【备考2024】生物高考一轮复习学案：第36讲 微生物的培养技术及应用(含答案）

【备考2024】生物高考一轮复习
第36讲　微生物的培养技术及应用
[课标要求] 1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术3.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物4.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5.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
[核心素养](教师用书独具) 1.分析培养基的成分及其作用；平板划线法和稀释涂布平板法的异同；选择培养基和鉴别培养基的区别。(科学思维)2.设计实验探究微生物培养的条件及如何分离某种微生物等。(科学探究)3.关注有害微生物的控制及宣传健康生活方式等。(社会责任)
考点1　微生物的基本培养技术
1．培养基的配制
2．无菌技术
3．微生物的纯培养
1．在培养细菌时，要将培养基调至中性或弱酸性。 (×)
提示：在培养细菌时，要将培养基调至中性或弱碱性。
2．蛋白胨中含有糖、维生素和有机氮等营养物质。 (√)
3．玻璃器皿、金属用具等可以采用干热灭菌。 (√)
4．微生物的纯培养步骤为配制培养基→接种→灭菌→分离和培养等。 (×)
提示：微生物的纯培养步骤为配制培养基→灭菌→接种→分离和培养等。
5．待灭菌后的培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 (√)
1．无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？(选择性必修3　P10“旁栏思考”)
提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
2．操作时，接种环通过灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线。这样做的目的是什么？(选择性必修3　P13“文字信息”)
提示：将聚集的菌体逐步稀释以便获得不连续的单个菌落。
1．倒平板操作中，平板冷凝后，要将平板倒置，其主要原因是________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
提示：防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上(污染培养基和破坏菌落)和防止培养基水分过快蒸发
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__________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少
1．两种纯化细菌的方法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
纯化原理 通过接种环在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表面 将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞
主要步骤 平板划线操作 系列稀释操作和涂布平板操作
接种工具 接种环 涂布器
平板示意图
2.平板划线操作中灼烧接种环的目的
灼烧时间 灼烧目的
第一次划线前 杀死接种环上原有的微生物，防止外来杂菌污染培养基
第二次及以后每次划线前 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
最后一次划线后 杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
1．某同学为探究已纯化的菌株能否分解纤维素，他将此菌株接种在纤维素分解菌选择培养基上，一段时间后，培养基上出现了菌落，该同学认为此菌株能分解纤维素，但其他的同学并不认同他的观点，你认为他们的理由是什么？
提示：实验缺少空白对照；操作不规范。
2．某同学在利用稀释涂布平板法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是什么？为了防止杂菌污染，有同学建议加入抗生素，你觉得可以吗？并说明理由。
提示：最可能的原因是菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)。不可以，因为抗生素不但能杀灭杂菌，而且也可以杀灭目的菌，因此在培养基上不可以加入抗生素。
考查无菌技术
1．(2021·南通高三模拟)巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品，杀灭了牛奶中有害菌群的同时也保存了营养物质和纯正口感。据国家标准每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是(　　)
A．配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min
B．将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、 80 ℃、 90 ℃恒温水浴锅中处理30 min
C．对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h
D．统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为牛奶最适消毒温度
D　[配制的牛肉膏蛋白胨培养基需使用高压蒸汽灭菌法灭菌，即在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min，将培养基彻底灭菌，以避免培养基上的微生物影响实验结果，A正确；新鲜牛奶应使用巴氏消毒法消毒，为了探究新鲜牛奶合适的消毒温度，可将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理30 min，并检测不同温度处理下的牛奶中微生物的数量进行比较，B正确；若要统计消毒后的牛奶中微生物的数量，可用稀释涂布平板法接种，即可对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用涂布法接种平板并在37 ℃下培养24 h，C正确；由于温度过高会破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，因为还需要考虑牛奶的营养价值不被破坏，D错误。]
2．(2021·南充高三模拟)“掌心对掌心，手心压手背，十指交叉摩，手握关节搓，拇指围轴转，指尖掌心揉，手腕别放过。”七步洗手法可以清除手部的污物和微生物，是预防新冠病毒感染的有效措施之一。某生物实验小组设计了“比较洗手前后手上细菌分布情况”的探究活动：各小组成员分别将拇指在甲组培养基上轻轻按一下，然后用肥皂将该手洗干净，再将洗净后的拇指在乙组培养基上轻轻按一下。将这两组培养基放入恒温培养箱中，在适宜温度下培养24小时后，统计两组培养基中菌落数目。
(1)该实验中用到的培养基中加入了牛肉膏、蛋白胨、NaCl和水，蛋白胨可以为微生物的生长提供____________________________等营养物质，为了使配制的溶液呈固体状态，还需要加入________。为了防止外来杂菌的入侵，可以将培养基放入盛有适量________的高压灭菌锅内灭菌15～30 min。
(2)实验中“将拇指在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养操作中的________，该操作应该在酒精灯火焰附近进行，原因是____________________
_________________________________________________________________。
(3)统计甲乙两组培养皿中的菌落，乙组中菌落数比甲少得多，实验结果说明肥皂洗手不能彻底清除手上的微生物。为避免手上微生物在无菌操作中污染培养基，洗过的手还应进行____________________________________________
___________________________________________等方法处理(答出1种即可)。
(4)有同学认为乙中也有菌落产生，是因为培养过程受到杂菌污染，请你在本实验的基础上设计一个简单的方案验证他的猜想是否正确，并预期结果和结论。________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)该实验中用到的培养基中加入了牛肉膏、蛋白胨、NaCl和水，蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质，故蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素等营养物质，为了使配制的溶液呈固体状态，还需要加入琼脂。为了防止外来杂菌的入侵，可以将培养基放入盛有适量水的高压灭菌锅内灭菌15～30 min。
(2)实验中“将拇指在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养操作中的接种，该操作应该在酒精灯火焰附近进行，这样能够保证接种时处于一个无菌的环境，防止周围环境中的微生物污染培养基。
(3)为避免手上微生物在无菌操作中污染培养基，洗过的手还应用酒精棉球擦拭双手、戴消毒手套等方法处理。
(4)有同学认为乙中也有菌落产生，是因为培养过程受到杂菌污染，若要验证乙培养基是否被污染，需要再加一个不接种的相同培养基作为对照，与甲乙在相同条件下培养，若该培养基上没有生长菌落，说明培养过程中未被杂菌污染，故猜想错误；若该培养基上生长菌落，则说明猜想正确。
[答案]　(1)碳源、氮源和维生素　琼脂　水　(2)接种　避免周围环境中的微生物污染培养基　(3)酒精棉球擦拭双手、戴消毒手套　(4)再加一个不接种的相同培养基(空白培养基)，与甲乙在相同条件下培养，若该培养基上没有生长菌落，说明培养过程未被杂菌污染，猜想错误；若该培养基上生长菌落，说明培养基中被杂菌污染，猜想正确
考查微生物的纯培养
3．(不定项)(2021·江苏七市高三调研)为了探究从重组大肠杆菌中提取质粒的适宜培养时间，科研人员通过培养大肠杆菌并抽样计数、提取质粒进行电泳分析，得到如下结果。相关叙述正确的是(　　)
A．培养大肠杆菌时需设置空白对照，以检测实验过程是否有杂菌污染
B．培养大肠杆菌过程中，摇床培养可防止大肠杆菌聚沉、减少菌体间的质粒转化
C．涂布平板培养大肠杆菌时，倒置培养有利于减少水分蒸发，减少杂菌污染
D．在0～28 h培养液中大肠杆菌种群数量呈“S”形增长，16 h左右提取质粒较为适宜
ACD　[为了检测实验过程中是否有杂菌污染，需设置空白对照组，即不接种大肠杆菌的培养液，A正确；培养大肠杆菌过程中，摇床培养的目的是提供充足氧气，并使细菌与营养物质充分接触，扩大培养，B错误；涂布平板培养大肠杆菌时，倒置培养既可以防止培养基表面的水分更快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染，C正确；由曲线图分析可知，在0～28 h培养液中大肠杆菌种群数量呈“S”形增长，其中在16 h时菌体数量的相对值最高；而观察电泳图可知，培养时间在10 h后才能够看到明显的电泳带，其中16 h时的电泳带亮度最高，由此推测16 h左右提取质粒较为适宜，D正确。]
4．(不定项)(2021·潍坊高三模拟)营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物，为工业生产提供大量的原料产物。以下是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。下列说法不合理的是(　　)
A．过程①的接种方法为稀释涂布平板法，过程②两种培养基的成分相同
B．进行过程②培养时必须先将丝绒布转印至基本培养基上，顺序不能颠倒
C．统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止培养时间不足导致菌落数目偏大
D．营养缺陷型菌株细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，可能与核孔复合体的蛋白质空间结构发生改变有关
ACD　[过程①得到的菌落均匀分布，接种方法为稀释涂布平板法，过程②两种培养基的成分不同，基本培养基中缺乏某种氨基酸，A错误；进行过程②培养时先将丝绒布转印至完全培养基上，可能会携带某种氨基酸进入基本培养基，因此顺序不能颠倒，B正确；统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止培养时间不足导致菌落数目偏小，C错误；若该菌株为原核细胞，则不存在核孔复合体，营养缺陷型菌株细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，应是控制该酶合成的基因发生突变，D错误。]
考点2　微生物的选择培养和计数
1．选择培养基
2．微生物的选择培养
(1)土壤取样
铲取土样，将样品装入纸袋中
(2)等比稀释
将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
(3)涂布平板
(4)培养观察
①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在涂布有合适浓度菌液的平板上可以观察到分离的单菌落。
3．微生物的数量测定
(1)利用稀释涂布平板法计数
①为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板计数，并且在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，并求平均值。
②统计结果往往比实际值少。
(2)利用显微镜直接计数
①需用细菌计数板或血细胞计数板。
②统计结果是一般活菌数和死菌数的总和。
1．选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。 (×)
提示：选择培养基可以筛选分离出某种微生物。
2．脲酶催化尿素分解产生NH3。 (√)
3．对细菌进行计数时，可以用平板划线法。 (×)
提示：对细菌计数可以采用稀释涂布平板法或显微镜直接计数法。
4．筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源。 (√)
5．刚果红与纤维素形成红色复合物，可以通过是否产生透明圈来分离纤维素分解菌。 (√)
6．用细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。 (√)
1．该实验中的选择培养基对分解尿素的细菌具有选择作用。若要判断选择培养基是否起到了筛选的作用，对照组应如何设置？(选择性必修3　P19“探究·实践”)
提示：用完全培养基接种后在相同条件下同时培养。
2．若分离纤维素分解菌，需将土壤浸出液接种到仅含有纤维素作为唯一碳源的培养基进行培养，培养2天后可“浓缩”纤维素分解菌，分析其原因。(选择性必修3　P20“拓展应用”)
提示：在仅含有纤维素作为唯一碳源的培养基上，纤维素分解菌能够分解纤维素获取营养进行繁殖，不能分解纤维素的微生物因缺乏营养而繁殖受到抑制。
1．利用稀释涂布平板法进行微生物数量测定时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目要少，这是因为_____________________________________________
___________________________________________________________________。
提示：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
2．在进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的相关实验时，甲同学从对应1×106倍稀释的培养基中筛选出大约200个菌落，但是其他同学在同样稀释度下只筛选出大约90个菌落，若甲同学的结果有问题，则可能的原因是_________
___________________________________________________________________。
提示：培养基被杂菌污染或培养基中混入了其他含氮物质或土壤样品不同
1．统计菌落时所用两种计数方法的比较
比较项目 活菌计数法(稀释涂布平板法) 显微镜直接计数法
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：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 不能区分细胞的死活
结果 比实际值小 比实际值大
2.微生物的分离与计数实验中对照组和重复组的设置及作用
(1)两种对照组的设置及作用
①判断培养基中“是否有杂菌污染”，需将未接种的培养基同时进行培养。
②判断选择培养基“是否具有筛选作用”，需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。
(2)重复组的设置及作用：为排除偶然因素对实验结果的干扰，在每一稀释度下宜设置至少3个平板作重复组，选择菌落数均在30～300且数目相差不大的三个平板，用“平均值”代入计数公式予以计算菌落数。
1．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？请说明你的理由。
提示：同意。分解淀粉的微生物将淀粉分解后形成的有机物，可供不能分解淀粉的微生物生活。
2．土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论。
提示：将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。
微生物的选择培养
1．(2021·山东等级考)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
B　[根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲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；乙菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌落不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌落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；可以利用该平板来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，观察指标可以是菌落周围深蓝色圈的大小，D正确。故选B。]
2．(2021·广东选择考适应性测试)几丁质广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的外骨骼和真菌的细胞壁中。某些微生物能合成几丁质酶(胞外酶)，使几丁质降解为N 乙酰氨基葡萄糖，然后进一步转化利用。科研人员试图从土壤中筛选出能高效降解几丁质的菌株，通过微生物培养获得几丁质酶，用于生物防治。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______________为唯一碳源的固体选择性培养基上筛选目标菌株。
(2)培养所筛选出的目标菌株，计算各单菌落周围的“水解圈直径/菌落直径”的比值，比值大小反映了__________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)科研人员筛选出了产几丁质酶的菌株A。将菌株A发酵产生的几丁质酶粗提液加入盛有马铃薯培养基的培养皿中，涂布均匀后分别接种4种病原真菌，以____________________代替几丁质酶粗提液作为对照，结果见图，几丁质酶粗提液对________(填病原菌编号)的抑菌效果最强。推测几丁质酶的抑菌机理是_________________________________________________________________。
[解析]　(1)筛选过程中，将土壤样品稀释液接种于以几丁质为唯一碳源的选择培养基上，在该培养基上只有可以利用几丁质的微生物可以生存，其他不能利用几丁质的微生物被淘汰而达到筛选的作用。
(2)水解圈直径/菌落直径的值可以反映水解能力的大小，水解圈直径/菌落直径的值越大，说明该菌降解几丁质的能力越强，反之越弱。
(3)对照组实验应满足单一变量原则，实验组添加几丁质酶，对照组加入不含几丁质酶粗提液的等量的无菌水，对4组实验进行观察比较，d组水解圈直径/菌落直径最大，即抑制效果最强，几丁质是真菌细胞壁的组成成分，几丁质酶水解了几丁质导致真菌细胞壁不能合成，抑制了真菌的繁殖。
[答案]　(1)几丁质　(2)微生物的降解能力　(3)等量的无菌水　d　几丁质是真菌细胞壁的组成成分，几丁质酶水解了几丁质导致真菌细胞壁不能合成，抑制了真菌的繁殖
微生物的计数
3．(不定项)(2021·滨州高三二模)一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP)，某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌。图甲表示PP分解菌分离与计数的过程，6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、601、688；7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97；8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。图乙表示在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌落周围出现透明圈的情况。下列说法正确的是(　　)
图甲
图乙
A．图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基，都以PP作为唯一碳源
B．图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法，都需在酒精灯火焰旁进行
C．1 g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6×1010个，此数值一般偏小
D．可选择图乙培养基中d/D比值大的PP分解菌作为目的菌种推广使用
AC　[甲是筛选PP分解菌的过程，培养基为选择培养基，图乙表示在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，鉴别PP分解菌的过程，所以图乙所用培养基为鉴别培养基，都以PP作为唯一碳源，A正确；图甲、图乙所用接种方法都是稀释涂布平板法，都需在酒精灯火焰旁进行，B错误；由于平板计数范围为30～300，故取7号试管中的数量，7号试管的稀释倍数为108，则[(58＋73＋97)÷3]÷0.1×108＝7.6×1010，即1 g 土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6×1010个，此数值一般偏小，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，C正确；可选择图乙培养基中D/d较大的菌株(降解圈直径D、菌落直径d)，因为这一指标越大说明单个菌株分解PP的能力强，所以可作为目的菌种推广使用，D错误。]
4．(2021·十堰高三模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如下图。回答下列问题：
(1)步骤①土样应取自当地表层土壤的原因是_________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________；
步骤②需充分振荡的主要目的是____________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)下表为两种培养基的配方，步骤④应选其中的________培养基，原因是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
培养基类型 培养基组分
Ashby培养基 甘露醇(C6H14O6)、KH2PO4、MgSO4·7H2O、NaCl、K2SO4、CaCO3、蒸馏水、琼脂
LB培养基 蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水、琼脂
(3)步骤④所用的接种工具是________，若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为________个。
(4)将纯化的固氮菌置于完全培养液中扩大培养48小时，经离心后收集下层细胞并转移至特定培养基中进行固氮能力的测定，筛选出固氮能力最强的菌种CM12，为进一步鉴定其固氮能力，科研人员选用发芽一致的玉米种子进行3组盆栽实验，30天后测定土壤微生物有机氮含量，结果如右图。
注：CK：对照处理组；N：尿素处理组(每盆土壤浇50 mL有氮全营养液：成分为在1 000 mL无氮植物营养液中加入0.12 g尿素)；CM12：自生固氮菌CM12处理组(每盆土壤浇50 mL，接种自生固氮菌的无氮植物营养液)。
①对照组(CK)的处理为_______________________________________。
②实验结果表明：施用尿素处理和接种固氮菌CM12处理均能显著增加土壤微生物有机氮含量。与尿素处理组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加了约__________%(保留1位小数)。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)土壤中含有丰富微生物，同其他生活环境相比，土壤中的微生物数量最大、种类最多。在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长，故步骤①土样取自当地表层土壤；步骤②需充分振荡20 min，主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中。
(2)步骤④应选其中的Ashby培养基，原因是该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用。
(3)实验采用的是稀释涂布平板法，所以步骤④中所用的接种工具是涂布器。若在④的平板上统计的菌落的平均数量为126个，则每克土壤中含有的固氮菌为126÷0.1×104＝1.26×107。
(4)①对照组的目的是排除无关变量对实验的影响，故对照组(CK)的处理为每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液。
②由柱状图可知，空白对照组中土壤微生物有机氮含量为10，尿素处理组的土壤微生物有机氮含量为12，而CM12处理组土壤微生物有机氮含量为22，故与尿素处理组相比，CM12处理组土壤微生物有机氮含量增加值大概为(22－12)÷12×100%≈83.3%。
③自生固氮菌较共生固氮菌(如根瘤菌)的应用范围更广，原因是自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制。
[答案]　(1)在富含有机质的土壤表层，有更多的固氮菌生长　使土壤中的微生物充分释放到无菌水中　(2)Ashby　该培养基不含氮源，具有选择作用，自生固氮菌可以利用空气中的氮气作为氮源，LB培养基中的蛋白胨可以提供氮源，不具有选择作用　(3)涂布器　1.26×107　(4)①每盆土壤浇50 mL无氮植物营养液　②83.3　③自生固氮菌能在土壤中独立固氮，不受宿主的限制
1．核心概念
(1)(选择性必修3 P9)培养基：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)(选择性必修3 P10)消毒：是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
(3)(选择性必修3 P10)灭菌：是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
(4)(选择性必修3 P12)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
(5)(选择性必修3 P16)选择培养基：在微生物学中，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．结论语句
(1)(选择性必修3 P16)土壤中某些细菌能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。
(2)(选择性必修3 P18)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，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
(3)(选择性必修3 P18)同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。
1．(2021·北京等级考)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。下述操作不正确的是(　　)
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　[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。]
2．(2021·山东等级考)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
B　[从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。故选B。]
3．(2020·江苏高考)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素分解菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
B　[倒平板后无须间歇晃动，A错误；图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量太多，Ⅲ区的细菌数量较少，可从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；Ⅲ区中存在单菌落，该实验结果能达到菌种纯化的目的，C错误；刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不能和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物，因此菌落周围的纤维素被降解后，不能被刚果红染成红色，D错误。]
4．(2020·全国卷Ⅰ)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。研究人员按照如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。
无菌水　　甲　　乙　　　　甲
请回答下列问题：
(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100 μL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________________。
[解析]　(1)实验过程中，对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时，常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知，乙培养基为固体培养基，与甲培养基相比，其特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长，因此均为选择培养基。(2)据题意，假设至少将摇瓶M中的菌液稀释X倍，才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个，初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，则稀释之前100 μL菌液中有2×106个细菌，可得2×106×(1/X)＝200，则X＝104，因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中，若培养基中S浓度过高，可能会导致细胞失水，进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中，进行适当稀释后，利用稀释涂布平板法，取适量的菌液涂布到乙培养基上，在适宜条件下进行培养，一段时间后，统计菌落数，即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中，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的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
[答案]　(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择　(2)104　(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长　(4)取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数　(5)水、碳源、氮源和无机盐
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