2026《金版教程》高考复习方案生物创新多选版-小单元1 第32讲　微生物的培养技术及应用

小单元1发酵工程第32讲微生物的培养技术及应用1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。3.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。4.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。5.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。6.酵母菌的纯培养。7.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。1．(2023·河北高考)为筛选能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，下列相关实验设计错误的是()A．从酸奶和泡菜中采样分离乳酸菌B．平板倒置培养为筛选乳酸菌创造无氧环境C．对目的菌株进行胆固醇降解能力的测定D．检测目的菌株对消化道环境的耐受力答案：B解析：酸奶和泡菜都是利用乳酸菌的发酵原理制作的，内含大量乳酸菌，可从中采样分离获得乳酸菌，A正确；平板倒置的目的是防止皿盖中的冷凝水落入培养基，冲散菌落，造成污染，B错误；实验的目的是筛选获得能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，故需对目的菌株进行消化道环境耐受力的检测和胆固醇降解能力的测定，C、D正确。2．(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①②③④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1.0g某土壤样品，转入99mL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0.1mL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________________________________________________。答案：(1)④(2)等比稀释4.6×105(或460000)(3)诱变脂肪较大(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，净化效果好解析：(2)利用稀释涂布平板法统计活菌数目时，需要将制备的菌悬液进行等比稀释，以获得细胞密度不同的菌悬液，一般来说，菌落数为30～300的平板最适于计数。0.1mL菌悬液中含有46个酵母菌落，则1mL菌悬液中含有460个酵母菌落；1.0g土壤样品首先稀释100倍，然后稀释10倍，共稀释了1000倍，因此该样本中每克土壤约含酵母菌460×1000＝4.6×105(个)。(3)采用射线辐照引起酵母菌基因突变，此种方法属于诱变育种。检查诱变酵母菌产脂肪酶的能力，需要把酵母菌接种到以脂肪为唯一碳源的培养基上，按照产生菌落直径大小进行初步筛选，直径大的说明产酶能力强，利用的脂肪(碳源)多，直径小的说明产酶能力弱，利用的脂肪(碳源)少。(4)通过分析题图可知，相同时间内，菌株B细胞密度大，说明该菌株增殖速度快，单细胞蛋白产量高；相同时间内，菌株B利用的脂肪多，脂肪剩余量少，说明该菌株降解脂肪的能力强，净化效果好。考点一微生物的基本培养技术1．培养基的配制(1)培养基的概念：人们按照微生物对eq\x(\s\up1(01))营养物质的不同需求，配制出的供其eq\x(\s\up1(02))生长繁殖的营养基质。(2)培养基的作用：用以培养、eq\x(\s\up1(03))分离、eq\x(\s\up1(04))鉴定、保存微生物或积累其代谢物。(3)培养基的分类划分标准种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产、扩大培养半固体培养基加凝固剂如eq\x(\s\up1(05))琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种用途选择培养基eq\x(\s\up1(06))允许特定种类的微生物生长，同时eq\x(\s\up1(07))抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基培养、分离出特定微生物鉴别培养基在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用以鉴别不同种类微生物鉴别不同种类微生物(4)培养基的成分①一般都含有eq\x(\s\up1(08))水、eq\x(\s\up1(09))碳源、eq\x(\s\up1(10))氮源和无机盐等。②需要满足微生物生长对eq\x(\s\up1(11))pH、特殊营养物质以及eq\x(\s\up1(12))O2的需求，举例见表。微生物对培养基的需求乳酸杆菌需要添加eq\x(\s\up1(13))维生素霉菌一般需要将培养基调至eq\x(\s\up1(14))酸性细菌一般需要将培养基调至eq\x(\s\up1(15))中性或弱碱性厌氧微生物需要提供eq\x(\s\up1(16))无氧的条件2.无菌技术(1)概念：在培养微生物的操作中，所有eq\x(\s\up1(17))防止杂菌污染的方法。(2)包括：消毒和灭菌①概念及方法3．微生物的纯培养(1)概念辨析(2)常用接种方法：eq\x(\s\up1(24))平板划线法和稀释涂布平板法。(3)酵母菌纯培养步骤(4)平板划线操作流程[注意事项](1)灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。(2)第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(3)划线时最后一次划线不要与第一次划线相连。(4)划线时用力大小要适当，避免用力过大将培养基划破。(5)操作第一步即取菌种之前以及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的不同：[例1]如表为培养某种微生物的培养基配方，下列相关叙述错误的是()成分NaNO3K2HPO4KClMgSO4·7H2O含量3g1g0.5g0.5g成分FeSO4(CH2O)H2O青霉素含量0.01g30g1L0.1万单位A.依物理性质划分，该培养基属于液体培养基B．由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型，培养的微生物可以是酵母菌C．培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3D．若用该培养基培养纤维素分解菌，则应除去(CH2O)，再添加纤维素答案：D解析：由培养基配方可知，该培养基中不含凝固剂，故依物理性质划分，该培养基属于液体培养基，A正确；由培养基的原料可知，(CH2O)属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是异养型，酵母菌是异养型微生物，B正确；碳源是指能为微生物提供碳元素的物质，氮源是指能为微生物提供氮元素的物质，结合培养基配方可知，培养基中的唯一碳源是(CH2O)，唯一氮源是NaNO3，C正确；该培养基中含有青霉素，细菌对青霉素敏感，青霉素会抑制细菌的生长，因此若用该培养基培养纤维素分解菌，应除去(CH2O)和青霉素，再添加纤维素，D错误。[例2](2022·湖北，5)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。下列叙述正确的是()A．动、植物细胞DNA的提取必须在无菌条件下进行B．微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染C．为防止蛋白质变性，不能用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌D．可用高压蒸汽灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌答案：D解析：环境中的微生物对动、植物细胞DNA提取的材料研磨、过滤等操作无影响，故不需要在无菌条件下进行，A错误；抗生素能够杀死细菌，动物细胞培养基中添加一定量的抗生素可防止污染，但微生物如细菌的培养基中不能添加抗生素，B错误；高温变性的蛋白质仍可作为微生物的氮源，可以用高压蒸汽灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌，C错误。[例3](多选)某研究小组用马铃薯琼脂培养基对新酿米酒中的酵母菌进行初步分离，结果如图所示，下列叙述正确的是()A．图a中下一次划线总是从上一次划线的首端开始B．配制马铃薯琼脂培养基时，其pH需要调节到酸性C．浸泡在酒精中消毒的涂布器使用前需要在火焰上灼烧D．图a、图b的方法都可以实现对酵母菌的分离和计数答案：BC解析：图a的接种方法为平板划线法，下一次划线总是从上一次划线的末端开始，起到逐步稀释菌种的目的，A错误；配制马铃薯琼脂培养基用于培养酵母菌时，培养基为酸性，B正确；涂布器需要酒精浸泡再放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，以防止杂菌污染，C正确；图a(平板划线法)、图b(稀释涂布平板法)的方法都可以实现对酵母菌的分离，但平板划线法不能用于计数，D错误。[例4]某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的固体培养基上轻轻按一下，然后用肥皂将该手洗干净，再将5个手指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列相关叙述错误的是()A．这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有培养皿和培养基等B．“将手指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的接种C．从实验结果来看，肥皂洗手不能彻底清除手上的微生物D．培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸、糖类等物质所必需的答案：D[例5](多选)黑曲霉是一种丝状真菌，是重要的发酵工业菌种，其代谢产物广泛应用于食品加工等领域。黑曲霉的PDA液体产酶培养基组成为麸皮、豆粉饼、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、KH2PO4，培养时需要通气振荡。下列说法错误的是()A．黑曲霉的代谢类型为自养需氧型B．上述培养基需要灭菌后将pH调至酸性C．豆粉饼可提供黑曲霉生长所需的碳源和氮源D．工业化生产时，黑曲霉接种前一般要进行扩大化培养答案：AB解析：培养黑曲霉菌需要添加有机碳源且需要通气振荡，因此该菌的代谢类型为异养需氧型，A错误；调节pH应该在灭菌之前进行，B错误；豆粉饼中含有蛋白质、糖类等，可提供黑曲霉生长所需的碳源和氮源，C正确；工业化生产时需大量的微生物，因此黑曲霉接种前一般要进行扩大化培养，增加菌种的数量，D正确。考点二微生物的选择培养和计数1．选择培养基2．稀释涂布平板法(1)系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。操作步骤：(2)涂布平板操作步骤(3)培养：待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～37℃的恒温培养箱中培养1～2d。[归纳总结]纯化微生物的两种主要方法的比较主要方法平板划线法稀释涂布平板法纯化原理通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面将菌液进行梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞主要步骤划线操作梯度稀释操作和涂布平板操作接种工具接种环涂布器平板示意图优点可以观察菌落特征，对混合菌进行分离可以分离微生物、计数，可以观察菌落特征缺点不能计数操作复杂，需要涂布多个平板共同点都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单菌落；都可用于观察菌落特征3．微生物的数量测定(1)利用稀释涂布平板法计数通过将菌液进行一系列梯度稀释并涂布到平板上，使每个细胞单独形成菌落，从而计算出原始菌液中的微生物数量。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活菌。②计数标准：为了保证结果准确，一般选择菌落数在eq\x(\s\up1(09))30～300、适于计数的平板计数，并且在同一稀释度下，应至少对eq\x(\s\up1(10))3个平板进行重复计数，然后求出平均值。增强实验的说服力与准确性。③缺点：用此种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目eq\x(\s\up1(11))少，这是因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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。(2)显微镜直接计数4．实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)实验原理①分离：利用eq\x(\s\up1(12))选择培养基(以eq\x(\s\up1(13))尿素为唯一氮源的培养基)，通过eq\x(\s\up1(14))稀释涂布平板法或平板划线法等方法，从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。②计数：采用eq\x(\s\up1(15))稀释涂布平板法，将分离得到的细菌进行eq\x(\s\up1(16))梯度稀释并涂布到平板上，通过计算菌落数来估算土壤中分解尿素细菌的数量。(2)操作步骤(3)实验结果分析与评价1．信息获取与加工[例1]橄榄油的主要成分是甘油三酯。研究者利用“橄榄油平板透明圈法”筛选获得两株产脂肪酶的菌株X和Y，检测结果如表。下列相关叙述不正确的是()酶活性(U·mL－1)透明圈空白—菌株X6.9菌株Y7.7A.可将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选B．培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源C．图中透明圈大小仅与酶活性的大小成正比D．以上两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外答案：C解析：可利用稀释涂布平板法将样液梯度稀释后涂布于平板进行筛选，A正确；橄榄油的主要成分是甘油三酯，要筛选产脂肪酶的菌株X和Y，则培养基中的橄榄油提供微生物生长的碳源，B正确；图中透明圈大小不仅与酶活性的大小有关，也和产酶量相关，C错误；两株菌株均可将脂肪酶分泌至细胞外，对培养基中的橄榄油进行分解，D正确。2．模型建构[例2](多选)野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，下图为纯化某氨基酸营养缺陷型突变株的部分流程图，①②③④代表培养基，A、B、C表示操作步骤，D、E为菌落。下列叙述正确的是()A．图中①②④为基本培养基，③为完全培养基B．A操作的目的是提高突变频率，增加突变株的数量C．B的正确操作是用涂布器把菌液均匀地涂布在②表面D．经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D进行纯化培养答案：BCD解析：野生型大肠杆菌菌株能在基本培养基上生长，氨基酸营养缺陷型突变株无法合成某种氨基酸，只能在完全培养基上生长，根据题图可知，图中①②④为完全培养基，③为基本培养基，A错误；从图中可知，D在基本培养基中无法生长，在完全培养基中可生长，说明D是氨基酸营养缺陷型突变株菌落，故经C过程原位影印及培养后，可从④中挑取D菌落进行纯化培养，D正确。3．逻辑推理与论证[例3]北京冬奥会食堂让各国运动健儿爱上中国味道，其餐余垃圾在垃圾集中点采用生化＋雾化＋膜过滤技术处理后，可以达到无二次污染的标准。为筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物，提高“生化”处理的效率，研究人员将餐余垃圾机械化处理后加入装有无菌水的锥形瓶中制备餐余垃圾浸出液，然后进行如图所示操作，下列说法错误的是()A．餐余垃圾浸出液在接种前通常需要进行高压蒸汽灭菌处理B．可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上C．X培养基含有淀粉和抗生素，Y培养基是不含琼脂的液体培养基D．图中高效降解淀粉的微生物是⑤，可根据菌落特征初步判断微生物类型答案：A解析：若对餐余垃圾浸出液进行高压蒸汽灭菌会杀死菌种，导致实验失败，A错误；微生物的接种方法包括稀释涂布平板法和平板划线法，可用稀释涂布平板法将餐余垃圾浸出液接种在X培养基上，B正确；结合题意可知，本实验的目的是筛选对抗生素有抗性、高效降解淀粉的微生物，故图中X培养基以淀粉为唯一碳源，且应添加抗生素起选择作用；Y培养基是液体培养基，进行扩大培养，其中不含凝固剂琼脂，C正确；淀粉遇碘变蓝色，加入碘液后，能够分解淀粉的菌落周围出现透明圈，图中能高效降解淀粉的微生物是⑤(透明圈最大)，不同微生物形成的菌落特征不同，可根据菌落特征初步判断微生物类型，D正确。4．科学探究[例4](2022·全国甲卷，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：K2HPO4，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N0个A细菌，繁殖n代后细菌的数量是________。(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，“－”表示无透明圈)，推测该同学的实验思路是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。菌株透明圈大小平板Ⅰ平板ⅡA＋＋＋＋＋B＋＋－(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：(1)石油DNA、RNA、蛋白质(2)N0·2n(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)培养基一般都含有碳源、氮源、无机盐和水等营养物质，从组成培养基的物质所含化学元素可知，只有石油含有碳元素。生物大分子DNA、RNA、蛋白质都含有N元素，故氮源在菌体内可以参与合成这些物质。(3)由表格分析可知，实验的结果是：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，推测该同学的思路即可。(4)由表格分析可知，在平板Ⅰ上，A菌株降解石油的能力大于B菌株，在平板Ⅱ(无氮源的培养基)上，A菌株仍然能降解石油，而B菌株不能降解石油，所以要治理贫氮且被石油污染的土壤，应该选用A菌株。选择培养基四种常见制备方法或实例5．长句表达[例5](2023·北京，16)自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供__________和维生素等。(2)A菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊(如图)，表明______________________________________。(3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样________后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A菌的菌落周围会出现________。采用这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P菌。(4)为探究P菌溶解破坏A菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证。主要实验材料和设备：P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。答案：(1)碳源、氮源(2)A菌通过增殖长成菌落均匀分布在培养基表面(3)稀释抑菌圈(4)假设P菌通过分泌溶菌物质破坏A菌。解析：(1)蛋白胨可以为细菌生长提供碳源、氮源和维生素等物质。(2)固体培养基接种A菌后，A菌增殖长成菌落，使培养基表面变浑浊。(3)分离具有溶菌作用的细菌可采用稀释涂布平板法，接种之前要先将湖泊水样稀释，使细菌分开，接种后才能长成单菌落便于分离。能溶解A菌的菌落周围会生成抑菌圈。(4)可用离心机将含P菌的菌液离心，若P菌能分泌溶菌物质，溶菌物质应在上清液中。用圆形滤纸小片蘸取上清液，放在接种了A菌的培养基上，若滤纸片周围出现抑菌圈，说明假设成立。[例6]土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态(如磷酸钙等难溶态，在水中呈白色沉淀)存在，溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷。(1)磷是植物生长发育的必需元素，可组成________________等化合物。(填出2种即可)(2)从土壤中筛选溶磷菌的一般步骤如下：溶磷菌的分离：依次配备浓度为10－3、10－4、10－5的土壤稀释液，分别取0.1mL均匀涂布于含难溶磷的固体培养基上培养2d。待菌落长出后挑取________的菌落，于基础培养基上采用________法进行多次纯化。溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中，对照组的培养基接入________菌悬液，5d后测定培养液中可溶性磷含量。若接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为________。选择溶磷量最大的菌种为目的菌。(3)将适量目的菌接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中培养，每天取样测定溶磷量和pH变化情况，结果见下图。①结果表明目的菌分解难溶磷的能力呈现________的趋势。②根据培养液的pH变化情况，可对目的菌的解磷原理作出的推测是________________________________________。(4)请预期该溶磷菌在农业生产方面可能的应用____________________________________。答案：(1)核酸(DNA、RNA)、ATP、磷脂、NADPH(2)具有透明溶磷圈平板划线等量灭活a－b(3)①先升高后降低②溶磷菌通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷(4)制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收解析：(1)土壤中的磷元素被植物直接吸收后，可用于组成核酸、磷脂、ATP、NADPH等化合物。(2)溶磷菌的分离：据题意，土壤中的磷大部分以磷酸钙等难溶态存在，在水中呈白色沉淀，故加入难溶磷的固体培养基浑浊不透明，而溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷，故一段时间后，可挑选平板上形成透明溶磷圈的菌落，即为筛选出的溶磷菌。纯化常用平板划线法和稀释涂布平板法，如平板划线法将挑选出的菌落于基础培养基上采用连续划线法进行多次纯化。溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中，为成功筛选到能高效溶解难溶磷的溶磷菌，对照组的培养基接入等量灭活的菌悬液，以作比较。若5d后接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为a－b。差值越大，说明菌体溶磷量越大，选择溶磷量最大的菌种为目的菌。(3)据图可知，自变量为培养时间，因变量为溶磷量和pH。②据图可知，在加入溶磷菌后溶液pH迅速降低，溶磷量开始增加，随着pH回升，溶磷量就开始降低，据此推测溶磷菌可能通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷。(4)土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态如磷酸钙等难溶态存在，而溶磷菌可将难溶态磷分解为可被植物直接利用的可溶性磷，故可将其制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收。[例7](多选)为加速我国北方冬春季秸秆原位还田的腐化过程，研究人员以冻牛粪为材料筛选出耐低温(10℃)的纤维素降解菌。刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈，据此可进行纤维素降解菌的筛选。下列相关叙述正确的是()A．选用冻牛粪为材料与其富含纤维素及含耐低温微生物有关B．初筛菌种前，要利用固体培养基在37℃条件下扩大培养目标菌种C．用于筛选的培养基是加入刚果红染料的牛肉膏蛋白胨培养基D．应选择菌落直径与周围红色透明圈直径比值小的菌落进行纯化答案：AD解析：初筛菌种前，要利用液体培养基在10℃条件下扩大培养目标菌种，B错误；用于筛选的培养基是以纤维素为唯一碳源的固体培养基，加入刚果红起到了筛选作用，C错误；由于刚果红与纤维素形成红色复合物，因此在纤维素降解菌周围会因纤维素被分解形成透明圈，菌落直径与透明圈的比值越小，该菌分解纤维素的能力越强，因此需要选择菌落直径与透明圈直径比值小的菌落进行纯化，D正确。跨章节知识联系课时作业题号12345678难度★★★★★★★★★对点培养基无菌技术微生物的选择培养及无菌技术微生物培养实验探究微生物的选择培养与计数微生物的选择培养与计数微生物培养实验探究微生物的计数题号91011121314难度★★★★★★★★★★★对点微生物的选择培养与计数空气细菌总数测定微生物的选择培养微生物的选择培养微生物培养实验探究微生物培养与计数，实验探究1．生活饮用水中大肠杆菌超标会引起肠道外感染和急性腹泻，严重时会危及生命。某研究小组利用表中的培养基对生活饮用水中的大肠杆菌进行培养和计数，下列叙述正确的是()成分蛋白胨蔗糖乳糖K2HPO4显色剂(伊红—亚甲蓝)琼脂含量10.0g5.0g2.0g2.0g0.2g12.0g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mLA.按照用途划分，该培养基属于选择培养基B．培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利C．计数时，应采用稀释涂布平板法进行接种D．配制培养基时，需要将培养基调至酸性答案：C解析：该培养基中含伊红—亚甲蓝显色剂，根据用途划分该培养基属于鉴别培养基，A错误；稀释涂布平板法进行接种可以用来计数，C正确；大肠杆菌是细菌，培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性，D错误。2．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．实验室里可用紫外线或化学药物对物体表面或空气进行消毒B．实验室里不可吃东西，离开时一定要洗手以防被微生物感染C．接种环、接种针等用具应在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌D．耐高温的和需要保持干燥的物品采用干热灭菌法灭菌答案：C3．(2023·山东，15)平板接种常用在微生物培养中。下列说法正确的是()A．不含氮源的平板不能用于微生物培养B．平板涂布时涂布器使用前必须进行消毒C．接种后未长出菌落的培养基可以直接丢弃D．利用以尿素为唯一氮源的平板能分离出合成脲酶的微生物答案：D解析：不含氮源的平板可以用于固氮微生物的培养，A错误；平板涂布时涂布器使用前必须进行灭菌，B错误；接种后未长出菌落的培养基需要灭菌后再丢弃，以防污染环境，C错误；能合成脲酶(能催化尿素分解产生NH3，NH3可作为某些细菌生长的氮源)的微生物可以以尿素为氮源，其他微生物因缺乏氮源而无法生长繁殖，D正确。4．菜籽粕含有35%～45%蛋白质，是畜禽饲料的重要原料，但其中的单宁等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48h，测定菜籽粕中单宁的含量，结果如下图。下列相关叙述错误的是()A．菜籽粕与麸皮可为微生物提供碳源和氮源B．避免发酵过程受到杂菌污染，培养基添加适量抗生素C．黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想D．对照组应为不接种微生物的固体培养基答案：B5．以纤维素为唯一碳源并加入刚果红的培养基经接种后，若微生物能分解纤维素，则会出现以菌落为中心的透明圈。科研人员从土壤中分离了五种能分解纤维素的细菌菌株，培养基中出现了因分解纤维素而产生的透明圈，操作过程如下图所示。下列叙述错误的是()A．在该实验过程中制备培养基时应先调pH再灭菌B．分解纤维素能力最强的是E菌株，应对其扩大培养C．药品称量、溶化和倒平板等操作都必须在酒精灯火焰旁进行D．若平板中平均菌落数为120个，则1g土壤中含有能分解纤维素的细菌1.2×108个答案：C解析：制备培养基时应先调pH再灭菌，A正确；分解纤维素能力最强的是E菌株，应对其扩大培养，因为E菌落外围的透明圈和E菌落直径的比例最大，B正确；药品称量、溶化是进行培养基配制的过程，培养基配制后才需要灭菌，故称量和溶化不需要无菌操作，倒平板过程需要进行无菌操作，C错误；若平板中平均菌落数为120个，图示实验所用的涂布菌液稀释了105倍，则1g土壤中含有细菌120÷0.1×105＝1.2×108个，D正确。6．开展深海微生物研究对于开发海洋资源具有重要意义。我国科考船采集了深海冷泉附近的沉积物样品，从中分离微生物，并进一步研究了其生物学特性，具体过程如图所示，图中Ⅰ～Ⅴ是操作步骤。下列相关叙述错误的是()A．培养基②与培养基①相比，需要添加琼脂B．若操作过程中以平板划线法纯化菌种，接种环的灼烧次数与划线次数相同C．若培养基①在培养过程中通入并充满N2，则此时的培养基是选择培养基D．Ⅴ过程可用稀释涂布平板法对微生物进行分离和计数答案：B解析：培养基②是固体培养基，培养基①是液体培养基，培养基②与培养基①相比，需要添加琼脂，A正确；每次划线前后均需要对接种环灼烧，接种环的灼烧次数比划线次数多一次，B错误；Ⅴ过程测定种群密度，可用稀释涂布平板法对微生物进行分离和计数，D正确。7．某兴趣小组为研究“使用公筷对餐后菜品细菌数量的影响”，将每道菜分为三盘，一盘取样冷藏，一盘使用公筷，一盘不使用公筷，实验过程如下图所示。下列叙述正确的是()A．在固体培养基X上用稀释涂布平板法进行接种B．固体培养基X对菜品中的细菌有选择作用C．根据菌落的特征可以准确判断细菌的种类D．理论上，不食用组的培养基上不会有菌落出现答案：A解析：由题图可知，该实验对菌落进行了计数，故采用的接种方法是稀释涂布平板法，A正确；固体培养基X没有做任何处理，所以对菜品中的细菌没有选择作用，B错误；在一定培养条件下，不同的微生物表现出各自稳定的菌落特征，根据菌落的形状、大小、颜色等特征，可以初步区分出不同种微生物，但不能准确判断，C错误；不食用的菜品正常情况下也有微生物存在，故不食用组的培养基上有菌落出现，D错误。8．(2025·八省联考四川)根据抗菌特性可将抗菌剂分为抑菌剂和杀菌剂，其中抑菌剂可抑制细菌生长，杀菌剂能杀死细菌。为分析抗菌剂的抗菌特性，有人将不同抗菌剂分别添加到培养的细菌悬液中，用稀释涂布平板法或显微镜直接计数法测定细菌数量，评估细菌的生长情况，变化趋势曲线如图所示(不考虑抗菌剂残留对计数的影响)，其中曲线1为仅添加无菌水的实验结果。下列叙述错误的是()A．添加抑菌剂后，通过稀释涂布平板法进行计数，统计的细菌数量会保持不变B．若添加某抗菌剂后两种方法计数结果为曲线2和3，其差异是由于死菌被计数C．曲线2代表添加抑菌剂后的细菌数量，曲线3代表添加杀菌剂后的细菌数量D．若添加某抗菌剂后两种方法统计的细菌数量均下降，推测细菌出现裂解而死亡答案：A解析：添加抑菌剂后，抑菌剂会抑制细菌的生长，细菌的正常死亡仍会发生，且通过稀释涂布平板法进行计数时会存在误差等因素，统计的细菌数量不会保持不变，A错误；稀释涂布平板法计数的是活菌，而显微镜直接计数法统计的是死菌和活菌的总数，若添加某抗菌剂后两种方法计数结果为曲线2和3，其差异是由于死菌被计数，B正确；稀释涂布平板法计数的是活菌，而显微镜直接计数法统计的是死菌和活菌的总数，若细菌裂解死亡，则死细菌无法被计数，因此若添加某抗菌剂后两种方法统计的细菌数量均下降，推测细菌出现裂解而死亡，D正确。9．在某地的农业生产中，研究人员发现了一种广泛使用的除草剂在土壤中不易被降解，且长期使用会导致土壤被污染。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下图程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂是一种含氮有机物，在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)。下列相关叙述正确的是()A．只有长期使用该除草剂的土壤中才含有能降解该除草剂的细菌B．筛选能降解该除草剂的细菌的培养基中该除草剂是唯一的氮源C．图中操作Ⅰ的接种方法为平板划线法，该方法不能用于细菌计数D．经过一段时间的培养，培养皿中应该只存在有透明圈的菌落答案：BC解析：土壤中含有能降解该除草剂的细菌，是基因突变的结果，不使用该除草剂的土壤中也可能含有降解该除草剂的细菌，A错误；筛选能降解该除草剂的细菌的培养基中该除草剂是唯一的氮源，B正确；平板划线法不能用于细菌计数，稀释涂布平板法可以，C正确；培养基上可能存在能固氮的微生物，这些微生物形成的菌落没有透明圈，D错误。10．空气细菌总数测定主要有自然沉降法和撞击法。自然沉降法是让空气中的细菌自然降至琼脂平板表面，撞击法是将一定量空气以较高的流速喷射撞击到琼脂平板上，空气中的细菌即留滞在琼脂表面。关于自然沉降法和撞击法，下列分析正确的是()A．用于检测空气中细菌总数时都需对不同方位和高度的空气进行采样B．撞击法对洁净空气中细菌总数的测定比自然沉降法更准确C．两种方法均可使用无选择性的牛肉膏蛋白胨培养基D．用两种方法取样后在琼脂平板上形成的菌落均为单菌落答案：ABC解析：由于上述两种方法都是对空气中细菌总数进行测定，在琼脂平板上形成的菌落有多种，不一定都是单菌落，D错误。11．(2021·山东等级考改编)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。下列说法正确的是()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一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：ACD解析：根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”，说明甲可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，因此甲菌属于解脂菌，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；该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力，观察指标为菌落周围深蓝色圈的大小，D正确。12．有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株通常需要经过选择培养和划线纯化等操作。回答下列问题：(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是__________________________________________________________________。(2)某同学在第一次划线前接种环灼烧后未冷却就蘸取菌液，这样操作的后果是____________________________。(3)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做下图所示实验。该实验的假设是__________________________，该实验设计是否合理？为什么？__________________。(4)将目的菌种用于环境保护实践时，还需要解决的问题有______________________________________(举出一例)。答案：(1)氮源、无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长和繁殖(2)平板上无菌落(3)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理，缺乏空白对照(4)目的菌是否能在自然环境中大量增殖；是否会产生对环境有害的代谢产物13．(2022·全国乙卷，37)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。碳源细胞干重(g/L)S产量(g/L)葡萄糖3.120.15淀粉0.010.00制糖废液2.300.18回答下列问题。(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有__________________________(答出2点即可)。(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是________；用菌株C生产S的最适碳源是________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________________(答出2点即可)等营养物质。(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是____________。(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：____________________________________________________________________