【生物】2019届一轮复习人教版微生物的培养与应用教案 16页

第49讲　微生物的培养与应用 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎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 ‎2017，全国卷Ⅰ，37T ‎2016，全国卷Ⅰ，39T ‎2016，全国卷Ⅲ，39T ‎2016，四川卷，10T ‎2015，全国卷Ⅰ，39T 微生物的分离和培养在新课标高考试卷中出现频率较高，试题主要以非选择题的形式围绕培养基的种类和功能、微生物分离的方法和原理、平板划线法和稀释涂布平板法的比较、透明圈的大小与分解能力或抗菌能力的关系等内容进行命题，试题难度一般不大 对微生物的筛选与计数的考查多以非选择题的形式与微生物的分离、培养等内容相结合进行考查 分值：12～15分 一、微生物的实验室培养 ‎1．培养基 (1)概念：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__。‎ (2)成分 (3)分类 ‎2．无菌技术 (1)含义：指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。‎ (2)关键：__防止外来杂菌的入侵__。‎ ‎3．纯化大肠杆菌以及菌种的保藏 (1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤：计算→称量→溶化→__灭菌__→__倒平板__。‎ (2)纯化大肠杆菌 ‎①原理：在培养基上将细菌稀释或分散成__单个细胞__，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。‎ ‎②方法：__平板划线法__、__稀释涂布平板法__。‎ (3)菌种的保藏 ‎①短期保存：__固体斜面培养基__上‎4 ℃‎保存，菌种易被污染或产生变异。‎ ‎②长期保存：__甘油瓶__中－‎20 ℃‎在冷冻箱中保藏。‎ 二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 ‎1．菌种筛选：使用尿素是唯一氮源的选择培养基培养。‎ ‎2．统计菌落数目：常用方法有__稀释涂布平板法__、显微镜直接计数法。‎ ‎3．细菌分离与计数的实验流程 土壤取样→配制__培养基__→微生物的培养与观察→细菌的计数。‎ 三、分解纤维素的微生物的分离 ‎1．纤维素酶 (1)组成：纤维素酶是一种复合酶，它包括__C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶__。‎ (2)作用 ‎2．菌种筛选 (1)方法：__刚果红染色法__。‎ (2)原理 即使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基，根据__是否产生透明圈__来筛选纤维素分解菌。‎ ‎3．筛选流程 土壤取样：富含__纤维素__的环境 ‎　↓‎ 选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的数量 ‎　↓‎ 梯度稀释 ‎　↓‎ 涂布平板：将样品涂布于含CR的鉴别纤维素分解菌的培养基上 ‎ ‎　↓‎ 挑选产生透明圈的菌落：产生__纤维素酶__的菌落周围出现透明圈 ‎ ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ (1)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上。(　×　)‎ (2)培养基分装到培养皿后进行灭菌。(　×　)‎ (3)从有机废水中分离分解有机物的微生物时，接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养。(　×　)‎ (4)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。(　√　)‎ (5)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质。(　√　)‎ ‎2．下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是(　B　)‎ 成分 蛋白胨 葡萄糖 K2HPO4‎ 伊红 美蓝 蒸馏水 含量 ‎10 g ‎10 g ‎2 g ‎0．‎‎4 g ‎0．‎‎065 g ‎1 000 mL A．从物理性质看该培养基属于液体培养基，从用途看该培养基属于选择培养基 B．该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨 C．该培养基缺少提供生长因子的物质 D．该培养基调节合适的pH后就可以接种使用 解析　从用途看该培养基属于鉴别培养基；蛋白胨可以提供生长因子；该培养基调节合适的pH后经灭菌后才可以接种使用。‎ ‎3．(2015·四川卷)下列是以酵母菌为材料进行的实验，有关叙述错误的是(　C　)‎ A．探究酵母菌的呼吸方式，可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2‎ B．用酵母菌发酵酿制果酒，选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精 C．探究酵母菌种群数量变化，应设空白对照排除无关变量干扰 D．用稀释涂布平板法培养计数，应选择有30～300菌落数的平板 解析　探究酵母菌种群数量变化，需定时取样计数，不需设置空白对照，C项错误。‎ ‎ 一　微生物的培养和分离 ‎1．培养基的种类、用途及配制原则 (1)按物理状态分类 培养基种类 特点 用途 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 固体培养基 加凝固剂 (如琼脂)‎ 微生物分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏 半固体培养基 观察微生物的运动、分类、鉴定 (2)按功能分类 种类 制备方法 原理 用途 举例 选择 培养基 培养基中加入某些化学物质 依据某些微生物对某些物质的抗性而设计 从众多微生物中分离所需的微生物 加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌 鉴别 培养基 培养基中加入某种指示剂或化学药品 依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计 鉴别不同种类的微生物 伊红—美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌 (3)培养基的配制原则 ‎①目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。‎ ‎②营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。‎ ‎③pH要适宜：细菌为6．5～7．5，放线菌为7．5～8．5，真菌为5．0～6．0，培养不同微生物所需pH不同。‎ ‎2．微生物的纯化培养——平板划线法与稀释涂布平板法 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 注 意 事 项 (1)接种环的灼烧：①第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物；②以后每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端；③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者 (2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种 (3)划线时最后一区域不要与第一区域相连 (4)划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破 (1)稀释操作时：每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离酒精灯火焰1～‎2 cm处 (2)涂布平板时：①涂布器用体积分数为70%酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃；②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精；③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体 菌体 获取 在具有显著的菌落特征的菌落中挑取菌体 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 优点 可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落 既可以获得单细胞菌落，又能对微生物计数 缺点 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 目的 在培养基上形成由单个细胞繁殖而来的子细胞群体—菌落 区分平板划线法和稀释涂布平板法 (1)平板划线法和稀释涂布平板法都能使细菌纯化，但平板划线法不易分离出单个菌落，不能计数；稀释涂布平板法能使单菌落分离，便于计数。‎ (2)稀释涂布平板法的缺点：稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。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。‎ ‎3．消毒和灭菌的比较 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 ‎ [例1] (2017·江苏卷)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中，对环境有严重危害。小明同学准备依据下图操作步骤，从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题：‎ (1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作为碳源的有__蛋白胨、苯酚__。‎ (2)将采集到的样品接种培养，苯酚用量应随转接次数增加而逐渐__增加__，‎ 以达到富集酚降解菌的目的。若上图平板中菌落过于密集，应进一步__稀释涂布__，以便于菌落计数与分离。制备平板培养基时除了需要水、营养物质外，还必须添加__凝固剂__。‎ (3)如图为连续划线法示意图，在图中__③__(填图中序号)区域更易获得单菌落。‎ ‎ (4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应，下表中1～5号比色管的苯酚浓度应分别为__0、0．2、0．4、0．6、0．8__。‎ 管号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 苯酚浓度(mg/L)‎ ‎1‎ 如果废水为50 mg/L 苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，则需将残留液稀释__③__(填序号：①5　②10　③20)倍后，再进行比色。‎ 解析　(1)富集培养基中蛋白胨、苯酚都是含碳的有机物，可作为碳源。(2)欲富集酚降解菌，需随转接次数增加逐渐增加培养基中苯酚的含量；若接种培养后平板上菌落过于密集，则应进一步稀释后再进行涂布，以降低平板上菌落密度，便于菌落计数与分离；平板培养基是固体培养基，除含有水、营养物质(碳源、氮源、无机盐等)外，还需添加琼脂作为凝固剂。(3)利用连续划线法接种时，最后的划线区域(③)中，菌体的密度较小，容易获得单菌落。(4)因系列浓度梯度中6号比色管中苯酚浓度为1 mg/L，故1～5号比色管中的苯酚浓度应分别为0、0．2 mg/L、0．4 mg/L、0．6 mg/L、0．8 mg/L；根据题意，废水为50 mg/L苯酚溶液，降解后约有21%的苯酚残留，要使稀释后的苯酚残留液浓度介于0～1 mg/L，需将残留液稀释20倍左右。‎ ‎ 二　微生物的筛选与计数 ‎1．筛选菌株 (1)原则：人为提供有利于目的菌生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。‎ (2)菌株筛选原理的比较 土壤中分解尿素的细菌 分解纤维素的微生物 ‎①选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源 ‎②鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素 ‎①选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳源 ‎②鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 ‎2．微生物的计数 (1)两种计数方法的比较 比较 项目 间接计数法 (稀释涂布平板法)‎ 直接计数法 (显微计数法)‎ 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 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×400×10 000×稀释倍数 缺点 当两个或多个菌体连一起时，平板上观察到的只是一个菌落 不能区分死细胞和活细胞 结果 比实际值偏小 比实际值偏大 (2)设置对照和重复 比较项目 对照 重复 目的 排除非测试因素对实验结果的影响 排除偶然因素对实验结果的影响 实例 空白对照：确定培养基制作是否合格 同一稀释度涂布至少3个平板 ‎[例2] 莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。请据图回答：(已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明)‎ (1)由图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为__选择培养__，目的是__初步选择能降解莠去津的细菌(目的菌)并提高其密度__。‎ (2)在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行__梯度稀释__，将菌种接种到固体培养基的方法有平板划线法和__稀释涂布平板__法，从图中看本实验采用的是__后者__(填“前者”或“后者”)。‎ (3)一段时间后，培养基出现无透明圈和有透明圈两种菌落，我们筛选的目的菌是菌落中__有透明圈__的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来自__莠去津__。‎ (4)为弄清固体培养基中的非目的菌落来自C瓶菌种还是培养基，应如何设置对照组？__配制的培养基灭菌后不接种菌种，与实验组放在相同条件下培养__。‎ 微生物的鉴别方法 (1)菌落特征鉴别法：根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别。‎ (2)指示剂鉴别法：如以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红说明该种微生物能够分解尿素。‎ (3)染色鉴别法：如利用刚果红染色法，根据培养基中是否出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物。‎ ‎[例1] (2014·全国卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：‎ (1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将__________分解成__________。‎ (2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成__________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的__________。‎ (3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见表)：‎ 酵母菌 无机盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 CR溶液 水 培养基甲 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 培养基乙 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ (注：“＋”表示有，“－”表示无。)‎ 据表判断，培养基甲__________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，‎ 原因是__________；‎ 培养基乙__________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是__________。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 (1)‎ 对葡萄糖苷酶的作用陌生 ‎－4‎ (2)‎ 对题意理解不透，纤维素消失则红色消失，形成透明圈 ‎－2‎ (3)‎ 对固体培养基与液体培养基的用途不明，语言表达不清楚、不完整 ‎－4‎ ‎[解析] (1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是自然界中含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用。(2)刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)生物能适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。纤维素分解菌富集培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基；要分离和鉴别纤维素分解菌，需要以纤维素为唯一碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。‎ ‎[规范答题] (除注明外，每空2分)(1)纤维二糖　葡萄糖 (2)红(1分)　透明圈 (3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能　培养基中没有纤维素，不会形成CR－纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌 ‎1．当今世界，能源和资源日趋危机，人们希望能借助纤维素酶将地球上最丰富(占全球总生物量80%)、最廉价的可再生资源纤维素转化为能直接利用的能源和资源。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程：‎ 土壤取样→选择培养→(　　)→鉴别培养 (1)请补充实验流程：__梯度稀释__；找不到合适的取样环境，可采取的办法是__将富含纤维素的物质埋在土壤中__。‎ (2)选择培养的目的是__增加纤维素分解菌的浓度__；研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基进行选择培养，该培养基为__液体__(填“液体”或“固体”)培养基，其中加入的化合物A是__纤维素__，为微生物的生长提供__碳源__。‎ (3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入__刚果红__染液，将筛选获得的菌液稀释后用__稀释涂布平板__法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生__透明圈__的菌落作为菌种进行扩大培养。‎ 解析　(1)经选择培养后，需经梯度稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。(2)可用含纤维素的液体培养基进行选择培养来增加纤维素分解菌的浓度。(3)刚果红是一种染料，可与纤维素反应形成红色复合物；培养基中有分解纤维素微生物存在的区域，纤维素会被分解，出现透明圈。‎ ‎1． (2017·全国卷Ⅰ)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：‎ (1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生__脲酶__。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是__分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物__，但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是__为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料__(答出两点即可)。‎ (2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择__尿素__(填“尿素”“NH4NO‎3”‎或“尿素＋NH4NO‎3”‎)作为氮源，不选择其他两组的原因是__其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用__。‎ (3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有__为细菌生长提供无机营养，作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定__(答出两点即可)。‎ 解析　(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物作为能源物质；葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量，同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、氨基酸等物质。(2)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3可以作为所有细菌的氮源，培养基中如含有NH4NO3，将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而H2PO/HPO可以使培养基中pH保持相对稳定。‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：‎ ‎①配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；‎ ‎②制作无菌平板；‎ ‎③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；‎ ‎④将各组平板置于‎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)该培养基中微生物所需的氮来源于__牛肉膏、蛋白胨__。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是__琼脂__。‎ (2)步骤③中，实验组的操作是__将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间__。‎ (3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了__污染__现象。若将30(即36－6)个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法__不正确__(填“正确”或“不正确”)。‎ 解析　(1)培养基中的牛肉膏和蛋白胨可为培养基中的微生物提供氮源；制备固体培养基需加入琼脂。(2)该实验的目的是了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况，所以需在教室不同高度的位置分别用平板收集微生物，即开盖暴露一段时间。(3)该实验中空白对照组不应出现菌落，若空白对照组出现了菌落，则说明此次调查中出现了污染现象，实验组的污染情况不能确定，故不能用实验组与空白对照组菌落数的差值作为实验结果，而应重新进行实验。‎ ‎3．(2016·全国卷Ⅲ)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题：‎ (1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用__无菌水__对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是__泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落__。‎ (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有__鉴别乳酸菌__和__中和产生的乳酸(或酸)__。分离纯化时应挑选出__具有透明圈__的菌落作为候选菌。‎ (3)乳酸菌在－‎20 ℃‎长期保存时，菌液中常需要加入一定量的__甘油__(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。‎ 解析　(1)分离纯化乳酸菌时，由于泡菜滤液中菌的浓度高，因此需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，其目的是将聚集在一起的乳酸菌分散成单个细胞，以便在培养基表面形成单菌落。(2)乳酸菌代谢过程中可产生乳酸，若在培养基中加入碳酸钙，则碳酸钙既可以中和乳酸，又可以在乳酸菌菌落的周围出现明显透明圈，据此可以用于乳酸菌的鉴别。(3)乳酸菌在－‎20 ℃‎长期保存时，为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞，在菌液中常需要加入一定量的甘油。‎ ‎4．(2016·四川卷)图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。‎ (1)图中选择培养基应以__尿素__为唯一氮源；鉴别培养基还需添加__酚红__作指示剂，产脲酶细菌在该培养基上生长一段时间后，其菌落周围的指示剂将变成__红__色。‎ (2)在5个细菌培养基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0．1 mL，培养一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。‎ 该过程采取的接种方法是__稀释涂布平板法__，每克土壤样品中的细菌数量为__1．75__×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较__少__。‎ (3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中，终止密码为__UGA__，突变基因表达的蛋白含__115__个氨基酸。‎ 解析　(1)脲酶由分解尿素的细菌产生，故需用以尿素为唯一氮源的培养基筛选该类微生物。分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解成氨，故培养基中加入酚红指示剂后，菌落周围将出现红色。(2)稀释涂布平板法常用来统计样品中的活菌数，在计数时一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。每克样品中的菌株数＝(C/V)×M。因培养基上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，故统计结果往往较实际数目少；而用血球计数板计数时，死亡的、活的菌体都计数在内。(3)图乙显示，mRNA在箭头以前有273个核苷酸(为91个密码子)，箭头处增加的70个核苷酸与后续的AG刚好组成24个密码子，后面的UGA为终止密码。突变基因表达的蛋白质含91＋24＝115个氨基酸。‎ 课时达标　第49讲 ‎1． 幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化道溃疡的主要致病因素，在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下，请回答：‎ →→→→ (1)在生物学中，将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，称做__选择培养基__。‎ (2)配制培养基时，要加入尿素和__酚红__指示剂，这是因为Hp含有__脲酶__，它能以尿素作为__氮__源；若有Hp，则菌落周围会出现__红__色环带。‎ (3)步骤X表示__接种__。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液__涂布__‎ 到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得__单个__菌落。‎ (4)临床上用‎14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将‎14C标记的__尿素__分解为NH3和14CO2。‎ 解析　(1)选择培养基是指在微生物学中，将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。(2)由于Hp细菌能合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强，pH升高，酚红指示剂变红。(3)步骤X表示接种。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得单个菌落。(4)用‎14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将‎14C标记的尿素分解为NH3和14CO2。‎ ‎2．烧伤病人容易感染绿脓杆菌，引起化脓性感染，比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素都是非常经典的抗绿脓杆菌的药物。临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，从病人身上获取少量样本，按照一定的实验步骤操作，以确定该病人体内的绿脓杆菌对不同抗生素的敏感性。‎ (1)获取绿脓杆菌单菌落：配制适于绿脓杆菌生长的培养基，培养基中的营养成分一般含有__碳源__、氮源、生长因子、水和无机盐，调节pH至7，灭菌处理，待培养基冷却至‎50 ℃‎时，在__酒精灯火焰__附近倒平板。经过选择培养、鉴别等步骤获得单菌落。‎ (2)检测绿脓杆菌对不同抗生素的敏感性：取该单菌落适当稀释，用__涂布平板__法接种于固体培养基表面，使其均匀生长，布满平板。将分别含等剂量的比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素的相同大小的小滤纸圆片均匀置于该平板上的不同位置，适宜条件培养一段时间，结果是含不同抗生素的滤纸片周围均出现透明圈，这说明绿脓杆菌对上述抗生素__敏感__；含头孢菌素的滤纸片周围的透明圈比含美罗培南的小，这说明__绿脓杆菌对头孢菌素的敏感性比美罗培南弱__；含比阿培南、碳青霉烯类的滤纸片周围的透明圈也比含美罗培南的小，且比阿培南透明圈中出现了一个菌落，请推测此菌落产生的可能原因：一是__杂菌污染__，二是__抗比阿培南的绿脓杆菌(或绿脓杆菌产生耐药性突变)形成的菌落__。‎ (3)根据上述实验结果，为达到抗绿脓杆菌的目的，对于该患者来说最好应选用抗生素__美罗培南__。‎ ‎3．在农业生产研究上，常需要进行微生物的分离和计数。‎ (1)下表为两种微生物的培养基配方：‎ A组 KH2PO4‎ Na2HPO4‎ MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 ‎1.‎‎4 g ‎2.‎‎1 g ‎0.‎‎2 g ‎10.‎‎0 g ‎1.‎‎0 g ‎15.‎‎0 g B组 NaNO3‎ KH2PO4‎ KCl 酵母膏 ‎5 g ‎1 g ‎1.‎‎2 g ‎0.‎‎9 g ‎0.‎‎5 g ‎0.‎‎5 g ‎0.‎‎5 g ‎0.‎‎5 g (注：上述两种培养基中的物质溶解后，均用蒸馏水定容至1 000 mL。)‎ ‎①从功能上来看，上述两种培养基均属于__选择__培养基。‎ ‎②如果要对土壤中分解尿素的细菌进行分离，则需要选择__A__(填“A”或“B”)培养基，该培养基中的碳源是__葡萄糖__。‎ ‎③在分离尿素分解菌所用的培养基中可加入__酚红__指示剂，根据指示剂的颜色可鉴定某种细菌能否分解尿素，若有分解尿素的细菌，培养基将会呈现__红色__。‎ (2)如图是某同学采用的接种微生物的方法，请回答下列问题：‎ ‎①本实验采用的接种微生物的方法是__平板划线__法，把聚集的菌种逐步__稀释__分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意：__每次划线前接种环要灼烧；冷却后从上一次划线的末端开始划线__(至少答2项)。‎ ‎②三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下统计结果：‎ 甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248；‎ 乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是210、240和250，取平均值233；‎ 丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163；‎ 在三位同学的统计中，__乙__同学的统计是正确的。‎ 解析　(1)①据题表中的培养基的配方分析，A组中的氮源为尿素，应该是筛选尿素分解菌的选择培养基；B组中的碳源是纤维素，应该是筛选纤维素分解菌的选择培养基。②对土壤中分解尿素的细菌进行分离，需要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基，应当选择A组培养基，该培养基中的碳源是葡萄糖。③尿素分解菌可以用酚红指示剂进行鉴定。尿素分解菌产生的脲酶能够将尿素分解为氨而使pH升高，使酚红指示剂呈红色。(2)①据图分析，图示表示平板划线法接种，是把聚集的菌种逐步稀释到培养基的表面，操作上应注意每次划线前接种环要灼烧，冷却后从上一次划线的末端开始划线。②在进行平板菌落计数时，应选择菌落数在30～300之间的平板进行计数，同时为减少实验误差应选择至少3个或3个以上的平板进行计数并取平均值。‎ ‎4．如图为利用农作物废弃物——秸秆代替粮食作为原料生产燃料乙醇的主要技术及废弃物利用的流程图。请回答：‎ (1)图中①所需微生物可从土壤中获取，获取该微生物的过程称为微生物的__分离__，选择培养基应以__纤维素__为唯一碳源。纯化菌种时，将筛选获得的菌液稀释后用__稀释涂布平板__法接种到培养基上。在筛选纤维素分解菌的过程中，常采用__刚果红染色__法，__刚果红__能与培养基上的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物就无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的__透明圈__，可以此来筛选纤维素分解菌。‎ (2)图中①也可以采用酶解法。将酶应用于生产实践之前需对酶进行__酶活力(或酶活性)__的检测。‎ (3)图中②酒精发酵阶段接种的微生物是__酵母菌__，酒精发酵时一般将温度控制在__18～25__℃。在培养微生物的过程中，对培养基和接种环采用的灭菌方法分别是__高压蒸汽灭菌__、__灼烧灭菌__。乙醇纯化一般需要使用__蒸馏__法。‎ (4)图中③产生的农作物废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用农作物废弃物，原因是其__缺乏相应分解酶系(或缺乏能分解木质素、纤维素和半纤维素的酶)__。‎ (5)若要利用图示中的发酵产物生产醋酸，常用的菌种为__醋酸菌__，则下一阶段的发酵过程中应通入__无菌空气__，温度严格控制在__30～35__℃。‎ ‎5．研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。为了分离和纯化高效分解石油的细菌，科研人员利用被石油污染过的土壤进行如图1所示的实验。‎ (1)配置好的培养基通常可以使用__高压蒸汽灭菌__法灭菌。与步骤②中培养基成分相比，步骤③中培养基成分的最大区别是__石油是唯一碳源__。‎ (2)接种细菌常用的方法有__平板划线法和稀释涂布平板法__。若经过④过程后获得的结果为图2所示，则所操作方法如下图__甲__所示。‎ (3)步骤⑤后取样测定石油含量的目的是__筛选出分解石油能力最强的细菌__。对步骤⑤某瓶中细菌计数的方法有两种，一种方法是__稀释涂布平板法__，其菌落数可代表活菌数；‎ 另一种方法是__显微镜直接计数(或血球计数板计数法)__，该方法需要借助一块特殊的载玻片，其名称为__血细胞计数板(或血球计数板)__。‎