高考生物二轮复习专项突破：微生物的培养技术及应用

第一篇专题突破

专题十生物技术实践

【考情解读】

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。

4.利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用。5.酶活力测

考

定的一般原理和方法。6.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。7.制备和应用固相化酶。

点

8.从生物材料中提取某些特定的成分。9.运用发酵加工食品的基本方法。10.测定食品

加工中可能产生的有害物质。11.蛋白质的提取和分离。

1.考查题型：多以简答题呈现。

2.命题趋势：常以发酵食品加工为背景考查对几种食品加工技术的原理、操作、注意

考

事项的理解能力；以某种微生物的培养或分离为实例考查微生物操作技术的掌握情

情

况，以及运用生物技术解决某种实际问题的能力；以某种生物技术流程图考查获取

信息能力。

■建网络抓主干找联系

酒精消毒法一］I—灼烧灭菌法

巴氏消毒法——消毒方法灭菌方法-----干热灭菌法

紫外线消毒法一一⑥高压蒸汽灭菌法

以①尿素作为唯一氮源的选培养基,尿素分解菌的接种I—⑦平板划线法

无菌I技术

择培养基特点分离、计数一I—稀释涂布平板法

②稀释涂布平板法和显微镜计数方法分离微生物培养培养基成分⑧碳源、氮源、水和无机盐

直接计数法计数的培养

与应实验流程配制培养基一*灭菌一倒平板

以纤维素作为唯一碳源的选培养基纤维素分--接种—培养

择培养基特点解菌的

③刚果红染色法筛选方法I分离'鉴定

酶的应用及果胶酶与加酶洗衣粉

酵母菌果酒制作蛋白质的提——制备和应用固定化酶

取与分离

④醋酸菌果醋制作一血红蛋白的提取与分离

毛霉腐乳制作

玫瑰精油提取方法一⑨水蒸气蒸播法

⑤乳酸菌泡菜制作

植物有橘皮精油提取方法压榨法

-效成分

的提取胡萝卜素提取「萃取法提取

和鉴定方法L⑩纸层析法鉴定

1.培养基的类型？2.微生物的代谢类型与培养基配制？3.怎样判断是消毒还是灭菌处理？4.果酒、果醋制作的区别与联系？

5.微生物培养如何保证无菌？6.电泳的作用及其原理？7.植物芳香油提取方法选择的依据？

囿通教材扫盲区防遗漏

1.（选修1P2正文）20℃左右最适合酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18〜25℃„

2.（选修1P2正文）在发酵过程中，随着酒精度数的提高，红葡萄皮的色素也进入发酵液,使

葡萄酒呈现深红色。

3.（选修1P：正文）醋酸菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时，才能进行旺盛的生理活动，

其最适生长温度为30〜35℃o

4.（选修1P3正文）当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醴酸；当缺少糖源

时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

5.（选修1PI4正文）虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机

盐，倘若将尿素作为唯一氮源，可筛选出尿素分解菌，倘若将纤维素作为唯一碳源,则可筛

选出纤维素分解菌。

6.（选修1Pi5正文）无菌技术的目的是获得纯净培养物,关键是防止外来杂菌的入侵。

7.（选修1PI8正文）微生物的接种方法最常用的是平板划线法（工具为接种环）和稀释涂布平板

送（工具为涂布器），后者可用于活菌计数。

8.（选修1P22正文）选择培养基是指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。

9.（选修1P22正文）用稀释涂布平板法计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低的原因

是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。

10.（选修1P22旁栏小字）运用稀释涂布平板法进行计数,每克样品中的菌株数=（C+V）XM。

其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体

积（mL）,M代表稀释倍数。

11.（选修1P22~23正文）判断培养基是否被杂菌污染的方法是设置未接种（或接种等量无菌水）

的培养基作为空白对照。

12.（选修1P24资料二）当菌落数目稳定时，选取菌落数在30〜300的平板进行计数,在同一

稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值,并根据平板所对应的稀释度计

算出样品中细菌的数目。

13.（选修1P28正文）在筛选纤维素分解菌时，采用刚果红染色法,当纤维素被纤维素酶分解

后，在培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

14.（选修1P29资料三）常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物,再加入刚果红进

行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。

15.（选修1P50正文）固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一

定的空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。

16.（选修1P7?正文）植物芳香油的提取方法有蒸储、压榨和萃取等。水蒸气蒸储法是植物芳

香油提取的常用方法。

考点一微生物的培养技术及应用

二主干整合

1.培养基制备与微生物纯化技术

^讦竟二麻番二插花二灰菌-二百#商

用乔射程'-----------------------------------------'

由前扇豆瓦花斤五原遍亩底需云套装'

「划线法d面连续划线的操作，将聚集的菌

1种逐步稀释分散到培养基的表面

纯化接种、'fk而拓1E「水展不装一

培养方法

:将菌液进行一系列的梯度稀释，然

稀释I后将不同稀释度的菌液分别涂布到

L涂布

平板法1琼脂固体培养基的表面，聚集在一

I起的微生物将被分散成单个细胞，

:从而在培养基表面形成单个菌落

能分离树前，也能计数（错指偏小）

【特别提醒】（1）为了确定培养基的灭菌是否合格，微生物实验一般会设置空白对照：随机取

若干灭菌后的空白平板培养基在适宜条件下培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生成。

⑵观察菌落需用固体培养基，因此培养基要添加凝固剂，如琼脂。

（3）倒平板的温度一般在50℃左右较为适宜，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。

2.微生物分离与计数的两个实例

产以“尿素”为唯一氮源的培养基

分

解鉴别上述培养基中加入酚红指示剂，指示剂变红则

尿一初步鉴定该细菌能分解尿素

素，该方法不能直接区分死菌和活鼠所得数值可能“偏高”

的/

细'、'、、显微w在显微镜下利用特全细菌计数板就

菌%初「计数.血细胞计数板，计数一定容积的样1

」

整I品中微生物的数目

方法-------------------------------------'

1-间接计数法（活菌计数法，即稀释涂布平板法）

_______________________________________

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

样本中大约含有多少活菌

圾用纤维素为唯一碳源的选择培养基培养

纤

维「纤维素酶是一种复合酶

素

作用

分|a.：Cx酶）［葡萄覆背所

丽

解L纤维钎维二宿一，葡萄糖

菌

红刚果摊红务1卜红色算红色消失，出现透明圈

鉴定

纤维素J复？物Z

询国玉素画一纤维素分解菌

3.理清“4”种传统发酵食品的制作技术

果酒丽丽|泡菜）

醋入菌VV

菌种）A酵母菌毛霉乳酸菌

毛霉等微生

酵母菌无醋酸菌有乳酸菌无

物代谢产生

原理）A氧呼吸产氧呼吸产氧呼吸产

蛋白酶和脂

生酒精生醋酸生乳酸

肪酶

前期有氧,有氧，

控制有氧，无氧，

»后期无氧,

条件30-35t15-18t常温

18-25t

商询新康杳盐I

二二匚二［工一

1速谷葡褊：修整、洗配制］

'一一丁一~3

：ihO±：:涤、晾晒4I盐水;

I长出毛霉I

：：：：!：：：：：;切分成条I'一丁一

I加盐腌制］I状或片状陋粟盐相

［遒超现爵惴丽卤通装:艇应逋逋I遢琅

［褶假3薛广闱摘葡冠期"2

」亚硝酸盐含量

：测量

4.泡菜腌制过程中，乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量随发酵时间变化的曲线

相对含量（或数量）--乳酸菌发酵后期，礼献徒俵

I-乳酸积累，pH健便下降，扎

下〈——亚硝酸盐酸菌活动也受到抑制,

:\,数量#如减少；硝酸

/金还原菌被完全抑制,

二及硝酸盐含量下降至

o初期中期、’后期发酵时间相对稳定

X、、、

及酵初期，运4。2，扎发酵中期，乳酸菌数量增多,

酸苗活动受抑制，因此B主的扎馥增夕，导致P#下

数量较少，卢戈的乳酸降，乳酸的貂累侬硝酸盐正

也状少。此时，硝敏也.思苗的活动受到抑制，部分

迁原菌的作用增强，亚亚硝酸盐被力解，含量不始

硝酸韭含量增加下降

【特别提醒】（1）亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形

成的。

（2）在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N—1—蔡基乙二胺

盐酸盐结合形成玫瑰红色染料，通过目测比较，可大致估算出亚硝酸盐的含量。

置真题研究

1.（2020•全国I,37）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。研究人员按照下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。

稀释涂挑单菌

接种布平后落接种多次筛选

淤①月②月③-一、④月⑤高效降

泥一A一例一曝|一八一解s的

无菌水甲乙甲菌株

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2XIO7个/mL,若要在每个平板上涂布100叽稀

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］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。

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

解析（1）微生物培养过程中，培养基的灭菌通常采用高压蒸汽灭菌的方法。乙培养基为固体

培养基，因此培养基中加入的是可使液体培养基凝固的琼脂。甲、乙两种培养基都是为了分

离出可降解S的细菌，因此是选择培养基。（2）设稀释倍数为A,1mL=l000|iL,可得

（2X107/A）X0.1^200,解得AN10、（3）在筛选降解S物质的细菌的过程中，如果培养基中

的S浓度过高，会导致细菌培养基的渗透压增大，细菌失水而代谢活性降低，对S的降解量

反而下降（或者S改变了培养基的pH,导致细菌代谢活性降低）。（4）测定淤泥中能降解S的细

菌细胞数的主要步骤是①淤泥取样，即取少量的淤泥加入无菌水中；②用稀释涂布平板法涂

布到乙培养基上；③微生物培养与观察计数。（5）培养基中含有细菌生长所需要的4类基本营

养物质，即水、碳源、氮源、无机盐。

2.（2022•全国甲，37）某同学从被石油污染的土壤中分离得到A和B两株可以降解石油的细

菌，在此基础上采用平板培养法比较二者降解石油的能力，并分析两个菌株的其他生理功能。

实验所用的培养基成分如下：

培养基I：K2Hp。4、MgSO4>NH4NO3、石油。

培养基II：K2HPO4、MgSO4>石油。

操作步骤：

①将A、B菌株分别接种在两瓶液体培养基I中培养，得到A、B菌液；

②液体培养基I、II中添加琼脂，分别制成平板I、II,并按图中所示在平板上打甲、乙两

孔。

回答下列问题：

(1)实验所用培养基中作为碳源的成分是。

培养基中NH4NO3的作用是为菌株的生长提供氮源，氮源在菌体内可以参与合成

(答出2种即可)等生物大分子。

(2)步骤①中，在资源和空间不受限制的阶段，若最初接种No个A细菌，繁殖"代后细菌的

数量是o

(3)为了比较A、B降解石油的能力，某同学利用步骤②所得到的平板I、II进行实验，结果

如表所示(“+”表示有透明圈，“+”越多表示透明圈越大，“一”表示无透明圈)，推测

该同学的实验思路是______________________________________________________________

透明圈大小

菌株

平板I平板II

A+++++

B++一

(4)现有一贫氮且被石油污染的土壤，根据上表所示实验结果，治理石油污染应选用的菌株是

__________,理由是______________________________________________________________

答案⑴石油DNA、RNA、蛋白质⑵岫2"

(3)在无菌条件下，将等量等浓度的A菌液和B菌液分别接种到平板I的甲和乙两孔处，

平板II也进行同样的操作，在相同且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的

透明圈大小并作记录，根据透明圈大降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降

解石油的能力(4)AA菌株降解石油的能力高于B菌株，并且在没有添加氮源的培养基中

也能生长

解析(1)培养基的成分有碳源、氮源、无机盐和水等，从组成培养基的物质所含化学元素可

知，作为碳源的成分是石油。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有氮元素，故氮源在菌

体内可以参与合成这些物质。（2）由题意“资源和空间不受限制”可知，细菌呈“J”型曲线

增长，由于DNA的半保留复制，细菌每繁殖一代就是上一代的2倍，根据公式M=N（r¥,A,

=2,繁殖"代后细菌的数量是No?"。（3）分析表格数据可知，实验结果：在平板I上，A

菌株降解石油的能力高于B菌株；在平板II上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降

解。根据实验的单一变量和对照原则，推测该同学的思路：在无菌条件下，将等量等浓度的

A菌液和B菌液分别接种到平板I的甲和乙两孔处，平板II也进行同样的操作，在相同

且适宜条件下培养一段时间，比较两个平板的两孔处的透明圈大小并作记录，根据透明圈大

降解能力强，透明圈小降解能力弱，进而比较A、B降解石油的能力。（4）由表格数据可知，

在平板II（无氮源的培养基）上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解，所以要治理贫

氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株，因为A菌株降解石油的能力高于B菌株，并且

在没有添加氮源的培养基中也能生长。

【思维延伸］—判断与填充

⑴配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH（2020•浙江7月选考，19）（V）

⑵可使用平板划线法统计活细菌总数（2020•天津，19）（X）

（3）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。图中I、II

区的细菌数量均太多，应从III区挑取单菌落（2020•江苏，19）（V）

（4）接种后的培养皿要倒置，以防培养基污染（2019・江苏，12）（V）

⑸为提高一株石油降解菌的净化能力，将菌涂布于石油为唯一碳源的固体培养基上，以致死

率为90%的辐照剂量诱变处理，涂布用的菌浓度应控制在30~300个/mL（2021•江苏，

18）（X）

（6）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌，用取样后的棉拭子在固

体培养基上涂布（2021•北京，12）（X）

（7）（2019•全国I,37节选）将土壤悬浮液接种在培养基［氯化钠（5g/L）,硝酸铁（3g/L）,其他无

机盐（适量），X（15g/L）］±,筛选土壤中能高效降解X的细菌（仅含有C、H两种元素）。培养

一段时间后，不能降解X的细菌比例会工＞,其原因是不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增

殖，而能降解X的细菌能够增殖。

3.（2021•全国乙，37）工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢

将某些原料物质转化为特定产品的过程，利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史，

某企业通过发酵制作酱油的过程示意图如下。

大豆

小麦

麦款

油

提取酱

酵

酵池发

发酵发

米曲霉

：

列问题

回答下

豆中的

质，大

养物

供营

长提

的生

曲霉

以为米

麦秋可

小麦和

豆、

入大

中，加

过程

发酵

曲霉

（1）米

O

长提供

霉的生

为米曲

淀粉可

麦中的

，小

氮源

提供

生长

霉的

米曲

可为

酶

需的

程所

油过

作酱

泌制

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，大

繁殖

生长

充分

曲霉

使米

的是

要目

的主

过程

发酵

曲霉

（2）米

、风

于吸收