误；
D、培养基中一般含有水、碳源、氮源、无机盐，有些还需要加入特殊营养物质等，D正确。
故选C。
27．A
【分析】1、制作泡菜所用的菌种是乳酸菌，乳酸菌是一种厌氧菌，只有在无氧环境中才会进行乳酸发酵， 因此在泡菜制作过程中要保持无氧环境。创造无氧环境的方式：①选择的泡菜坛要有很好的气密性；②加入蔬菜后要注入盐水并没过全部菜料；③盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满清水。
2、新鲜的葡萄皮上含有天然的酵母菌菌种。
【详解】A、选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄冲洗，并除去枝梗，不可反复冲洗，以免将葡萄上的酵母菌冲洗掉，影响酵母菌的发酵，A错误；
B、平板划线时，每次划线前后都需将接种环放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，冷却后在酒精灯火焰旁边进行接种试验，B正确；
C、制作泡菜时，加入蔬菜后注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部菜料，从而制造一个无氧环境，有利于乳酸菌发酵，C正确；
D、若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置设置接种普通培养基作对照，选择培养基和普通培养基上均出现的菌落即为要筛选的菌种，在普通培养基上出现而选择培养基上未出现的菌落，是被选择淘汰的菌种，D正确。
故选A。
28．B
【分析】稀释涂布平板法：稀释涂布平板法除了可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。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，就能推测样品大约含有多少活菌。
【详解】A、平板划线法不需要进行梯度稀释，A错误；
B、平板划线法和稀释涂布平板法都能在培养基表面形成单个菌落，B正确；
C、平板划线法是将菌液通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，不需要进行梯度稀释，C错误；
D、稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基的表面，D错误。
故选B。
29．D
【分析】微生物纯化的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。
【详解】A、涂布接种时，将涂布器末端浸在盛有酒精的烧杯中，取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将蘸有酒精的涂布器在火焰上引燃，冷却后再使用，A正确；
B、纯化培养酵母菌时，培养皿应倒置放入28℃左右的培养箱内中培养24~48h，B正确；
C、可以用稀释涂布平板法对微生物进行计数，C正确；
D、为防止空气中的杂菌污染培养物，观察菌落时，不能将培养皿拿掉，D错误。
故选D。
30．D
【分析】1、微生物常见的接种的方法①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养；在划线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落；②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
2、分析题图：抑菌圈越大，对抗生素的抗性越强，则对抗生素Ⅳ的抗性最强，但其中出现了菌落，可能是发生了突变。
【详解】A、为获得长满测试菌的琼脂平板，需要采用稀释涂布平板法，该方法需要使用图1中①酒精灯（操作需要在酒精灯火焰旁进行，酒精灯对涂布器进行灼烧灭菌）、④涂布器和③培养基， ②为接种环(接种工具)，是平板划线法接种时需要使用的接种工具，用平板划线法不能获得长满测试菌的平板，A错误；
B、图2中II处透明圈最小，说明此处微生物对该药物敏感度最低，B错误；
C、突变株的出现不是在抗生素的作用下产生的，抗生素只能起选择作用，C错误；
D、不同抗生素在平板上的扩散速度不同会影响实验结果中抑菌圈的大小 ，D正确。
故选D。
31．C
【分析】由图可知，①是倒平板，②是用接种环沾取菌液，③是进行平板划线，④是培养。制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的基本过程为：计算、称量、溶化、调pH、灭菌、倒平板。
【详解】A、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；
B、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；
C、接种环在每次划线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；
D、④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连，否则就达不到稀释的目的，不能得到由单个细菌繁殖而来的菌落，D正确。
故选C。
32．D
【分析】稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、将1mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接人0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、58和57，据此可得出每升样品中的活菌数为（56+58+57）÷3÷0.1×1000×100=5.7×107个，A正确；
B、由于两个或多个细菌形成一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数目低，B正确；
C、一般选择菌落数在30—300的平板进行计数，C正确；
D、显微镜直接计数法统计的都是稀释液中所有个体的数目，包括死菌，D错误。
故选D。
33．C
【分析】1、选择培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氨源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
2、微生物常见的接种的方法（1）平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。（2）稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。
【详解】A、根据实验结果可知，图中采用的接种方法为稀释涂布平板法，A错误；
B、图中①和②的菌落的特征可知，①稀释度为10-6的菌落数明显多于②稀释度为10-7时的菌落数，很可能是由于杂菌污染导致结果的出现，而不是分离出以尿素为氮源的微生物，B错误；
C、③④已经分离出单个细菌繁殖而来的尿素分解菌的菌落，尿素分解菌含有脲酶，能够催化尿素分解成氨、二氧化碳和水，C正确；
D、根据实验结果，无法判断自然界中能合成脲酶的微生物比例较高，D错误。
故选C。
34．BD
【解析】聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，要从某咸水湖中寻找生产PHA菌种，首先要进行目的菌株的筛选，可将咸湖水接种在含盐量较高的选择培养基上，筛选培养得到嗜盐细菌；然后，从选择培养基上挑选多个单菌落分别进行扩大培养，扩大培养的培养基是液体培养基；最后检测嗜盐细菌的数目和PHA的产量，选择PHA产量最高的嗜盐细菌作为目的菌株。
【详解】A、PHA是由嗜盐细菌合成的一种胞内聚酯，要筛选嗜盐细菌，步骤②可用稀释涂布平板法接种到含盐量较高的选择培养基上，A错误；
B、步骤③为防止皿盖上的冷凝水滴入培养基，需要将接种后的培养基放入恒温箱中倒置培养，B正确；
C、步骤④扩大培养应选用液体培养基，液体培养基中不应加入琼脂，C错误；
D、要挑选高产聚羟基脂肪酸酯（PHA）的嗜盐菌，挑取菌落时，应挑取多个菌落并分别测定嗜盐细菌的PHA含量，最后进行比较，D正确。
故选BD。
35．ACD
【分析】1、碳源的类型包括无机碳源和无机碳源。前者有包括CO2、NaHCO3等；后者包括糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等。
2、碳源的作用：①构成生物体细胞的物质和一些代谢产物；②既是碳源又是能源（有机碳源）。
【详解】A、土壤样品中包含目的菌株，进行灭菌会杀死所有微生物包括要培养的目的菌株，所以不可以进行灭菌处理，A错误；
B、要筛选可以产生脂肪酶的细菌，步骤②的固体平板应是以脂肪作为唯一碳源的培养基，B正确；
C、细菌是原核生物，没有成形的细胞核和染色体，因此用射线照射不会引起细菌染色体变异，C错误；
D、透明圈大的菌落，酶活性不一定大，因此对初筛选的透明圈大的菌落要进行发酵培养，进一步对发酵液进行酶活性检测，D错误。
故选ACD。
36．A
【分析】分析题图可知：图中首先利用稀释涂布平板法分离细菌，然后运用“影印法”将菌种接种到两种培养基中，分别是基本培养基、完全培养基；在基本培养基中，某氨基酸营养缺陷型突变株不能生长，而在完全培养基中能够生长，据此可以选择出氨基酸营养缺陷型突变株。
【详解】A、野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，根据题干信息和图形分析，图中①②④为完全培养基，③为基本培养基，A错误；
B、紫外线照射的目的诱导野生大肠杆菌发生基因突变，通过紫外线照射处理可提高突变频率，从而增加突变株的数量，B正确；
C、B操作是将菌液滴加到培养基表面，再用涂布器将菌液均匀的涂布在②表面，C正确；
D、从图中可看出，D在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明D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D菌落进行纯化培养，D正确。
故选A。
37．CD
【分析】分析图示：称取10g土样倒入90mL无菌水中，土样中分解尿素的细菌已被稀释了10倍，取0.5mL土壤悬浮液倒入4.5mL无菌水中，分解尿素的细菌被稀释了10倍，至此分解尿素的细菌被稀释了100倍，同理整个流程结束后分解尿素的细菌被稀释了104倍，取0.1mL稀释液涂布在平板上，最后平板上得到的菌落数为16个。即每克土壤中的菌株数为16÷0.1×104=1.6×106个。
【详解】A、酒精灯火焰附近存在一个无菌区，在酒精灯火焰附近称取土壤并将其倒入锥形瓶中，可以防止称取的土壤在倒入锥形瓶过程中，土样被污染，A正确；
B、梯度稀释时可用移液管或微量移液器进行操作，B正确；
C、振荡培养的目的是提高培养液的溶解氧的含量，使菌体充分接触培养液，提高营养物质的利用率，C错误；
D、由题意可知，每克土壤中的菌株数为16÷0.1×104=1.6×106，即10克土样中的菌株数约为1.6×107个，D错误。
故选CD。
38．(1)高压蒸汽灭菌、干热灭菌
(2) 葡萄糖 制糖废液 氮源、无机盐、水
(3)缺少淀粉酶
(4)分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度
(5)减少污染、节省原料、降低生产成本
【分析】1、实验室常用的灭菌方法：（1）灼烧灭菌：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；（2）干热灭菌：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，可以采用这种方法灭菌；（3）高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100 kPa，温度为121℃的条件下，维持15～30 min。
2、培养基的营养构成：各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐；不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
【详解】（1）通常在实验室培养微生物时，为防止实验用的玻璃器皿等物品中原有的微生物污染培养物，需要使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子，即对所需的玻璃器皿进行灭菌，玻璃器皿常用的灭菌的方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌等。
（2）由实验结果可知，与以制糖废液为碳源相比，以葡萄糖为碳源时菌株C的细胞干重最大，说明最适于菌株C生长的碳源是葡萄糖；而以制糖废液为碳源时，用菌株C生产S的产量高于以葡萄糖为碳源时的产量，说明最适于生产S的碳源是制糖废液。微生物的生长一般都需要水、碳源、氮源和无机盐，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求，故菌株C的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、水等营养物质。
（3）分析题图表格可以看出在以淀粉为碳源的培养基中，菌株C不能生长，原因可能是菌株C不能合成淀粉酶或菌株C不能分泌淀粉酶，因而不能利用淀粉。
（4）要测定生产S的最适制糖废液为碳源的浓度，实验自变量为制糖废液的浓度，可分别配制一系列不同浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，培养菌株C，其他条件相同且适宜，一段时间后，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度，即为生产S的最适碳源浓度。
（5）利用制糖废液生产S可以实验废物利用，既有利于减少污染、节省原料，又能降低生产成本。
39． 高压蒸汽灭菌 保证培养基处于溶化状态（在凝固之前接种且不致将培养物烫死） 尽量使样品中的微生物细胞分散 转动培养皿 一个菌落代表一个活菌 小 27100 抗生素 离心 酵母菌 ③
【分析】1、各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及温度的要求。根据培养基中是否含有琼脂，即琼脂的多少可以将培养基分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基。制备固体培养基的方法：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板；
2、工业生产酸奶时，不能用含有抗生素的鲜奶为原料，含有的抗生素会抑制乳酸菌的生长从而使酸奶的发酵失败；
3、密封的泡菜坛因为乳酸菌产生的酸性及厌氧环境不利于其他杂菌的生长。
【详解】（1）配制培养基时应按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的pH，并进行高压蒸汽灭菌；然后将培养基放入47 ℃水浴锅保温，用手触摸不烫手以便于操作，并能保证培养基处于溶化状态，且在凝固之前接种不致将培养物烫死。
（2） 实验过程中要将样品剪碎并使用均质器10000 r·min-1处理1 min，尽量使样品中的微生物细胞分散；为了使涂布更均匀，涂布时可转动培养皿；
（3）根据题意可知，例次3应选取10-2的菌落数报告，则3菌落总数为271×100=27100；
（4）抗生素污染会使乳酸菌生长受到限制，因此不能使用抗生素污染的鲜奶为原料生产酸奶，原料乳中可能含有细胞类物质(如上皮细胞的白细胞等) ， 其中一些是牛乳中固有的，也有一些是挤奶过程中牛乳受污染而带进牛奶的 ，为了保证产品获得良好的最终质量，酸乳制作中第一步就是要除去这些污染物质 ，常利用特别设计的离心机进行离心除去牛乳中的白细胞和其他肉眼可见的异物；
（5）泡菜发酵利用的菌种是乳酸菌，在发酵过程中，乳酸菌产生的酸性及厌氧环境不利于其他杂菌的生长，所以发酵过程中一般不用严格灭菌，泡菜坛内表面会长出一层白膜，这些白膜是酵母菌繁殖产生的。
【点睛】本题旨在考查微生物的分离和培养、某种微生物数量的测定，意在考查具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行处理和报告，具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。
40．(1)碳源、氮源、无机盐
(2) PT7、PBAD 和PBAD 启动子②和③选用 PBAD可以使工程菌无论有、无蓝光 照射都可表达无活性的T7RNAP，在蓝光照射后，无活性的 T7RNAP 转变为有活性的T7RNAP，与特异性启动子P7识别结合并转录基因1，即可用蓝光控制酪氨酸酶的表达
(3)杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌
(4)蓝光诱导酪氨酸酶基因的表达，酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达
(5)将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)
【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）培养基的营养物质包括水、无机盐、碳源、氮源等，研究者培养工程菌，需要优化培养基的碳源、氮源等营养条件，并控制环境条件。
（2）题图二a分析可知，蓝光照射下，T7RNAP N端-nMag与T7RNAP C端结合，导致无活性的T7RNAP变成有活性的T7RNAP，结合图一，蓝光处理后，RNA聚合酶（T7RNAP）识别启动子①使基因1转录获得相应的mRNA，再以其为模板通过翻译过程获得酪氨酸酶，酪氨酸酶从而催化染色液中酪氨酸形成黑色素，可见基因2和3正常表达无活性产物，被蓝光激活后再启动基因1表达，综合上述分析可知，为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为PT7、PBAD 和PBAD。
（3）光控表达载体携带大观霉素（抗生素）抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，可杀死不含光控表达载体的杂菌，避免杂菌污染；筛选出含光控表达载体的工程菌。
（4）由小问2分析可知，细胞中T7RNAP激活，酪氨酸酶表达并合成黑色素，故用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色。蓝光照射不到的部位酪氨酸酶不表达。
（5）由小问2分析可知，题干信息的设计思路最终BC膜被染成黑色，希望生产其他颜色图案的BC膜，则需要将酪氨酸酶替换成催化其他色素合成的酶(或将酪氨酸酶替换成不同颜色蛋白)。
41．(1)氮源、碳源
(2)A菌能在培养平板中生长繁殖
(3) 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
【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
【详解】（1）蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
（2）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，表明A菌能在培养平板中生长繁殖。
（3）将含菌量较高的湖泊水样稀释后，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溶菌圈。
（4）根据实验实验材料和设备，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。
题干关键信息
所学知识
信息加工
两种计数方法得到的数目不同
显微镜直接计数法和菌落计数法
显微镜直接计数法把死菌和活菌一起计数，菌落计数法计数只计活菌数，还可能存在多个活菌形成一个菌落的情况
涂布器应先在酒精灯上灼烧
消毒和灭菌的方法
菌落计数过程中，涂布器应先在酒精灯上灼烧，灼烧的目的是杀死涂布器上可能存在的微生物，防止涂布器上可能存在的微生物污染
鉴别培养基鉴别大肠杆菌
鉴别培养基
大肠杆菌在伊红美蓝培养基上生长的菌落呈黑色