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专题2 微生物的培养与应用
课题1 微生物的实验室培养
一、培养基
必备知识·自主学习
二、无菌技术
1.关键:防止_________的入侵。
2.无菌技术的具体操作:
外来杂菌
3.消毒和灭菌:
消
毒
灭
菌
概念
使用较为_____的物理或化
学方法杀死物体_____或
内部的部分微生物(不包
括___________)
使用_____的理化因素杀死物体内外
_____的微生物(包括___________)
常用
方法
_____消毒法、巴氏消毒
法、_________消毒法、
紫外线消毒法
_____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
温和
表面
芽孢和孢子
强烈
所有
芽孢和孢子
煮沸
化学药剂
灼烧
三、大肠杆菌的纯化培养
1.制备培养基:
(1)最常用的细菌培养基:_______________________。
牛肉膏蛋白胨固体培养基
(2)配制步骤:
2.纯化培养大肠杆菌以及菌种的保藏:
(1)纯化培养的原理:设法在培养基上得到由_________繁殖而来的肉眼可见的
_____。
(2)纯化培养方法:最常用的方法有___________和_______________。
(3)平板划线法:通过_______在琼脂固体培养基表面_________的操作,将聚集
的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
具体操作是:灼烧接种环→_________→第一次平板划线操作→_____________
→培养大肠杆菌。
一个细胞
菌落
平板划线法
稀释涂布平板法
接种环
连续划线
沾取菌液
连续划线操作
(4)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的_________,然后将不同稀释度的菌
液分别_____到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
操作步骤是:
①系列稀释(梯度稀释)操作:
梯度稀释
涂布
②涂布平板操作:
a.取菌液:取少量菌液(不超过0.1
mL),滴加到_______表面。
b.涂布器灭菌:将沾有少量酒精的涂布器在___________,待酒精燃尽后,冷却8
～10
s。
c.涂布过程:用_______将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养
皿,使菌液分布均匀。
培养基
火焰上引燃
涂布器
(5)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藏,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
后放在冷冻箱中保存
缺点
菌种容易被_____或_________
污染
产生变异
【易错辨析】
1.液体培养基含有水,而固体培养基不含水。
(
)
分析:液体培养基与固体培养基都含有水,它们的区别为是否添加凝固剂。
2.纯化大肠杆菌可选用牛肉膏蛋白胨培养基。
(
)
3.培养基分装到培养皿后进行灭菌。
(
)
分析:培养基分装到培养皿前进行灭菌。
×
√
×
4.平板冷凝后应将平板倒置,可以避免水分过度蒸发,也可防止皿盖上的冷凝水
落入培养基,造成污染。
(
)
5.转换划线角度后需要灼烧接种环再进行划线。
(
)
分析:从前一区域划线的末端开始往后一区域内划线之前,需要灼烧接种环。
√
√
关键能力·合作学习
一、制备培养基
1.配制原则:
(1)目的要明确: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K2HPO4或KH2PO4。
2.培养基的成分及功能:
营养要素
来 源
功 能
碳源
无机
碳源
CO2、NaHCO3等含碳无机物
①构成细胞成分和一些代谢产物;
②有机碳既是碳源又是能源
有机
碳源
糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等
氮源
无机
氮源
N2、NH3、铵盐、硝酸盐等
将无机氮合成含氮代谢产物
有机
氮源
牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物
营养要素
来 源
功 能
生长因子
维生素、氨基酸、碱基
①酶和核酸的组成成分;
②参与代谢过程中的酶促反应
水
外界摄入
①良好溶剂
②维持生物大分子结构的稳定
无机盐
无机物
为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素
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
加凝固剂,如琼脂
微生物的分离与鉴定、活菌计数、保藏菌种
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、分类鉴定
液体培养基
不加凝固剂
常用于工业生产
分类
标准
培养基种类
培养基特点
作 用
功能
选择培养基
根据某种微生物的特殊营养要求配制
选择、分离
鉴别培养基
加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂
鉴定
成分
来源
天然培养基
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
合成培养基
用已知的化学物质配制
分类鉴定
易错提醒:
有关培养基营养物质的四点提醒
(1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。
①自养型微生物的培养基中可不添加有机碳源,因其可利用CO2等无机碳源。
②异养型微生物的培养基中必须添加有机碳源。
(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)微生物需要补充生长因子,是由于缺乏合成生长因子所需要的酶或合成能力有限。
(4)微生物需要量最大的营养物质是碳源。能合成含碳有机物的是自养型,反之则为异养型。
【选修对接必修】 对接必修1:细胞中的元素和化合物
(1)细胞中最基本的元素是__,原因是_________________________________。
(2)无机盐在细胞中的主要存在形式是_____。无机盐的功能有:_____________
___________________________________________________________________
___。
(3)水在细胞中的存在形式:_______________,两者在一定条件下可相互转化。
C
C可形成链或环,是形成大分子的骨架
离子
构成某些复杂
化合物的成分,维持细胞和生物体正常的生命活动,维持酸碱平衡和渗透压平
衡
自由水和结合水
【典题通关】
如表所示为某微生物培养基的配方,请回答:
成分
NaNO3
K2HPO4
KCl
MgSO4·7H2O
含量
3
g
1
g
0.5
g
0.5
g
成分
FeSO4
(CH2O)
H2O
青霉素
含量
0.
01g
20
g
1
000
mL
0.1万单位
(1)依物理性质划分,该培养基属于________培养基。?
(2)依培养基的成分,所培养微生物的同化作用类型是__________,培养的微生物可能是____________。?
(3)该培养基中的碳源是____________,__________(填“有”或“无”)生长因子。?
(4)如果要鉴定自来水中的大肠杆菌是否超标,至少要加入__________、________和________,除去__________。?
(5)若将细菌置于适宜的培养基上,它会繁殖并形成菌落。如图所示,哪项适当的实验可以用来检验两种抗生素的杀菌作用____________。?
【解题关键】(1)分析培养基的配方。
(2)明确实验设计的原则。
【解析】(1)该培养基中没有凝固剂琼脂,属于液体培养基。
(2)该培养基含有有机碳源(CH2O),可见所培养的微生物是异养型生物。培养的微生物可能是酵母菌或霉菌,因为青霉素可用来筛选真菌。
(3)配方中的碳源是(CH2O)且不含生长因子。
(4)大肠杆菌可以用含有伊红—美蓝指示剂的固体培养基进行鉴定。培养基中要除去抗生素青霉素。
(5)实验设计遵循单一变量原则和对照原则,其余无关变量应相同且适宜,要检验两种抗生素的杀菌作用,自变量为有无抗生素和抗生素的类型,它们之间形成相互对照,符合题意的只有C选项,故选C。
答案:(1)液体
(2)异养 酵母菌或霉菌
(3)(CH2O)
无
(4)琼脂 伊红
美蓝 青霉素 (5)C
【误区警示】(1)不明确培养基的物理性质分为液体、半固体和固体,其差别就是加入琼脂的多少。
(2)对第(2)问和第(4)问最后一空的回答,不知道青霉素的作用是杀死细菌,筛选真菌。
【跟踪小练】
1.下列关于培养基的叙述,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.培养基只有液体培养基和固体培养基两类
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】选A。培养基是微生物生长繁殖的营养基质,A项正确;按培养基的物理性质分为固体培养基、半固体培养基和液体培养基,B项错误;固体培养基是液体培养基中加入凝固剂后制成的,加水不能再变成液体培养基,C项错误;单个细菌用肉眼看不见,肉眼可见的是培养基上形成的菌落,D项错误。
【方法规律】从功能和物理性质角度对培养基分类
(1)培养基功能的分析:主要看营养物质的种类,以有机物为主要营养物质的培养基适用于培养异养型微生物;以无机物为主要营养物质的培养基则适合培养自养型微生物。
(2)培养基物理性质的判断:加入凝固剂的培养基一般为固体培养基,否则为液体培养基。
2.下列关于微生物的营养,说法正确的是
( )
A.同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B.凡是碳源都能提供能量
C.除水以外的无机物仅提供无机盐
D.无机氮源也可能提供能量
【解析】选D。对一些微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。CO2是光能自养细菌的碳源,但不能提供能量。CO2和N2都是无机物,也是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用的氮源是氨,氨为无机氮源,同时氨也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能源。
二、无菌技术
条件
结果
常用方法
应用范围
消
毒
较为温和的物理或化学方法
仅杀死物体表面或内部的部分微生物,不包括芽孢和孢子
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
紫外线消毒、化学药剂消毒
用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
灭
菌
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
灼烧灭菌法
接种工具
干热灭菌法
玻璃器皿、金属工具等
高压蒸汽灭菌法
培养基及容器的灭菌
易错提醒:
(1)酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响:70%的酒精杀菌效果最好。原因是浓度过高,菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜,酒精不能渗入其中;浓度过低,杀菌能力减弱。
(2)无菌技术措施的选择原则。
①考虑效果:灭菌的效果比消毒要好。
②考虑操作对象的承受能力:活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法,而不能采用灭菌的方法。
【典题通关】
(2018·全国卷Ⅱ)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。
回答下列问题:
(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具__________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。?
(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___________________________________。?
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能__________。在照射前,适量喷洒________________,可强化消毒效果。?
(4)水厂供应的自来水通常是经过__________________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。?
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是______________。?
【解析】(1)玻璃和金属材质的实验器具可以通过干热灭菌法来灭菌。
(2)巴氏消毒法是在70～75
℃煮30
min或在80
℃下煮15
min,可以杀死牛奶中的微生物,并使牛奶的营养成分不被破坏;高温瞬时消毒是在较短的时间内利用高温杀死微生物,由于时间较短,营养物质损失较少。
(3)紫外线有消毒、灭菌的作用,在照射前,适量喷洒消毒液,可以强化消毒效果。
(4)自来水消毒通常采用“氯气”或“紫外线”等方法。
(5)使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,但没有达到相应温度,最可能的原因是锅内冷空气没有排尽。
答案:(1)可以
(2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少
(3)破坏DNA结构 消毒液
(4)氯气 (5)未将锅内冷空气排尽
【误区警示】(1)不明确消毒与灭菌的区别:消毒是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);灭菌是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。
(2)不能区分哪些方法是消毒,哪些方法是灭菌:消毒的方法有:煮沸消毒法、巴氏消毒法、酒精、氯气等化学药剂消毒法等;灭菌的方法有:灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
【方法规律】
(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、接种工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。
【跟踪小练】
1.下列操作与消毒、灭菌无关的是
( )
A.接种前用火焰灼烧接种环
B.培养基在50
℃左右时搁置斜面
C.接种前用酒精擦拭双手
D.接种要在酒精灯的火焰旁完成
【解析】选B。灼烧接种环、用酒精擦拭双手及接种时在火焰旁完成都是为了消毒、灭菌、避免杂菌污染。培养基在50
℃左右时搁置斜面与消毒、灭菌无关。
2.2019年3·15晚会曝光了某辣条生产车间“辣眼睛”,该生产车间卫生无保障,缺少必要的消毒和灭菌措施。下列相关叙述正确的是
( )
A.消毒是灭菌的俗称,它们的本质是一样的
B.玻璃器皿、金属用具等可以采用干热灭菌法灭菌
C.灭菌就是杀死物体内外所有的病原微生物
D.接种环、培养皿可以直接在酒精灯的充分燃烧层灼烧
【解析】选B。消毒不是灭菌的俗称,A项错误;干热灭菌法可用于玻璃器皿、金属用具等,B项正确;灭菌是杀死物体内外的所有微生物,包括芽孢和孢子,C项错误;培养皿不可以直接在酒精灯的充分燃烧层灼烧,D项错误。
【方法规律】
常用的灭菌方法
(1)灼烧灭菌:直接利用火焰的充分燃烧层灼烧,将微生物烧死(如灼烧接种环、载玻片和试管等)。
(2)干热灭菌:不能用火焰灭菌的物品则利用热空气灭菌,此法适用于玻璃器皿和金属用具。
(3)高压蒸汽灭菌:一般在压力为100
kPa、温度为121
℃的条件下,维持15～
30
min。
三、纯化大肠杆菌
1.平板划线法:
平板划线操作及培养结果:接种环在固体培养基表面连续划线,将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。平板划线示意图(A)及培养后菌落分布示意图(B)如图所示。
2.稀释涂布平板法:
(1)主要操作环节:系列稀释和涂布平板。
(2)系列稀释和涂布平板后培养结果如图所示:
3.平板划线法与稀释涂布平板法的注意事项:
(1)平板划线法:
①接种环的灼烧。
次数
第一次灼烧
每次划线前灼烧
划线结束灼烧
目的
避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种来自上次划线末端
杀死接种环上残留菌种,避免污染环境和感染操作者
②灼烧接种环之后,要冷却后再进行操作,以免温度太高杀死菌种。
③划线时最后一区域不要与第一区域相连。
(2)稀释涂布平板法:
①稀释操作时:每支试管及其中的9
mL水、移液管等均需灭菌;操作时,试管口和移液管应在离火焰1～2
cm
处。
②涂布平板时:
a.涂布器浸在体积分数为70%的酒精中,取出时,让多余酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。
b.不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中,以免引燃其中的酒精。
c.酒精灯与培养皿距离要合适,移液管管头不接触任何物体。
4.两种纯化细菌方法的比较:
项 目
优 点
缺 点
平板划
线法
可以观察菌落特征,对混合菌进行分离
不能计数
稀释涂
布平板法
可以计数,可以观察菌落特征
操作较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延
易错提醒:纯化细菌方法的三点提醒
(1)对菌液进行稀释时,菌液中的菌体浓度越高,则稀释的倍数也要越高,菌体的浓度低时,则稀释的倍数不必太高。
(2)高温会杀死菌体,所以一些经过高温或灼烧灭菌的器材需要冷却后才能接触菌种。
(3)平板划线法的多次划线中,菌体越来越少,即不同划线处的菌体数目不同,所以形成的菌落并非全部是由单个菌体繁殖而成的。
【典题通关】
发光细菌是一类在正常的生理条件下能够发射可见荧光的细菌,主要分布于海洋环境中。发光细菌对环境毒物极其敏感,环境毒物浓度越大,毒性越强,抑光作用越明显。发光强度的变化可以用发光光度计测出。
某科研小组欲分离发光细菌。请回答下列问题:
(1)该科研小组来到胶州湾,从海洋沉积物中采集菌样,其原因是_________
_____________________________。?
(2)为了分离出发光细菌,该科研小组采用了如下培养基配方:
牛肉膏:10
g,蛋白胨:20
g,甘油:10
g,NaCl:30
g,琼脂:20
g,蒸馏水:
1
000
mL,pH:6.9,调pH后加CaCO3:5
g。
该培养基中的NaCl浓度是普通培养基的6倍,甘油有利于发光,故从功能上来看,该培养基属于__________培养基。?
(3)细菌的发光直接和其呼吸相关,当细胞受到毒性物质作用后,呼吸速率下降,导致发光降低,据此推测细菌发光的直接能源物质是______________。?
(4)根据发光细菌的特点,简述其在生活中的可能应用。
______________________________________。?
【解题关键】(1)根据环境寻找菌株。
(2)分析培养基的成分,确定其功能。
【解析】(1)寻找目的菌株时,要根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。题干明确说明了发光细菌主要分布于海洋环境中,故从海洋沉积物中采集菌样,其原因是发光细菌主要分布于海洋环境中。
(2)培养基配方中的NaCl浓度是普通培养基的6倍,甘油有利于发光,这种条件有利于目的菌株生长,对其他微生物的生长可以起到抑制作用,故从功能上来看,该培养基属于选择培养基。
(3)呼吸作用是产生ATP的主要来源,故细菌发光的直接能源物质是ATP。
(4)由题干可知发光细菌对环境毒物极其敏感,环境毒物浓度越大,毒性越强,抑光作用越明显,故可以用发光细菌来检测环境毒性,检测水质等。
答案:(1)发光细菌主要分布于海洋环境
(2)选择 (3)ATP
(4)环境毒性检测,水质检测等(任答一个即可,其他合理答案也可)
【误区警示】(1)不能正确分析从海洋沉积物中采集菌样的原因。
(2)不懂培养基成分的作用,及各种成分所占的比例。
(3)不能区分直接能源物质和能源物质。
【跟踪小练】
1.稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法,下列相关叙述错误的是
( )
A.操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释
B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落
D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
【解题关键】明确梯度稀释的目的以及防止杂菌污染的做法。
【解析】选C。若菌液浓度过大,形成的菌落连在一起,得不到单个的菌落。
【互动探究】
(1)题中如果不同稀释度的菌液接种后都不能得到单细胞菌落,原因是什么?
提示:可能是稀释度不够,聚集在一起的微生物没能被分散成单个细胞。
(2)题中如果不进行D项操作,培养基上得到的菌落可能有哪些变化?
提示:菌落种类和数目增多。
2.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平板先培养了一段时间,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,在第二次及以后划线时,总是从上一次的末端开始划线,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基中的____________________,同时可以使菌体与培养基充分接触,提高__________________的利用率。?
【解析】(1)为了确定培养基的灭菌是否合格,通过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,用来进行对照。三个培养基上菌落的平均数为38,所以每升水样中活菌数为38×10×100×1
000=3.8×107。
(2)接种环通过灼烧进行灭菌。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,以便得到单个菌落。
(3)A是平板划线法得到的结果,B是稀释涂布平板法得到的结果。
(4)振荡培养可以增加液体培养基中的溶解氧,促进好氧微生物的生长;同时还能使菌体与培养基充分接触,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 营养物质课时素养评价
四 微生物的实验室培养
(30分钟 100分)
一、选择题(共5小题,每小题7分,共35分)
1.在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的过程中加入琼脂这一理想的凝固剂,下列关于琼脂的说法错误的是
( )
A.不被所培养的微生物分解利用,对所培养的微生物无毒害作用
B.在微生物生长温度范围内保持固体状态
C.琼脂凝固点低,利于微生物的生长
D.琼脂在灭菌过程中不会被破坏,透明度好,凝固力强
【解析】选C。琼脂不会被微生物利用且对微生物无毒害作用,在灭菌过程中不会被破坏,透明度好,凝固力强,A、D正确。琼脂在水中加热至95
℃时开始熔化,温度降至40
℃时才开始凝固,微生物生长最适宜的温度范围一般为16～30
℃,所以在微生物生长温度范围内保持固体状态,B正确。琼脂的凝固点相对于微生物生长的温度较高,凝固剂的凝固点不能太低,否则不利于微生物的生长,C错误。
2.防止杂菌入侵获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是
( )
A.实验室里可以用紫外线或化学药物进行消毒
B.接种环、接种针等金属用具,直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌
C.在实验室中,切不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染
D.使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境
【解析】选B。对接种环等金属用具进行灼烧灭菌,应在酒精灯火焰的充分燃烧层,即外焰处灼烧。
3.巴氏消毒法常用于酒、奶等食品的消毒,该消毒法就是加热到70～75
℃、保持30
min,或加热到80
℃、保持15
min,能杀死一般杂菌和病原菌。与灭菌的要求相比,巴氏消毒法
( )
A.不能杀灭芽孢和耐高温的细菌
B.能杀灭芽孢等休眠状态的细菌
C.能杀灭各种细菌,包括芽孢
D.能杀灭各种真菌,包括孢子
【解析】选A。由于酒、奶等食品中的某些成分在高温下易被破坏,不宜采取高温灭菌法,虽然巴氏消毒法不能杀灭芽孢和耐高温细菌,但由于奶、酒等的污染并不严重,巴氏消毒法还是能达到消毒要求的。
4.在细菌的连续培养过程中,要以一定速度不断添加新的培养基,同时以同样速度放出老的培养基。如图表示培养基的稀释率(培养基的更新速率)与培养容器中营养物质浓度、细菌代时(细菌数目增加一倍所需的时间)、细菌密度的关系。下列相关叙述不正确的是
( )
A.在稀释率很低的情况下,稀释率的增加会导致细菌密度增加
B.稀释率从A到B的变化过程中,细菌生长速率不断提高
C.稀释率超过B点后,营养物质浓度过高导致细菌死亡率增大,细菌密度降低
D.为持续高效地获得发酵产品,应将稀释率控制在B点附近
【解析】选C。稀释率超过B点,细菌密度降低,并不是由于营养物质浓度过高而使细菌死亡,营养物质浓度增加不会造成细菌死亡。图中细菌密度减少是由于稀释率过高,细菌数目减少的速率过大,无法通过繁殖速率的提高来补充造成的。
5.在斜面培养基上接种时,其正确的操作顺序是
( )
①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜面试管,管口并齐,使斜面向上保持水平状态。
②右手拧松棉塞,但不取下。
③在火焰边用右手无名指和小指夹住两个棉塞,将它们取下,同时左腕转动,灼烧管口一周。
④将接种环伸入管内,让环先接触培养基上未长菌的部位,使环冷却,然后轻轻挑取少量菌体,立即将接种环抽出。
⑤右手拿接种环,在火焰上灼烧灭菌。
⑥在火焰旁迅速将沾有菌体的接种环伸到斜面培养基的底部,由里向外轻轻画蛇形细线。
⑦抽出接种环,再用火焰灼烧管口,并在火焰上方将棉塞塞上。
A.①②③④⑤⑥⑦
B.①②⑤③④⑥⑦
C.①③②④⑤⑥⑦
D.②③①④⑤⑦⑥
【解析】选B。在斜面培养基上接种时,其正确的操作顺序是:①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜面试管,管口并齐,使斜面向上保持水平状态;②右手拧松棉塞,但不取下;⑤右手拿接种环,在火焰上灼烧灭菌;③在火焰边用右手无名指和小指夹两个棉塞,将它们取下,同时左腕转动,灼烧管口一周;④将接种环伸入管内,让环先接触培养基上未长菌的部位,使环冷却,然后轻轻挑取少量菌体,立即将接种环抽出;⑥在火焰旁迅速将沾有菌体的接种环伸到培养基的底部,由里向外轻轻画蛇形曲线;⑦抽出接种环,再用火焰灼烧管口,并在火焰上方将棉塞塞上。故选B。
二、非选择题(共4小题,共65分)
6.(17分)
(2019·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)蛋白胨含有C、H、O、N等元素,葡萄糖只含有C、H、O,NaNO3不含有C,所以培养基中蛋白胨能同时提供碳源和氮源。不同细菌生长繁殖所需要的pH不同,因此培养不同的细菌,需要调节培养基的不同pH。硝化细菌属于化能自养型细菌,可以将空气中的二氧化碳等无机物合成为有机物,它可以在没有碳源的培养基上生长。
(2)用平板培养基培养细菌时,一般需要将平板倒置,以防止培养皿盖上凝结的水珠滴落,导致污染。
(3)不同种的微生物在一定条件下培养,可在培养基上形成大小、颜色、形状等不同的菌落,这是一种比较稳定的特征,可根据菌落的特征区分不同种的微生物。
(4)使用后的培养基需要用强烈的物理或化学手段进行灭菌,以杀灭其中所有的微生物,避免污染环境。
答案:(1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的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
7.(15分)(2018·全国卷Ⅲ)回答下列与酵母菌有关的问题:
(1)分离培养酵母菌通常使用__________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用____________灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是______________。?
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进________(填“菌体快速增殖”“乙醇产生”或“乳酸产生”)。?
(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是____________________________________。?
【解析】(1)麦芽汁琼脂培养基含糖量高,更适合酵母菌培养;该培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌;若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。
(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,进行有氧呼吸产生H2O和CO2,释放能量多,菌体增殖快;若进行厌氧培养,进行无氧呼吸,产生乙醇和CO2,释放能量少,菌体增殖慢。
(3)制作面包时,在面粉中添加一定量的酵母菌,因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,产生CO2,CO2是气体,遇热膨胀而形成小孔,使得面包松软多孔。
答案:(1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体
(2)菌体快速增殖 乙醇产生
(3)酵母菌分解葡萄糖会产生CO2,CO2使面包松软
8.(19分)微生物的分离和培养是现代生物工程应用中的重要环节。如图甲、乙、丙是大肠杆菌分离和培养过程中部分操作和实验结果示意图,请据图回答有关问题:
(1)图甲所示的是制备固体培养基时的实验操作步骤之一,它称为________,若用该培养基培养大肠杆菌,除考虑营养条件外,还要考虑________、________和渗透压等条件。?
(2)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是______________________________________。?
(3)图乙是平板划线法接种操作示意图,正确的操作顺序是A→B→__________________(用字母和箭头表示);找出图乙中两处错误的操作(用字母表示):________、________。?
(4)图丙是某同学用平板划线法接种后的培养基培养12
h后的实验结果,如果培养基上?__________________________,?则说明无菌操作基本符合要求。
【解析】(1)图甲所示操作为倒平板,需要在酒精灯火焰旁进行操作。培养基中除营养成分外,还应考虑pH、氧气、无菌、温度、渗透压等条件。
(2)检测培养基是否被污染的方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生,如有菌落,说明该培养基已被污染。
(3)平板划线法的操作顺序为灼烧接种环,冷却,挑取菌种,划线,灼烧接种环,划线,灼烧接种环,平板倒置培养,即A→B→G→F→E→C→D→H。图乙中C操作应在酒精灯附近进行,D中划线的首尾不应该相接。
(4)同一菌种的菌落颜色、形状、大小基本一致,如有杂菌污染,会有异常菌落出现,可根据菌落的特征确定该菌落是否为大肠杆菌。
答案:(1)倒平板 温度(氧气) pH(无菌)
(2)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生
(3)G→F→E→C→D→H C D
(4)生长的菌落颜色、形状、大小基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点
9.(14分)某学校打算开辟一块食用菌栽培基地,以丰富学生的劳动技术课内容。首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理,准备食用菌栽培所需的各种原料和用具,然后从菌种站购来各种食用菌菌种。请回答下列问题。
(1)牛肉膏蛋白胨固体培养基的配方如下:
牛肉膏
蛋白胨
NaCl
琼脂
蒸馏水
5.0
g
10.0
g
5.0
g
20.0
g
定容至1
000
mL
其中提供氮源的是________________,提供碳源的主要物质是____________。?
(2)微生物在生长过程中对各种成分所需量不同,配制培养基时各成分要有合适的____________。在烧杯中加入琼脂后要不停地____________,防止______________________________________。?
(3)将配制好的培养基分装到试管中,加棉塞后若干个试管一捆,包上牛皮纸并用皮筋勒紧后放入____________中灭菌,压力为100
kPa,温度为____________,时间为____________。灭菌完毕拔掉电源,待锅内压力自然降到0时,将试管取出。如果棉塞上沾有培养基,此试管应____________________________。?
(4)使用高压蒸汽灭菌锅时应注意,要先向锅内倒入__________________,并加热煮沸,将其中原有冷空气彻底排出后将锅密闭。?
(5)从一支试管向另一支试管接种时应注意,接种环要在酒精灯____________(填“内”或“外”)焰灭菌,并且待接种环______________后沾取菌种,试管口不能离开酒精灯火焰附近。将接种的试管在适温下培养,长成菌落后放入____℃冰箱中保藏。?
【解析】(1)牛肉膏和蛋白胨均为天然成分,均能提供碳源和氮源,但是提供碳源的主要物质是牛肉膏。
(2)微生物的培养基的成分应根据微生物的需要,并有合适的比例。在烧杯中加入琼脂后易出现糊底现象,应不断用玻棒搅拌。
(3)培养基应在高压蒸汽灭菌锅内灭菌,压力为100
kPa,温度为121
℃,时间为15～30
min。如果棉塞上沾有培养基,则很容易造成杂菌污染,应将培养基废弃不用。
(4)高压蒸汽灭菌的原理是利用高温水蒸气杀死各种微生物,因此高压蒸汽灭菌锅内应加入适量水,以产生足够的水蒸气,水经加热煮沸后应排出冷空气,否则压力达到100
kPa时温度不够121
℃,灭菌效果就会大打折扣。
(5)接种环的灼烧要用酒精灯的外焰加热,并待接种环冷却后才能沾取菌种,否则将会杀死菌种。菌种的临时保藏需放入4
℃的冰箱中。
答案:(1)蛋白胨、牛肉膏 牛肉膏
(2)比例 用玻棒搅拌 琼脂糊底引起烧杯破裂
(3)高压蒸汽灭菌锅 121
℃ 15～30
min
废弃 (4)适量水 (5)外 冷却 4
