2022版高考生物一轮复习-第1讲-无菌操作技术实践教案-苏教版选修1.doc

2022版高考生物一轮复习 第1讲 无菌操作技术实践教案 苏教版选修1

2022版高考生物一轮复习 第1讲 无菌操作技术实践教案 苏教版选修1

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- 21 -

第1讲　无菌操作技术实践

1.微生物的分离和培养
2.某种微生物数量的测定
3.培养基对微生物的选择作用
1.分析培养基的成分及其作用；平板划线法和稀释涂布平板法的异同；选择培养基和鉴别培养基的区别。(科学思维)
2.设计实验探究微生物培养的条件及如何分离某种微生物等。(科学探究)
3.关注有害微生物的控制及宣传健康生活方式等。(社会责任
考点一　微生物的分离和培养

1．相关技能、技术和方法
(1)无菌操作的技能——灭菌
①分类：实验室常用高温处理达到灭菌效果，包括干热灭菌和湿热灭菌。
②作用：微生物分离和培养的基础。
③关键：防止外来杂菌的入侵。
(2)配制培养基
①培养基概念：
为人工培养微生物而制备的适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养物质。
②分类：按化学性质的不同分为天然培养基和合成培养基。
(3)接种微生物
①接种：指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。
②接种方法和常用工具(连线)
接种方法　　　　 常用工具
Ⅰ.涂布平板接种　　 a．接种针
Ⅱ.穿刺接种　 b．接种环
Ⅲ.斜面接种 c．玻璃涂布器
Ⅳ.平板划线接种
提示：Ⅰ－c　Ⅱ－a　Ⅲ－b　Ⅳ－b
2．大肠杆菌的接种与分离培养
(1)配制牛肉膏蛋白胨培养基
其操作步骤：配制培养基→调节pH→分装→包扎→灭菌→搁置斜面。
(2)斜面接种和培养大肠杆菌
①主要目的：菌种转移、扩大培养和保存纯净菌种等。
②主要步骤：准备接种→接种环灭菌→试管口灭菌→挑取少许菌种→划线接种→在37_℃恒温箱中培养大肠杆菌24 h→将增殖的菌种放置在冰箱的冷藏室中(4 ℃)保存。
(3)平板划线分离和培养大肠杆菌
①平板的作用：培养、分离细菌等微生物。
②平板划线法是指用带有微生物的接种环在平板培养基表面通过分区划线而纯化分离微生物的一种方法。

1．倒平板时为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
________________________________________________________________。
提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基
2．平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
________________________________________________________________。
提示：可以防止冷凝形成的水滴污染培养基，冲散菌落

1．选择无菌技术的原则
(1)考虑无菌技术的效果：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，而不能灭菌。
2．微生物的培养基
(1)培养基的成分
营养要素
来源
功能
碳源
无机碳源
CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物
a.构成细胞物质和一些代谢产物
b.既是碳源又是能源(有机碳源)
有机碳源
糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等
氮源
无机氮源
无机氮：NH3、铵盐、硝酸盐、N2等
合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物
有机氮源
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸
生长因子
维生素、氨基酸、碱基
a.酶和核酸的组成成分
b.参与代谢过程中的酶促反应
水
培养基、大气、代谢产物
不仅是良好的溶剂，还是结构物质
无机盐
培养基、大气
细胞内的组成成分，生理调节物质；某些化能自养型细菌的能源；酶的激活剂
(2)根据理化性质对培养基的分类

种类
特点
应用
物理性质
液体培养基
不加凝固剂
工业生产
固体培养基
加凝固剂
微生物的分离、鉴定、活菌计数、保藏
化学
成分
天然培养基
含化学成分不明的天然物质
工业生产
合成培养基
培养基成分明确或用一定化学物质配制
分类、鉴定
(3)根据功能可分为选择培养基和鉴别培养基
类型
实例
选择
培养
基
培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌
以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌
不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物
石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的
培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物
鉴别培养基
伊红—美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈黑色)

1．平板划线第一次操作及每次划线之前都需进行火焰灼烧灭菌，划线结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的分别是什么？
提示：

第一次操作
每次划线之前
划线结束
目的
杀死接种环上原有的微生物
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少
杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者

2．在纯化微生物的过程中，若用稀释涂布平板法进行接种，在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液的量一般不超过0.1 mL，其原因是什么？
提示：避免培养基表面的菌液出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果。
3．某同学在利用稀释涂布平板法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是什么？为了防止杂菌污染，有同学建议加入抗生素，你觉得可以吗？并说明理由。
提示：最可能的原因是菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)。不可以，因为抗生素不但能杀灭杂菌，而且也可以杀灭大肠杆菌，因此在培养基上不可以加入抗生素。

考查无菌技术
1．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)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA分子。在利用紫外线照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常采用氯气消毒。(5)采用高压蒸汽灭菌时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。
[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
　消毒和灭菌
项目
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对人体有害的微生物
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
化学药剂消毒法
用酒精擦拭双手，用氯
气消毒水源
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
高压蒸汽灭菌法
培养基及容器的灭菌

考查微生物的纯化技术
2．(2020·上海青浦一模)如图表示培养和分离某种细菌的部分操作步骤，下列叙述正确的是(　　)

①　　　　②　　　　③　　　　④
A．步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置
B．步骤②接种环火焰上灼烧后迅速蘸取菌液后划线
C．步骤③三个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落
D．步骤④恒温培养箱培养后可用来对大肠杆菌进行计数
C　[步骤①倒平板操作时，倒好后应待平板冷却凝固后再将平板倒过来放置，A错误；灼烧后的接种环需在火焰旁冷却后再蘸取菌液进行平板划线，B错误；步骤③通过连续划线，使接种物逐渐稀释分布在培养基的表面，在数次划线后培养，可分离到一个细胞繁殖而来的单个菌落，C正确；平板划线法接种的培养基上，由于起始段菌体密集，因此无法对其计数，D错误。]
3．(2020·江西省高三期末)某研究小组欲研究手机外壳表面上的微生物种类和数量，设计了如下实验步骤：
①配置培养基(成分：牛肉膏5 g、蛋白胨10 g、NaCl 15 g、X 20 g、H2O 1 000 mL)并制作无菌平板培养基；
②用无菌棉签蘸蒸馏水擦拭手机外壳表面后将无菌棉签浸入100 mL的蒸馏水中并充分振荡制成细菌悬液；
③吸取0.1 mL细菌悬液，用涂布器将其接种到无菌平板上。重复操作，制成多个接种平板；
④将平板置于37 ℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题：
(1)该培养基中的成分X通常是________。牛肉膏可为微生物生长提供______________________________________________等营养物质。
(2)倒平板时需要等到灭菌的培养基冷却到________℃时，再在________附近进行。制成的无菌平板培养基需要待平板冷凝后，将平板倒置，其主要目的是__________________________________。
(3)除用上述方法接种外，还可以采用________接种，但无论是哪种方法接种，核心都是_______________________________。
(4)上述实验步骤并不完整，请改进：_____________________。
[解析]　(1)由于配制的培养基为固体培养基，所以需要加琼脂。牛肉膏可为微生物生长提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素等营养物质。(2)倒平板时要等到灭菌的培养基冷却到50 ℃时，再在酒精灯火焰附近进行并制成无菌平板培养基。为了防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染，待平板冷凝后，要将平板倒置。(3)接种方法有稀释涂布平板法和平板划线法，但是无论是哪种方法接种，核心都是防止杂菌的污染，保证培养物的纯度。(4)由于没有设置对照实验，所以上述实验步骤不完整，需要增加对照组，对照组为蒸馏水接种的平板。
[答案]　(1)琼脂　碳源、氮源、磷酸盐和维生素　(2)50　酒精灯火焰　防止培养皿盖的冷凝水落入培养基造成污染　(3)平板划线法　防止杂菌的污染，保证培养物的纯度　(4)设置用蒸馏水接种的平板作为对照组
考点二　分离特定的微生物并测定其数量

1．分离特定微生物的知识准备
(1)区分涂布平板法和混合平板法
①区分两种平板法过程图

②结果不同
a．涂布平板法：细菌菌落通常仅在平板表面生长。
b．混合平板法：细菌菌落出现在平板表面及内部。
③目的相同：分离各种目的微生物。
(2)选择培养分离
①原理：不同微生物有不同的营养需求或对某种化学物质有不同的敏感性。
②方法：针对某种微生物的特性，设计一个特定的环境，使之特别适合这种微生物的生长，而抑制其他微生物的生长。
③用途：从众多微生物中分离出特定的微生物。
(3)菌落
①概念：单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度，形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。
②特征：不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落一般都具有稳定的特征，如菌落的大小、形状、边缘特征、隆起程度、颜色等，这些可以作为对微生物进行分类、鉴定的重要依据。
2．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(1)培养基
采用唯一氮源为尿素的培养基。
(2)统计菌落数目
统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。
(3)实验流程
土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数。
3．纤维素分解菌的筛选
(1)原理
　　　　　　　　　　纤维素分解菌
　　　　　　　　　　　　↓
―→红色复合物纤红色消失，出现透明圈。
(2)筛选方法：刚果红染色法。
(3)培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(4)实验流程
：富含纤维素的环境
　 ↓
：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度
　 ↓
：制备系列稀释液
　 ↓
：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
　 ↓
：产生透明圈的菌落
4．显微镜直接计数法
(1)原理：利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
(2)缺点：不能区分死菌还是活菌。
(3)1 mL培养液中菌体的总数换算公式为：
①16×25型的血球计数板：1 mL悬液中待测标本(菌体)数＝×400×104×稀释倍数。
②25×16型的血球计数板：1 mL悬液中待测标本(菌体)数＝×400×104×稀释倍数。

1．细菌数目的测定还有哪些方法？举例说明。
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：滤膜法。测定自来水中大肠杆菌的数目可以采用滤膜法
2．分离分解纤维素的微生物的实验流程与分离分解尿素的微生物的实验流程有哪些异同？
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
提示：多了选择培养这一步，其他步骤基本一致

1．选择培养基的作用原理
(1)在培养基中加入某种化学物质，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的“加入”是在满足基本所需培养成分的基础上的“加入”。
(2)改变培养基中的营养成分，如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；以石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。
(3)改变微生物的培养条件，如将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物，在高盐环境中培养可分离得到耐盐菌。
2．目的微生物选择的三种方法
(1)利用平板划线法或稀释涂布平板法接种在固体平板培养基上，根据目的微生物特定的菌落特征挑选目的微生物。
(2)利用选择培养基直接筛选目的微生物。
(3)利用鉴别培养基鉴别筛选目的微生物。

1．兴趣小组观察到培养基上有淡黄色不透明菌落，查阅资料得知该菌落可能是分解淀粉的芽孢杆菌，可产生多种­淀粉酶。若要进一步鉴定该菌落，请利用相关试剂设计实验，要求写出实验思路并预测结果。
提示：实验思路：将该菌接种到盛有一定浓度淀粉溶液的试管中，一段时间后滴加碘液，观察试管中溶液颜色变化。预期结果：若不出现蓝色，则说明该菌能产生淀粉酶，可能是能分解淀粉的芽孢杆菌。

2．研究人员用含有刚果红的培养基培养纤维素分解菌时，筛选到了几株有透明降解圈的菌落如图所示。据图回答以下问题：

(1)简述透明圈的形成过程。
提示：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。细菌分泌的纤维素酶能将培养基中的纤维素降解成纤维二糖和葡萄糖，形成透明圈。
(2)推测与图中透明圈大小有关的因素主要是什么？降解纤维素能力最强的菌种是哪种？
提示：纤维素酶的产量和活性。 菌落①所代表的菌种。
3．甲、乙同学测定泡菜滤液中微生物的浓度。在对应稀释倍数为105的培养基中，得到以下两种统计结果：甲同学在该浓度下涂布了平板，统计的菌落数为49；乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为43、54、287，然后取其平均值128作为统计结果。 请评价这两位同学的实验结果的有效性，并说明理由。
提示：(1)甲同学的实验结果是无效的，因为没有设置重复实验，结果不具有说服力。(2)乙同学的实验结果是无效的，因为一个平板上的菌落计数结果与另外两个相差太大。

考查微生物的选择培养
1．某科研小组欲从兔粪中分离、筛选出分解纤维素能力强的菌种，为此开展了相关实验。请回答下列问题：
(1)纤维素是由______________组成的大分子多糖，是构成植物_____________的主要成分。
(2)制备培养基：分别称量羧甲基纤维素钠(CMC­Na)5 g、(NH4)SO4 2 g、MgSO4·7H2O 0.25 g、KH2PO40.5 g，放入锥形瓶中，溶解后，加蒸馏水定容到500 mL。用锥形瓶塞塞紧，用报纸和橡皮筋包扎好，灭菌，然后倒平板。根据用途划分，该培养基属于_____________培养基，若要利用此培养基分离并获得纤维素分解菌的菌落，还应在培养基中加入的物质是______________；培养皿灭菌常采用的两种方法是________________________；将新鲜的兔粪样品溶解于无菌水中，然后接种到培养基上，常用的接种方法是___________________。
(3)培养72小时后，采用________染色法进一步筛选分解纤维素能力强的菌株。染色后，用游标卡尺测定____________直径(D)和菌落直径(d)，选择D/d值较大的菌落进行后续研究。
(4)纤维素酶活性的测定方法一般是___________________。
[解析]　(1)纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，其基本组成单位是葡萄糖。
(2)分离和纯化分解纤维素的菌株的培养基是选择培养基，分离并得到菌落要用固体培养基，需在培养基中加入琼脂；培养皿灭菌可采用的方法有高压蒸汽灭菌法或干热灭菌法。
(3)筛选纤维素分解菌可用刚果红染色法，D/d值较大的菌落，产纤维素酶的能力强。
(4)纤维素酶活性的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。
[答案]　(1)葡萄糖　细胞壁　(2)选择　琼脂　高压蒸汽灭菌法和干热灭菌法　平板划线法或稀释涂布平板法　(3)刚果红　透明圈　(4)对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定
2．(2020·安徽省蚌埠市高三质检)有研究者拟从中药渣肥堆的样本中筛选高产纤维素酶菌株，为纤维素酶制剂的硏制提供原料。请回答下列问题：
(1)从中药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌的原因是_________。
(2)纤维素分解菌能产生纤维素酶，该酶至少包括三种组分，其中________酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。
(3)从中药渣肥堆中取样后，需要进行选择培养，其目的是____________。
(4)若将纤维素分解菌内的酶提取出来，进行固定，一般不采用________法，原因是____________________________________。
(5)经筛选获得高产纤维素酶菌株3株，分别命名为Z­1、Z­2和Z­3。在适宜条件下培养相同时间后，测得3种菌株的菌落直径与产生的透明圈直径结果如下表。
菌株编码
菌落直径(d)cm
透明圈直径(D)cm
Z­1
3.43
5.43
Z­2
1.83
4.86
Z­3
2.15
4.88
要使纤维素分解菌菌落周围出现透明圈，需要向培养基中添加________进行鉴别。透明圈的大小与纤维素酶的量和________有关。你认为表中最适合用于制备纤维素酶制剂的菌株是________(填菌株编码)。
[解析]　(1)由于纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，而中药渣富含纤维素，所以可以从中药渣肥堆中分离出纤维素分解菌。(2)纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，其中葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。(3)从中药渣肥堆中取样后，需要选择培养一段时间，其目的是增加纤维素分解菌的数量。(4)纤维素酶分子较小，容易从包埋材料中漏出来，所以一般不采用包埋法。(5)刚果红能和纤维素形成红色复合物，纤维素被分解后，就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。据表分析可知，Z­2菌株的直径最小，但其作用的透明圈的直径与菌落直径比最大，故活性最高。
[答案]　(1)中药渣富含纤维素　(2)葡萄糖苷　(3)增加目的(纤维素分解)菌的数量　(4)包埋　酶分子较小，容易从包埋材料中漏出来　(5)刚果红　酶的活性　Z­2
考查微生物的分离与计数
3．(2020·安徽省江南十校高三质检)土壤中含有多种微生物，某研究小组欲分离能在Fe2＋污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌，进行了相关研究。回答下列问题：
(1)配制培养基：加入牛肉膏、蛋白胨、琼脂、NaCl、H2O及________等并灭菌；该培养基按功能划分，属于________培养基。
(2)分离希瓦氏菌：将10 g土样溶于90 mL蒸馏水中，再稀释成多个倍数，取多个稀释倍数的土壤样品液0.1 mL分别接种到多个平板上，这样做的目的是__________________________；培养一段时间后，A、B研究员在105稀释倍数下得到的结果：A涂布4个平板，统计的菌落数分别是150、178、259、310；B涂布4个平板，统计的菌落数分别是152、165、175、184，则每克土壤样品中的希瓦氏菌数量最可能为________个。
(3)进一步纯化希瓦氏菌：采用平板划线法接种培养一段时间后，发现第一划线区域上都不间断地长满了菌落，第二划线区域上几乎无菌落，分析出现此现象的原因可能是___________________(答出两点)。
(4)研究人员还欲采用测定ATP含量的方法估算希瓦氏菌数，该方法的依据是_________________________________，此方法与显微镜直接计数相比，得到的希瓦氏菌数目________(填“多”或“少”)，原因是_________________。
[解析]　(1)本实验目的是分离能在Fe2＋污染的土壤环境下生存的希瓦氏菌，所以在培养基中添加含高浓度Fe2＋的溶液，这属于选择培养基。(2)取多个稀释倍数的土壤样品液0.1 mL分别接种到多个平板上，这样做的目的是获得菌落数量合适的平板，排除偶然因素造成的误差；每克土壤样品中的希瓦氏菌的数目为×105＝1.69×108(个)。(3)第一划线区域上都不间断地长满了菌落，第二划线区域上几乎无菌落，可能是因为接种环灼烧后未冷却就划线(将菌种全部杀死)、未从第一区域末端开始划线(未接种菌种)。(4)活细胞都需要ATP提供能量，所以可以采用测定ATP含量的方法估算希瓦氏菌数；由于死的细菌不能产生ATP，显微镜直接计数统计中包括死细胞和活细胞，所以该方法得到的希瓦氏菌数目少。
[答案]　(1)含高浓度Fe2＋的溶液　选择　(2)获得菌落数量合适的平板，排除偶然因素造成的误差　1.69×108　(3)接种环灼烧后未冷却就划线；未从第一区域末端开始划线　(4)活细胞都能产生ATP，因此可用于估算数目　少　显微镜直接计数统计中包括死细胞和活细胞
　统计菌落时所用两种计数方法的比较
比较项目
活菌计数法
(稀释涂布平板法)
显微镜直接计数法
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，就能推测出样品中大约含有多少活菌
利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
公式
每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M
C：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；
V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；
M：稀释倍数
每毫升原液所含细菌数：每小格平均细菌数×400×104×稀释倍数
缺点
当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
不能区分细胞的死活
结果
比实际值小
比实际值大
真题体验| 感悟高考　淬炼考能
1．(2020·江苏高考)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
B　[倒平板后无需间歇晃动，A错误；图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量太多，Ⅲ区的细菌数量较少，可从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；Ⅲ区中存在单菌落，该实验结果能达到菌种纯化的目的，C错误；刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不能和纤维素水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物，因此菌落周围的纤维素被降解后，不能被刚果红染成红色，D错误。]
2．(2019·北京高考)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
C　[本题借助微生物培养与应用的相关知识，考查考生对实验现象和结果的分析能力和数据处理能力；通过对筛选淀粉分解菌的实验分析，体现了对科学探究素养中的结果分析要素的考查。微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，A正确；筛选淀粉分解菌的实验流程为取样→选择培养(可省略此步)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别淀粉分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落，B正确；细菌Ⅰ、Ⅱ均能将淀粉酶分泌至细胞外，所以出现了以菌落为中心的透明圈，C错误；H/C值大，说明细菌分解淀粉能力强，D正确。]
3．(2019·江苏高考)下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是(　　)
A．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌
B．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧
C．接种后的培养皿要倒置，以防培养污染
D．菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基
A　[培养微生物的培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，微生物的接种工具，如接种针、接种环或其他金属用具一般通过酒精灯火焰灼烧来灭菌，A错误。接种前，接种环要在酒精灯火焰上进行灼烧，防止接种环上附着的微生物对实验结果造成干扰，接种后灼烧可以防止微生物扩散，对人造成危害，B正确。接种后的培养皿要倒置，防止冷凝水落入培养基造成污染，C正确。在固体培养基表面可形成单菌落，故菌种的分离和菌落的计数可以使用固体培养基，D正确。]
4．(2020·全国卷Ⅰ)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。

无菌水　甲　　　 乙　　　　甲
回答下列问题：
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用________的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是________(答出1点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：________________________________________________________________。
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类营养物质，即________________。
[解析]　(1)实验过程中，对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时，常采用高压蒸汽灭菌法。据题图分析可知，乙培养基为固体培养基，与甲培养基相比，其特有的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质S作为氮源和碳源的微生物生长，因此均为选择培养基。(2)据题意，假设至少将摇瓶M中的菌液稀释X倍，才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个，初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，则稀释之前100 μL菌液中有2×106个细菌，可得2×106×(1/X)＝200，则X＝104，因此至少应将摇瓶M中的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中，若培养基中S浓度过高，可能会导致细胞失水，进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中，进行适当稀释后，利用稀释涂布平板法，取适量的菌液涂布到乙培养基上，在适宜条件下进行培养，一段时间后，统计菌落数，即可估算出淤泥中能降解S的细菌细胞数。(5)本实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
[答案]　(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择　(2)104　(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长　(4)取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数　(5)水、碳源、氮源和无机盐
5．(2020·江苏高考)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：
(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是________(填编号)。
编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
高压蒸汽
火焰灼烧
干热
臭氧
(2)称取1.0 g某土壤样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经________后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌________个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行________育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以________为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径________的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株________进行后续相关研究，理由是______。

[解析]　(1)涂布器一般用干热灭菌法或灼烧灭菌法进行灭菌。(2)99 mL无菌水中加入1.0 g土壤制成的菌悬液为100 mL，取稀释10倍后的菌悬液0.1 mL涂布平板，平板上的平均菌落数为46，则每克土壤约含酵母菌46÷0.1×10×100＝4.6×105(个)。(3)辐射可以提高基因突变的频率，利用射线辐照进行的育种为诱变育种。本实验的目的是筛选产脂肪酶的菌株，所用的培养基应该以脂肪(或油脂)为唯一碳源；最终形成的菌落直径越大，形成该菌落的菌株分解脂肪(或油脂)的能力越强，生产脂肪酶的能力也越大。(4)由图可知，相对于菌株A，菌株B的增殖速度更快，降解脂肪能力更强；根据题干信息“在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白”可进一步推知菌株B处理含油废水时可得到更多的单细胞蛋白，故菌株B更适合作为后续研究的材料。
[答案]　(1)④　(2)梯度稀释　4.6×105(或460 000)　(3)诱变　脂肪(或油脂)　较大　(4)B　该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；降解脂肪能力强，净化效果好
6．(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)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，可以利用空气中的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
7．(2019·全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。
回答下列问题。
(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是________。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会__________，其原因是________________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采用的方法是________________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供________和__________。
[解析]　(1)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物提供了氮源，而Ⅱ号、Ⅲ号培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ号培养基中碳源只有X，相当于选择培养基，只有能降解X的细