学年同步备课套餐之生物人教版选修1讲义专题2 微生物的培养与应用 专题整合提升 Word版含答案.docx

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学年同步备课套餐之生物人教版选修1讲义专题2微生物的培养与应用专题整合提升Word版含答案

知识系统构建

必背要语

1.实验室常用煮沸消毒法、巴氏消毒法和使用紫外线或化学药剂进行消毒，常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。

2.微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法。

长期保存菌种可以采用甘油管藏法。

3.稀释涂布平板法常用来统计活菌的数目，但统计结果往往比实际活菌数目低。

4.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素作唯一氮源的选择培养基分离该细菌。

5.鉴定分解尿素的细菌的方法是在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，据是否变红进行判断。

6.纤维素酶的作用是：

纤维素纤维二糖葡萄糖。

7.刚果红与纤维素形成红色复合物。

当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

规律方法整合

整合一　常见的消毒灭菌方法比较

方法

操作过程

应用范围

煮沸消毒法

100℃煮沸5～6min

日常生活中广泛使用

巴氏消毒法

在70～75℃煮30min或在80℃煮15min

牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温消毒的液体

化学药剂

消毒法

用体积分数为70%～75%的乙醇、碘酒涂抹，来苏水喷洒等

用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒，空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等

紫外线

消毒法

30W紫外灯照射30min

接种室空间消毒

灼烧灭菌法

酒精灯火焰灼烧

微生物接种工具如接种环、接种针或其他金属用具等，接种过程中试管口或锥形瓶口等

干热灭菌法

干热灭菌箱160～170℃加热1～2h

玻璃器皿（如吸管、培养皿等）、金属用具等凡不适宜用其他方法灭菌而又能耐高温的物品

高压蒸汽

灭菌法

100kPa、121℃维持15～30min

培养基及多种器材、物品

例1　下列有关微生物培养与应用的说法，正确的是（　　）

A.天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基

B.接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理

C.大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段

D.分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源

答案　C

解析　天然培养基是成分不明确的培养基，并不是不需加工配制的培养基；实验操作者的双手需进行消毒处理；分离分解尿素的细菌时，尿素是唯一氮源但不是唯一的碳源。

例2　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.①B.②③C.③④D.③⑤

答案　D

解析　无菌操作包括消毒和灭菌。

需进行消毒处理的有操作人员的双手等，需进行灭菌的有器皿、培养基、添加剂（指示剂或染色剂）等。

煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，属于消毒；为防止空气中的杂菌污染，接种时要在酒精灯火焰附近进行；家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌，故不能灭菌；培养基常进行高压蒸汽灭菌。

故③⑤操作错误。

整合二　微生物的纯化培养技术

1.技术流程

2.流程解读

（1）无菌技术：

主要指消毒和灭菌，实验中对操作者和操作空间进行消毒，对实验用具和培养基进行灭菌。

实验过程中严格遵循无菌技术。

（2）倒平板：

待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。

（3）平板划线法：

通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面，培养后获得由单个菌体繁殖形成的菌落，从而实现菌种的纯化培养。

（4）稀释涂布平板法：

先将菌液进行系列梯度稀释后涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而在培养基表面形成单个菌落，实现菌种的纯化培养。

易错易混　1自然界中多种微生物混杂在一起，研究菌种时需要将它们分离开来，微生物的纯化培养技术实现了菌种的分离。

2平板划线法操作简单，常用于微生物的分离；稀释涂布平板法操作复杂，稀释度足够高时，培养基上生长的菌落大都是由单个细菌形成的，除用于微生物的分离外，还可进行细菌的计数。

例3　1943年，曾获诺贝尔生理学或医学奖的美国科学家鲁里亚和德尔布吕克设计实验，研究大肠杆菌的抗噬菌体突变是发生在接触噬菌体之前还是之后。

请阅读以下资料回答下列问题：

培养皿中培养基的基本配方：

配方

蛋白胨

乳糖

KH2PO4

水

琼脂

20%伊红水溶液

0.325%美蓝水溶液

pH

含量

10g

10g

2g

1000mL

25g

20mL

20mL

7.2～7.4

（1）在培养基中加噬菌体的作用是；加伊红与美蓝的目的是。

（2）由于大肠杆菌的同化作用类型是，因此，在培养基中还加入了一些相应的物质，其中是大肠杆菌生长的主要碳源，是氮源。

（3）从生态学的角度看，噬菌体与大肠杆菌这两种生物之间的关系是。

（4）该实验有两个假设：

假设一：

大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前。

假设二：

大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之后。

你认为图中的实验结果支持上述哪个假设：

，如果另一个假设成立的话，实验结果应该是：

。

（5）在这个实验设计中，研究者根据培养皿中菌落数的差异推断，从而证明假设的成立。

请你分析出现A4和A5实验结果的原因：

。

答案　

（1）选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌　便于识别大肠杆菌菌落　

（2）异养型　乳糖　蛋白胨　（3）寄生　（4）假设一　A、B两组所有培养基中菌落数没有显著差异　（5）抗噬菌体变异发生的时间A5比A4早，具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数较多，培养皿中出现的菌落数就多

解析　噬菌体与大肠杆菌的关系为寄生，有些大肠杆菌对噬菌体具有抗性，利用加噬菌体的培养基将其筛选出来。

伊红美蓝培养基用于特异性鉴别大肠杆菌，其在此培养基上的菌落呈深紫色。

大肠杆菌的同化作用类型为异养型，所以培养基中加了乳糖等含碳有机物。

由于生物的变异具有不定向性，且通过图示可以看出，将A试管中10mL菌液先均分到50支试管中再培养24h以后涂布到50个含噬菌体的平板上，菌落数有了明显差异，说明抗性发生了差异；B试管中10mL菌液先一起培养24h后再均分为50份分别涂布，结果各培养基菌落数相当，则说明假设一成立。

若假设二成立，则A、B两组所有培养基中菌落数应无显著差异。

通过培养基上菌落差异，可以推断出大肠杆菌抗噬菌体变异时间的早晚。

A5菌落数为103，A4为7，说明A5变异时间早，经过大量的繁殖，具有抗性的个体远远多于A4。

整合三　有关分解尿素的细菌和纤维素分解菌的比较

1.对比分析尿素分解菌和纤维素分解菌的分离和鉴定

尿素分解菌的分离

纤维素分解菌的分离

原理

提供有利于目的菌株生长的条件（如营养、温度、pH等），同时抑制其他微生物的生长，常用选择培养基筛选

过程

土壤取样→样品稀释→培养与观察

土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布于含刚果红（CR）鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落→进一步鉴定

鉴定

酚红指示剂（变红）

刚果红（产生透明圈）

培养基

选择培养基：

固体培养基，尿素为唯一氮源

选择培养基：

液体，富含纤维素

鉴别培养基：

固体，加入刚果红

2.分解尿素的细菌和纤维素分解菌的分离流程比较

分离流程

分解尿素的细菌

纤维素分解菌

土壤取样

选择富含有机质的土壤

选择富含纤维素的环境

选择培养

不进行选择培养

液体选择培养基，增加纤维素分解菌的浓度

梯度稀释

梯度稀释到104、105、106倍

梯度稀释101～106倍

涂布平板

涂布到选择培养基

涂布到鉴别培养基

菌种鉴定

培养基中加入酚红指示剂

培养基中加入刚果红染色剂

例4　下列关于尿素分解菌和纤维素分解菌的分离的叙述中，错误的是（　　）

A.前者需要以尿素为唯一的氮源，后者需要以纤维素为唯一的碳源

B.尿素分解菌能产生脲酶，纤维素分解菌能产生纤维素酶

C.两个过程中都需要梯度稀释

D.刚果红染色法也可以用于鉴定尿素分解菌

答案　D

解析　两种细菌的分离都用到选择培养基，分离尿素分解菌的培养基以尿素为唯一氮源，分离纤维素分解菌的培养基以纤维素为唯一碳源，A正确；两种细菌分别产生脲酶和纤维素酶，B正确；由于在样品中细菌的浓度较大，所以都要进行梯度稀释，C正确；刚果红染色法仅能用于纤维素分解菌的鉴定，D错误。

热点考题集训

1.在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入10%NaCl溶液。

利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出（　　）

A.金黄色葡萄球菌、硝化细菌、放线菌

B.固氮细菌、大肠杆菌、放线菌

C.霉菌、固氮细菌、金黄色葡萄球菌

D.固氮细菌、金黄色葡萄球菌、放线菌

答案　C

解析　青霉素可以抑制细菌和放线菌，在添加青霉素的选择培养基上可以筛选分离真菌；在缺乏氮源的培养基上可以筛选分离固氮微生物；加入10%NaCl溶液的培养基可以筛选分离金黄色葡萄球菌，C项正确。

2.3个培养皿中分别加入10mL不同成分的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。

培养36小时后，计数菌落数，结果如下表。

下列选项不正确的是（　　）

培养皿

培养基成分

菌落数

Ⅰ

琼脂、葡萄糖

35

Ⅱ

琼脂、葡萄糖、生长因子

250

Ⅲ

琼脂、生长因子

0

A.该实验采用的是固体平板培养基

B.该实验采用稀释涂布平板法接种

C.Ⅰ和Ⅱ对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子

D.Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要糖类

答案　C

解析　培养基中添加了琼脂且能观察到菌落，因此本实验采用的是固体平板培养基，A项正确。

对大肠杆菌进行菌落计数用的是稀释涂布平板法，B项正确。

Ⅰ和Ⅱ对照，Ⅰ中菌落数比较少，说明生长因子能促进大肠杆菌的生长，C项不正确。

Ⅱ和Ⅲ对照，缺少葡萄糖的培养基中大肠杆菌不能生长，说明大肠杆菌的生长需要糖类，D项正确。

3.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.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

C.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

D.都会在培养基表面形成单个菌落

答案　D

解析　平板划线法不需要进行梯度稀释，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。

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。

4.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

答案　A

解析　要想分离尿素分解菌，应把尿素作为培养基中的唯一氮源。

而B项中无氮源，C项中无碳源，D项中牛肉膏、蛋白胨都可以作为氮源。

5.淀粉酶可通过微生物发酵生产获得，生产菌株在含有淀粉的固体培养基上可释放淀粉酶分解淀粉，在菌落周围形成透明圈。

为了提高酶的产量，研究人员欲利用诱变育种的方法获得能产生较多淀粉酶