第43课微生物的培养与应用.docx

第43课微生物的培养与应用.docx

《第43课微生物的培养与应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第43课微生物的培养与应用.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第43课微生物的培养与应用

第43课微生物的培养与应用

普查讲43微生物的培养与应用

1．微生物的实验室培养及分离

a．培养基的成分、功能和配制

（1）（多选）（2019汇编，6分）下列关于培养基的叙述，正确的是（　　）

A．在配制培养基时，除满足营养需求外，还应考虑pH、O2及特殊营养物质的需求

B．碳源和氮源必须具有一定比例，碳元素的含量最多，其次为氮元素

C．可利用液体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型

D．每种微生物在培养时，培养基中都需要有水、碳源、氮源、无机盐

E．感染杂菌的培养基和使用过的培养基都必须经灭菌处理后才能丢弃

F．配制培养基时，溶化后分装前，必须要进行的是调整pH和灭菌

G．微生物平板培养需倒置平板，目的是防止冷凝水珠污染培养基

H．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（2015江苏单科）

答案：

AEFG

解析：

配制培养基除了考虑营养物质的需求外，还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求，如维生素等，故A项正确。

碳源和氮源必须具有一定比例，但碳元素的含量不一定最多，自养型微生物的培养基不需要碳源，故B项错误。

鉴别微生物一般用固体培养基，可利用固体培养基上菌落的特征来判断和鉴别细菌的类型，故C项错误。

微生物在培养时，培养基中不一定都需要有水、碳源、氮源、无机盐，如自养型微生物的培养基中可以不加碳源，固氮微生物的培养基中可以不加氮源，故D项错误。

为了避免微生物污染环境和操作者，感染杂菌的培养基和使用过的培养基都必须经灭菌处理后才能丢弃，故E项正确。

不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要先调整pH，然后进行灭菌，故F项正确。

微生物平板培养需倒置平板，目的是防止冷凝水珠污染培养基，故G项正确。

倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约10～20mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖，不能打开然后将皿盖放到一边，故H项错误。

b．消毒和灭菌的比较

（2）（2018全国Ⅱ，15分）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________________________________________________________。

答案：

①可以（2分）　②在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少（3分）　③破坏DNA结构（3分）

消毒液（2分）　④氯气（2分）　⑤未将锅内冷空气排尽（3分）

解析：

①在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属用具等可以采用干热灭菌法灭菌，因此在干热灭菌箱中可以对玻璃和金属材质的实验器具进行干热灭菌。

②煮沸消毒法温度相对较高，导致牛奶中营养成分损失较多。

巴氏消毒法温度相对较低，可在杀死牛奶中微生物的同时，使牛奶中的营养成分不被破坏；高温瞬时消毒法的灭菌时间较短，既能杀死较耐热的微生物，又可最大限度地减少牛奶中营养成分的损失。

③紫外线可以破坏生物的DNA结构，所以可以采用紫外线照射密闭空间内的空气进行消毒。

在照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果。

④自来水消毒使用的是氯气，氯气易溶于水，与水结合生成次氯酸和盐酸，在整个消毒过程中起主要作用的是次氯酸。

⑤在使用高压蒸汽灭菌锅进行灭菌时，其原理是把锅内的水加热煮沸，将其中的冷空气排尽后，将锅密闭继续加热，气压上升，温度也升到100℃以上。

因此若温度没有达到要求，可能原因是未将锅内冷空气排尽。

c．微生物的分离与纯化

（3）（2018江苏单科，8分）酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。

有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。

研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。

如图所示为操作流程，请回答下列问题：

①配制培养基时，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______，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。

②取步骤B中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤C中将温度约______（在25℃、50℃或80℃中选择）的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。

③挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤D所示进行划线。

下列叙述合理的有______。

a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌

b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落

c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量

d．可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株

④步骤E中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和______供应。

为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数，理论上______色细胞的个数应不少于______，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。

答案：

①pH（1分）　高压蒸汽（湿热）（1分）　②50℃（1分）　③a、b、d（答全2分，少答1分）　④氧气（1分）　无（1分）　30（1分）

解析：

①配制培养基的一般过程包括计算、称量、溶化、调节pH、分装、灭菌等，其中培养基的灭菌方法常用高压蒸汽灭菌或湿热灭菌。

②步骤C中平板浇注的温度应选择50℃，理由是25℃时培养基呈固态，不能浇注，而80℃时，酵母菌被杀死。

③步骤D是利用平板划线培养的方法进一步进行酵母菌的分离和纯化。

为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌，故a项正确。

划线时应避免划破培养基表面，避免影响菌落的形态，故b项正确。

平板划线接种过程中用灭菌过且冷却的接种环只能挑取一个菌落，以达到纯化菌种的目的，故c项错误。

通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，可以富集培养能利用高浓度甲醇的酵母菌菌种，获得甲醇高耐受株，故d项正确。

综上所述，本小题选a、b、d。

④酵母菌为兼性厌氧菌，为使酵母菌数量迅速增加，培养过程中应该给予充足的营养和氧气供应，酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的能量。

台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞是否存活。

活细胞不会被台盼蓝染成蓝色，而死细胞会被染成蓝色。

因此计数时应该记录没有被染色的细胞，即无色的活细胞。

设5个中格中共有活酵母菌x个，则有（5x/10－4）×1000×2＝3×109，求出x＝30，其中5x指25个中格中酵母菌总数；10－4指一大格下方溶液体积为1mm×1mm×0.1mm＝10－4cm3＝10－4mL；1000指稀释倍数；2指加入等体积台盼蓝溶液后发酵液又被稀释2倍。

2．常见微生物的分离和应用

a．土壤中分解尿素的细菌的分离

（4）（2017全国Ⅰ，15分）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）。

答案：

①脲酶（2分）　分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物（2分）　为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料（3分）

②尿素（2分）　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分）　③为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定（3分）

解析：

①只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源，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，必须利用现成的葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是为细胞生命活动提供能量，同时葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他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，因此不能选其他两组。

③用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用是KH2PO4和Na2HPO4构成缓冲液，可维持培养基的pH相对稳定；KH2PO4和Na2HPO4能为微生物生长提供无机营养。

b．土壤中分解纤维素的细菌的分离

（5）（经典题，15分）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。

回答下列问题：

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种组分组成的复合酶，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）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为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分如表所示）：

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”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____________________________________；培养基乙________（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

①纤维二糖（2分）　葡萄糖（2分）　②红（1分）　透明圈（2分）　③不能（2分）　液体培养基不能用于分离单菌落（2分）　不能（2分）　培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌（2分）

解析：

①微生物产生的纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，其中的葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。

②在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成红色复合物。

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透明圈。

③分析表格可知，培养基甲为液体培养基，不能用于分离和鉴别纤维素分解菌，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基。

培养基乙没有纤维素，不能和CR形成红色复合物，即使出现单菌落也不能确定为纤维素分解菌，因此也不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。

c．其他微生物的分离

（6）（经典题，8分）有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。

某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。

回答下列问题：

①在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于________培养基。

②纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即______________和________________。

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、__________和____________。

无菌技术要求实验操作应在酒精灯__________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

答案：

①原油（1分）　选择（1分）　②平板划线法（1分）　稀释涂布平板法（1分）　③强（1分）

④干热灭菌（1分）　高压蒸汽灭菌（1分）　火焰（1分）

解析：

①欲筛选出能降解原油的菌株，培养基中应只含有原油而无其他碳源，不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，这类培养基属于选择培养基。

②分离纯化菌种时，需采用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，使聚集在一起的细菌细胞分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便纯化菌种。

③降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。

④实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌（如接种环）、干热灭菌（如培养皿）、高压蒸汽灭菌（如培养基）等。

无菌操作要求在整个实验过程中操作都在酒精灯火焰附近进行，以避免周围微生物的污染。

随堂普查练43

1．（2018北京通州区一模，6分）下列有关微生物培养的叙述正确的是（　　）

A．通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落

B．若培养基需要调节pH，应该在灭菌后进行

C．用显微镜直接计数固体培养基中微生物数量

D．倒置平板可防止培养基被滴落的冷凝水污染

答案：

D

解析：

通常使用固体培养基分离获得细菌单菌落，故A项错误。

若培养基需要调节pH，应该在灭菌前进行，故B项错误。

利用显微镜计数时只能用液体培养基，故C项错误。

倒置平板可防止培养基被滴落的冷凝水污染，故D项正确。

2．（多选）（2016江苏单科，3分）漆酶属于木质素降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途。

如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是（　　）

A．生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品

B．筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落

C．在涂布平板上长出的菌落，再通过划线进一步纯化

D．斜面培养基中含有大量营养物，可在常温下长期保存菌株

答案：

BC

解析：

漆酶属于木质素降解酶类，生活污水中含木质素类的物质少，则能降解木质素的产漆酶微生物较少，因此生活污水不是分离产漆酶菌株的首选样品，故A项错误。

筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶菌落，从而获得产漆酶菌株，故B项正确。

在涂布平板上长出的菌落可能含有其他杂菌，可以通过平板划线法进一步纯化，故C项正确。

对于需要长期保存的菌株，不适宜在常温下保存，故D项错误。

3．（2018全国Ⅰ，15分）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：

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___________________

___________________________________。

答案：

（1）细菌（2分）　选择（2分）　

（2）碳源、无机盐（2分）　核酸、蛋白质（2分）　（3）碘液（1分）淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈（3分）　（4）乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差（3分）　

解析：

（1）链霉素是一种抗生素，能干扰或抑制细菌的生长，在用于筛选真菌的培养基中添加链霉素是为了抑制细菌的增殖，进而选择出真菌，所以添加了链霉素的培养基相当于选择培养基。

（2）微生物的培养基的营养构成一般都含有水、碳源（如蔗糖）、氮源（如蛋白胨）、无机盐和生长因子。

氮源是为微生物提供氮元素的物质，而氮元素进入细胞后可以用于合成蛋白质、核酸等生物大分子。

（3）淀粉遇碘液会变蓝，而淀粉酶能将淀粉水解，所以当蔗糖被淀粉替代后可以根据蓝色是否消失来判断是否获得了相应的微生物。

若平板上长出的菌落中有能产淀粉酶的微生物，则其会将周围的淀粉水解，形成透明圈。

（4）甲同学3个平板统计的菌落数结果相近，而乙同学3个平板统计的结果中“27”与其他2个数值相差较大，说明实验结果的重复性差，所以认为乙同学得出的结果可信度低。

4．（2017江苏单科，7分）苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。

小明同学准备依据如图1操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。

请回答下列问题：

图1

（1）酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有____________________。

（2）将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐__________（填“增加”或“减少”），以达到富集酚降解菌的目的。

若图1平板中菌落过于密集，应进一步______________，以便于菌落计数与分离。

制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加____________。

（3）如图2为连续划线法示意图，在图中________（填图中序号）区域更易获得单菌落。

图2

（4）采用比色测定法（使用苯酚显色剂）检测降解后的废水中苯酚残留量。

先制作系列浓度梯度并进行显色反应，如表中1～5号比色管的苯酚浓度应分别为________________________。

管号

1

2

3

4

5

6

苯酚浓度（mg/L）

1

如果废水为50mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释______________（填序号：

①5　②10　③20）倍后，再进行比色。

4．答案：

（1）蛋白胨、苯酚（1分）　

（2）增加（1分）　稀释涂布（1分）　凝固剂（1分）　（3）③（1分）　（4）0、0.2、0.4、0.6、0.8（1分）　③（1分）

解析：

（1）碳源是微生物生长的一类营养物，是含碳化合物，其中可作为碳源的有蛋白胨和苯酚。

（2）将采集到的样品接种培养的目的是富集酚降解菌，则苯酚用量应随转接次数增加而逐渐增加。

平板中菌落过于密集，说明菌种密度过大，应进一步稀释。

平板培养基呈固态，应向其中添加凝固剂。

（3）下一次划线的起始端是上次划线的末端，随着划线的进行，菌种的密度越来越小，更易形成单菌落，故③区域更易获得单菌落。

（4）1号管为空白对照管，不加苯酚，6号管中苯酚浓度为1mg/L，1～6号管苯酚浓度为0～1mg/L，可判断浓度梯度为0.2mg/L，则2～5号管中苯酚浓度分别是0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L。

废水中苯酚溶液浓度为50mg/L，降解后约有21%的苯酚残留，则苯酚溶液浓度为10.5mg/L，由于制作的比色管中苯酚浓度介于0～1mg/L之间，则残留液需稀释20倍后，再进行比色。

课后提分练43　微生物的培养与应用

A组（巩固提升）

1．（2018江苏扬州模拟，2分）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，防止杂菌污染。

请分析下列操作中错误的是（　　）

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．①③B．②④C．③⑤D．④⑥

答案：

C

解析：

煮沸消毒法在100℃煮沸5～6min可以杀死微生物细胞和一部分芽孢，①正确；酒精灯火焰附近存在一个无菌区，为保证无菌操作，接种操作要在酒精灯火焰附近进行，②正确；利用葡萄制作葡萄酒时，起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生型酵母菌，所以制作葡萄酒时不需要对葡萄进行灭菌，以免杀死酵母菌，③错误；培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，④正确；指示剂和染料可能混有微生物，故加入培养基前需灭菌，⑤错误。

综上所述，操作错误的是③⑤，故C项正确。

2．（2018北京东城区模拟，6分）黑茶是以肉食为主的中国边疆游牧民族的主要饮品。

在一系列微生物的作用下，黑茶会产生一种对人体非常有益的金黄色颗粒“金花”。

研究人员对“金花”中的微生物进行了分离和鉴定，过程如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．向“金花”样品中加入蒸馏水制成样品悬液

B．可根据菌落特征对菌种进行初步鉴定

C．涂布平板上长出的菌落可通过划线进一步纯化

D．可通过基因组测序对菌种进行准确鉴定

答案：

A

解析：

若向“金花”样品中加入蒸馏水制成悬液，则分离的微生物可能来自蒸馏水，因此应向“金花”样品中加入无菌水制成样品悬液，故A项错误，符合题意。

可根据菌落特征对菌种进行初步鉴定，故B项正确，不符合题意。

涂布平板上长出的菌落通常不是一种菌落，而是混合菌落，可通过平板划线法进一步纯化微生物，故C项正确，不符合题意。

通过基因组测序可以对菌种进行准确鉴定，故D项正确，不符合题意。

3．（2018全国Ⅲ，15分）回答下列与酵母菌有关的问题：

（1）分离培养酵母菌通常使用____________（填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”）培养基，该培养基应采用________________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________________________________________。

（2）酵母菌液体培养时，若通入氧气，可促进_________