届高考生物二轮复习微生物的培养和应用学案适用全国.docx
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届高考生物二轮复习微生物的培养和应用学案适用全国
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）营养组成：
一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
此外，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。
（3）种类：
按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。
2．无菌技术
（1）含义：
指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
（2）关键：
防止外来杂菌的入侵。
（3）不同对象的无菌操作方法（连线）
3．大肠杆菌的纯化培养
（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
①操作步骤
→
→
→
→
②倒平板的方法及注意事项
a．请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：
丙→乙→甲→丁。
b．甲、乙、丙中的灭菌方法是灼烧灭菌。
c．丁中的操作需要等待平板冷却凝固才能进行。
（2）纯化大肠杆菌的方法
①纯化培养原理：
想方设法在培养基上得到由一个细菌繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。
②纯化大肠杆菌的关键步骤是接种。
③常用的微生物接种方法有两种
a．平板划线法：
是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的表面。
b．稀释涂布平板法：
是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琼脂固体培养基的表面，进行培养。
系列稀释操作（如图所示）：
涂布平板操作（如图所示）：
（3）菌种的保存方法
①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
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4．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
（1）分离原理：
土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。
（2）统计菌落数目：
统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。
（3）实验流程：
土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数。
5．分解纤维素的微生物的分离
（1）纤维素酶
①组成：
纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。
②作用
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
（2）纤维素分解菌的筛选
①原理
②筛选方法：
刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
③培养基：
以纤维素为唯一碳源的选择培养基。
④实验流程
考向一培养基及其制备方法分析
1．下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是
成分
蛋白胨
葡萄糖
K2HPO4
伊红
美蓝
蒸馏水
含量
10g
10g
2g
0.4g
0.065g
1000mL
A．从物理性质看该培养基属于液体培养基，从用途看该培养基属于选择培养基
B．该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨
C．该培养基缺少提供生长因子的物质
D．该培养基调节合适的pH后就可以接种使用
【参考答案】B
解题必备
1．培养基的配制原则
（1）目的要明确：
配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。
（2）营养要协调：
注意各种营养物质的浓度和比例。
（3）pH要适宜：
细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需pH不同。
2．微生物对主要营养物质的需求特点
不同种类的微生物代谢特点不同，因此对培养基中营养物质的需求也不同。
（1）自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐，碳源可来自大气中的CO2，氮源可由含氮无机盐提供。
（2）异养型微生物所需的营养物质主要是有机物，即碳源必须由含碳有机物提供，氮源也主要是由有机物提供，部分异养型微生物也可以利用无机氮源。
2．如下表所示为培养某种微生物的培养基的配方，请回答：
成分
NaNO3
K2HPO4
MgSO4·7H2O
FeSO4
（CH2O）
琼脂
H2O
含量
3g
1.5g
0.5g
0.01g
30g
10g
1000mL
（1）依物理性质，该培养基属于__________培养基。
（2）根据培养基原料，所培养微生物的同化作用类型是_________。
（3）该培养基中的碳源是__________。
（4）不论何种培养基，在配好之后倒平板之前都要先进行的_________；倒平板时，一般需冷却至________左右，并在___________________操作。
（5）若用该培养基培养分解尿素的细菌，应除去物质____________，并加入物质________
【答案】
（1）固体
（2）异养型
（3）（CH2O）
（4）灭菌50℃酒精灯附近
（5）NaNO3尿素
考向二无菌技术的操作
3．无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中正确的是
A．紫外线照射前，适量喷洒石碳酸等消毒液，可以加强消毒效果
B．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖
C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D．在微生物接种的实验中，用95%酒精对实验者的双手和超净工作台进行消毒
【参考答案】A
【试题解析】用紫外线照射30min，可以杀死物体表面或空气中的微生物，在照射前，适量喷洒石碳酸等消毒液，可以加强消毒效果，A正确；高压灭菌加热结束时，待压力表指针回到零后，才能开启锅盖，不能打开放气阀使压力表指针回到零，B错误；为了防止污染，接种环经火焰灭菌、冷却后才可以快速挑取菌落，C错误；在微生物接种的实验中，一般用75%酒精对实验者的双手进行消毒，用紫外线照射30min对超净工作台进行灭菌，D错误。
解题技巧
消毒和灭菌的辨析
项目
条件
结果
常用方法
应用范围
消毒
较为温和的物理或化学方法
仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
化学药剂消毒法
用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源
灭菌
强烈的理化因素
杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
灼烧灭菌法
接种工具
干热灭菌法
玻璃器皿、金属工具
高压蒸汽灭菌法
培养基及容器的灭菌
4．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌
A．接种环、手、培养基
B．高压锅、手、接种环
C．培养基、手、接种环
D．接种环、手、高压锅
【答案】C
考向三大肠杆菌的纯化方法及过程分析
5．下图中甲是稀释涂布平板法中的部分操作，乙是平板划线法的操作结果。
下列叙述中错误的是
A．甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能取菌液
B．对于浓度较高的菌液，如甲中的稀释倍数仅为102，则所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C．乙培养皿中所得的菌落都符合要求
D．乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端
【参考答案】C
归纳整合
两种纯化细菌方法的比较
项目
优点
缺点
适用范围
平板划线法
可以观察菌落特征，对混合菌进行分离
不能计数
适用于好氧菌
稀释涂布平板法
可以计数，可以观察菌落特征
吸收量较少，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延
适用于厌氧菌和兼性厌氧菌
6．下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题。
（1）图甲是利用________法进行微生物接种，图乙是利用__________________法进行微生物接种。
这两种方法所用的接种工具分别是________和________；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。
（2）接种操作为什么一定要在火焰附近进行？
________________________________________________。
（3）接种后，在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养？
________________________________。
（4）如图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接种方法是________（填“图甲”或“图乙”）。
【答案】
（1）平板划线 稀释涂布平板 接种环 涂布器 灼烧灭菌
（2）火焰附近存在着无菌区域
（3）避免培养过程产生的水分影响微生物的生长
（4）图乙
考向四选择培养基成分及配制方法的分析
7．选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。
利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。
为选择酵母菌和硝化细菌，应选用的培养基分别为
A．伊红美蓝培养基、含青霉素培养基
B．含青霉素培养基、含氨的无机培养基
C．含氨的无机培养基、含青霉素培养基
D．含青霉素培养基、伊红美蓝培养基
【参考答案】B
技法提炼
选择培养基的制作方法
（1）在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：
依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以抑制不需要的微生物，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。
（2）通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：
培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。
（3）利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：
如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物。
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（4）通过某些特殊环境分离微生物：
如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。
8．杀虫脒，又名氯苯脒，是一种有机氮农药，具有高效广谱杀虫杀螨的作用，但长期使用容易导致土壤污染，为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以下实验。
（1）微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、________、水、无机盐四类，该实验所用的培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源，其原因是________________，从功能上讲，该培养基属于_______培养基。
（2）微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，这两种方法在功能上的区别是_______________，此外，_____________也是测定微生物数量的常用方法。
（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力_______。
（4）通常情况下，在微生物培养过程中实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和________。
培养基一般不使用干热灭菌的原因是____________________。
【答案】
（1）氮源只有能利用杀虫脒的微生物才能正常生长和繁殖选择
（2）稀释涂布平板法可以用于统计样品中活菌数目显微镜直接计数
（3）强
（4）高压蒸汽灭菌湿度低会破坏培养基中的营养成分
考向五土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
9．下列有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验”的叙述，不正确的是
A．用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌，指示剂不变红
B．分解尿素的细菌能产生脲酶，将尿素分解产生氨和二氧化碳
C．统计尿素分解菌的数目时，以菌落数在30~300的平板进行计数
D．将实验组和对照组平板倒置，30~35℃恒温培养24~48小时
【参考答案】A
【试题解析】用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌，尿素分解菌将尿素分解为
易错警示
稀释涂布平板法计数微生物的注意问题
用稀释涂布平板法计数微生物时，要求选择菌落数在30～300的平板进行计数。
解题时易出现以下误解：
（1）只得到1个菌落数在30～300的平板是错误的。
错误的原因是不符合实验的重复原则，易受到偶发因素的影响。
（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，这可能有两种情况：
①不同平板间差异较大，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，这也是不正确的，因为“34”与“230”“240”差异太大，应重新实验找出原因。
②不同平板之间差异不大，是符合要求的，用其平均值作为估算的最终结果。
可见，并不是只要得到3个“菌落数在30～300的平板”即可，而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30～300的平板”且无较大差异，说明实验操作合格，才能按照计算公式进行计算。
10．下表是某同学列出的分离土壤中微生物培养基的配方，据此回答下列问题：
培养基配方
KH2PO4
1.4g
Na2HPO4
2.1g
MgSO4·7H2O
0.2g
葡萄糖
10.0g
尿素
1.0g
琼脂
15.0g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL
（1）从作用上看，该培养基属于________培养基，提供氮源的物质是________，细菌能利用该氮源是由于体内能合成________酶。
（2）在对分离的能分解尿素的细菌进行鉴定时，还需在培养基中加入________指示剂，若指示剂变________，说明有目的菌株存在。
（3）为了测定微生物的数量，接种时应采用__________________法，某同学在4个培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液0.1mL，培养后菌落数分别为180、155、176、129个，则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________，测定的活菌数比实际活菌数________（填“低”“高”或“基本一致”）。
【答案】
（1）选择 尿素 脲（催化尿素分解的）
（2）酚红 红
（3）稀释涂布平板 1.6×109 低
考向六分解纤维素的微生物的分离
11．分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是
A．经选择培养后即可将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
B．选择培养这一步可省略，但纤维素分解菌少
C．经稀释培养后，用刚果红染色
D．此实验中需设置对照组
【参考答案】A
【试题解析】经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养得到了欲分离的微生物。
解题技巧
两种微生物筛选方法的比较
项目
土壤中分解尿素的细菌的分离
分解纤维素的微生物的分离
方法
使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养
利用富含纤维素的选择培养基进行培养
原理
土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏脲酶而不能正常生长，能够分解尿素的微生物能利用尿素为氮源正常生长，从而起到选择作用
因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖
特有
代表
过程
CO（NH2）2＋H2O
CO2＋2NH3
纤维素
纤维二糖
葡萄糖
12．植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。
回答下列相关问题：
（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成______________。
（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）染料时，CR可与纤维素形成________色复合物。
用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。
（3）为从富含纤维素分解菌的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：
酵母膏
无机盐
淀粉
纤维素粉
琼脂
CR溶液
水
培养基甲
＋
＋
－
＋
－
＋
＋
培养基乙
＋
＋
＋
－
＋
＋
＋
注：
“＋”表示“有”，“－”表示“无”。
据表判断，培养基甲________（填“能”或“不能”）用于分离纤维素分解菌，原因是__________________________________________；培养基乙________（填“能”或“不能”）用于鉴定纤维素分解菌，原因是__________________________________________。
【答案】
（1）纤维二糖 葡萄糖
（2）红 透明圈
（3）不能 液体培养基不能分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素（不能形成CR－纤维素红色复合物）
【解析】
（1）葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。
（2）刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
（3）纤维素分解菌分离和鉴别培养基属于固体培养基，而培养基甲中没有琼脂，是液体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，需要以纤维素为唯一碳源的培养基，培养基乙没有纤维素，不能形成CR－纤维素红色复合物，无法鉴定纤维素分解菌。
1．下列有关微生物培养的叙述，错误的是
A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染
B．平板划线法和稀释涂布平板法都可对微生物进行计数
C．培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌
D．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落，造成污染
2．用平板划线法或稀涂布平板法都可以纯化大肠杆菌，二者的共同点是
A．都可以用固体培养基或液体培养基
B．都需要使用接种环进行接种
C．接种时都需要在酒精灯的火焰旁进行
D．都可以用来统计样品中的活菌数
3．在微生物培养的过程中，需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种，下列与之相关的叙述中不正确的是
A．纤维素分解菌能够分解刚果红染料，从而使菌落周围出现透明圈
B．尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使酚红指示剂变红
C．在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株
D．在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”
4．某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。
下列叙述正确的是
A．培养基分装到培养皿后进行高压蒸汽灭菌
B．转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线
C．接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养
D．培养过程中每隔一周观察三次菌落生长
5．幽门螺杆菌（能分解对热不稳定的尿素）是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素。
为从带菌者胃粘膜样本中分离出该细菌，相关实验步骤和方法不合理的是
A．配制培养基并灭菌后，需要加入无菌尿素
B．应设置未接种的培养基，做为实验的对照
C．统计样本中活菌数量时，可用划线法接种
D．可利用酚红指示剂对培养的菌落进行鉴定
6．如图为分离和纯化分解甲醛细菌的实验过程，其中LB培养基能使菌种成倍扩增，以下说法正确的是
A．需要对活性污泥作灭菌处理
B．②中LB培养基应以甲醛为唯一碳源
C．目的菌种异化作用类型为厌氧型
D．经⑤处理后，应选择瓶中甲醛浓度最低的一组进一步纯化培养
7．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48h，染色后统计变色菌落数目为165个。
下列说法正确的是
A．若培养基含伊红—美蓝，大肠杆菌菌落呈蓝绿色
B．自来水中大肠杆菌浓度是33个·L-1，比真实值偏大
C．为了提高准确度，需设重复实验，但不用空白对照
D．若培养基菌落数目大于300，可适当减少自来水量
8．下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的示意图，有关叙述错误的是
A．在配制步骤②、③的培养基时，应先调pH值后高压蒸汽灭菌
B．步骤③采用涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
C．步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力
D．步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落
9．分离筛选降解纤维素能力强的微生物，对于解决秸秆等废弃物资源的再利用和环境污染问题具有重要意义。
研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐、KCl、酵母膏以及水解酪素配制的培养基，成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物。
请回答下列问题：
（1）培养基中加入的化合物A是_____。
本实验将样品稀释涂布到鉴别培养基之前要进行选择培养，目的是_________。
（2）为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基中加入______溶液，等培养基上长出菌落后，能产生纤维素酶的菌落周围会出现_____。
（3）为在培养基表面形成单个菌落，若以接种环为工具，则用______进行接种。
若用稀释涂布平板法进行接种，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_________________。
（4）用三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（结果如图）。
据图分析可知，三种菌株对_____的降解作用最强。
与第5天结果相比，第10天秸秆各组分中_____的降解率变化最大。
10．聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是塑料类水瓶的重要原料，科学家发现了以PET为碳源和能量来源的细菌，该发现对PET类材料的回收利用、环境治理意义重大。
请回答下列问题：
（1）实验小组欲从土壤中获取PET降解菌，需将土壤样品置于________为唯一碳源的培养基中进行选择培养，其目的是______________。
（2）该实验小组选取PET浓度为800mg·L-1的富集液进行系列稀释，分别取10-3、10-4和10-5倍数的稀释液0.1mL涂布于培养基上，每个稀释倍数涂布三个平板，各平板的菌落数分别为（286、298、297），（35、32、31），（36、7、2），不适合用于计数的为________倍数的稀释液，用另外两组稀释倍数的稀释液进行计数得到的细菌数不一致的原因可能是__________________________。
（3）倒平板时应使锥形瓶的瓶口通过火焰，目的是________。
在倒平板的过程中，如果培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，则这个平板不能用来培养大肠杆菌，原因是____________。
用平板划线法纯化PET降解菌的过程中，在第二次及其后的划线操作时，须从上一次划线的末端开始划线，原因是__________。
（4）在保藏PET降解菌菌种时，可采取____________的方法进行长期保存。
11．（2018·全国Ⅰ卷）将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。
在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制_______的生长，加入了链霉素的培养基属于____________培养基。
（2）M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有__________（答出两点即可）。
氮源进入细胞后，可参与合成的生物大分子有______（答出两点即可）。
（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。
加入的显色剂是____________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_____________。
（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：
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