资源描述
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
基础过关练
题组一 培养基的配制
1.(2022辽宁葫芦岛协作校月考)下列有关培养基的描述,错误的是 ( )
A.固体培养基可用于菌种的分离、计数、鉴定
B.培养基一般都含有碳源、氮源、水、无机盐等成分
C.微生物的生长除受营养物质影响外,还受pH、渗透压等的影响
D.培养基是依据人们的需求配制出的供微生物生长繁殖的营养基质
2.下列关于培养基的说法,正确的是 ( )
A.为微生物的生长繁殖提供营养基质的是固体培养基
B.培养基中含量最多的是碳源
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菌落
题组二 无菌技术
3.(2022广东揭阳普宁月考)下列关于灭菌和消毒的叙述中,正确的是 ( )
A.消毒是指杀灭环境中一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B.消毒和灭菌实质上是相同的
C.接种环、涂布器都是灼烧灭菌
D.灭菌方法只有灼烧灭菌、干热灭菌
4.(2022江苏阜宁月考)防止杂菌污染,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不充分燃烧层灼烧灭菌
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
5.(2021山东日照二模)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术在生产、生活和科研实践中有着广泛的应用。下列有关无菌技术的叙述正确的是 ( )
A.饮用前的鲜牛奶或使用后的液体培养基均可用巴氏消毒法进行处理
B.用干热灭菌箱对培养基灭菌时,需在160~170 ℃的热空气中维持2~3 h
C.无菌技术中,若处理对象为液体,则只能消毒不能灭菌
D.用紫外线对空气进行消毒时,适量喷洒石炭酸等可以加强消毒效果
题组三 微生物的纯培养
6.(2022辽宁葫芦岛协作校月考)为纯化某菌种,某小组在鉴别培养基上划线接种了该种细菌,培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该过程中接种环至少要灼烧3次
B.图中的菌落均由同种微生物形成
C.从3区挑取单菌落后进行培养可获得纯培养物
D.该培养基使用完之后,无须再进行灭菌处理
7.(2022山东济南月考)下列关于酵母菌的纯培养实验的有关叙述中,正确的是 ( )
A.划线操作结束后将平板倒置,放在培养箱中培养
B.使用已灭菌的接种环、培养皿,在操作过程中不再灭菌
C.将蘸有菌种的接种环通过酒精灯火焰后迅速伸入平板内,划线即可
D.打开含菌种的试管,试管口需通过火焰灭菌,取出菌种后,需马上塞上棉塞
8.(2022福建长汀月考)民间传统酒曲中主要有两类微生物,即酵母菌和霉菌。研究者发现在液体中酵母菌比霉菌生长快;而酸性培养基中酵母菌比细菌生长更适宜。据此设计如下实验将酵母菌从酒曲中进行分离。
(1)用小刀切开酒曲块,挖取米粒大小一块投入酸性蔗糖豆芽汁培养液中,然后置于25 ℃培养箱中培养两天。培养两天后,可见培养液变浑浊,这是因为 。
(2)取浑浊的培养液1 mL转接到另一瓶酸性蔗糖豆芽汁培养液中并培养,如此重复多次。多次转接后,取稀释液用如图所示方法接种在蔗糖豆芽汁平板上。
上图所示接种方法为 ,使用该接种方法的目的是 。与酸性蔗糖豆芽汁培养液成分相比,蔗糖豆芽汁平板培养基成分中少了乳酸,请简要解释不再需要添加乳酸的原因是 ;同时培养基中添加了琼脂,这种成分改变的原因是 。
9.(2021山西阳泉期末)研究人员从市售酸奶中分离出一种叫嗜热链球菌(St)的细菌,为了便于培养和纯化,首先制备甲酚绿(BCG)牛乳培养基:将脱脂乳粉100 g加入500 mL蒸馏水中,再加入1.6%的BCG乙醇溶液(一种指示剂)1 mL,高压蒸汽灭菌20 min,即得溶液A。将酵母膏(富含蛋白质和B族维生素等)10 g,琼脂20 g,蒸馏水500 mL,分别配制成pH为5.5和7.0的溶液,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min,即得溶液B。以无菌操作将A、B两溶液等体积混合均匀,倒于平板,待冷凝后置于37 ℃恒温培养箱中倒置培养24 h,若无杂菌生长,即可使用。通过平板划线法进行培养和纯化。根据以上材料回答问题:
(1)BCG培养基从物理性质分类属于 培养基。
(2)加入酵母膏的目的是 。
(3)常用的灭菌方法除了材料中提到的高压蒸汽灭菌外,还有 、 。
(4)下列示意图中正确的操作顺序为 。
(5)每次划线后灼烧接种环是为了 ,在第二次以及后面的划线操作时,总是从 开始划线,其目的是 。
(6)倒平板中的平板指的是 。
能力提升练
题组一 培养基的配制和无菌技术
1.(2021天津红桥期末)下表为某培养基的配方,有关叙述正确的是 ( )
成分
牛肉膏
葡萄糖
K2HPO4
琼脂
蒸馏水
含量
10 g
10 g
2 g
适量
定容至
1 000 mL
A.能在此培养基上生长的只有大肠杆菌
B.该培养基调节合适的pH后就可以接种使用
C.该培养基中提供碳源的物质主要是葡萄糖,提供氮源的物质是牛肉膏
D.从物理性质看该培养基属于液体培养基
2.(2022山东济南月考改编)微生物培养过程中,要十分重视无菌操作,请分析下列操作,正确的有几项 ( )
①培养基、锥形瓶都要进行干热灭菌 ②家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌处理 ③干热灭菌可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢 ④涂布平板时所用的涂布器需酒精浸泡后灼烧灭菌 ⑤家庭制作泡菜并无刻意的灭菌环节,发酵中期乳酸菌产生的乳酸可以抑制其他微生物生长
A.一项 B.二项
C.三项 D.四项
3.(2020四川眉山检测)某同学配制含琼脂的牛肉膏蛋白胨培养基后,对培养基和培养皿进行灭菌处理,当培养基温度下降到50 ℃时,在酒精灯火焰附近倒平板,待培养基冷却至室温,按如表处理:
组别
处理
A组
打开培养皿盖,距地面0.3米处暴露15分钟
B组
打开培养皿盖,距地面0.6米处暴露15分钟
C组
打开培养皿盖,距地面0.9米处暴露15分钟
D组
打开培养皿盖,距地面1.2米处暴露15分钟
E组
不打开培养皿盖
将处理完毕的培养皿倒置,在适宜温度下培养2~3天,观察每个培养皿中的菌落特征和数目。回答下列问题:
(1)上述实验的实验目的是 。若E组的培养基表面有菌落生长,说明 。
(2)培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为微生物生长提供 和 。“在酒精灯火焰附近”进行相关操作是为了 。
(3)实验过程特别强调温度控制,请简要说明下列温控措施的目的:
①“待培养基冷却至室温”的目的有
。
②“将处理完毕的培养皿置于适宜温度下培养”的目的是 。
(4)培养微生物时将培养皿倒置的目的是 。实验结束后,对使用过的培养基应进行 处理。
题组二 微生物的纯培养
4.(不定项)(2021广东揭西河婆中学月考)生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类,研究小组把该菌的悬浮液与不含任何生长因子但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒入平板,然后在平板上划分数区,将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域,培养结果如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.倒平板后直接培养可判断培养基有无污染
B.倒平板后培养基需要进行灭菌处理
C.图示结果表明该菌需要生长因子乙或丙
D.生长图形法还可用于某些菌种的筛选
5.(多选)(2022江苏苏州相城陆慕高级中学月考)如图表示培养和分离某种细菌的部分操作步骤,下列叙述错误的是 ( )
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接种环在火焰上灼烧后迅速蘸取菌液后划线
C.步骤③应多个方向划线,使接种物逐步稀释,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
6.(2021北京朝阳二模)菜籽粕含有35%~45%的蛋白质,是畜禽饲料的重要原料,但其中的单宁等抗营养因子限制了菜籽粕的应用。研究者将不同菌种接种到菜籽粕与麸皮制成的固体培养基中发酵48 h,测定菜籽粕中单宁的含量,结果如图。
下列相关叙述错误的是 ( )
A.菜籽粕与麸皮为微生物提供碳源和氮源
B.接种后需对培养基进行高压蒸汽灭菌
C.黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想
D.对照组为不接种微生物的固体培养基
7.酵母菌可作为饲料蛋白的来源。有些酵母菌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菌,并进行大量培养。如图所示为操作流程,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、调pH后,及时对培养基进行分装,并进行 灭菌。
(2)在步骤③中将温度约为 (在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀,冷凝后 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,划线应注意的事项有 (答出两项即可);步骤⑤中,为使酵母菌数量迅速增加,培养过程中需保证充足的营养和 供应。
答案与分层梯度式解析
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
基础过关练
1.D 培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质(教材第9页),D错误。
归纳总结
培养基配制的原则
(1)目的要明确:根据微生物的种类、培养目的等确定配制培养基的种类。
(2)营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。
(3)环境要适宜:不同微生物适宜生长的pH可能不同,需氧情况也可能不同。
2.D 为微生物的生长繁殖提供营养基质的可能是固体培养基,也可能是液体培养基,A错误;培养基中含量最多的是水,B错误;固体培养基是液体培养基中加入凝固剂后制成的,加入少量水后不能再变成液体培养基,C错误;分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体,这就是菌落(教材第12页),D正确。
3.C 消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物,灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子(教材第10页),消毒和灭菌实质上不相同,A、B错误。灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌和灼烧灭菌等,D错误。
4.B 涂布器、接种环、接种针或其他金属用具,直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌(教材第11页),B错误。
5.D 饮用前的鲜牛奶可用巴氏消毒法进行处理,为了防止污染环境,使用后的液体培养基应进行灭菌处理,A错误;对培养基进行灭菌时通常采用高压蒸汽灭菌,而不用干热灭菌,B错误;无菌技术中,若处理对象为液体,可以采用高压蒸汽灭菌,C错误;用紫外线进行消毒时,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以加强消毒效果(教材第11页),D正确。
6.C 接种时,需要在第一次划线前以及每一次划线后灼烧接种环,因此题述接种过程中接种环至少要灼烧4次,A错误;该实验是在鉴别培养基上进行的菌种纯化,故图中的菌落不一定由同种微生物形成,B错误;3区存在单菌落,挑取一个单菌落进行纯培养,可获得纯培养物,C正确;该培养基使用完之后,需要进行灭菌处理后才能丢弃,以免污染环境,D错误。
7.A 为防止皿盖上冷凝的水珠滴入培养基,以及防止培养基中的水分过快地蒸发等,划线操作结束后将平板倒置,放入恒温培养箱中培养,A正确;平板划线过程中,接种环在第一次划线前以及每一次划线后均需要灼烧灭菌,B错误;蘸有菌种的接种环在第一次划线时不需要通过酒精灯火焰,否则菌种会死亡,C错误;打开含菌种的试管,试管口需通过火焰灭菌,取出菌种后,试管口还需通过火焰灭菌,再塞上棉塞,D错误。
8.答案 (1)微生物进行繁殖,数量增加 (2)平板划线法 分离出单个菌落 利用酵母菌在酸性液体培养基中的生长优势,通过多次转接后,已筛选出酵母菌,因此不必再使用酸性培养液 通过平板划线法分离酵母菌,此操作需要在固体培养基上进行
解析 (1)培养两天后,随着培养的进行,微生物进行繁殖,数量增加,使培养液变浑浊。(2)图中接种方法为平板划线法,其原理是通过连续划线的操作,将菌种逐步稀释、分离出单个菌落;利用酵母菌在酸性液体培养基中的生长优势,将微生物先在酸性蔗糖豆芽汁培养液中培养,通过多次转接后,已筛选出酵母菌,因此不必在蔗糖豆芽汁平板培养基中加入乳酸;通过平板划线法分离酵母菌,此操作需要在固体培养基上进行,所以该培养基需要加入琼脂。
9.答案 (1)固体 (2)为细菌的生长提供蛋白质和维生素 (3)干热灭菌 灼烧灭菌 (4)ADBEC (5)杀死接种环上残留的菌种 上一次划线的末端 使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少 (6)冷却凝固后的固体培养基
解析 (1)制备BCG培养基时加入了琼脂,因此从物理性质上看,BCG培养基属于固体培养基。(2)酵母膏富含蛋白质和维生素等营养成分,能为细菌的生长提供蛋白质和维生素。(3)常用的灭菌方法有湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)、干热灭菌和灼烧灭菌等。(4)根据平板划线操作流程可知,示意图中正确的操作顺序为ADBEC。(5)每次划线后灼烧接种环是为了杀死接种环上残留的菌种。在第二次以及后面的划线操作时,总是从上一次划线的末端开始划线,其目的是使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少。(6)倒平板中的平板是冷却凝固后的固体培养基。
能力提升练
1.C 大多数微生物都能利用葡萄糖,此培养基中能生长多种微生物,不仅仅只有大肠杆菌,A错误;该培养基调节合适的pH后要进行灭菌处理,然后才能用于接种使用,B错误;该培养基中提供碳源的物质主要是葡萄糖,提供氮源的物质是牛肉膏,C正确;该培养基含有琼脂,属于固体培养基,D错误。
2.B 培养基通常进行高压蒸汽灭菌,①错误;家庭制作葡萄酒时要将容器进行清洗消毒,葡萄进行清洗,②错误;灭菌能杀死物体内外所有的微生物,包括孢子和芽孢,③错误;涂布平板时所用的涂布器需酒精浸泡后在酒精灯火焰上进行灼烧灭菌,④正确;家庭制作泡菜时需要将容器进行清洗消毒,不需要刻意灭菌,⑤正确。
3.答案 (1)探究不同高度空气中微生物的种类和数量 平板灭菌不合格(受到杂菌污染) (2)碳源 氮源 避免周围环境中微生物的污染 (3)①使培养基凝固,防止培养基温度过高杀死接种在其上的微生物 ②让微生物在适宜的温度下生长(繁殖) (4)防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上(污染培养基和破坏菌落)(合理即可) 灭菌
解析 (1)题述实验中的自变量是打开培养皿盖的培养皿距地面的高度,因此该实验的实验目的是探究不同高度空气中微生物的种类和数量。若E组的培养基表面有菌落生长,说明平板灭菌不彻底(受到杂菌污染)。(2)培养基中的牛肉膏提供的主要营养物质是碳源、氮源、磷酸盐和维生素等,蛋白胨提供的主要营养物质是碳源、氮源和维生素等,而微生物的生长需要的营养物质主要是碳源和氮源。“在酒精灯火焰附近”进行相关操作是为了避免周围环境中微生物的污染。(3)①“待培养基冷却至室温”的目的是使培养基凝固,防止培养基温度过高杀死接种在其上的微生物。②“将处理完毕的培养皿置于适宜温度下培养”的目的是让微生物在适宜的温度下生长(繁殖)。(4)培养微生物时将培养皿倒置的目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上,污染培养基和破坏菌落等。实验结束后,对使用过的培养基应进行灭菌处理。
4.AD 菌落主要分布在添加了生长因子乙和丙的区域的交界处,说明该嗜热菌所需生长因子为乙和丙,C错误。倒平板后直接培养,若出现菌落说明该平板已被杂菌污染,A正确。制备培养基时,先灭菌再倒平板,B错误。不同菌种所需生长因子不同,可利用生长图形法筛选某些菌种,D正确。
5.ABD 步骤①倒平板操作时,倒好后应先待培养基冷却凝固后,再将平板倒过来放置,A错误;灼烧后的接种环需先在火焰旁冷却后再蘸取菌液,B错误;步骤③应多个方向划线,通过连续划线,使接种物逐步稀释分散在培养基的表面,培养后可分离到单个菌落,C正确;图示接种方法为平板划线法,该方法不能用于计数,D错误。
6.B 菜籽粕含有35%~45%的蛋白质,麸皮富含纤维素,菜籽粕与麸皮可为微生物提供碳源和氮源,A正确;对培养基灭菌应在接种前,B错误;据题图可知,与对照组相比,黑曲霉菌发酵菜籽粕中单宁含量最低,说明黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想,C正确;对照组为不接种微生物的固体培养基,目的是作为对照,D正确。
7.答案 (1)高压蒸汽 (2)50 ℃ 倒置 (3)为保证无菌操作,接种环在使用前都必须灭菌;接种环在每次划线结束后都要进行灼烧灭菌;不要将最后一次的划线与第一次的划线相连;划线时应避免划破培养基表面等 氧气
解析 (2)倒平板时,待培养基冷却至50 ℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板(教材第12页),冷凝后倒置培养,防止冷凝水滴落在培养基上引发污染。
(3)酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型,有氧呼吸可以产生大量能量供酵母菌大量繁殖,所以需提供足够的氧气使酵母菌数量迅速增加。
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