微生物的培养与应用
1．(2016·揭阳一中期中)在调查某湖水中H细菌指数(1升水中含有的H细菌个数)的实验中，先将5升湖水水样浓缩至5毫升，然后各取浓缩水样l毫升，涂布到4个培养皿中培养，培养后统计的菌落数分别是42、38、55、18。请回答： (1)培养基中的蛋白胨和淀粉为细菌生长提供了________。 (2)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水水样的平板置于________中培养，培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照。 (3)细菌培养产生的单个菌落在生态学中称为________。根据上述结果计算，被检样的H细菌指数为________。用这种方法测定密度，实际活菌数目要比测得的数目________，原因是__________________。 (4)为了纯化获得的H细菌，在微生物的实验室培养过程中，关键是________，而实验结束后，使用过的培养基应该进行________处理后才能倒掉。 【解析】 (1)蛋白胨含有氮，通常作为氮源提供给微生物，淀粉通常作为碳源。 (2)恒温培养箱能够保证细菌生长最适温度，故细菌数量增长较快。在另一平板上接种等量无菌水作为对照，判断细菌数量。(3)细菌培养产生的单个肉眼可见的子细胞群体称为菌落，生态系统中称为种群，去掉18这个偏差较大组，其他3组(42、38、55)取平均值为45。用稀释涂布平板法进行微生物计数时，由于两个或多个细胞连在一起时在平板上观察到的是一个菌落，所以实际活菌数目要比测得的数目多。 (4)为了纯化获得的H细菌，在微生物的实验室培养过程中，关键是无菌操作；实验结束，为避免微生物污染环境和操作者，使用过的培养基应该进行灭菌后才能倒掉。 【答案】 (1)氮源、碳源 (2)恒温培养箱 等量无菌水 (3)种群 45 多 当两个或多个细胞连在一起时在平板上观察到的是一个菌落 (4)无菌操作(防止杂菌污染) 灭菌 2．(2016·江门月考)植物秸秆中的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)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，C1酶、CX酶将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖。 (2)CR可与纤维素形成红色复合物，不能与纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，故纤维素被分解后，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的透明圈。 (3)培养基甲为液体培养基，不能用于分离单菌落；培养基乙培养基中没有纤维素，不会形成CR纤维素红色复合物，不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。 【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
3．(2016·山西大学附中模拟)从自然界微生物中筛选某菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。
(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从________环境采集。
(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择________的培养基，并在________条件下培养。
(3)在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在________条件下进行。
(4)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析接种的具体方法。
获得图A效果的接种方法是________，图B效果的接种方法是________。一同学在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________，应当怎样操作？________。
【解析】 (1)噬盐菌适于生活在高盐的环境中，因此培养噬盐菌的菌样应从海滩等高盐环境采集。
(2)分离产淀粉酶微生物，要从富含淀粉的环境中寻找，若同时使该微生物具备耐高温的特性，还需从高温环境中寻找，因此对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为惟一碳源的培养基，并在高温条件下培养。
(3)微生物的培养最重要的程序之一就是防止杂菌的污染，因此在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在无菌条件下进行。
(4)图A中的菌落分布均匀，因此接种方法是稀释涂布平板法；图B中菌落明显分区分布，且有划痕，所以接种方法是平板划线法。菌液浓度过高或培养过程被杂菌污染，容易造成培养基上的菌落连成一片，可以通过增大稀释倍数或严格进行无菌操作进行改正。
【答案】 (1)海滩等高盐 (2)以淀粉为惟一碳源 高温 (3)无菌
(4)稀释涂布平板法 平板划线法 菌液浓度过高(或培养过程被杂菌污染) 增大稀释倍数(或严格进行无菌操作，原因与操作要对应)
4．(2016·贵阳一中月考)纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，下列是关于分离土壤中能够分解纤维素的微生物的相关问题，请回答：
(1)自然界中纤维素含量最高的天然产物是________。某些微生物能分解纤维素，因为他们能产生纤维素酶，纤维素酶至少包括三种组分，即________。
(2)实验室中筛选微生物的原理是________。筛选纤维素分解菌应先将从土壤中获得的微生物，在以纤维素为唯一碳源的________(填“固体”或“液体”)培养基上进行选择培养，选择培养的目的是________。
(3)用刚果红染色法对分离出的微生物进行筛选，刚果红可以与纤维素形成________，当纤维素被纤维素酶分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的________。
【解析】 自然界中纤维素含量最高的天然产物是棉花，纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。实验室中筛选微生物的原理是人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长。筛选纤维素分解菌时用纤维素作为唯一碳源的选择培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
【答案】 (1)棉花(1分) C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶 (2)人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物生长 液体 增加纤维素分解菌的浓度
(3)红色复合物 透明圈
5．(2016·浏阳一中月考)某生物兴趣小组为了探究土壤中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示，实验步骤如下图所示。请分析回答问题： KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 1 g 尿素 10 g 琼脂 15 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL (1)简述土壤中可分解尿素的细菌的鉴定方法及原理：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入________指示剂，细菌合成的________将尿素分解为________，pH升高，使指示剂变为红色。 (2)培养基中加入尿素的目的是筛选目的菌， 这种培养基属于________培养基。 (3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的________和________，实验中需要振荡培养，原因是________。 (4)下图是利用________法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。通常还可以________方法分离到一个细胞繁殖形成的菌落。 (5)关于上图的操作方法和结果，叙述正确的是________。 A．操作时要将接种环放在火焰上灼烧灭菌 B．划线操作须在火焰旁进行 C．多次划线后培养才可以分离到一个细胞繁殖形成的菌落 D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌 【解析】 (1)鉴定土壤中可分解尿素的细菌的方法及原理是：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，氨可使培养基的碱性增强(pH升高)，使酚红指示剂变红。 (2)培养基中加入尿素的目的是筛选能高效降解尿素的目的菌，这种培养基属于选择培养基。 (3)培养基中的尿素和葡萄糖，可分别为“目的菌”的生长提供氮源和碳源。振荡培养的目的是为目的菌提供氧气。 (4)依图示信息可推知，该图是利用平板划线法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。欲分离到一个细胞繁殖形成的菌落，还可以采用稀释涂布平板法对微生物进行接种。 (5)在实验过程中，为了防止接种环上可能存在的微生物污染培养物，每次划线操作须在火焰旁进行，而且操作时要将接种环放在火焰上灼烧灭菌；平板划线法，需通过数次划线培养，才可分离到由一个细胞繁殖形成的菌落，因此A、B、C、D四项均正确。 【答案】 (10分)(1)酚红 脲酶 氨 (2)选择 (3)尿素 葡萄糖 为目的菌提供氧气 (4)平板划线 稀释涂布平板法 (5)ABCD 6．(2016·重庆巴蜀中学月考)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液的________的含量，同时可以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
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数法的计算公式估算水样中的活菌数： C/V×M＝38/0.1 mL×100＝3.8×10/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。
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【答案】 (1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8×10 (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 7．(2016·郑州一中调研)某生物兴趣小组对纤维素分解菌进行了研究，回答下列问题：
(1)纤维素是一种由________糖首尾相连而成的高分子化合物。土壤中某些微生物能够分解纤维素是由于该微生物能产生纤维素酶。
(2)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。 ①酒精灯 ②培养皿 ③显微镜 ④无菌水
(3)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时筛到了几株有透明降解圈的菌落(见上图)。图中降解圈大小与纤维素酶的________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是________(填图中序号)。
(4)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，最主要的实验条件差别是________，该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目________。
(5)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中，为了保证抵制外界酸和碱对酶活性的影响，采取的措施是向提取液和分离液中添加________。
(6)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行检测，得到发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵。
【解析】 (1)纤维素属于多糖，基本组成单位是葡萄糖。
(2)培养基熔化过程中需要使用酒精灯加热；倒平板时需要用到培养皿；稀释菌液需要无菌水；不需要显微镜观察，用肉眼观察菌落即可。
(3)刚果红与纤维素能够形成红色复合物，因此在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用刚果红染色法；筛选到的有透明圈的菌落，说明该菌含有纤维素酶，能够降解纤维素，纤维素酶的量与活性都会影响降解速率，进而影响透明圈的大小；从图中可以看出，菌落①形成的透明圈最大，降解能力最强。
(4)牛胃中的分解纤维素的细菌是厌氧菌，而醋酸菌为需氧型细菌，培养牛胃中的分解纤维素细菌时需要采用无氧条件；采用活菌计数法统计菌落数目时，由于距离较近的两个细菌会重合形成一个菌落，造成统计数目比实际数目少。
(5)在提取和分离纤维素酶的过程中，为了保证抵制外界酸和碱对酶活性的影响，向提取和分离液中滴加缓冲液，可以维持酸碱度的相对稳定。
(6)分析温度和pH对酶活性的影响曲线，由于人工瘤胃的温度接近37℃左右，而pH为酸性，故J4更适合人工瘤胃发酵。
【答案】 (1)葡萄 (2)③ (3)刚果红 量与活性 ① (4)保证无氧环境 小(低) (5)缓冲溶液 (6)J4
8．(2016·宁大附中期中)有研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图所示。
(1)从用途上来说，Ⅰ号培养基属于________培养基，仅以淀粉作为________源；从物理状态上来说，Ⅱ号培养基属于固体培养基，配制时一般加入________作为凝固剂。
(2)Ⅰ、Ⅱ号培养基配制和来灭菌时，灭菌与调节pH的先后顺序是________；一般对配制的培养基采用________法灭菌。
(3)部分嗜热菌在I号培养基上生长时可释放________分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈；应挑出透明圈________(大或小)的菌落，接种到Ⅱ号培养基。
(4)若对样品中的嗜热菌进行计数，采用的接种方法是________，若要长期保存嗜热菌，应采用________的方法。
【解析】 接种微生物的方法主要是稀释涂布平板法和平板划线法；稀释涂布划线法：逐步稀释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；平板划线法由接种环灭菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，一般压力在100 KPa，温度在121 ℃的条件下，维持15—30分钟用于培养基的灭菌；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，如接种环、接种针等。(1)据图中信息分析，Ⅰ号培养基属于选择培养基；仅以淀粉作为唯一碳源；从物理状态分析，Ⅱ号培养基配置时常加入琼脂作为凝固剂，属于固体培养基。(2)培养基配制和灭菌过程中，应注意先调节pH，后灭菌，一般培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌法。(3)部分嗜热菌在Ⅰ培养基上生长时可产生淀粉酶，分解培养基中的淀粉后会在菌落周围形成透明圈，透明圈越大，说明产生的淀粉酶越多，应挑选透明圈大的菌落接种在Ⅱ号培养基上继续培养。(4)图示可见，接种嗜
高考生物一轮复习 专题二 微生物的培养与应用课时作业 新人教版选修1
