尿素分解菌和纤维素分解菌的分离与鉴定的比较
分离选
择条件
鉴定方
法现象
鉴定原理
步骤差异
尿素
分解
菌
尿素为
唯一氮
源
培养基中加入酚红指示剂，变红色
细菌等微生物生成脲酶，使尿素中肽键断裂产生NH3，使pH升高，加入酚红变红色
土壤取样→制备培养基→样品梯度稀释→涂布平板→培养观察
纤维
素分
解菌
纤维素
为唯一
碳源
在以CMC-Na为碳源的培养基上，应用刚果红染色法，出现透明圈
分解纤维素的微生物产生纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖，使纤维素—刚果红复合物降解而出现透明圈
土壤取样→制备培养基→选择培养→富集培养→梯度稀释→涂布培养→刚果红染色法→挑取菌落→进一步鉴定
专题2 微生物的培养与应用
课时作业4 微生物的实验室培养
1．某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是( )
A．培养基分装到培养皿后进行灭菌
B．转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线
C．接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养
D．培养过程中每隔一周观察一次
解析：在配制培养基过程中，通常先灭菌后倒平板，A错；转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线，B正确；接种后的培养皿应放入培养箱中进行培养，一般不需光照，C错；培养过程中应该每天或隔天定时观察，每隔一周观察一次时间太长，D错。
答案：B
2．在酿酒生产上，常向发酵罐中加少量尿素，其目的是( )
A．作为碳源，为酵母菌提供能源物质
B．作为碳源，用于酵母菌合成代谢产物
C．作为氮源，用于酵母菌合成蛋白质和核酸
D．作为氮源，用于酵母菌合成代谢产物
答案：C
3．要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用( )
A．固体培养基
B．液体培养基
C．加青霉素的培养基
D．加入高浓度食盐的培养基
解析：固体培养基主要用于微生物分离、鉴定等。液体培养基用于工业生产，加入青霉素的选择培养基能抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌，加入高浓度食盐可抑制多种细菌的生长，可分离得到金黄色葡萄球菌。本题没说明分离哪种细菌，故应用固体培养基。
答案：A
4．下表是对四种生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，正确的一组是( )
硝化细菌
乳酸菌
根瘤菌
衣藻
A
能源
NH3
乳酸
N2
光能
B
碳源
CO2
糖类等
糖类等
CO2
C
氮源
NH3
N2
N2
NO3－
D
代谢类型
自养需氧型
异养厌氧型
自养需氧型
自养需氧型
解析：本题综合考查了不同微生物的代谢类型及营养要求。从能源来看，乳酸菌需糖类等有机物供能；从氮源看，乳酸菌需要NH4＋、NO3－；从代谢类型看，根瘤菌为异养需氧型；从碳源看，硝化细菌与衣藻需CO2，乳酸菌和根瘤菌需要糖类等有机物。
答案：B
5．关于灭菌和消毒的不正确理解是( )
A．灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、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．常用灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药物法
答案：B
6．对培养基、培养皿、接种环，实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是( )
①化学消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌
④紫外线灭菌 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法
A．⑤③②①④⑥ B．①②③④⑤⑥
C．⑥②③④①⑤ D．③④②①⑥⑤
解析：培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温，需用干热灭菌；接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；空气可用紫外线消毒；牛奶为不破坏其营养成分可采用巴氏消毒法。
答案：A
7．下图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为12345。下列操作方法正确的是( )
A．操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌
B．划线操作须在火焰上进行
C．在5区域中才可以得到所需菌落
D．在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌
解析：本题考查平板划线操作方法。在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在火焰上灼烧，接种时划线操作是在火焰边进行。在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落。
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．防止外来杂菌的入侵
解析：获得纯培养都是围绕防止外来杂菌污染进行的。可以从两方面进行：一是无菌操作，二是获得纯种，其中一最关键。
答案：D
9．下表培养基配方中，能作为选择培养基的是( )，能作为鉴别培养基的是( )，能作为固体培养基的是( )
原料
A
B
C
D
蛋白胨
10 g
10 g
10 g
10 g
乳糖
5 g
5g
5g
5g
蔗糖
5g
5g
5g
5g
K2HPO4
2 g
2g
2g
2g
伊红
0.4 g
美蓝
0.065 g
琼脂
20 g
NaCl
20 g
蒸馏水
1 000 mL
1 000 mL
1 000 mL
1 000 mL
解析：由表中内容看出，D组培养基中加入了较多的NaCl，培养基中加入某些化学物质可促进所需微生物的生长，抑制不需微生物的生长，因此应属选择培养基。A组培养基中加入了伊红和美蓝，可用以鉴定大肠杆菌，因此属鉴别培养基。而B组培养基中加入琼脂，能作为固体培养基。又从表中各数据看，所有物质均有严格的量的要求及种类的要求，因此配制培养基应遵循三大原则，即“目的明确”“营养均衡，有严格浓度配比”且要“调整好pH”。
答案：D A B
10．发酵工程的第一个重要工作是选择优良的单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法不包括( )
A．根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基
B．根据微生物中缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子
C．根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸
D．根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素
解析：由于不同的微生物对碳源、氮源、无机盐、生长因子的需求不同，可以根据微生物的生长需求来配制特殊的培养基以获得单一纯种，也可以根据其对抗生素的敏感性不同，加入不同的抗生素来获得单一纯种。
答案：C
11．现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分如下表：
成分
KHSO4
MgSO4·
7H2O
NaCl
CaSO4·
2H2O
CaCO3
葡萄
糖
纯淀粉
甲培
养基
含量
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
0.5%
2%
乙培
养基
含量
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
－
－
用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，你认为它们( )
A．甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌
B．甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分离真菌
C．甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌
D．甲培养基适于分离异养型共生细菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌
解析：根据所提供的甲、乙两种培养基的成分分析，两者之间的主要差别是：甲培养基有葡萄糖和淀粉作为有机碳源和能源，也有少量的无机碳源(CaCO3)；乙培养基无有机碳源和能源。两者之间的共同点是：都不含氮源。说明这两种培养基分别适于培养异养型自生固氮微生物和自养型自生固氮微生物。
答案：C
12．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破伤风杆菌的生长
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：本题意在考查有关细菌培养的知识。菌落就是由单个细菌或同种细菌繁殖成的具有一定形态结构等特征的子细胞群体，所以单个菌落只含一种细菌；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌的生长而促进真菌的生长；破伤风杆菌的异化代谢类型属于厌氧型，通入氧气会抑制其生长；半固体培养基中可以观察细菌的运动。
答案：D
13．(2019年高考·课标全国卷Ⅲ)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是______________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上________(填“能够”或“不能”)生长，原因是__________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是____________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
解析：(1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以空气中的CO2为碳源，因此在没有碳源的培养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免污染环境。
答案：(1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源
(2)倒置
(3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征
(4)灭菌
14．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是_______________________________________________________
______________________________________________________。
(6)在培养基凝固前要搁置斜面，其目的是
______________________________________________________。
解析：蛋白胨中有大量的蛋白质降解而成的多肽类等物质，因而在培养基中提供碳源、氮源和生长因子。微生物菌落的形成是在固体培养基上，所以此培养基还需加琼脂。营养成分含量必须依据所培养微生物的需要而定。配好后，必须先调pH，再分装，整个过程要严格无菌操作。
答案：(1)提供碳源、氮源、生长因子
(2)琼脂(凝固剂)
(3)依据所培养微生物对各营养成分的需要量
(4)调整pH
(5)高压蒸气灭菌、灼烧接种环、酒精擦洗灭菌、在火焰旁接种、棉塞塞试管口等
(6)扩大接种面积
15．为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的分离等工作。回答下列问题：
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是______________________；然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为____________。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是
________________________________________________________________________。
(3)示意图A和B中，________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高________的利用率。
解析：(1)为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物学实验一般会设置空白对照：随机取若干灭菌后的空平板培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成；利用平板菌落计数法的计算公式估算水样中的活菌数：
×M(×稀释倍数)
＝×100＝3.8×107/L。
(2)接种时接种环需要灼烧灭菌；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：通过划线次数的增加，使每次划线时菌体的数目逐渐减少，以便得到菌落。
(3)由题图可知B图为平板划线法接种的结果(菌落相对均匀分布)。
(4)震荡培养可以增加液体培养基的氧气含量，促进好氧型微生物的生长；另外震荡培养还可以使菌体与培养液充分接触，提高营养物质的利用率。
答案：(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×107
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B
(4)溶解氧 营养物质
16．(2017年高考·江苏卷)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。小明同学准备依据下图操作步骤，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：
(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________，以达到富集酚降解菌的目的。若上图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)右图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。
(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，下表中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50 mg/ 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。
解析：(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含C的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，需随转接次数增加逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中，菌体的密度较小，容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故1～5号比色管中的苯酚浓度应分别为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L；根据题意，废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。
答案：(1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂
(3)③ (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ③
17．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。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。
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，这样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，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 选择
(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
课时作业5 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1．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做( )
A．鉴别培养基 B．加富培养基
C．选择培养基 D．基础培养基
解析：基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基，例如牛肉膏蛋白胨培养基；加富培养基一般用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物；鉴别培养基是在培养基中加入某种特殊化学物质，微生物的代谢产物与特殊化学物质发生特定化学反应，产生明显特征变化；选择培养基是在培养基中加入特殊营养物质或化学物质，抑制不需要微生物的生长，有利于所需微生物的生长。
答案：C
2．从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，所用培养基为( )
A．加富培养基 B．选择培养基
C．基础培养基 D．鉴别培养基
解析：从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，可以在培养基中添加牛奶或酪素制备培养基平板，微生物生长时若产生蛋白酶，则会水解牛奶或酪素，在平板上形成透明的蛋白质水解圈。
答案：B
3．测定饮用水中大肠杆菌的数目可用( )
A．选择培养基 B．鉴别培养基
C．基础培养基 D．加富培养基
解析：将已知体积的水过滤后，将滤膜放在伊红—美蓝培养基上培养，在该培养基上，大肠杆菌的菌落呈现黑色。可以根据培养基上黑色菌落的数目，计算出水样中大肠杆菌的数量。伊红—美蓝培养基为鉴别培养基。
答案：B
4．在以尿素为惟一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养细菌后，指示剂将( )
A．变蓝色 B．变红色
C．变黑色 D．变棕色
解析：细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，加入酚红指示剂将变红。
答案：B
5．在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时，甲组实验用氮源只含尿素的培养基，乙组实验用氮源除含尿素外还含硝酸盐的培养基，其他成分都相同，在相同条件下操作，培养与观察，则乙组实验属于( )
A．空白对照 B．标准对照
C．相互对照 D．条件对照
解析：本实验甲组为实验组，乙组为对照组，给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理，为条件对照。
答案：D
6．某细菌培养到指数增长期，当细菌数目为105个/mL时开始计时，90min后细胞数目为1.6×106个/mL。试问再经多久，细菌数目会达到6.4×106个mL( )
A．30 min B．45 min
C．60 min D．90 min
解析：按公式Nt＝N02t，则1.6×106＝105×2t，2t＝16，t＝4。即105个/mL→1.6×106个/mL共繁殖了4代，每代繁殖周期为＝22.5(min)。仍按此公式计算，1.6×106个/mL→6.4×106个/mL共繁殖了2代，共需2×22.5＝45(min)。
答案：B
7．某同学在101、102、103倍稀释液的平均菌落数为2760、295和46，则菌落总数(个/mL)为( )
A．2.76×104 B．2.95×104
C．4.6×104 D．3.775×104
解析：菌落计数法，注意是计算不同稀释度的平均菌落数。首先选择平均菌落数在30～300之间的，当只有一个稀释倍数的平均菌落数符合此范围时，则以该平均菌落数乘以稀释倍数即为该样品的细菌总数；若有两个稀释倍数的平均菌落数均在30～300之间，则按两者菌落总数之比值来决定，若比值小于2应采取两者的平均数，若大于2，则取其中较小的菌落总数。本题295、46在30～300之间，4.6×104与2.95×104比值为1.6，应取二者平均数(4.6×104＋2.95×104)÷2＝3.775×104。若所有稀释倍数的菌落数均不在30～300之间，则应以最接近300或30的平均菌落数乘以稀释倍数。
答案：D
8．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：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以A、B不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
答案：D
(2019年高考·北京卷)筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。
菌种
菌落直径：C(mm)
透明圈直径：H(mm)
H/C
细菌Ⅰ
5.1
11.2
2.2
细菌Ⅱ
8.1
13.0
1.6
有关本实验的叙述，错误的是( )
A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布
C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
解析：微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A选项正确；常用稀释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B选项正确；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明细菌分解淀粉能力越强，D选项正确；由题图可知，细菌I和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞外，C选项错误。
答案：C
10．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)。
解析：(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能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)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO4－/HPO42－可以使培养基中pH保持相对稳定。
答案：(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料
(2)尿素 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)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
11．酵母菌是一种真菌，与人们的日常生活密切相关，也是现代生物技术研究常用的模式生物，请回答下列有关问题：
(1)土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母菌。这一过程叫做________；不同培养基的具体配方不同，但一般都含有________等营养物质。
(2)无菌操作是微生物培养最基本的要求，在培养酵母菌的过程中，对培养基、接种环所采用的灭菌方法分别是________。
(3)用稀释涂布平板法统计酵母菌数量时，在某一稀释度下平板上的平均菌落数为50个，所用稀释液的体积为0.2 mL，稀释倍数为105时，则每毫升样品中的菌株数为________。
(4)制作果酒时，将酵母菌加入到葡萄汁中，控制好发酵条件，10d后得到散发着酒香的成品。请你指出此过程的原理是________________________________________________________________________________________________________。
解析：从自然环境中获得菌种的过程是微生物的分离过程，通常用含有特定物质的选择培养基，该培养基中除含有特殊物质外，一般都包含水、无机盐、碳源、氮源；微生物的培养时需对培养基进行高压蒸汽灭菌，而接种环应用火焰灼烧法灭菌；由于菌落是由单个菌体在固体培养基上生长而形成，因此一个菌落即代表一个菌体，因此每毫升样品中的菌株数可表示为：50÷0.2×105＝2.5×107；酒精发酵为无氧发酵，利用了酵母菌在无氧条件下，能通过无氧呼吸产生酒精的过程。
答案：(1)酵母菌的分离 水、无机盐、碳源、氮源
(2)高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌
(3)2.5×107
(4)在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵
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。
(1)实验原理：
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)材料用具：配制培养基所需要的各种原料、无菌操作箱、接种环等。
(3)简述主要步骤：
①制备两种培养基，一种是__________培养基；另一种是__________培养基。分别分成两份，依次标上A、a、B、b备用。
②分别向A、B培养基中接种混合菌。
③接种后，放在恒温箱中培养3～4 d。
④分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌，分别接种到a、b培养基中。
⑤接种后，把a、b培养基再放入恒温箱中培养3～4 d。
(4)实验结果：在a、b培养基上获得的分别是________、__________。
(5)回答问题：步骤④、⑤的目的是__________。
解析：解答本题的关键是根据不同微生物的特点选择恰当的培养基。将微生物进行分离一般采用选择培养基。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。根据这一原理可将两种微生物分离开来。为获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌，可以用选择培养基重复进行选择培养。
答案：(1)圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养基上生长繁殖，而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖
(3)无氮 加青霉素
(4)圆褐固氮菌 酵母菌(顺序根据学生答题的具体情况)
(5)获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌
13．图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程。
(1)图中选择培养基应以________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成________色。
(2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1 mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。
该过程采取的接种方法是________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。
解析：(1)脲酶可以催化尿素分解成氨，所以选择培养基应以尿素为唯一氮源。挑取单菌落接种到加有酚红指示剂的鉴别培养基中，含脲酶的菌在培养基上生长一段时间后，由于尿素被分解成氨会使培养基的碱性增强，pH升高，酚红指示剂变成红色。
(2)该过程采取的接种方式是稀释涂布平板法。为保证实验结果的准确性，统计菌落数时，一般选择菌落数在30到300之间的平板(菌落数太少，误差较大，菌落数太大，相互重叠，影响计数的准确)，取平均值，即(156＋178＋191)÷3＝175个，则每克土壤样品中的细菌数量＝(菌落数/体积)×稀释倍数＝(175÷0.1)×105＝1.75×108个。细菌繁殖形成菌落的过程中，当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落，测得的都是活菌数，比实际数目较少，所以稀释涂布平板法比血细胞计数板计数法测得的实际数目较少。
答案：(1)尿素 酚红 红
(2)稀释涂布平板法 1.75 少
14．(6分)(2019年保定一模)下表是某研究小组配制的适合尿素分解菌生长的培养基，请回答下列问题：
KH2PO4
1.4 g
Na2HPO4
2.l g
MgSO4·7H2O
0.2 g
葡萄糖
10.0 g
尿素
l.0 g
琼脂
15 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL
(1)上述培养基的成分中，为尿素分解菌提供碳源的是________________________________，提供氮源的是________________________________。该培养基从物理状态上看，属于________________________________培养基；从功能上看，属于________________________________培养基。
(2)当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落。此菌落来源于________________________________，此时平板上的菌落数较能准确的反映样品中的活菌数。
(3)培养过程中，常选择菌落数在___________________________区间的平板统计计数。统计的菌落数往往比活菌的真实数目低，原因是________________________________。
(4)尿素分解菌经X射线照射后不能正常生长，添加某种维生素后才能正常生长，原因是________________________。
解析：(1)题中表格的培养基成分中，为尿素分解菌提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的是尿素。该培养基从物理状态上看，属于固体培养基；从功能上看，属于选择培养基。(2)当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落。此菌落来源于样品稀释液中的一个活菌，此时平板上的菌落数较能准确的反映样品中的活菌数。(3)培养过程中，常选择菌落数在30—300区间的平板统计计数。统计的菌落数往往比活菌的真实数目低，是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落。(4)尿素分解菌经X射线照射后不能正常生长，添加某种维生素后才能正常生长，可能是因为X射线照射导致尿素分解菌发生基因突变，从而缺少合成某种维生素必需的酶所致。
答案：(1)葡萄糖 尿素 固体 选择
样品稀释液中的一个活菌 (3)30—300 两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落 (4)X射线照射导致尿素分解菌发生基因突变，从而缺少合成某种维生素必需的酶
15．(2018高考·江苏卷)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。下图所示为操作流程，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②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③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④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⑤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1 000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。
解析：(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称取各组分，之后溶解定容，再调节培养基的pH，一般情况下，采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。(2)对培养基进行高压蒸汽灭菌后，需将温度降至50 ℃左右后倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。(3)在对酵母菌进行划线纯化时，为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌；且在划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落；本实验是为了获得能以工业废甲醇作为碳源的酵母，故在实验过程中可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度，获得甲醇耐受株。(4)酵母菌是兼性厌氧型真菌，有氧条件下大量繁殖。酵母菌扩大培养时，需保证充足的营养和氧气供应。“用等体积台盼蓝染液染色”，即计数室中培养液体积实际只有0.1÷2＝0.05 mm3，设5个中方格中无色(活细胞不被台盼蓝染色)的细胞数目为x个，则3×109＝x/5×25×1 000×1 000÷0.05，解得x＝30。
答案：(1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)50 ℃ (3)a、b、d
(4)氧气 无 30
课时作业6 分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素酶是一种( )
A．合成酶 B．转移酶
C．水解酶 D．裂解酶
解析：催化两个分子合成一个分子反应的酶为合成酶；催化分子间基团转移的酶叫转移酶；催化非水解地除去底物分子中的基团及其逆反应的酶为裂解酶；催化水解反应的酶叫水解酶。
答案：C
2．在酸性贫瘠的土壤中分解纤维素占优势的菌为( )
A．真菌 B．细菌
C．兼性厌氧细菌和真菌 D．放线菌
解析：在酸性贫瘠的土壤中分解纤维素占优势的菌常为真菌；在氮素丰富的中性土壤中以细菌为主；粘重土壤中(特别在热带)常为兼性厌氧细菌和真菌；干燥土壤中以放线菌为主。
答案：A
3.(2019年高考·江苏卷)下列关于产纤维素酶菌分离及运用的叙述，不合理的是( )
A.筛选培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生长营养
B．可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌
C．在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素酶的能力
D．用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值
解析：产纤维素酶菌能利用纤维素，故筛选培养基应以纤维素作为唯一碳源，A项错误；富含腐殖质的林下土壤中含有较多的能分解纤维素的产纤维素酶菌，B项正确；在分离平板上长出的菌落还需进一步确定其产纤维素酶的能力，C项正确；用产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆，动物食用后更容易消化吸收，可提高秸秆的营养价值，故经产纤维素酶菌发酵处理农作物秸秆可提高其饲用价值，D项正确。
答案：A
4．在分解纤维素的酶组分中，CX酶能水解的物质是( )
A．纤维素和CMC-Na
B．纤维素和果胶
C．纤维二糖和微晶纤维
D．麦芽糖和蔗糖
解析：CX酶是纤维素酶这一复合酶中的一种组分，其作用与C1酶共同将纤维素分解为纤维二糖，CMC-Na是纤维素衍生物，也可被CX酶水解。而根据酶的专一性纤维素酶不能水解果胶、纤维二糖、蔗糖和麦芽糖。
答案：A
5．下列环境中，纤维素分解菌含量最高的是( )
A．热带雨林中的土壤 B．寒带森林中的土壤
C．花盆中 D．荒漠地区
解析：生物与环境是相互依存的，纤维素含量高的环境，纤维素分解菌含量较多。
答案：A
6．在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前一般先进行选择培养，其主要目的是( )
A．完全除去其他微生物
B．没有意义，去掉这一步更好
C．增加纤维素分解菌的浓度
D．使纤维素分解菌充分长大
解析：纤维素分解菌如果在所采集的土样中含量少，稀释涂布在鉴别培养基上后形成的菌落数少，不利于挑选所需菌落，通过选择培养可以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微生物。这种培养不能分离出纯种，故A错。
答案：C
7．关于选择培养正确的叙述是( )
A．可以增加纤维素分解菌的浓度
B．可以减少纤维素分解菌的浓度
C．所用培养基是固体培养基
D．所用培养基是平板培养基
解析：选择培养是增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。
答案：A
8．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：分离土壤中纤维素分解菌，先进行选择培养，增大纤维素分解菌的浓度，梯度稀释，涂布平板、培养，单细胞挑取以获得纯培养。稀释倒平板法是先进行梯度稀释，然后分别取不同稀释液少许，与已熔化并冷却至50 ℃左右的琼脂培养基混合、摇匀后，倾入灭菌的培养皿中，制成可能含菌的琼脂平板，保温一定时间即可出现菌落。涂布平板法是先将熔化的培养基倒入无菌平皿，制成无菌平板，冷却凝固后，将一定量的某一稀释度的样品液涂布在整个平板表面，经培养后形成单个的菌落。
答案：B
9．刚果红是一种酸性染料，能将下列哪些物质染色( )
①纤维二糖 ②葡萄糖 ③纤维素 ④苏木精 ⑤弹性纤维
A．①③④ B．①②③
C．②③④ D．③④⑤
解析：刚果红是一种酸性染料，可与纤维素反应形成红色复合物，在动物组织制片中用来染神经轴、弹性纤维、胚胎材料等，在植物制片中可以跟苏木精作二重染色。
答案：D
10．使用刚果红染色时，加入刚果红应在( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时
③倒平板时 ④涂布时
⑤长出菌落时
A．①③ B．②⑤
C．③⑤ D．④⑤
解析：常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，长出菌落后再加入刚果红进行颜色反应；另一种是倒平板时就加入刚果红，最终两种染色法都可以在培养基上观察到以纤维素分解菌为中心的透明圈。
答案：C
11．下列生物能分解纤维素的是( )
①人 ②兔 ③牛 ④蘑菇 ⑤纤维杆菌
A．①②③④⑤ B．②③⑤
C．②③④⑤ D．③⑤
解析：兔、牛为草食动物，其肠道内有分解纤维素的微生物；蘑菇、纤维杆菌能分泌纤维素酶分解纤维素；人不能消化纤维素。
答案：C
12．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，但培养纤维素分解菌少
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，再稀释，然后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上，才能得到单个菌落；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已分离的微生物。
答案：A
13．植物秸秆中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(成分见下表)：
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________________。
解析：(1)葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解为葡萄糖
(2)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色的复合物便无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样我们可以通过观察是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(3)分离和鉴别微生物所用的培养基是固体培养基，从表格中内容分析可知，培养基甲中不含琼脂，在物理性质上应属于液体培养基，因而甲不能用于分离和鉴别纤维素分解菌；培养基乙的成分中不含纤维素，加入刚果红后不能形成红色复合物，因而无法起到选择纤维素分解菌的作用。
答案：(1)纤维二糖 葡萄糖
(2)红 透明圈
(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素，不会形成CR－纤维素红色复合物，无法判断是否含有纤维素分解菌
14．(2019年山西四校联考)研究分解纤维素的微生物，对于人们在工业生产中的应用有着积极的意义。请回答：
(1)下面是分离纤维素分解菌的实验流程，请补全所缺内容：
土壤取样→①________→梯度稀释→②________________
→③________________。
(2)下边的培养基配方是①过程中使用的培养基。
纤维素粉
5 g
NaNO3
1 g
Na2HPO4·7H2O
1.2 g
KH2PO4
0.9 g
MgSO4·7H2O
0.5 g
KCl
0.5 g
酵母膏
0.5 g
水解酪素
0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
该配方是液体培养基还是固体培养基？
_______________________________________________________
______________________________________________________。
该培养基对纤维素分解菌怎样进行选择？
_______________________________________________________
______________________________________________________。
过程①的目的是
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)过程②用到的培养基中加入了一种染料是
________________________________________________________________________。
(4)如何证明过程②用到的培养基没有被杂菌污染？
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(5)菌落周围出现透明圈说明纤维素分解菌能分泌________，并最终把纤维素分解成________。
(6)在用平板计数法对分离的纤维素分解菌数目统计时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为
_______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：(1)选择培养 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
(2)液体培养基 能分解纤维素的微生物才能大量繁殖，其他则难以生存 增加纤维素分解菌的浓度，确保能分离得到所需的菌种
(3)刚果红
(4)选取未接种的培养基与接种了样品的培养基，同时培养。如果在培养过程中未接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染
(5)纤维素酶 葡萄糖
(6)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
15．植物的秸秆、枝叶等纤维物质是地球上最多的可再生资源，以纤维素类物质生成燃料乙醇的研究越来越受重视。纤维素酶糖化法是目前常用的方法，其操作过程如图所示：
(1)该方法中，微生物X与微生物Y不同，微生物Y是________，若从土壤中获得微生物X，为了鉴别微生物X，培养基的成分为CMC-Na、酵母膏、KH2PO4、琼脂、土豆汁等；在该培养基中，CMC-Na的作用是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若经选择，微生物X为木霉，则其内分解纤维素的酶至少包括________三种组分，这三种酶协同作用，将纤维素分解为葡萄糖。
(3)在操作过程中，过程③需________以保证乙醇的产生。
(4)操作发现，糖液浓度过高时，葡萄糖的产生会受到抑制，其原因是________________________________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：微生物Y能发酵糖液产生乙醇，故微生物Y是酵母菌。鉴别纤维素分解菌的培养基中，CMC-Na能被CX酶和C1酶分解为纤维二糖，可使被刚果红染色的培养基的红色褪去，便于鉴别，也为微生物的生长提供碳源。纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶三种组分。酵母菌发酵产生乙醇是无氧呼吸的过程，在操作过程中应密闭发酵。随着产物(葡萄糖)的增多，反应将会受到抑制，其机理为酶的活性受到反馈抑制。
答案：(1)酵母菌 提供碳源(或便于鉴别)
(2)C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶
(3)密闭发酵
(4)产物(葡萄糖)过多，反馈抑制了分解秸秆的酶的活性
