【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）选修1教师用书：专题2《微生物的培养与应用》

课题1微生物的实验室培养
(教师用书独具)
●课标要求
　进行微生物的分离和培养。用大肠杆菌为材料进行平面培养，分离菌落。
●课标解读
1．了解有关培养基的基础知识。
2．进行无菌技术的操作。
3．进行微生物的培养。
●教学地位
　本课题介绍了最基本的微生物技术，是开展其他两个课题的基础。只有掌握了本课题所介绍的基本技术，才能完成本专题的其他课题。同时，本课题中学习的无菌操作技术也有助于学习“植物组织培养技术”。培养基的配置、微生物的分离都是微生物相关实验的必备操作技术。
●教法指导
1．对于培养基的教学，首先介绍培养基的分类，在介绍液体培养基和固体培养基时，教师可提供实物或图片，以加深学生印象，并比较二者呈现不同物理状态的原因。根据教材中培养基配方的实例，以资料分析的形式，让学生结合必修1中“构成细胞的元素”这一角度来分析培养基中为什么需要具备这些基本成分。
2．无菌技术的教学，首先应该结合学生的生活经验，让学生意识到在我们日常生活的环境中，微生物无处不在，在微生物的培养过程中，极有可能将环境中的微生物带入培养物中，由此强调无菌操作的重要性。无菌操作贯穿整个微生物实验中，无论是培养基的配置、微生物的接种，还是微生物的培养，每一步都要注意无菌操作，熟练、规范的掌握无菌操作技术是成功培养微生物的关键。
3．常用的消毒、灭菌的方法部分的教学，可先让学生阅读相关内容，然后建立比较表格，通过比较，理解并记忆消毒和灭菌的区别、二者的适用范围及具体操作方法。可通过教材的旁栏思考题进行检测、巩固。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　专题1学习的传统发酵技术，所用的微生物来自材料自身携带或者空气，教师可介绍工业发酵技术，所利用的微生物是优良的菌种，而且是经过培养、纯化的菌种，然后设问：如何培养微生物？如何保证所使用的微生物中没有混入其他微生物？对人体健康有害的微生物如何防止其扩散？这些问题不必给出答案，通过这些问题可引入本课题的学习。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P13－20，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，并联系必修1，使学生掌握培养基应该含有的成分、应该控制的条件及培养基的分类。通过例1巩固。?步骤3：学生再次自主阅读教材中有关消毒和灭菌的内容，学生自主整理、归纳，并建立表格，从多个方面比较消毒和灭菌。?
步骤6：回顾基础知识，将检查、批阅【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化，重点对【正误判断】部分进行辨析。?步骤5：利用【课堂互动探究】探究3强调倒平板操作中应该注意的问题，可通过教材中的思考与讨论进行检测。对于两种接种微生物的方法，通过探究3中的表格进行比较、记忆，完成例3，加深印象。?步骤4：教师通过提问的方式检查学生整理情况，然后利用【课堂互动探究】探究2进行归纳、整合，对学生整理过程中的错误、不足之处给予修改、完善，并通过例2巩固、提升。
　　　?
步骤7：引导学生通过合作，整理本课题的重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.了解有关培养基的基础知识。
2.进行无菌技术的操作。
3.进行微生物的培养。 　无菌技术的操作。(重难点)
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．种类：
3．营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
无菌技术
1.关键
防止外来杂菌的入侵。
2．具体操作
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
3.消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子) 使用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)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
1．无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
【提示】　无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
大肠杆菌的纯化培养
1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)
(2)培养基应采用高压蒸汽灭菌；倒平板时要待培养基冷却至50_℃左右时，在酒精灯火焰附近进行，等平板冷凝后将平板倒置。
2．纯化大肠杆菌
(1)纯化培养方法：在牛肉膏蛋白胨培养基上纯化大肠杆菌，最常用的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)纯化培养的原理：想方设法在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即获得较纯的菌种。
(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的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。其具体操作是：
①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。
③将试管口通过酒精灯火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中，沾取一环菌液。
⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙，右手将蘸有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基。
⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
(4)稀释涂布平板法：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。其操作步骤是：
①系列稀释(梯度稀释)操作：
②涂布平板操作：
a．将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
b．取少量菌液，滴加到培养基表面。
c．将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10 s。
d．用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
2．接种操作的每次划线接种前与接种后都要灼烧接种环或接种针，其目的分别是什么？
【提示】　(1)划线前灼烧是为了杀死上次划线结束后残留的菌种。
(2)划线结束后灼烧，能及时杀死接种环或接种针上残留的菌种，避免污染环境和感染操作者。
菌种的保藏
临时保藏法 甘油管藏法
适用对象 频繁使用的菌种 长期保存的菌种
培养基类型 固体斜面培养基 液体培养基
温度 4 ℃ －20 ℃
方法 菌落长成后放入冰箱中保存，以后每3～6个月将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上 将培养的菌液与等体积灭菌后的甘油混合均匀后放在冷冻箱内保存
缺点 菌种易被污染或产生变异
1．液体培养基含有水，而固体培养基不含水。(×)
【提示】　液体培养基与固体培养基都含有水，它们的区别是是否添加凝固剂。
2．获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。(√)
3．日常生活中所用的84消毒液，其消毒方法属于巴氏消毒法。(×)
【提示】　消毒液消毒属于化学药剂消毒法。
4．平板划线法和稀释涂布平板法都是为了得到由单个细胞繁殖而来的菌落。(√)
5．微生物实验结束后，将使用过的培养基丢弃即可。(×)
【提示】　使用过的培养基应经过灭菌之后再丢弃。
培养基的成分及分类
【问题导思】　
①配制培养基要遵循哪些原则？
②培养基的营养要素构成及作用如何？
③培养基如何分类？
1．配制原则
(1)目的明确：不同微生物需求不同，根据培养目的进行配制。
(2)营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。
(3)pH要适宜：为维持pH的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，常用磷酸氢二钾或磷酸二氢钾。
2．培养基的成分及功能
营养要素 含义 作用 主要来源
碳源 凡能提供所需碳元素的物质 构成生物体细胞的物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 ①无机化合物：CO2、NaHCO3②有机化合物：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等
氮源 凡能提供所需氮元素的物质 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 ①无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐②有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子(特殊营养物质) 生长必不可少的微量有机物 酶和核酸的组成成分 维生素、氨基酸、碱基等
水 在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高 不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 培养基、大气、代谢产物等
无机盐 为微生物提供除碳、氮元素以外的各种重要元素，包括某些大量元素 细胞内的组成成分，生理调节物质；某些化能自养菌的能源，酶的激活剂 培养基、大气等环境
1．在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陈代谢同化作用类型的划分也是根据是否能合成含碳有机物为依据，能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。
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、能源。
3．微生物之所以需要补充生长因子，往往是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
4．一些天然物质如酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等可为微生物提供生长因子。
3．培养基的种类
分类
标准 培养基
种类 培养基特点 作用
物理
性质
固体
培养基 外观固态 微生物的分离、计数等
半固体
培养基 容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、鉴定菌种等
液体
培养基 呈液态 常用于工业生产
　(2013·包头高二测试)有关培养基配制原则表述正确的是(　　)
A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、矿质元素、水及生长因子
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．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到pH、氧、渗透压的影响
D．营养物质的浓度越高越好
【审题导析】培养基配制时应根据培养物的特点来配制培养基；配制时除了考虑培养物的营养需求，还需考虑培养物对渗透压等条件的需求。
【精讲精析】　培养自养型微生物时不需要添加碳源，培养固氮菌时可以不加氮源；一般来说，培养基中含量最多的是水；配制培养基时要合理控制营养物质的浓度，必须考虑微生物对渗透压的耐受能力。
【答案】　C
消毒与灭菌比较
【问题导思】　
①常用的消毒与灭菌的方法有哪些？
②消毒与灭菌有何区别？
内容 种类 主要方法 应用范围 区别
灭
菌
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瓶口等
干热灭菌法 干热灭菌箱160～170 ℃加热1～2 h 玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等不适合用其他方法灭菌而又能耐高温的物品 强烈的理化因素，能杀死物体内外包括芽孢和孢子在内的所有微生物
消
毒
巴氏消毒法 70～75 ℃煮30 min或80 ℃煮15 min 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体
煮沸消毒法 100 ℃煮沸5～6 min(15～30 min水蒸气) 日常食品、罐装食品
紫外线消毒法 30 W紫外灯照射30 min 接种室、接种箱、超净的工作台
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、塑料或玻璃器皿消毒等 温和的物理、化学方法，杀死表面微生物营养体或抑制营养体繁殖，是部分灭菌
　
酒精消毒时，70%的酒精杀菌效果最好，原因是：浓度过高，使菌体表面蛋白质变性过快从而凝固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌能力减弱。
　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．接种针、手、培养基　　　B．高压锅、手、接种针
C．培养基、手、接种针 D．接种针、手、高压锅
【审题导析】微生物培养过程中的无菌操作包括消毒和灭菌两大类，分别具有不同的方法。对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
【审题导析】高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种针。
【答案】　C
培养基制备及大肠杆菌的纯化
【问题导思】　
①制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时应注意什么？
②如何保证在稀释涂布平板法中的无菌操作？
1．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)流程：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
(2)应注意的问题
①全程要求无菌操作，无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。
②熔化琼脂时，要不断用玻璃棒搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。熔化后应调节pH后再分装，装入锥形瓶的量以不超过锥形瓶容积的一半为宜。
③培养基用高压灭菌锅灭菌后，需冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。操作时使锥形瓶的瓶口通过火焰灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
④平板冷凝后皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高。因此需将平板倒置，这样既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
⑤在倒平板的过程中，不能将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。
倒平板时应左手拿培养皿，右手拿锥形瓶，左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，注意不要完全打开。整个操作在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。
2．纯化大肠杆菌的两种接种方法
平板划线法 稀释涂布平板法
特点 操作简单，但是单菌落不易分离 操作复杂，但是单菌落易分离
原理 连续划线。由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 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。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，从而能在培养皿表面形成单个菌落
操作
注意
事项 第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种 涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，对涂布器等接种器具进行消毒和灭菌、酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等
1．移液管需要经过灭菌。操作时，移液后用手指轻压上端的橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀。
2．将涂布器末端浸在盛有体积分数为70%的酒精的烧杯中。取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。
　有关平板划线法操作的叙述不正确的是(　　)
A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种
C．在每一区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液
D．划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
【思维导图】　→→→
【精讲精析】　在用平板划线法分离大肠杆菌的实验中，接种环取菌种前灼烧的目的是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物。以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线后残留的菌种；划线结束后仍需灼烧接种环，是为了避免细菌污染环境和感染操作者。从第二次划线开始，每次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。
【答案】　C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．培养基的成分一般包括水、碳源、氮源、无机盐，除此之外，还应满足微生物对pH、特殊营养物质及氧气的需求。
2．获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。
3．消毒和灭菌的区别是后者更彻底，将物体表面及内部所有微生物包括芽孢、孢子全部杀死。
4．微生物培养中常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，前者操作简单，后者可用于微生物计数。
1．据调查，市场上销售的绝大部分鸡蛋都没有经过清洗，更谈不上消毒，表面经常残留羽毛、粪便、饲料等脏物，还可能带有沙门氏菌、大肠杆菌，甚至会造成禽流感病毒传播，美国《蛋制品检查法》将表面污浊的鸡蛋列为“脏蛋”且禁止上市。下列相关叙述错误的是(　　)
A．生物学意义上的灭菌、消毒和防止杂菌污染各有不同的含义
B．由于鸡蛋、奶等食品中的某些成分不易在高温下被破坏，对其可采取高温灭菌
C．巴氏消毒法就是加热到70～80 ℃，保持15～30 min，能杀死一般杂菌和病原菌
D．高温灭菌的原理是高温破坏了细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动
【解析】　由于鸡蛋、奶等食品中的某些成分在高温下易被破坏，故不宜对其采取高温灭菌法。
【答案】　B
2．(2013·洛阳高二测试)关于灭菌和消毒理解不正确的是(　　)
A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子
B．消毒和灭菌实质上是相同的
C．接种环用灼烧法灭菌
D．常用的灭菌和消毒方法有加热法、灼烧法、紫外线法、化学药品法
【解析】　消毒是用温和的理化方法杀死体表或内部的一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)，灭菌则是用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。
【答案】　B
3．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是(　　)
A．计算、称量、倒平板、溶化、灭菌
B．计算、称量、溶化、倒平板、灭菌
C．计算、称量、溶化、灭菌、倒平板
D．计算、称量、灭菌、溶化、倒平板
【解析】　为了避免培养基被污染，灭菌应该在溶化之后、倒平板之前进行。
【答案】　C
4．关于平板划线操作的叙述正确是(　　)
A．使用已灭菌的接种环、培养皿，在操作过程中不需要再灭菌
B．打开含菌种的试管，需通过火焰灭菌，取出菌种后，需马上塞上棉塞
C．将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可
D．最后将平板倒置，放在培养箱中
【解析】　接种环在划线过程中仍然要经过多次灭菌，A项错误；在试管中取出菌种之后，应接试管口通过酒精灯的火焰，然后再塞上棉塞，B项错误；将沾有菌种的接种环伸入平板内，划三至五条平行线，再将接种环灭菌，冷却后从上一次划线的末端再划三至五条平行线，重复三至五次，C项错误；为防止皿盖上的液滴落入培养基，应将平板倒置，D项正确。
【答案】　D
5．有关稀释涂布平板法的叙述错误的是(　　)
A．首先将菌液进行一系列的梯度稀释
B．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
C．适宜条件下培养
D．结果都可在培养基表面形成单个的菌落
【解析】　若稀释倍数较低(浓度高)，则培养基上的菌落连成一片；若稀释倍数太高，可能无法得到菌落。
【答案】　D
6．(2013·太原高二调研)下列有关细菌培养的叙述，正确的是(　　)
A．在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B．在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长
C．向液体培养基中通入氧气能促进乳酸菌的生长
D．在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
【解析】　单个菌落中只含有一种细菌；青霉素抑制细菌生长，而对真菌没有影响；乳酸菌是厌氧型细菌，通入氧气会抑制其生长。
【答案】　D
7．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。
(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。
【解析】　本题主要考查生物技术实践中微生物的培养与分离，意在考查学生对相关知识的灵活运用能力。(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，这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存。(2)分离纯化菌种时，接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。
(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)和高压蒸汽灭菌(如培养基)等。无菌技术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。
【答案】　(1)原油
(2)平板划线法　稀释涂布平板法
(3)强
(4)干热灭菌　高压蒸汽灭菌　火焰
一、选择题
1．下列叙述正确的是(　　)
A．培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质
B．培养基只有两类：液体培养基和固体培养基
C．固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基
D．微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌
【解析】　培养基按物理状态可分为液体培养基。半固体培养基和固体培养基三类，按功能可分为选择培养基，鉴别培养基及普通培养基等；固体培养基和液体培养基均含有水，它们的区别是是否添加凝固剂；只有通过对微生物“稀释”，才可能在固体培养基表面形成肉眼可见的由一个细胞繁殖而来的菌落。
【答案】　A
2．(2013·天津高二检测)微生物在生命活动过程中，需要不断从外界吸收营养物质。下列有关微生物营养物质的叙述，正确的是(　　)
A．不同种类的微生物，对碳源的需要情况差别不大
B．无机氮源不能为微生物的生命活动提供能源
C．除水以外的无机物仅提供无机盐
D．蛋白胨可以为微生物的生命活动提供碳源、氮源
【解析】　异养型的微生物需要有机物作碳源，自养型微生物需无机物作碳源；无机物NH3不仅能为硝化细菌提供能量，还能作为其氮源，不仅能为其生命活动提供无机盐，还能调节pH等，故前三项均错。蛋白胨可为微生物提供碳源和氮源。
【答案】　D
3．不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是(　　)
A．氮源物质为该微生物提供必要的氮素
B．碳源物质也是该微生物的能源物质
C．无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D．水是该微生物的营养要素之一
【解析】　CO2是无机物，只能给微生物提供碳源而不能提供能源。
【答案】　B
4．在光亮处用一种培养液分别培养绿藻和酵母菌，其结果如图所示，造成这种结果的原因是培养液中(　　)
A．缺少无机盐
B．含氧量太高
C．缺少有机养分
D．不含二氧化碳
【解析】　绿藻是自养生物，能在此培养液中生存，说明里面有无机盐；酵母菌随着时间的推移而大量减少，说明培养液中缺乏有机物；而含氧量和CO2含量对培养结果影响不大。
【答案】　C
5．有关倒平板的操作错误的是(　　)
A．将灭菌的培养皿放置在火焰旁的桌面上
B．使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
C．将培养皿打开，培养皿盖倒放在桌子上
D．等待培养基冷却凝固后需要将平板倒过来放置
【解析】　倒平板时，应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倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。整个过程中培养皿皿盖不能放在桌子上。
【答案】　C
6．无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是(　　)
A．对培养操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B．对培养器皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C．为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行
D．实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
【解析】　灭菌是采用强烈的理化因素对用于微生物培养的培养皿、接种用具和培养基进行处理，使物体内外一切微生物，包括芽孢和孢子都要被杀死；实验操作者的衣着和手以及操作空间只能进行消毒。
【答案】　A
7．(2012·石家庄质检)下表是某同学培养微生物时配制的培养基，关于此培养基的说法中，错误的是(　　)
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL
A.此培养基可用来培养自养型微生物
B．此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源
C．表中各成分的重量按照所培养的微生物的营养需要来确定
D．若除去①，此培养基可用于培养大肠杆菌
【解析】　由表格可知，该培养基不含有机物，且无碳源，因此可培养自养型微生物，大肠杆菌为异养型，除去①之后，培养基中缺少碳源和氮源，大肠杆菌无法生长。
【答案】　D
8．获得纯净培养物的关键是(　　)
A．将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
B．接种纯种细菌
C．适宜环境条件下培养
D．防止外来微生物的入侵
【解析】　获得纯净培养物的关键是防止外来微生物入侵，即在各步操作中都应做到无菌操作。
【答案】　D
9．(2013·南京高二检测)如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5。下列操作方法正确的是(　　)
A．操作前不用做任何处理
B．划线操作必须在火焰上进行
C．在5区域中才可以得到所需菌落
D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌
【解析】　划线之前应对接种环灭菌；划线操作在酒精灯火焰旁进行；从1区域至5区域菌落密度越来越稀，可能会在3、4区域得到所需菌落。
【答案】　D
10．为了保持菌种的纯净需要进行菌种的保藏，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法
B．临时保藏的菌种一般是接种到试管的固体斜面培养基上
C．临时保藏的菌种容易被污染或产生变异
D．对于需要长期保存的菌种，可以采用－4 ℃低温保藏的方法
【解析】　对于需要长期保存的菌种，需要将1 mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在－20 ℃的冷冻箱中保存。
【答案】　D
二、非选择题
11．(2013·大连期末)下表为牛肉膏蛋白胨培养基的成分列表，据此回答：
成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl H2O
含量 0.5 g 1 g 0.5 g 100 mL
(1)蛋白胨在培养基中的作用是________________________________________________________________________。
(2)要用此材料配制观察细菌菌落状况的培养基，还需添加的成分是________。
(3)表中各成分含量确定的原则是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)培养基配制好后，分装前应进行的工作是________。
(5)从配制培养基直到培养完成，所采用的预防杂菌污染的方法有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)在培养基凝固前要搁置斜面，其目的是________。
【解析】　蛋白胨含有碳、氮等元素，在培养基中可为微生物提供碳源、氮源，也可提供特殊营养物质；若要观察菌落的形态，则需使用固体培养基，而表中没有凝固剂；培养基在分装之前应先调好pH ，然后再分装、灭菌。
【答案】　(1)提供碳源、氮源、特殊营养物质
(2)琼脂(凝固剂)
(3)根据所培养微生物对各营养成分的需要量
(4)调节pH
(5)高压蒸汽灭菌、灼烧接种环、酒精棉擦手、棉塞塞试管口、在酒精灯火焰旁接种等
(6)扩大接种面积
12．下表是某微生物培养基的成分，请根据下表回答问题：
编号 成分 含量
① 粉状硫 10 g
② (NH4)2SO4 0.4 g
③ K2HPO4 4.0 g
④ MgSO4 9.25 g
⑤ FeSO4 0.5 g
⑥ CaCl2 0.5 g
⑦ H2O 100 mL
(1)该表培养基可培养的微生物类型是________。
(2)若除去成分②，加入(CH2O)，该培养基可用于培养________。
(3)表中营养成分共有________类。
(4)不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是________。
(5)若该表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是________。
【解析】　对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适用于合成培养基，如果是一个天然培养基，就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。该表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养物质。对特殊营养物质，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可培养的微生物就是自养型微生物。该培养基若加入(CH2O)，培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。
【答案】　(1)自养型微生物　(2)固氮微生物　(3)3　(4)调整pH　(5)琼脂(或凝固剂)
课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(教师用书独具)
●课标要求
　研究培养基对微生物的选择作用。用土壤浸出液进行细菌培养，仅以尿素为氮源，测定能生长的细菌的数量。
●课标解读
1．研究培养基对微生物的选择作用。
2．进行微生物的数量测的定。
●教学地位
　本课题主要介绍了选择培养基的相关知识及利用稀释涂布平板法对微生物进行计数，选择培养在微生物实验室培养中是经常使用的一种方法，它能够从众多微生物中选择出符合要求的目的菌株。活菌计数法是一种常用的微生物的计数方法，通过本课题可学会这种方法，并理解其原理。
●教法指导
1．选择培养基的选择原理，教材给出了研究思路，可让学生自主阅读该部分，学生不难得出相应的结论，明确选择培养基的选择原理之后，教师可举例说出“人为控制有利于目的菌株的生长条件”中的“条件”所包含的内容，然后引导学生思考：如果要分离土壤中能分解尿素的微生物，应该控制何种条件？接着再根据教材中给出的本课题所使用的培养基的配方，让学生找出其中的碳源、氮源等成分，分析哪种成分在其中起到了选择作用。
2．统计菌落数目的教学，教师可通过从简到难的方式在帮助学生理解原理，即若涂布的培养液(0.1mL)中有1个细菌，则培养基上得到一个菌落，那么1mL培养液中有10个细菌，若涂布的培养液(0.1mL)中有10个细菌，则培养基上得到十个菌落，那么1mL培养液中有100个细菌，设问：如果培养基上得到了55个菌落，那么1mL培养液中有多少细菌呢？接着再结合不同的稀释倍数进行引导，重点是让学生理解教材中的计算公式，而不是简单的记忆。
3．对于计数过程中注意事项的教学，教师可展示一个培养皿，让学生思考，假设这个培养皿中的培养基上有1000个菌落，或者只有1个菌落，这样计算来的结果是否准确？然后让学生带着问题阅读教材相关内容，使学生明确对于稀释倍数的选择，及设置对照的相关问题。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　可利用课题背景进行导入，农业生产上尿素是一种重要的氮肥，但农作物却不能吸收，根据教材中给的尿素在脲酶的作用下分解的反应式，理解尿素作为氮肥的原因。由此引出分解尿素的微生物在尿素转化成氨的过程中起着非常重要的作用，如何获得这些微生物？某农田的一克土样中含有多少这样的微生物？通过问题引入本课题的学习。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P21－26，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2、3”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，并联系课题1，明确培养基可按照不同的分类标准分成多种，并熟悉各种不同培养基的功能。通过例1巩固。?步骤3：对于实验设计部分，先让学生再次阅读有关资料和操作提示，明确几个重要步骤中的注意事项。?
步骤6：回顾基础知识，将检查、批阅【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化，重点对【正误判断】部分进行辨析。?步骤5：重点强调计数的方法，如为什么选择菌落数目在30～300之间的平板进行计数？如何设置重复组？如何设置对照组？这种计数计算的结果比实际结果如何，为什么？并通过例2巩固、提升。?步骤4：教师利用【课堂互动探究】探究2将整个实验流程给出，并结合学生的阅读情况，强调几个重要步骤中的注意事项。
　　　?
步骤7：引导学生通过合作，整理本课题的重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.研究培养基对微生物的选择作用。
2.进行微生物数量的测定。 1.对土样的选取和选择培养基的配制。(重点)
2.对分解尿素的细菌的计数。(难点)
筛选菌株的思路
1.原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
2．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，称为选择培养基。
1．根据选择培养基的原理，如何筛选出耐酸菌？
【提示】　可将培养基的pH调至酸性，再接种培养。
微生物的计数方法
1.常用方法：测定微生物数量的常用方法有活菌计数法和显微镜直接计数法。
2．活菌计数法的原理及计算
(1)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来推测样品中大约含有的活菌数。
(2)计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。
C：代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数。
V：代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)。
M：代表稀释倍数。
(3)注意事项
①为了保证结果准确，一般设置3个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。
②统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，因此，统计结果一般用菌落数，而不是用活菌数来表示。
③设置对照：设置对照的主要目的是排除实验中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。例如，为了排除培养基是否被杂菌污染了，需要用培养该种微生物的无菌培养基作为空白对照。
2．为何统计的菌落数往往比实际活菌数低？
【提示】　因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的长成的菌落是一个。
实验设计
1.土壤取样
(1)土壤取样的原因：土壤有“微生物的天然培养基”之称，同其他生物环境相比，土壤中的微生物，数量最大，种类最多。
(2)土壤要求：富含有机质，pH接近中性且潮湿。
(3)取样部位：距地表约3～8_cm的土壤层。
2．样品稀释
(1)稀释原因：样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数目。
(2)稀释标准：选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30～300_之间，便于计数。
(3)稀释倍数
①测定土壤中细菌的数量，一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养。
②测定放线菌的数量，一般选用103、104和105倍稀释。
③测定真菌的数量，一般选用102、103和104倍稀释。
3．微生物的培养与观察
(1)培养：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。
(2)观察：每隔24 h统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。
4．细菌的计数
当菌落数目稳定时，取同一稀释度下的3个平板进行计数，选取菌落数相近的平板，求出平均值，并根据所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
3．土壤有“微生物的天然培养基”之称，为什么？
【提示】　由于土壤具备了各种微生物生长所需的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，是微生物生活的良好环境。对微生物来说，是微生物的“大本营”；对人类来说，是最丰富的“菌种资源库”。
操作提示
1.无菌操作
(1)取土样的用具在使用前都需要灭菌。
(2)应在火焰旁称取土壤，并在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。
(3)在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。
2．菌种鉴定
细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，使培养基的碱性增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，若指示剂变红，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。
1．取土样的小铁铲和盛土样的信封在使用前不需灭菌。(×)
【提示】　都需要灭菌。
2．测定放线菌的数量一般选用104、105和106倍的稀释液。(×)
【提示】　应是103、104、105倍的稀释液。
3．分离不同的微生物要采用不同的稀释度。(√)
【提示】　土壤中各类微生物的数量不同，因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
4．活菌计数法计算出的结果比实际结果偏大。(×)
【提示】　比实际值低。
培养基的类型与选择培养基
【问题导思】　
①培养基有哪些类型？
②选择培养基中特殊成分或因素的作用是什么？
1．培养基的分类
标准 培养基类型 配制特点 主要应用
物理性质
固体培养基 加入琼脂较多 菌种分离、鉴定、计数
半固体培养基 加入琼脂较少 菌种保存
液体培养基 不加琼脂 工业生产，连续培养
化学组成
合成培养基 由已知成分配制而成，培养基成分明确 菌种分类、鉴定
天然培养基 由天然成分配制而成，培养基成分不明确 工业生产，降低成本
目的用途
鉴别培养基 添加某种指示剂或化学药剂 菌种的鉴别
选择培养基 添加(或缺少)某种化学成分 菌种的分离
2.选择培养基
(1)选择培养基的制备原理：根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。
(2)选择培养基的制备方法：在培养基中加入某种允许特定种类微生物生长，抑制或阻止其他种类微生物生长的化学成分。
(3)选择培养基的用途：使混合菌株中的劣势菌变成优势菌，提高该菌的筛选率。
(4)实例：加入尿素可得到利用尿素的微生物；加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌。
生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等均可以选择出目的微生物，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
　(2013·青岛高二检测)甲、乙、丙是三种微生物，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖，甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是(　　)
成分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
粉状硫10 g ＋ ＋ ＋
KH2PO44 g ＋ ＋ ＋
FeSO40.5 g ＋ ＋ ＋
蔗糖10 g ＋ － ＋
(NH4)2SO40.4 g － ＋ ＋
H2O100 mL ＋ ＋ ＋
MgSO49.25 g ＋ ＋ ＋
CaCl20.5 g ＋ ＋ ＋
A.甲、乙、丙都是异养微生物
B．甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物
C．甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物
D．甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物
【思维导图】　→→→
【精讲精析】　利用不同的选择培养基可分离出我们所需的微生物。从表格中可看出，Ⅰ培养基中无氮源，Ⅱ中无碳源，Ⅲ为完全培养基。由此可知能在Ⅰ中生存的甲只能是固氮微生物，能在Ⅱ中生存的乙是自养微生物，丙只在Ⅲ中存活，为异养微生物。
【答案】　D
实验设计
【问题导思】　
①从土壤中分离分解尿素的细菌的分离与计数实验如何设计？
②设计实验时应注意哪些问题？
1．实验步骤
土壤取样(从肥沃、湿润的土壤中，用无菌小铁铲铲去表层土，迅速取土壤并装入无菌信封密封)
制备培养基(准备选择培养基)
　
样品的稀释(在火焰旁称取土壤10 g，放入90 mL无菌水的三角烧瓶中，振摇使土样与水充分混合，将菌分散，制成101倍土壤稀释液；用一支1 mL无菌吸管从中吸取1 mL土壤悬液注入盛有9 mL无菌水的试管中，吹吸三次，使充分混匀，制成102倍土壤稀释液；以此类推制成103、104、105、106倍土壤稀释液)
取样涂布(在上述选择培养基的9个平板底面，每三个一组分别用记号笔写上104、105、106倍的三种稀释液，然后用三支1 mL无菌吸管分别由104、105、106倍的三支试管土壤稀释液中吸取0.1 mL对号放入已写好稀释度的平板中，用无菌涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀)
培养观察(将培养基平板倒置于30～37 ℃恒温箱中培养1～2天，每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。算出同一稀释度的三个平板上的菌落平均数)
2．注意事项
(1)如图，在三个不同的稀释倍数下分别涂布多个平板，若某一稀释下的所有平板的菌落数目均在30～300之间，则选择该稀释倍数进行记数。
样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图
(2)某一稀释倍数下，多个平板中有个别平板上的菌落数目与其他平板差异较大则应该舍去，或重新实验。
(3)计算结果为每克土样中的菌株数，若样品为液体，则计算结果为每毫升样品中的菌株数。
3．实验设计原则
(1)设立重复组：
统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布三个平板作重复组，增强实验结果的说服力与准确性。
(2)设立两种对照组：
①判断培养基中是否有杂菌污染，需将未接种的选择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，需设立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。
4．结果分析
内容 现象 结论
有无杂菌污染的判断
对照的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染
培养物中菌落数偏高 被杂菌污染
菌落形态多样，菌落数偏高 培养物中混入其他氮源
选择培养基的筛选作用 牛肉膏培养基上的菌落数大于选择培养基上的菌落数目 选择培养基具有筛选作用
样品的稀释操作 得到3个或3个以上菌落数目在30～300的平板 操作成功
重复组的结果 若选择同一种土样，统计结果应接近
1．在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组。
2．在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，如果差别过大，则意味着操作有误，需要重新实验。
　自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。
(1)步骤如下：
①制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。
②若对大肠杆菌进行计数，应选用________________法接种样品。
③适宜温度下培养。
(2)结果分析
①测定的大肠杆菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，与事实更加接近的是________。
A．一个平板，统计的菌落数是23
B．两个平板，统计的菌落数是22和26，取平均值24
C．三个平板，统计的菌落数分别是31、9和32，取平均值24
D．四个平板，统计的菌落数分别是31、32、34和35，取平均值33
②一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值为23.4，那么每毫升样品中的菌株数是(涂布平板时所用的稀释液体积为0.2 mL)________。
③用这种方法测定密度，实际活菌数量要比测得的数量________(填“多”或“少”)，因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】活菌计数法应采用规定的接种方法，统计菌落数目时需分析重复组的结果，符合要求才能用来计数。根据活菌记数法的计式及计算原理计算每毫升样品中的菌株数，并进行结果分析。
【精讲精析】　(1)②若对大肠杆菌进行计数，则需要用稀释涂布平板法接种样品。(2)①应选取多个菌落数相差不大的平板计数，取其平均值。②23.4÷0.2×106＝1.17×108。③因为菌落可能由1个或多个细菌连在一起生长而成，所以实际活菌数量要比测得的数量多。
【答案】　(1)②稀释涂布平板　(2)①D　②1.17×108
③多　当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的是一个菌落
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．选择培养基是指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．设置对照的主要目的是排除实验中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
3．不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。
4．在标记培养皿时，应注明培养基种类、培养日期以及平板上培养样品的稀释度等。
5．为确保结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板上进行计数。
1．(2013·烟台高二测试)本课题以土壤中的细菌为研究对象，要达到的目的是(　　)
①从土壤中分离出能够分解尿素的细菌　②从土壤中分离出能够分解氨的细菌　③统计每克土壤样品中含有多少分解尿素的细菌　④统计所取土壤样品中含有多少分解尿素的细菌
A．①③ B．②④
C．①② D．③④
【解析】　该实验是为了分离出能分解尿素的细菌，根据活菌计数法，计算出的是每克土壤样品中的菌株数。
【答案】　A
2．关于土壤取样的叙述，错误的是(　　)
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤
B．先铲去表层土3～8 cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌
D．应在火焰旁称取土壤
【解析】　土壤取样过程中，为防止杂菌污染，取样用的小铁铲和信封在使用前必须灭菌。
【答案】　C
3．用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是(　　)
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
C．接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
D．接种的选择培养基
【解析】　将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的原则是单一变量，所以与选择培养基一样接种、培养。
【答案】　C
4．请选出下列正确的操作步骤(　　)
①土壤取样
②称取10 g土壤，加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中
③吸取0.1 mL进行平板涂布
④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A．①→②→③→④　　　　B．①→③→②→④
C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
【解析】　在分离土壤中某细菌时，应先选取土样(10 g)，然后加无菌水获得土壤浸出液，并进行不同倍数稀释，最后将稀释液涂布到培养基表面进行培养，并分离和计数。
【答案】　C
5．用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是(　　)
A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233
【解析】　在菌种计数过程中，同一稀释度下至少应选择三个培养基进行计数，然后取其平均值，所选择的平板上的菌落数应在30～300之间方为有效。
【答案】　D
6．可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是(　　)
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
【解析】　细菌分解尿素时，会产生氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，因此在培养基中加入酚红指示剂后，可根据是否变红来鉴定分解尿素的细菌。
【答案】　B
7．(2013·广州高二测试)下表为某微生物培养基的配方，请回答：
成分 含量 成分 含量
NaNO3 3 g FeSO4 0.01 g
K2HPO4 1 g (CH2O) 30 g
琼脂 15 g H2O 1 000 mL
MgSO4·7H2O 0.5 g 青霉素 0.1万个单位
(1)该培养基中的碳源是____________________，依用途划分，该培养基属于________培养基。不论何种培养基，各成分在溶化分装前，要进行的是________________________________________________________________________。
(2)若用该培养基培养尿素分解菌，应除去的物质是__________________，加入的物质是______________。
(3)为检测尿素分解菌的存在与否，还应加入__________________，将呈______________反应。
(4)细菌种群进化过程中，起主要作用的变异来源是
________________________________________________________________________。
【解析】　该培养基中含有青霉素，可抑制细菌的生长，因此可以选择出真菌，属于选择培养基；若要培养分解尿素的细菌，则需要除去青霉素及其他氮源，同时加入唯一的氮源尿素；细菌属于原核生物，其变异来源主要是基因突变。
【答案】　(1)(CH2O)　选择　先调整pH　(2)青霉素和NaNO3　尿素　(3)酚红指示剂　红色　(4)基因突变
一、选择题
1．要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用(　　)
A．加入青霉素的培养基
B．固体培养基
C．加入高浓度食盐的培养基
D．液体培养基
【解析】　由于不能确定待分离细菌的特点，因此无法确定培养基的成分，但分离微生物时应该使用固体培养基。
【答案】　B
2．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、水
B．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、水
C．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、水
D．KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水
【解析】　选择尿素分解菌的培养基应该以尿素为唯一氮源。B项配方中缺少尿素；C项配方中缺少碳源；D项配方中的牛肉膏和蛋白胨可为多种微生物提供碳源和氮源。
【答案】　A
3．为验证某同学的培养基是否被污染，可设计两组实验，甲组用严格消毒的培养基并稀释涂布培养，乙组直接用该同学的培养基进行培养，此实验中乙组为(　　)
A．空白对照　 B．自身对照
C．条件对照 D．标准对照
【解析】　实验过程中，没有对照就没有说服力，题中作为对照的培养基没有做任何处理，故此对照应为空白对照。
【答案】　A
4．下列有关微生物培养的叙述，不正确的是(　　)
A．测定土壤样品中的细菌数目，常用稀释涂布平板法进行菌落计数
B．在对微生物进行培养前，需要对微生物和培养基进行灭菌
C．酵母菌发酵过程产生的酒精，对其他微生物生长有一定的抑制作用
D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中唯一的氮源
【解析】　微生物培养之前，如果对微生物进行灭菌会杀死该种微生物。
【答案】　B
5．(2013·上海高二调研)下列是关于“微生物接种以及单个菌落观察”实验操作的叙述，其中错误的是(　　)
A．配制牛肉膏蛋白胨固体培养基，经高温、高压灭菌后倒入培养皿备用
B．接种前接种环须经酒精灯火焰灼烧
C．接种时应用无菌刮铲在培养基表面涂匀
D．倒置培养皿，37 ℃恒温培养48～72小时后观察
【解析】　培养微生物要防止杂菌污染，所以要对培养基及和培养有关仪器都要灭菌；因为是观察单个菌落，应该用划线法；防止培养盖上含杂菌的水珠落下，要倒置培养基。
【答案】　C
6．在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因可能有(　　)
①由于土样不同　②由于培养基污染
③由于操作失误　④没有设置对照
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】　A同学比其他同学的实验结果数据大许多，可能是由于选取的土样不同、培养基灭菌不彻底或操作过程中被杂菌污染，也可能操作失误，如配制培养基时混入其他含氮物质、稀释度不够准确等。
【答案】　A
7．三个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36小时后，计算菌落数，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
【解析】　Ⅰ和Ⅱ培养基上的菌落数明显不同，因此说明大肠杆菌的生长需要生长因子。
【答案】　C
8．下表是关于四种生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，描述正确的一组生物是(　　)
硝化细菌 乳酸菌 根瘤菌 衣藻
能源 氧化NH3 分解乳酸 固定N2 利用光能
碳源 CO2 糖类 糖类 CO2
氮源 NH3 N2 N2 NO
代谢类型 自养需
氧型 异养厌
氧型 异养需氧型 自养需
氧型
A.硝化细菌与乳酸菌 B．乳酸菌与根瘤菌
C．根瘤菌与衣藻 D．硝化细菌与衣藻
【解析】　乳酸的能源主要是糖类，且乳酸菌不能以N2作为氮源；根瘤菌能固定N2，以N2作为氮源，但不能从固氮过程获得能源，其能源应为糖类。
【答案】　D
9．(2012·南京高二检测)实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线(3条线均与图中的链霉素带接触)，将平板置于37 ℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．链霉素能阻止结核菌的生长
B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效
D．链霉素可以用于治疗伤寒
【解析】　由图可知链霉素对伤寒菌没有抑制作用，因此不能用于治疗伤寒。
【答案】　D
10．下表资料表明在各种培养基中细菌的生长，S、C、M为简单培养基；U、V、X、Y、Z代表加入培养基的不同物质，问哪一种物质细菌不能合成(　　)
培养基 生长状态
S、C、M －
S、C、M＋V＋Z －
S、C、M＋U＋Y ＋
S、C、M＋Z＋X －
S、C、M＋V＋Y ＋
S、C、M＋U＋X －
S、C、M＋Y＋Z ＋
A.U B．V
C．Y D．Z
【解析】　该细菌在简单培养基上不能生长，但若简单培养基中含有Y物质，则正常生长，因此该细菌无法合成Y物质。
【答案】　C
二、非选择题
11．(2013·海口高二测试)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：
→→→→
(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现________色环带。
(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是________灭菌。
A．高压蒸汽 B．紫外灯照射
C．70%酒精浸泡 D．过滤
(3)步骤X表示________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得________菌落。
(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在______________中。若不倒置培养，将导致____________________。
(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的________分解为NH3和14CO2。
【解析】　(1)幽门螺杆菌含有脲酶，能分解尿素为菌体提供氮源，因此在配制培养基时要加入尿素；加入酚红指示剂的目的是检验是否有Hp存在，若有Hp存在会分解尿素，培养基pH会升高，酚红指示剂将变红。(2)由于尿素在高温下会分解，所以对尿素溶液的灭菌要采用G6玻璃漏斗过滤的方法。(3)在实验操作过程中要先灭菌、倒平板，再进行接种。接种时先将菌液稀释，以获得单菌落，再涂布到培养基平面上。(4)培养时需将培养皿倒置并放在恒温箱中培养，倒置培养的目的也是为了获得单一菌落。(5)如果人体感染了Hp，能将尿素分解为NH3和CO2，因而标记尿素中的C，可通过呼吸产物来判断是否感染Hp。
【答案】　(1)脲酶　红　(2)D　(3)接种　涂布　单
(4)恒温培养箱　无法形成单菌落　(5)尿素
12．某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起，请你设计实验，分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌，并回答有关问题：
(1)主要步骤：
①制备两种培养基：一种是________培养基，另一种是________的培养基。分别分成两份，依次标上A、A′和B、B′，备用。
②分别向A、B培养基中接种________________________________________________________________________。
③接种后，放在恒温箱中培养3～4天。
④分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种，接种到A′、B′培养基中。
⑤接种后，把A′、B′培养基放入恒温箱中培养3～4天。
(2)回答问题：
在步骤①中，为保证无杂菌污染，实验中应采用的主要措施有________________、______________________、________________________。第④⑤两个步骤的目的是________________________________________________________________________。
【解析】　圆褐固氮菌是原核生物，可以固氮，对抗生素敏感，而酵母菌属于真核生物，不能固氮，对抗生素不敏感。若要分离这两种菌，可以根据它们的特点来设计不同的培养基。在实验中要注意无菌操作。
【答案】　(1)①无氮　加青霉素　②混合菌
(2)培养基高压蒸汽灭菌　接种环在酒精灯火焰上灼烧灭菌　接种过程在酒精灯火焰附近进行　获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌
课题3分解纤维素的微生物的分离
(教师用书独具)
●课标要求
　探讨微生物的利用。观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物，观察该微生物能否分解其他物质，讨论这类微生物的应用价值。
●课标解读
1．简述纤维素酶的种类及作用。
2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。
●教学地位
　本课题在学习前面两个课题的基础上，增加了富集培养及鉴别纤维素分解菌这两个步骤，对于前两个课题学习的无菌操作技术、选择培养技术都有应用，因此学习本课题除了复习前面两个课题的相关内容外，还需重点学习鉴别培养基等知识。
●教法指导
1．有关纤维素的内容，可联系必修模块中学习的多糖的知识，该部分内容较简单，可安排学生自学，然后教师利用图解的方式，给出Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶的不同功能，帮助学生记忆。纤维素酶的作用，教师可通过演示实验，让学生体会纤维素酶的作用，这样可以给学生留下深刻的印象。
2．对于富集培养，其原理和上一课题中的选择培养类似，教师可将两个课题中的选择培养对比，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的原理比较简单，学生通过自学就能够理解。对于两种不同的染色方法，教师应引导学生分析各自的优、缺点，进行比较。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　利用课题背景进行导入，在全球能源紧缺的情况下，利用纤维素生产酒精具有广阔的应用前景，而且纤维素是地球上含量最为丰富的多糖，将其水解为葡萄糖之后，便可发酵生产酒精。纤维素转化为葡萄糖离不开纤维素酶，获得能产生纤维素酶的微生物就能将纤维素转化为葡萄糖。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P27－30，填写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，并联系课题1，明确纤维素的用途、分布，纤维素酶的组成及功能，并能设计验证纤维素酶功能的实验。完成例1。?步骤3：教师利用【课堂互动探究】探究2介绍鉴别培养基，并将鉴别培养基与选择培养基进行比较。辨析刚果红染色的两种方法的优、缺点，完成例2。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.简述纤维素酶的种类及作用。
2.从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。 　从土壤中分离分解纤维素的微生物。(重难点)
纤维素和纤维素酶
1.纤维素
(1)元素组成：C、H、O三种元素。
(2)组成单体：葡萄糖。
(3)种类：除天然纤维素外，还有水溶性的羧甲基纤维素钠、不溶于水的微晶纤维素等。
2．纤维素酶
(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三种组分。
(2)作用
纤维素纤维二糖葡萄糖
1．草食性动物是怎样消化食物中的纤维素的？
【提示】　反刍动物的瘤胃中生活着大量的可以分解纤维素的微生物。微生物能够产生纤维素酶，最终将纤维素分解成葡萄糖。
纤维素分解菌的筛选
1.方法
刚果红染色法，常用的方法有两种：一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；另一种是在倒平板时就加入刚果红。
2．原理
―→红色复合物
实验设计
　土壤取样：选择纤维素丰富的环境
选择培养：通过选择培养来增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的菌株
梯度稀释：目的是使菌体分离
涂布培养：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
挑选菌株：挑选产生透明圈的菌落
2．在纤维素分解菌的筛选过程中涉及到的生物技术有哪些？
【提示】　主要用到培养基的配制、无菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用和土壤取样等。
课题延伸
1.为确定透明圈内的菌落是否是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
2．纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
1．纤维素酶至少包括三种组分，是一种复合酶。(√)
2．先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，不存在菌落混杂问题。(×)
【提示】　会使菌落间混杂。
3．增大目的菌株浓度时可采用固液选择培养基。(×)
【提示】　应使用液体培养基。
4．选择纤维素分解菌的培养基与鉴别纤维素分解菌的培养基配方相同，只是后者需用刚果红染色。(×)
【提示】　两种培养基配方不同。
纤维素及纤维素酶
【问题导思】　
①纤维素有哪些用途？在自然界的分布如何？
②纤维素酶的组成及功能如何？
③如何验证纤维素酶的作用？
1．纤维素
(1)组成：纤维素是由葡萄糖分子构成的大分子物质，只由C、H、O三种元素构成。其分子结构如图所示：
纤维素分子的结构
(2)含量：地球上含量最丰富的多糖类物质。
(3)分布：棉花是自然界中纤维素含量最多的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。纤维素是植物细胞壁的主要组成成分之一。
(4)用途：纤维素可以用于造纸、纺织、炸药制造等工业；食物中的膳食纤维具有刺激胃肠蠕动，促进消化液分泌的功能，有助于食物的消化和排便，被称为第七营养素。
(5)商品纤维素：羧甲基纤维素钠(CMC－Na)、微晶纤维素等均是由天然纤维素制得的。其中CMC－Na可溶于水。
2．纤维素酶
(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。
(2)作用：C1酶、Cx酶使纤维素分解成纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解成葡萄糖，从而使纤维素能为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。
3．验证纤维素酶的作用
实验验证纤维素酶作用
实验组 1 cm×6 cm滤纸条
滤纸条被分解
对照组 1 cm×6 cm滤纸条
滤纸条不被分解
结论 纤维素酶能分解纤维素
　
动物和人的细胞都不能合成纤维素酶，因此都不能直接利用纤维素，兔、牛等草食性动物之所以能长期吃草是因为其肠道内有分解纤维素的微生物，这些微生物将纤维素分解之后，草食性动物再吸收。
　(2013·珠海高二测试)关于纤维素酶的叙述中，错误的是(　　)
A．牛、羊等草食动物可以合成纤维素酶，从而利用纤维素酶
B．纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分
C．纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物提供营养物质
D．分解纤维素的细菌、真菌、放线菌，都是通过产生纤维素酶来分解纤维素的
【审题导析】纤维素被纤维素酶分解之后才能被动物利用，纤维素被纤维素酶分解的产物是葡萄糖；分析哪些生物可以产生纤维素酶，纤维素酶包括哪些组分。最后综合判断选项。
【精讲精析】　牛、羊等草食动物不能合成纤维素酶，它们之所以能利用纤维素是因为它们的瘤胃中有许多微生物可分泌纤维素酶；纤维素被纤维素酶分解后的产物是葡萄糖，葡萄糖可作为微生物的营养物质；能分解纤维素的微生物都能产生纤维素酶，它们通过纤维素酶来分解纤维素。
【答案】　A
纤维素分解菌的鉴别
【问题导思】　
①选择培养基和鉴别培养基有何区别？
②两种刚果红染色法有何优、缺点？
1．选择培养基与鉴别培养基
选择培养基 鉴别培养基
特殊
成分 控制某一条件(如唯一氮源)或加入某种物质(如青霉素) 加入某种指示剂或化学药品
目的 抑制其他微生物生长，促进目的微生物的生长 与微生物的代谢产物或培养基中的成分发生特定反应
用途 培养，分离出特定微生物 鉴别不同的微生物
举例 培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌生长；用尿素作唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌 可用伊红—美蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)
2.纤维素分解菌的鉴别——刚果红染色法
(1)原理
纤维素分解菌
↓
→红色复合物红色消失、出现透明圈
即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(2)两种刚果红(CR)染色法的比较
方法一 方法二
过程 培养基经涂布培养长出菌落→覆盖质量浓度为1 mg/mL的CR溶液倒去CR溶液→加入物质的量浓度为1 mol/L的NaCl溶液倒掉NaCl溶液→出现透明圈 配制质量浓度为10 mg/mL的CR溶液→灭菌→按照每200 mL培养基加入1 mL的比例加入CR溶液→混匀→倒平板→接种后培养→出现透明圈
区别 先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应 倒平板时就加入刚果红
优点 显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 操作简便，不存在菌落混杂问题
缺点 操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂 ①由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应②有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红，从而形成明显的透明圈，这些微生物与纤维素分解菌不易区分
当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
　在加入刚果红的培养基中会出现如图所示透明圈，产生的透明圈是(　　)
A．刚果红与纤维素形成的复合物
B．刚果红与纤维二糖形成的复合物
C．纤维素分解后形成的葡萄糖导致的
D．以纤维素分解菌为中心形成的
【审题导析】题干的关键信息是“培养基中加入了刚果红”和培养后出现“透明圈”。
【精讲精析】　刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
【答案】　D
实验流程
【问题导思】　
①选择培养的目的是什么？
②分离得到的纤维素分解菌还需培养吗？
　分离分解纤维素的微生物的实验流程
土壤取样：选择富含纤维素的环境
培养液变混浊Ｆ
选择培养
梯度稀释：1 mL培养液＋9 mL无菌水
　　　　　　　　↓
涂布培养：鉴别培养基3个　不含纤维素的培养基3个
倒平板置于30～37 ℃温度下培养1～2dＦ
挑选产生透明圈的菌落
　↓
进一步鉴定
在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩微生物”的作用。
　选择培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件，使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。选择条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等。如图描述了采用选择方法从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。
(1)实验原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)本实验所需培养基为________________________________________________________________________，
碳源为________________________________________________________________________。
(3)①～③重复培养的目的是________________________________________________________________________。
(4)⑤的菌落中大部分是能降解________________的微生物。
(5)⑥为________组，⑦为________组，设置⑥的目的是
________________________________________________________________________。
(6)⑤→⑥采用________________法。
【思维导图】　→→→
【精讲精析】　本实验所用培养基是以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，培养的微生物是能降解对羟基苯甲酸的微生物。经过①②③的重复培养，增大了分解对羟基苯甲酸微生物的比例。最后通过设立对照及单菌落挑取法将培养基上的单菌落分别接种到含有对羟基苯甲酸及不含有该物质的培养基上，验证是否得到了目的微生物。
【答案】　(1)利用以对羟基苯甲酸为唯一碳源的选择培养基，经选择培养，选择出能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物
(2)选择培养基　对羟基苯甲酸
(3)增大分解对羟基苯甲酸微生物的比例
(4)对羟基苯甲酸
(5)对照　实验　说明通过选择培养的确得到了欲分离的目的微生物
(6)单菌落挑取
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。
2．纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
3．在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
4．分离分解纤维素的微生物的实验流程为土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。
5．用选择培养基筛选菌落时，若观察到产生透明圈菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。
1．下列关于纤维素酶的说法，错误的是(　　)
A．纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分
B．纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖
C．纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁
D．葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
【解析】　葡萄糖苷酶是纤维素酶的组分之一，它只能将纤维二糖分解为葡萄糖。
【答案】　D
2．纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质，它们的基本组成单位依次是(　　)
A．葡萄糖、葡萄糖和氨基酸
B．葡萄糖、氨基酸和核苷酸
C．氨基酸、氨基酸和核苷酸
D．淀粉、蛋白质和核酸
【解析】　纤维素是多糖，其基本组成单位是葡萄糖；纤维素酶是蛋白质，其基本组成单位是氨基酸；控制酶合成的物质是DNA，其基本组成单位是核苷酸。
【答案】　B
3．(2013·西安高二测试)从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计正确的是(　　)
A．土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→发酵培养
B．土壤取样→选择培养→稀释涂布平板→挑选菌落
C．土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落
D．土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落
【解析】　土壤取样之后，应先经过选择培养，以增大目的菌株的浓度，然后为避免一个培养基上的菌落太多，需进行稀度稀释之后涂布平板。
【答案】　B
4．以下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，但所培养的纤维素分解菌少
C．经稀释培养后，用刚果红染色
D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上
【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；选择培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经选择培养的确得到了欲分离的微生物。
【答案】　A
5．以纤维素为唯一碳源筛选出多种具有较高纤维素降解能力的微生物，其中有真菌和细菌，试分析此类微生物在生态系统中的作用与下列哪种生物类似(　　)
A．硝化细菌　　　　　　　B．蓝藻
C．蚯蚓 D．兔子
【解析】　纤维素是一种有机高分子化合物，以其为碳源的微生物属于分解者；硝化细菌和蓝藻是自养生物，属于生产者；蚯蚓以土壤中腐殖质为食，属于分解者；兔子以植物为食，属于消费者。
【答案】　C
6．(2013·宝鸡高二检测)下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是(　　)
A．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入
B．刚果红可以在菌落形成后加入
C．在菌落形成前倒平板时加入，刚果红不需要灭菌
D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌
【解析】　利用刚果红鉴别纤维素分解菌时，刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入，也可以在菌落形成后加入。在细菌菌落形成前倒平板时加入，要进行灭菌，以防杂菌的侵入，影响纤维素分解菌菌落的形成；在菌落形成后加入刚果红，则不需要灭菌。
【答案】　C
7．目前，加酶洗衣粉中的蛋白酶主要是中温蛋白酶，最适酶活温度在50 ℃左右，由于日常洗涤用水的温度达不到该温度，导致蛋白酶活性受到影响。适冷蛋白酶是从适冷鱼类体内分离纯化或由深海适冷菌分泌出的酶类，最适酶活温度在20 ℃左右，用其作为洗衣粉添加剂可在较低的温度下达到理想的洗涤效果。下图为分离可分泌蛋白酶的适冷菌的操作步骤，据图回答问题。
(1)在将配制好的牛肉膏蛋白胨培养基分装到三角瓶中时，为避免培养基沾到瓶口，必须使用________进行分装，并及时进行________操作。
(2)将扩大培养后的深海微生物用________________法接种到含酪蛋白的固体培养基表面，在适宜条件下培养一段时间，挑出形成透明圈的菌落，即为初选出的适冷菌。
(3)为进一步检测分离出的适冷菌分泌的适冷蛋白酶的最适酶活温度，将该菌按上图所示分7组进行培养，这7组实验间形成了____________，________________________组所对应的温度为最适酶活温度。
(4)由操作过程可知该适冷菌的代谢类型为________。
(5)将分离到的适冷菌接种到一定容积的牛肉膏蛋白胨液体培养基中，置于适宜条件下振荡培养，细菌数量将呈________增长，其环境容纳量主要取决于________________________。
【解析】　(2)由于培养后要挑取形成透明圈的菌落，因而适合用稀释涂布平板法接种。(3)适冷菌产生的蛋白酶活性越大，则分解培养基中的蛋白质越多，则菌落周围出现的透明圈越宽，因而透明圈与菌落直径比值最大组所对应的温度为最适酶活温度。
【答案】　(1)三角漏斗　灭菌　(2)稀释涂布平板
(3)(相互)对照　透明圈与菌落直径比值最大　(4)异养需氧型　(5)S型(逻辑斯谛)　营养物质的量(培养液的体积和浓度)
一、选择题
1．下列各项中，含纤维素最高的是(　　)
A．棉花　 B．亚麻
C．秸秆 D．木材
【解析】　棉花是自然界中含纤维素最高的生物。
【答案】　A
2．(2013·贵阳高二期末)纤维素酶是一种复合酶，主要包括(　　)
A．C1酶 B. Cx酶
C．葡萄糖苷酶 D．包括A、B、C
【解析】　纤维素酶是一种复合酶，主要包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，纤维素先在C1酶和Cx酶的作用下分解成纤维二糖，然后再在葡萄糖苷酶的催化作用下，分解成葡萄糖。
【答案】　D
3．鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，刚果红染色法有两种常用染色法，两种刚果红染色法的结果是(　　)
A．均会出现透明圈
B．方法一出现透明圈，方法二不出现透明圈
C．均不会出现透明圈
D．方法一不出现透明圈，方法二出现透明圈
【解析】　在鉴定纤维素分解菌时，两种刚果红染色法都会使培养基上出现透明圈。
【答案】　A
4．在对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是(　　)
A．用液体培养基可获得大量菌体
B．纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长
C．用液体培养基可以充分利用培养基中的营养物质
D．用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌
【解析】　选择培养的目的是增大目的菌株的浓度，因此选择液体培养基可以将目的培养物进行“富集”。
【答案】　A
5．(2012·扬州高二检测)微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质，并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是(　　)
A．纤维素分解菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的
B．许多微生物(如细菌、放线菌)为原核生物，不含线粒体，所以只进行无氧呼吸，为厌氧型生物
C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的生长越有利
D．生长因子通常是微生物生长必需的，而微生物本身合成这些物质的能力往往不足
【解析】　纤维素分解菌利用的碳源是纤维素，而硝化细菌的碳源是CO2，A项错误；某些原核生物虽然没有线粒体，但它们的细胞质中含有与有氧呼吸有关的酶，因此可以进行有氧呼吸，B项错误；配制培养基时要考虑培养物对渗透压的耐受能力，C项错误。
【答案】　D
6．分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是(　　)
①稀释倒平板法　②涂布平板法　③单细胞挑取法　④选择培养分离
A．①② B．②③④
C．②③ D．①③④
【解析】　获得纤维素分解菌，需从取样的土壤中选择培养分离出样品，再经梯度稀释用涂布平板法接种到鉴别培养基上，经筛选获得目的菌，再用单细胞挑取法接种到纤维素分解菌的选择培养基上，培养最终获得纯菌种。
【答案】　B
7．在从土壤中分离出分解纤维素的微生物的实验中，先进行选择培养，再进行刚果红染色法分离。先选择培养的目的是(　　)
A．浓缩目标菌种
B．除去杂菌，获得能分解纤维素的纯菌种
C．杀灭不需要的微生物
D．在微生物的菌落上获得纤维素分解菌种
【解析】　在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到浓缩目标菌种的作用，但是不能得到单一菌种。该培养基中的化学成分不能杀灭微生物。选择培养时用液体培养基，微生物在培养液中繁殖，不能获得目标菌落。
【答案】　A
8．纤维素酶的测定方法一般是(　　)
A．对纤维素进行定量测定
B．对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定
C．对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定
D．对纤维素分解菌进行定量测定
【解析】　通过鉴别培养基上形成的透明圈的菌落只是对分解纤维素的微生物进行的初步筛选，为确定得到的是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，并且进行纤维素酶的测定，测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
【答案】　B
9．鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成，这些物质是(　　)
A．指示剂或化学药品
B．青霉素或琼脂
C．高浓度的食盐
D．维生素或指示剂
【解析】　根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用于微生物的鉴别。
【答案】　A
10．纤维素酶在植物细胞工程方面有着广泛的应用，你认为在下列哪种生物体中提取纤维素酶比较合理(　　)
A．发酵酵母　　　　　　　B．在腐木上生长的霉菌
C．高等植物 D．白蚁体内的鞭毛虫
【解析】　动物、植物、酵母菌均不能产生纤维素酶，腐木上的霉菌能分泌纤维素酶，分解纤维素。
【答案】　B
二、非选择题
11．(2013·东北三市检测)某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。实验的主要步骤如下图所示。请分析回答下列问题。
(1)培养基中加入化合物A的目的是筛选________，这种培养基属于________培养基。
(2)目的菌生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的________，实验需要振荡培养，由此推测目的菌的代谢类型是异养________型。(填“需氧”或“厌氧”)
(3)培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量________的培养液，接入新的培养液中连续培养，使目的菌的数量________。(两空均填“增加”或“减少”)
(4)在上述实验操作过程中，获得纯净目的菌的关键是防止________________。
(5)转为固体培养基时，常采用________和稀释涂布平板法进行接种，在前一种方法接种过程中所用的接种工具是________________，这种工具在操作时采用的灭菌方法是____________。
(6)实验结束后，使用过的培养基应该进行__________处理才能倒掉，这样做的目的是防止造成________________。
(7)某同学计划统计污水池中目的菌的总数，他选用10－4、________、10－6稀释液进行涂布平板，每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是________________，此对照实验的目的是证明培养基制备过程中________________。
【解析】　(1)研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌(目的菌)。培养基中加入化合物A的目的是筛选目的菌，这种培养基属于选择培养基。
(2)目的菌生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的化合物A，因为除了化合物A，没有其他的氮源和碳源。实验需要振荡培养，由此推测目的菌的代谢类型是异养需氧型，振荡可以增加培养液中的溶氧量。
(3)培养若干天后，应选择培养瓶中化合物A含量减少的培养液，接入新的培养液中连续培养，使目的菌的数量增加。如此操作，可以补充营养物质。(4)整个过程中都要注意无菌操作，防止杂菌污染。(5)接种用到的方法一般有平板划线法和稀释涂布平板法，在前一种方法接种过程中所用的接种工具是接种针和接种环，这种工具在操作时采用的灭菌方法是灼烧灭菌。(6)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是防止造成环境污染。
(7)从设计实验的角度看，还应设置一组空白对照实验来证明培养基是否被杂菌污染。
【答案】　(1)目的菌　选择
(2)化合物A　需氧
(3)减少　增加
(4)外来杂菌入侵
(5)平板划线法　接种针(环)　灼烧灭菌
(6)灭菌　环境污染
(7)10－5　不接种的空白培养基　是否被杂菌污染12.蓝色牛仔裤常选用质地较粗的棉布料，为了美观和穿着舒适，以往采用“石洗”法，把成捆的布料和浮石放在机器中翻滚，使它变得柔软。现在改用“生物石洗”法，用含有纤维素酶和蓝靛染料的溶液水洗布料，当达到一定柔软度时，冲洗掉纤维素酶。
(1)自然界中纤维素的来源是______________。它是________的基本组成成分。纤维素酶能使布料柔软的原因是________________________________________________________________________。
(2)某研究性学习小组同学，为了从土壤中筛选纤维素分解菌，利用下列材料和用具进行了实验，请完善下列实验步骤。
提示：刚果红能与纤维素形成红色复合物，纤维素分解菌在含有刚果红和纤维素的培养基上形成有透明圈的菌落。
材料用具：采集的土样，研钵，配制纤维素分解菌培养基的各种原料，琼脂，纤维素粉，刚果红溶液，培养箱，无菌水。
实验步骤：
①利用培养纤维素分解菌培养基的各种原料、琼脂及____________________配制固体培养基，灭菌。
②将采集的土壤样品在研钵中研碎后________，制成土壤匀浆。
③利用无菌操作方法把土壤匀浆________到培养基上，放在培养箱内培养一段时间。
④用显微镜观察纤维素分解菌时，要从____________挑取材料制成临时装片。
(3)在用稀释涂布平板计数法对纤维素分解菌数目进行统计时，统计的菌落数往往比活菌的实际数低，这是因为________________________________________________________________________。
(4)如果探究温度对纤维素酶活性的影响，自变量是________，应该保持________________________等不变(至少答两项)。
【解析】　纤维素在自然界分布广泛，其根本来源仍然是光合作用产生的糖类经进一步转化产生的，它是构成植物细胞细胞壁的主要成分，可被纤维素酶分解；纤维素分解菌的筛选是用刚果红染色法进行的，需要以纤维素为唯一碳源