2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册 第1章 第2节 第2课时 微生物的选择培养和计数含答案

2024年高中生物新教材同步选择性必修第三册第1章第2

节第2课时微生物的选择培养和计数第2课时微生物的

选择培养和计数

［学习目标］1.阐明微生物选择培养的原理。2.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。

一、选择培养基、微生物的选择培养和数量测定

教材梳理

1.选择培养基

(1)自然界中目的菌的筛选

①实例；聚合酶链式反应(PCR)中用到的耐高温的DNA聚合酶，就是从热泉中筛选出的水生

栖热菌中提取出来的。

②依据：水牛.栖热菌能在"二跄七的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。

(2)实验室中目的菌的筛选

①原理：人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等)，同时抑制或阻止其他

微生物的生长。

②方法：利用选择培养基分离。

选择培养基：允许拉定独委的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。

2.微生物的选择培养

⑴方法：对样品进行充分稀释，然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上。

(2)稀释涂布平板法的操作过程

①系列稀释操作

a.编号为IXIO?〜IXIO?试管中分别盛有9mL无菌汰c

b.将mg土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。

c.取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。

②涂布平板操作

取菌液：取0.1mL菌液，滴加到培养基表面

涂

布

器

涂布器消毒：将涂布器浸在盛有面1的烧杯中

涂布器灭菌：将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布

涂布平板：用涂布器将曲夜均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀

⑶培养:待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入3()〜37°C的恒温培养箱中培养1〜

2do

3.微生物的数量测定

(1)稀释涂布平板法

①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，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话遒。

②计数原则：一般选择菌落数为生迦的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上

的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对1个平

板进行重复计数，然后求出平均值。

③计算公式

某一稀释度下平板上生长的平均菌落数

每克样品中的菌株数=X稀释倍数

涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)

(2)显微镜直接计数法

一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血组胞计

数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量，统计的结果一

般是活菌数和死菌数的总和。

【特别提醒】显微镜直接计数法本身不能区分细菌的死活，因此一般用来统计总菌数。但是，

通过一定的辅助处理，可以实现活菌计数，如在计数前月台盼蓝染液进行染色，可以通过统

计无色细胞的个数来对活菌进行计数。

【判断正误】

(1)以尿素为唯一感源的培养基是选择培养基()

⑵腺酶能催化尿素分解产生N2,N2可作为细菌生长的氮源()

(3)利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数量()

答案(1)V(2)X(3)X

解析(2)分解尿素的细菌合成的腺酶将尿素分解成氮。(3)利用显微镜直接计数法统计的细菌

数量无法区分死菌和活菌C

I核心探讨

任务一：微生物的选择培养和计数

1.通常1g土壤中有几亿到几百亿个士.壤微生物，其中，细菌的数量最多，能分解尿素的细

菌是其中的一部分。如何设计培养基的配方，从而将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出

来？

提示设计一种选择培养基，以尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。

2.用平板划线法接种培养结果的图片如下图。请结合图片分析，平板划线法能否达到对细菌

进行计数的目的？为什么？

提示不能；平板划线法最开始的划线很可能菌类会长成一片，导致无法计数，此外灼烧接

种环的时候也会杀死一部分菌类。

3.当菌液稀释倍数足够高时，培养基表面生长的一个单菌落来源于一个活菌。用稀释涂布平

板法接种培养的结果如图所示。与平板划线法相比，为什么稀释涂布平板法可以用于组菌的

计数？

提示稀释涂布平板法会进行等比稀释，在合适的稀释倍数下，均匀涂布得到的菌落互不接

触，可以确定菌落的密度，再通过计算可以得知原液中的活细菌数。

4.请计算：4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为个。

5.通过稀释涂布平板法统计的细菌的数目与它的实际数目相同吗？为什么？

提示不相同，统计的细菌数往往比活菌实际数目少。国为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。

6.请完善表格中稀释涂布平板法和显微镜直接计数法的比较。

项目稀释涂布平板法显微镜直接计数法

主要用具培养基等显微镜、血细胞计数板或细菌计数板等

计数依据培养基上的菌落数菌株本身

优点计数的都是活菌计数方便、操作简单

缺点操作复杂、有一定误差死菌、活菌都计数在内

r核心归纳」

1.选择培养基的类型

类型条件分离得到的菌种

改变培养条件70〜80℃的高温水生栖热菌

加入青毒素酵母菌、霉菌等真菌

添加某种化学物质

高浓度食盐金黄色葡萄球菌

特殊碳源、氮源石油是唯一碳源能消除石油污染的微生物

不加碳源自养型微生物

营养缺陷

不加氮源固氮菌

2.两种纯化方法的比较

项目平板划线法稀释涂布平板法

主要步骤接种环在固体培养基表面连续划线等比稀释操作和涂布平板操作

接种工具接种环涂布器

稀释度合适，整个平板上都可

单菌落的获得从最后划线的区域挑取

找到单菌落

①分离纯化菌种，获得单菌落；

用途分离纯化菌种，获得单菌落

②用于计数

菌落分布

都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离

共同点

纯化微生物的目的，也可用于观察菌落特征

I典题应用

1.如图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素的细菌的过程示意图。下列有关叙述错误的

是（）

①制备红棕②在选择培③筛选、纯④细菌分解尿

壤浸出液养基中培养化分解尿素索能力的鉴定

的细菌和比较

A.在配制步骤②③的培养基时，应先调pH后湿热灭菌

B.步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，以获得单菌落

C.步骤③采用稀释涂布平板法接种，并需向牛肉育蛋白陈培养基中加入尿素

D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较不同种细菌分解尿素的能力

答案C

解析步骤③筛选分解尿索的细菌的培养基中，应以尿素为唯一缸源，不能再含有其他氮源，

C错误。

2.如图是纯化微生物时采用的两种接种方法接种后培养的效果图，下列相关叙述正确的是（）

甲乙

A.图甲三个平板中所用培养液的稀释倍数相同

B,图甲、乙均适合分离微生物，但乙不适合对微生物进行计数

C.图甲、图乙所用的接种工具分别是接种环和涂布器

D.图乙每次划线应从同•起点开始以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落

答案B

解析根据图甲中三个平板的菌落密度可知，三个平板由所用培养液的稀释倍数不同，A错

误；图甲、乙中若均为选捏培维基，均可用于分离微生物，图乙是平板划线法接种后的结果，

不适合对微生物进行计数，B正确；稀释涂布平板法接种使用涂布器，平板划线法接种使用

接种环，C错误；图乙每次划线应从上一次划线的末端开始，以便使聚集的菌种逐步稀释获

得单菌落，D错误。

二、探究•实践——土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

教材梳理

1.实验设计

(1)土壤取样

①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。

②取样部位：距地表约之盘nt的土壤层。

(2)样品的稀释

测定土壤中细菌的数量，一般选用1X10』、1X1。5和1X倍稀释的稀释液进行平板培养,

当第一次做这个实验时可以将稀释的范围放宽一点。

(3)微生物的培养与观察

①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养温度和培养时间。细菌•般在30〜37℃的

温度下培养匕2d“

②观察

a.观察方法：每隔星h统计•次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可

以防止因培养时间不足而遗漏部分菌落。

b.记录菌落的特征：包括菌落的形状、大小和颜色等。

2.操作提示

(1)无菌操作：取土样的用具在使用前都需要因菌。

⑵做好标记：木实验使用的平板和试管较多，为了避免汜淆，最好在使用前做好标记。例如，

在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。

(3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时

有条不紊。

【判断正误】

(1)测定不同微生物数量时，接种的土壤稀释液的稀释度用同()

(2)利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数()

(3)菌落特征是鉴别菌种的重要依据()

答案（1）X（2）X（3）7

解析（1）土壤中各种微生物的数量不同，因此分离不同的微生物要采用不同的稀释度。（2）

当两个或多个菌落连在一届时，只能观察计为一个菌落，因此利用稀释涂布平板法统廿的菌

落数目往往比活菌的实际数目少。

核心探讨

任务二：土壤中分解尿素的细菌的分离、计数与鉴定

i.测定土壤中细菌的总量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？

提示不相同：因为土壤中能分解尿素的细菌的数量比翅菌的总量要少。

2.甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为1（卜

的培养基中，得到以下两种统计结果。

（1）甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230,该同学的统计结果不可靠（了

“可靠”或“不可舞”）。若不可舞，应如何改进？

提示为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布3个平板，

统计结果后计算平均值。

⑵乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256,该同学将21舍

去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理丕合理（填“合理”或“不合理”）。微生物计

数时，如果实验中出现重:复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素,

从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。

3.尝试完成卜.表中对微生物的分离与计数实验结果的分析。

目的现象结论

是否有杂菌污染对照组的培养基中无菌落生长未被杂菌污染

的判断培养物中菌落形态多样，菌落数端高培养物中混入其他杂菌

选择培养基是否牛肉膏蛋白陈培养基上的菌落数目太王

选择培养基具有筛选作用

起筛选作用选择培养基上的数目

4.利用尿素作为唯一氮源的培养基分离出的微生物都是能分解尿素的微生物吗？并说明理由。

提示不一定；因为有些微生物可以利用能分解尿素的细菌的代谢物进行生长繁殖。

5.细菌合成的服酶将尿素分解为氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，因此可以通过检

测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应，进而判断该菌是否为尿素分解菌。依据

以上原理，如何对分离得到的微牛.物是否是分解尿素的细菌作进一步鉴定？

提示在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，接种并培养初步筛选的菌种，若菌

落周围出现仃色环带,则可说明该菌种能够分解尿素。

「核心归纳」选择培养基与鉴别培养基

项目选择培养基鉴别培养基

特殊成分加入某种化学物质加入某种指示剂或化学药品

抑制或阻止其他微生物生长，促进与微生物的代谢物或培养基中的成分发

目的

目的微生物生长生特定反应

用途培养、分离出特定微生物鉴别不同的微生物

培养酵母菌和毒菌，可在培养基中

可用伊红一亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用

加入青霉素，抑制细菌生长；用以

举例水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，菌

尿素作为唯一氮源的培养基来培养

落呈深紫色，并有金属光泽）

尿素分解菌

I典题应用

3.下列关于“」一壤中分解尿素的细菌的分离与“数”实验操作的叙述，不正确的是（）

A.利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度

B.若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置未接种的牛肉符蛋白陈培养基作为

对照

C.该实验应采用稀释涂布平板法

D.用以尿素为唯•氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来涪养该细菌后不会使酚红指示剂变红

答案B

解析利用稀释涂布平板法估算菌落数目的关键是有恰当的稀释度，若稀释倍数太低、菌落

太多，会连在一起，稀释倍数太高，平板上菌落数目过少，都不宜进行计数，A正确：若要

判断选择培养基是否起到了选择作用，需设直接种在没有选择作用的细菌通用的牛肉青蛋白

陈培养基上培养作为对照，B错误；分解尿素的细菌能合成腺酶，将尿素分解产生氮，使培

养基的碱性增强，用以尿索为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来培养该细菌，能维持

pH稳定，不会使酚红指示剂变红，D正确。

4.（2023・沏北黄石高二期天）在做“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验时，甲同学

从对应稀糅倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约5Q个菌

落。下列有关叙述错误的是（）

A.甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同，也可能是操作过程出了问题

B.将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，可以证明培养基是

否受到污染

C.让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，如果结果与甲同学一致，则可以证明甲同

学无误

D.B、C选项的实验思路都遵循了实验的对照原则

答案D

解析B选项的实脸思路遵循了实脸的对照原则，C选项的实脸思路遵循了实验的重复原则,

D错误。

■网络构建

分离筛选有利于目的菌生长,

微生物的兴抑制或阻止其他微

原理条件生物生长

选择培微生物

养基的选择稀释涂布平板法

培养和

稀释涂布出微镜宜接计数法

计数

平板法-实验设计

土壤中分-操壮提示

解尿素的

■•结鼠分析与评价

细菌的分

离与计数-进」步探究

课时对点练

对点训练

题组一选择培养基和微生物的选择培养

1.（2023・四川成都高二月考）某些土壤细菌可将尿素分解成CO?和N%供植物吸收和利用。

以下说法错误的是（）

A.土壤中的细菌之所以能分解尿素•，是因为它们能合成赧的

B.能分解尿素的细菌也能以尿素的分解产物CO2作为修源

C.为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时应选择尿素作为唯一氮源

D.筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2P04的作用是提供无机盐和维持pH

答案B

解析能分解尿素的细菌是一种分解者，属于异养型生物，不能以尿素的分解产物CO?作为

碳源，B错误。

2.平板划线法和稀释涂布平板法是接种微生物的两种常用方法，下列叙述正确的是（）

A.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往多于实际的活菌数

B.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面

C.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基中进行培养

D.与平板划线法相比，稀释涂布平板法形成单菌落的效果更好

答案D

解析由于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，所以利用稀释涂布

平板法获得的菌落数往往少于实际的活菌数，A错误；立板划线法不需要稀释菌液，是将菌

液通过接种环连续划在固体培恭基表面，B错误：稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂

布到固体培养基中进行培恭，C错误。

3.油烟污染由多种有害物质组成，不易降解。某同学从长期受到油烟污染的环境中分离出油

烟降解菌，其筛选分离过程如图所示。下列叙述正确的是（）

无碳培养基+油烟污染物

A.图中①〜③的过程为楞度稀释

B.在培养基中加入油烟污染物，其作用是为微生物提供碳源和能源

C.④使用的是固体培养基，需加入琼脂作为微生物生长繁殖的营养物质

D.过程④可采用稀释涂布平板法或平板划线法分离菌种并进行计数

答案B

解析图中①〜③的过程中加入油烟污染物作为唯一碳源，能够初步筛选出能分解油烟的微

生物，故该过程称为选择培养，A错误；配制固体培养基时加入琼脂，其作用是作为凝固剂，

而不是为微生物生长提供碳源，C错误；分离菌种常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布

平板法，但对活菌进行计数时常用稀释涂布平板法而不能用平板划线法，D错误。

4.（2023•黑龙江哈尔滨高二期中）原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烧。土壤中有些细菌

可以利用原油中的多环芳煌为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌

株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确的是（）

A.应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用

B.配制以多环芳煌为唯一碳源的选择培养基

C.将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上

D.在选择培养基上能形成分解圈的即为所需菌种

答案C

解析若将土壤稀释液进行灭菌，则不能筛选出能高效降解原油的菌株，C错误。

5.如图为选育高产p•胡萝卜素的布拉霉菌的过程。随上胡萝卜素含量增加，菌体颜色从黄

色加深至橙红色。未突变菌不能在含有隹紫罗酮的培养基上生长。卜.列有关叙述错误的是（）

胡要

紫

外

素

卜

萃

线

取

鉴

的

照

定

射

A.过程①属于诱变育种

B.过程②口」采用平板划线法接种

C.过程③应选择黄色菌株进行富集培养

D.培养基中添加B-紫罗酮起选择作用

答案C

解析过程①表示利用紫外线诱导基因突变，故过程①属于诱变育种，A正确；过程②可采

用平板划线法或稀释涂布平板法接种，B正确；菌体随p-胡萝卜素含量增加从黄色加深至楂

红色，所以进行过程③时，应选取橙红色的菌落接种至液体培养基进行富集培养，C错误；

结合题意“未突变菌不能在含有紫罗酮的培养基上生长”可知，只有突变菌株可以在添加

了一定浓度的P-紫罗酮的涪养基上生长菌落，因此该培卷基具有选择功能，D正确。

题组二微生物的数量测定

6.（2023•江苏无锡高二质检）养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种物质可由硝

化细菌吸收利用。在“养殖池底泥中硝化细菌的分离和计数”实验中，下列说法正确的是（）

A.需要配制添加一定浓度钱盐的牛肉者蛋白豚培养基，以筛选硝化细菌

B.应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行

C.采用平板划线法进行分离和计数时，还需与未接种的空白培养基同时培养

D.若空白对照组上长出了菌落，需要在实验组数据的基础上减去空白对照组的菌落数

答案B

解析要分离硝化细菌，应该用以镁盐为唯一泉源的培养基，培养基中不能加入牛肉受蛋白

陈，A错误；平板划线法不能用于菌落计数，C错误；若空白对照组上长出了菌落，则说明

培养基被污染了，实验数据无效，需重新实脸，D错误。

7.下列有关稀释涂布平板法计数和显微镜直接计数法的叙述，不正确的是（）

A.利用血细胞计数板计数属于显微镜直接计数法，其缺:点是不能区分死菌与活菌

B.两种计数方法，其统计值与实际值相比，均有差异，但产生差异的原因不同

C.两种计数方法均能在计数的同时观察到所研究微生物的形态特征

D.当菌落数目稳定时，一般选取菌落数在30〜300的且差异不大的平板进行计数

答案C

解析显微镜直接计数法无法区分死菌和活菌，A正确：稀释涂布平板法计数时，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，故而统计值比实际值小；显微锐直接

计数法计数时不能区分死南和活菌，故测定的微生物数量往往大于实际的活苗数，因此两种

计数方法其统计值与实际值相比，均有差异，但产生差异的原因不同，B正确；稀释涂布平

板法观察到的是菌落的形态特征，而不是微生物的形态特征，显微镜直接计数法观察到的是

微生物的形态特征，C错误。

8.某研究小组为了探究覆盖保鲜膜对西瓜表面微生物的种类和数量的影响，他们将覆盖保鲜

膜保存了三天的西瓜的瓜辄制备成浸出液，再将浸出液接种到培养基平板上进行观察。下列

说法正确的是（）

A.应用液体培养基接种浸出液进行培养

B.应采用平板划线法对浸出液进行计数

C.每组至少设置一个平板，确保实验结果的准确性

D.只需要设置未接种瓜瓢浸出液的空白平板作对照

答案C

解析要探究微生物种类品数量的变化，应采用固体培养基，用稀释涂布平板法进行接种，

液体培养基无法观察到菌落，不便区分微生物种类，平板划线法不能对微生物进行计数，A、

B错误；每组至少设置三个平板，避免偶然性，确保实验结果的准确性，C正确；对照组还

需要设矍接种没有覆盖保鲜膜的西瓜的瓜融浸出液的平板，D错误。

综合强化

9.（2021•山东，14）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪

酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇

溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是（）

A.甲菌属于解脂菌

B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源

C.可将两种菌分别接种在同•平板的不同区域进行对比

D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力

答案B

解析根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲菌可以分泌脂肪酶将脂肪分解成

甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青鼓脂平板变为深蓝色，闵北甲菌属于解脂菌，A正确；乙

菌落周围没有出现深蓝色，说明乙菌落不能产生脂肪酶，不能利用脂肪为其供能，但乙菌落

也可以在培养基上生存，说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源，B错误；可将两种菌分别接

种在同一平板的不同区域进行对比，更加直观，C正确：可以利用该平板来比较解脂菌分泌

脂肪酶的能力，观察指标可以是菌落周围深蓝色圈的大，:、，D正确。

10.（2023•河北衡水高二期中）精氨酸依赖型菌株不能在缺少精且酸的培养基上正常生长，但

可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并

进行筛选的过程示意图。下列相关叙述不正确的是（）

紫外线

野生型菌液甲

A.野生型菌液的培养皿中不会出现菌落

B.乙培养基与甲相比可能缺少了精氨酸

C.紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生可遗传变异

D.乙中的菌落A为鸟氨酸发酵的优良菌种

答案D

解析由图观察可知，乙中的菌落A是野生型菌种，菌落B为精氨酸依赖型菌林，B可作为

鸟氨酸发酵的优良菌种，D错误。

11.图甲所示是稀释涂布平板法中的部分操作，图乙所示是平板划线法的操作结果。下列相

关叙述不正确的是（）

甲乙

A.图甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能涂布菌液

B.对于浓度较高的菌液，若图甲中的最高稀释倍数仅为IO?,则所得到的菌落不一定是由单

一的细胞繁殖而成的

C.图乙所示培养皿中每个划线区域都可得到符合要求的菌落

D.图乙中连续划线的起点是上一次划线的末端（除第一次划线外）

答案C

解析平板划线法中多次划线的目的是降低菌种浓度，经过连续划线才有可能得到由单一的

细胞繁殖而成的菌落，这种菌落才符合要求，C错误。

12.（2022・上海长宁区高二阶段练习）筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段，下歹J有关

技术中不能筛选成功的是（）

A.在全营养的LB培养基（普通培养基）中，筛选大肠杆菌

B.在尿素固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物

C.用以纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物

D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体的微生物

答案A

解析在全营养的LB培养基（普通培养基）中，几乎所有细菌都能生长，不能筛选大肠杆菌，

A符合题意；在尿索固体培养基中，只有能分解尿素的微生物才能生长，不能分解尿素的微

生物因缺乏氮源不能生长，能够筛选分解尿素的微生物，B不符合题意：在以纤维素为唯一

碳源的培养基中，只有能分解纤维素的微生物才能生长，不能分解纤维素的微生物因缺乏碳

源不能生长，能够筛选分解纤维素的微生物，C不符合题意；在培养基中加入不同浓度的氯

化钠，只有抗盐的微生物才能生长，故可用于筛选抗盐突变体的微生物，D不符合题意。

13.某生物兴趣小组试图探究山羊瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以卜.实验，

并成功筛选到能降解尿素的细菌（目的菌）。实验步骤如图所示。请回答下列问题：

瘤胄中液体

QI

uQ

K产

E•

t-uaU

倍

为

的

.一

匿

00

含尿素培养基

稀释倍数103104105106107

菌落数5003672483618

⑴该实验中所用培养基在成分上的特殊要求是;培养基中的

KH2PO4和Na2HPO4的作用有。

（2）实验中采用的分离纯化细菌的方法是,

实验过程中，除了需将接种后的平板放在适宜的环境中培养一段时间后观察，还需要设置在

相同条件下培养的，作为对照实验，其目的是

（3）为了计数细菌，将取自瘤胃中的液体进行稀释，接种在培养基上，放置在37C恒温培养

箱中培养24〜48h,统计菌落数，结果如上表。其中倍的稀释倍数比较适合计数。

有同学认为，该计数方法统计的细菌数目会比实际数目，他的理由是

答案（1）以尿素为唯一氮源为细菌生长提供无机盐、作为缓冲液维持培养液的pH（2）稀

释涂布平板法未接种的空白培养基检测培养基是否被污染（3）105或10（）偏小当两

个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落

14.（2023•天津河西区高二期末）某种在田间广泛使用的除草齐IJ（含氮有机化合物）在土壤中不

易降解，长期使用会污染土壤。为修及被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能有效降

解该除草剂的细菌（已知该除草剂在水中溶解度一定，该除草剂的培养基不透明，培养皿中会

残留少量无菌空气）。回答下列问题;

无透明

小（带菌落

（费"・透明

带菌落

草剂的B.培养基表C.第2次及其D.培养基

土壤面连续划线以后划线总是培养

A.制备土从上次划线末

壤浸出液端开始

（1）制备十壤浸出液时,为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行处理。

(2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离Fl的菌，从物理性质、营养成分的角度要求上述培养

基具备的特点是o若需要调节培养基pH,应在灭菌

(填“前”或“后”)进行。对培养基进行灭菌，常采用法。

(3)图中形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源可能是,有透明带菌落利

用的氮源主要是,据此可筛选出目的直。

(4)若对活菌进行计数，常用的接种方法为。为了测定微生物的数量，

一位同学在4个平板培养基上分别接种稀释倍数为106的土壤样液o」mL,培养后菌落数目

分别为155、160、176、149,则每亳升原土壤样液中上述微生物数量为个。

答案(1)稀释(2)以除草剂为唯一氮源的固体培养基前湿热灭菌(3)N2该除草剂

(4)稀释涂布平板法1.6X109

解析(3)根据题中信息“该除草剂的培养基不透明”，则可知无透明带菌落利用的鼠源并不

是除草剂，而是空气中的N2,有透明带菌落利用的氮源为该除草剂。(4)接种微生物常用平板

划线法和稀释涂布平板法，其中稀释涂布平板法还可用亍对微生物进行计数。在4个平板培

养基上分别接种锦释倍数为106的土堞样液04mL,培养后菌落数目分别为155、［60、176、

149,则每毫升原土壤样液中上述微生物数量为(155+160+176+149);4X).1X106=i6X

10北个)。

第3节发酵工程及其应用

［学习目标］1.掌握发酵工程的基木环节.2.理解发酵工程在农业.食品工业，医药工业及其

他工业生产上有重要的应用价值。

教材梳理

I.发酵工程的基本环节

结合菌种的-菌种的三个来源：从

配制

代谢特点配呼2自然界中筛选；透变

培养基

制培养基毕Wfi；基因工程育种

避免因杂菌污扩大快速增加

染而影响产品灭菌培养菌种数量:

品质和产量

接种现代发醉工程能时发醉过程中的

温度、”【、溶解班、罐压、通气

量、搅拌、泡沫和营养等进行监

泅和控制,还可以进行反馈控制;

殛一在发醉过程中，要随时检测培养

液中的微生物数比产物浓度等.

还要及时添加必需的营养组分，

要严格控制温度、PH和溶解氧等

发醉条件

分离、提一微生物细胞：采用过速、沉淀等

纯产物方法将菌体分离和卜燥

代谢物：根据产物的性质采取适

获辅声品］当的提取、分离和纯化措施来获

得产品

2.发酵罐

电动机

排气管

培养物或营养

物质的力II入口一

观察孔-一

取样管宫-

一冷却水排出口

——冷却夹层

—发醉液

温度传感器•

一搅拌叶轮

和控制装置一

4"生物传感器

冷却水一=AJ装置

进入口七

阀门

放料管

发酵罐示意图

3.发酵工程的应用

(I)在食品工业上的应用

①生产传统的发酵产品

a.以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霍菌生产酱油,

b.以谷物或水果等为原料,利用酿酒酵母发酵生产各种酒类。

②生产各种各样的食品添加剂

食品添加剂不仅可以增加食品的食笠，改善食品的口味、色泽和品质，有时还可以延长食品

的保存期。

a.柠檬酸可以通过黑曲鲤的发酵制得。

b.由谷氨酸棒状杆菌发酵可以得到谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理就能制成味精。

③生产酶制剂

常用酶制剂有(x・淀粉的、0■淀粉酶、果胶前、氨基肽酶和脂肪酶等。目前，已有50多种酶制

剂成功用于食品的直接生产、改进生产工艺、简化生产过程、改善产品的品质和口味、延长

食品储存期和提高产品产量等方面。

⑵在医药工业上的应用

①发酵工程可以生产抗生素、氨基酸、激素和免疫调节剂等。

②基因工程、蛋亘质工程等的广泛应用给发酵工程制药领域的发展注入了强劲动力。

③应用实例

a.生长激素释放抑制激素最初从诩中提取，远远不能满足需要，利用经过基因改造的微生

物进行发酵生产，产量大幅提升，价格降为原来的几百分之一。

b.将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌,再通过发酵t产乙型肝炎疫苗。

c.未来甚至还可能用微生物来生产过去只能从植物中分离亮取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。

(3)在农牧业上的应用

①生产微生物肥料

a.作用：利用微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力,改良土

壤结构,促进植株生长。有的微生物肥料还可以抑制土壤中病原遨生物的生长，从而减少病

害的发生。

b.类型：常见的有根瘤菌肥和固氮菌肥等。

②生产微生物农药

a.原理：微生物农药利用微生物或其代遗物来防治病虫害。

b.实例：苏云金杆菌可以用来防治组多种农林虫害；利用白僵菌可以防治玉米螟、松毛虫

等虫害；一种放线菌产生的抗生素——井冈霉素可以用于防治水稻枯纹病。

③生产微生物饲料

a.单细胞蛋白：以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量

的微生物菌体。

b.在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜,动物食用后还能提高免疫力。

(4)在其他方面的应用

①利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质。

②极端微生物的利用，如嗜热菌、喷盐菌可以用来生产洗涤剂，喳低遢菌有助于提高热敏性

产品的产量。

【判断正误】

(1)发酵工程的中心环节是对微生物细胞本身或其代谢物进行分离、提纯()

(2)谷氨酸的发酵生产在酸性条件下容易形成谷氮酰胺和“一乙酰谷氮酰胺()

(3)现代发酵工程中所用的菌种大多是复合菌种以提高生产效率()

(4)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，但废弃物对环境污染很大，不易处理()

(5)生产柠檬酸需要筛选产酸量高的乳酸菌()

答案(1)X(2)J(3)X(4)X(5)X

解析(1)发酵罐内发酵是发酵工程的中心环节。(3)发酵工程中所用的菌种大多是单一苗种。

(4)发酵工程生产条件温和、原料来源丰富，且废弃物对环境污染小，容易处理。(5)生产柠檬

酸需要筛选产酸量高的黑曲霉，而不是乳酸菌。

|—核心探讨

任务：发酵工程基本环节分析及应用

1.微生物菌种资源丰富，选择发酵工程用的菌种时需要考虑的因素：能在低成本的培养基上

生长，且大量高效地合成产物；发酵条件如温度、出、溶解氧等易控制;遗传性能稳定；抗

噬菌体及杂菌污染能力强等。

2.怎样对发酵条件进行调控以满足微生物的生长需要？

提示在发薛过程中，要随时取样检测培养液中的微生物数目、产物浓度等，以了解发酵进

程。及时添加必需的营养组分，以满足菌种的营养需要。同时，要严格控制温度、pH和溶解

氧等发酵条件。

3.在产物分离和提纯方面，发酵工程与传统发酵技术相比有哪些改进之处？

提示传统发醉技术获得的产物一般不是单一组分，而是成分复杂的混合物，很多时候不会

再对产物进行分离和提纯欠理。在发酵工程中，如果发麻产品是微生物细胞本身，可在发酵

结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体从发酵液中分离出来。如果产品是代谢物，可采用

蒸偏、萃取、离子交换等方法进行提取。

4.在进行发酵生产时，排出的气体和废弃培养液等能直接排放到外界环境中吗？为什么？

提示不能；因为发酵过程可能产生一些有害物质，会污染环境。

5.与传统的手工发酵相比，在啤酒的工厂化生产中，哪些工程手段使啤酒的产量和质量明显

提高?

提示菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制、产品的消毒等，都有助于提高啤酒

的产量和品质。

典题应用

1.(2023•安徽安庆高二期末)发酹工程在工业生产上得到广泛应用，其生产流程如图所示。结合

赖氨酸或谷氨酸的生产实际，下列说法不正确的是()

从自接赖氨

【:程

然界基因扩大种酸或

分离培养一谷氨

「.程

细胞菌种

菌种灭酸

①