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2025人教版高中生物学选择性必修3
第2课时 微生物的选择培养和计数
基础过关练
题组一 选择培养基
1.(2024河北沧州开学测试)选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物,通过不含有机物的培养基、缺氮培养基、含尿素(不含其他氮源)的培养基,可从土壤中分离出的微生物依次是( )
A.硝化细菌、放线菌、根瘤菌
B.根瘤菌、青霉菌、固氮菌
C.异养型细菌、放线菌、硝化细菌
D.自养型细菌、固氮菌、分解尿素的细菌
2.(2024广东江门月考)甲、乙、丙是三种微生物,表中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 + + +
K2HPO4 4 g + + +
FeSO4 0.5 g + + +
蔗糖10 g + - +
(NH4)2SO4 0.4 g - + +
H2O定容至100 mL + + +
MgSO4 9.25 g + + +
CaCl2 0.5 g + + +
注:“+”表示培养基中加入了这种物质,“-”表示培养基中没有加入这种物质。
A.甲、乙、丙都是异养型微生物
B.甲、乙都是自养型微生物,丙是异养型微生物
C.甲是异养型微生物,乙是固氮微生物,丙是自养型微生物
D.甲是固氮微生物,乙是自养型微生物,丙是异养型微生物
题组二 微生物的选择培养
3.(2024山东济南期中)一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PPF),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。下列操作正确的是( )
A.培养基中应以PPF作为唯一碳源
B.挖取的土壤和装土壤的纸袋都无需灭菌
C.只能使用平板划线法进行接种
D.培养时恒温箱的温度控制在50 ℃
4.(2024江苏淮安期中)为筛选出可高效抑制番茄枯萎病菌(一类真菌)的土壤芽孢杆菌菌株,科研人员从土壤中采集、分离、筛选芽孢杆菌菌株作为待测菌株,并采用平板对峙培养法观察各待测菌株的抑菌能力。如图为研究过程示意图,下列叙述错误的有( )
A.过程①常利用灼烧冷却后的涂布器蘸取0.1 mL菌液涂布平板
B.过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选
C.统计菌落数目时选取菌落数目稳定时的记录作为结果
D.实验筛选出的菌株仍需进行试验田种植试验以检测防治效果
题组三 微生物数量测定
5.(易错题)下列关于微生物选择培养基和计数的叙述不正确的是( )
①使用血细胞计数板可以对冰激凌中的大肠杆菌进行计数
②采用显微镜直接对微生物计数,计数结果一般比实际值小
③充分稀释的目的是使形成的菌落由单一的细菌繁殖而成
④在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的菌落数差别较大,则需重新进行实验
⑤当平板菌落数目上升到30~300时,就说明稀释倍数合理,可将记录数据作为统计结果
⑥利用稀释涂布平板法直接测定饮用水中大肠杆菌数目
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.②③④⑤ D.①②⑤⑥
6.(2024湖南长沙雅礼中学月考)刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。从落叶较多的腐质土取10 g土壤,用无菌水稀释106后,取0.1 mL涂布到三个平板中(培养基配方:纤维素钠盐5~10 g、酵母膏1 g、土豆汁100 mL、KH2PO4 0.25 g、琼脂15 g、H2O定容至1 000 mL)培养,菌落数目稳定后加入刚果红染色,洗去浮色后对纤维素分解菌进行分离与计数,三个平板菌落数无显著差异,平均值为200个,出现透明圈的菌落数平均值为30。下列叙述正确的是( )
A.上述实验中使用的培养基为选择培养基
B.该培养基pH需要调为中性或弱酸性
C.涂布的0.1 mL培养液中活菌数可能高于200个
D.10 g土样中纤维素分解菌的数目约为3.0×108个
题组四 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
7.如图为研究者从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的示意图,有关叙述正确的是( )
A.取土样时,应扫去落叶,取表层土
B.②的选择培养基是否有选择作用需要作空白对照
C.步骤②③④配制的培养基应以尿素为唯一氮源
D.步骤④中分解尿素能力强的细菌一定能产生更多的脲酶
8.(2023湖北武汉期末)某生物兴趣小组试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用,设计并成功筛选到能高效分解尿素的细菌(目的菌)。培养基的成分包含KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素和X,将以上物质按照一定比例溶解后,用H2O定容到100 mL。实验过程如图所示,回答下列问题。
(1)某些细菌能将尿素分解成CO2和NH3供植物吸收和利用,有些细菌不能,原因是前者能合成 。
(2)培养基中的成分X通常是 ;图中将细菌接种到固体培养基上时,采用的方法是 ;初步筛选出的菌种还需要进一步鉴定:在培养基中加入 指示剂,接种并培养初步筛选的菌种,若指示剂变 ,则说明该菌种能分解尿素。
(3)稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,它的计数原理是 。对平板中的微生物进行计数,通常是以菌落数代表活菌数量,但统计的菌落数往往比活菌的实际数目小,原因是 。
(4)培养基中的成分KH2PO4和Na2HPO4的作用是为细菌生长提供无机盐离子、 、 。
能力提升练
题组 微生物的选择培养和计数
1.(2024河北保定期中)春节期间,一些用盐腌制的肉类在冰箱内长时间存放会在表面出现黄色的金黄色葡萄球菌的菌落,该菌对高温、低温、高盐的环境具有一定的耐受力,误食会导致食物中毒。下列叙述错误的是( )
A.腌制的肉类可为金黄色葡萄球菌的生长提供营养物质
B.实验室中创设高温、高盐的条件即可完成对金黄色葡萄球菌的筛选
C.在放进其他食物之前对冰箱进行消毒处理,可延长食物的储存时间
D.腌制的肉类类似于选择培养基,高盐环境会使大多数微生物脱水而亡
2.(2024吉林白山模拟)从自然界筛选嗜盐产淀粉酶菌(好氧型)的一般步骤:采集菌样→富集培养→纯种分离→计数及性能测定。图1是上述步骤中的一个环节,图2是该筛选过程中一个培养基(淀粉使培养基不透明)上菌落的分布情况,其中白色部分为透明圈,黑点代表大小不同的菌落。下列相关叙述正确的是( )
图1 图2
A.富集培养必须在固体培养基中进行
B.图1所示的接种方法也适合用于对细菌进行计数
C.图2中嗜盐菌产淀粉酶能力最强的是乙
D.图1和图2所示的培养基分别为选择培养基和鉴别培养基
3.(2024福建三明阶段练习)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量。为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,科研人员进行了图1所示的实验,甲、乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100 mL完全培养基。下列叙述错误的是( )
图1
图2
A.葡萄酒发酵的过程中,缺氧环境、酵母菌产生的酒精等可抑制杂菌的繁殖
B.用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液中的活菌为6.8×1010个/L
C.由图2可知,丙瓶无酒精产生是因为锥形瓶丙瓶口密封失效
D.由图2可知,丁瓶中的酵母菌产酒精能力比乙瓶中的强
4.(2024辽宁名校联考)细菌中的芽孢杆菌较为耐高温,是常见的蛋白酶产生菌。培养基中的蛋白质被蛋白酶降解后在菌落周围形成透明圈。如图是筛选蛋白酶高产菌株的过程。下列叙述错误的是( )
A.70~80 ℃水浴10分钟的目的是杀死非芽孢杆菌
B.在酒精灯火焰旁将样品用无菌水稀释并涂布接种
C.以奶粉为唯一氮源的培养基能起到选择作用
D.经过奶粉培养基筛选出的全部为蛋白酶高产菌株
5.(多选题)(2024江西宜春期末,)一般情况下,一定浓度的抗生素会杀死细菌,但变异的细菌可能具有耐药性。为探究某种抗生素对细菌的选择作用,实验人员在接种了金黄色葡萄球菌的培养基中放置了含某种抗生素的圆形滤纸片和不含抗生素的圆形滤纸片,一段时间后测量滤纸片周围抑菌圈的直径。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌富集培养,然后重复上述步骤培养三代,结果如下表所示。下列有关叙述正确的是( )
培养代数 平板各区域滤纸片周围抑菌圈的直径/cm
①号区域 ②号区域 ③号区域 ④号区域
第一代 0 2.27 2.13 2.27
第二代 0 1.95 2.02 1.87
第三代 0 1.80 1.87 1.78
A.一定浓度的抗生素对细菌产生耐药性的变异进行选择
B.需要用稀释涂布平板法将金黄色葡萄球菌接种到固体培养基上
C.平板中①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用
D.随培养代数增多,抑菌圈的直径变得越小,细菌的耐药性越弱
6.(2024四川成都阶段练习)双层平板法是对噬菌体进行计数的常用方法。具体做法:在无菌培养皿中倒入琼脂含量为2%的培养基凝固成底层平板后,将琼脂含量为1%的培养基熔化并冷却至45~48 ℃,然后加入敏感指示菌和待测噬菌体稀释悬液的混合液,充分混匀后立即倒入底层平板上形成双层平板(如图)。培养一段时间后,在双层培养基的上层会出现透亮的无菌圆形空斑——噬菌斑,下列有关说法正确的是( )
A.实验用到的培养基和培养皿常用煮沸法进行灭菌
B.若利用双层平板法对T2噬菌体进行计数,可选用农杆菌作敏感指示菌
C.上层平板上出现的透亮无菌圆形空斑是噬菌体单独在培养基上繁殖形成的噬菌斑
D.倒上层平板时需防止培养基温度过高引起敏感指示菌和待测噬菌体死亡
7.(2024安徽师范大学附属中学月考,)营养缺陷型菌株是突变后某些酶被破坏,导致代谢过程中某些合成反应不能进行的菌株。下图是科研人员利用影印法(用无菌绒布轻盖在已长好菌落的原培养基上,然后不转动任何角度,“复印”至新的培养基上)初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程。下列叙述错误的是( )
A.①过程接种方法为稀释涂布平板法,接种后的培养皿不能立即进行倒置培养
B.进行②过程的顺序是先将丝绒布“复印”至基本培养基,再“复印”至完全培养基上
C.氨基酸缺陷型菌株应从基本培养基上没有、完全培养基上对应位置有的菌落中挑选
D.①过程接种方法统计出的菌落数往往比活菌的实际数目多
答案与分层梯度式解析
第2课时 微生物的选择培养和计数
基础过关练
1.D 2.D 3.A 4.A 5.D 6.C 7.C
1.D 利用不含有机物的培养基能筛选出自养微生物,如硝化细菌;利用缺氮培养基可以筛选出固氮微生物,如固氮菌;利用含尿素(不含其他氮源)的培养基能筛选出可合成脲酶的微生物,如分解尿素的细菌,D符合题意。
特别提醒
能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长,但实际上,微生物的培养是一个非常复杂的问题,有些微生物可以利用其他微生物的代谢物进行生长繁殖,因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物,还需进一步的鉴定。
2.D 分析题表数据:
培养基 分析 微生物生长情况
Ⅲ 含有氮源和碳源等,营养成分全面,适合多种微生物生长繁殖 甲、乙、丙都能生长繁殖
Ⅰ 不含氮源,只有能固氮的微生物才能在其上正常生长繁殖 只有甲能正常生长繁殖,甲是固氮微生物
Ⅱ 不含碳源,只有自养型微生物才能在其上正常生长繁殖 只有乙能正常生长繁殖,乙是自养型微生物,甲、丙是异养型微生物
3.A 要筛选高效降解一次性口罩(主要成分为PPF)的细菌,培养基中应以PPF作为唯一碳源,A正确;为了防止杂菌污染,挖取土壤的铁铲和装土壤的纸袋都需灭菌,土壤含有目的菌株,不能灭菌,B错误;可以用稀释涂布平板法和平板划线法进行接种,C错误;细菌培养时恒温箱的温度一般控制在30~37 ℃,可以每隔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,D错误。
4.A 过程①采用的接种方法为稀释涂布平板法,该过程常利用移液器移取0.1 mL菌液滴到平板上,再用灼烧冷却(避免杂菌污染,同时也防止菌种被烫死)后的涂布器均匀涂布平板,A错误;每种细菌都有其特定的菌落的形态、大小和颜色,过程②可根据芽孢杆菌菌落的形态、颜色进行挑选,B正确;每隔24 h统计一次菌落数目,并选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养时间不足导致遗漏细菌数目,C正确。
5.D 显微镜计数法的计数原理和工具:
原理 统计的是活菌和死菌数目的总和,结果偏大,②错误
工具 血细胞计数板:常用于相对较大的酵母菌细胞等的计数
细菌计数板:用于大肠杆菌等较小的细胞的计数,①错误
只有当平板菌落数目稳定在30~300时,才能说明稀释倍数合理,可将记录数据作为统计结果,⑤错误。计数饮用水中的大肠杆菌数目时,需将水样处理后在鉴别培养基上培养,然后根据菌落形态判断是否为大肠杆菌,然后进行计数,⑥错误。
6.C 刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,该培养基属于鉴别培养基,A错误;一般培养细菌(纤维素分解菌)时需将培养基pH调至中性或弱碱性,B错误;稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目少(结果偏小),原因是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,则涂布的0.1 mL培养液中活菌数可能高于200个,C正确;三个平板菌落中出现透明圈的菌落(纤维素分解菌繁殖形成的菌落)数平均值为30,则10 g土样中纤维素分解菌有30÷0.1×106×10=3.0×109(个),D错误。
7.C 取土样时,铲去表层土,取距离地表3~8 cm的土壤层,A错误;判断选择培养基是否被污染需要作空白对照,判断培养基是否具有选择作用需要与完全培养基作对照,B错误;步骤②③④配制的培养基都具有筛选尿素分解菌的作用,故应以尿素为唯一氮源,C正确;分解尿素能力强的细菌不一定体现在能产生更多的脲酶,也可能体现在其脲酶活性高,D错误。
8.答案 (1)脲酶 (2)琼脂 稀释涂布平板法 酚红 红色 (3)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) 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 (4)维持渗透压 作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH的稳定
解析 (1)脲酶可催化尿素分解成CO2和NH3,某些细菌能合成脲酶从而将尿素分解成CO2和NH3供植物吸收和利用。(2)培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,凝固剂是固体培养基的必要成分,通常选用琼脂作为凝固剂。分析题图可知,图中将细菌接种到固体培养基上时用的接种方法是稀释涂布平板法。尿素分解菌可以用酚红指示剂进行鉴定,原因是其体内产生的脲酶能够将尿素转化为氨,氨会使培养基的碱性增强,使酚红指示剂呈红色。
能力提升练
1.B 2.C 3.B 4.D 5.ABC 6.D 7.D
1.B 微生物培养需要碳源、氮源、水和无机盐等,腌制的肉类可为金黄色葡萄球菌的生长提供碳源、氮源等营养物质,A正确。由题干可知,金黄色葡萄球菌对高温、低温、高盐的环境具有一定的耐受力,仅创设高温、高盐的条件不能完成对金黄色葡萄球菌的筛选,B错误。在放进其他食物之前对冰箱进行消毒处理,可杀死部分微生物,延长食物的储存时间,C正确。
2.C 富集培养指创设适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件,使其在群落中的数量大大增加,一般在液体培养基中进行,A错误。图1所示接种方法为平板划线法,不能用于计数,B错误。图2中,乙菌落中的透明圈与菌落直径比值最大,说明该菌落产淀粉酶能力最强,C正确。图1和图2所示的培养基均为选择培养基,D错误。
3.B 酵母菌可在缺氧的环境下发酵产生酒精,大多数杂菌在缺氧、有酒精的环境下无法繁殖,A正确。
用稀释涂布平板法计算葡萄酒过滤液中的活菌数量:
由图2可知,丙瓶没有酒精,但活菌数量很多,推测丙瓶无酒精产生是因为瓶口密封失效,始终处于有氧环境,C正确。由图1、2可知,甲瓶接种无菌水,瓶中无活菌,说明培养基灭菌彻底,无菌操作正常;丁瓶中的活菌数比乙瓶少,但是产的酒精比乙瓶稍多,说明丁瓶中的酵母菌产酒精能力比乙瓶中的强,D正确。
4.D 根据题干信息可知,细菌中的芽孢杆菌较为耐高温,70~80 ℃水浴10分钟的目的是杀死非芽孢杆菌,A正确;为防止杂菌污染,在酒精灯火焰旁将样品用无菌水稀释并涂布接种,B正确;培养基中的蛋白质被蛋白酶降解后在菌落周围形成透明圈,奶粉富含蛋白质,以奶粉为唯一氮源的培养基能起到选择作用,C正确;能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物,因此初步筛选后的菌株还需进一步鉴定,才能确认是否全部为蛋白酶高产菌株,D错误。
5.ABC 细菌耐药性的变异在使用抗生素之前就已存在,一定浓度的抗生素起选择作用,能够筛选出具有耐药性的细菌,A正确;为排除滤纸片对实验结果的影响,平板①号区域的滤纸片不含抗生素,起空白对照的作用,C正确;题表显示,随培养代数增多,抑菌圈的直径变得越小,说明细菌的耐药性越强,D错误。
6.D 实验用到的培养皿常用干热灭菌法进行灭菌,培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;判断T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内,所以不可选用农杆菌作敏感指示菌,B错误;噬菌体(病毒)无法单独在培养基上繁殖,上层平板上出现的透亮无菌圆形空斑是敏感指示菌裂解后形成的,C错误;倒上层平板时需将培养基冷却至45~48 ℃时进行接种,目的是防止培养基温度过高引起敏感指示菌和待测噬菌体死亡,D正确。
7.D 分析影印法初检某种氨基酸缺陷型菌株的过程:
①过程接种方法为稀释涂布平板法,由于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,所以稀释涂布平板法统计出的菌落数往往比活菌的实际数目少,D错误。
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