2021版浙江新高考选考生物一轮复习教师用书：第31讲 微生物的利用

第31讲微生物的利用细菌的培养与分离1．微生物：结构简单、形体微小的单细胞、多细胞或没有细胞结构的低等生物，如酵母、细菌、蓝细菌和病毒等。

绝大多数微生物与传染病无关，90%以上的微生物对人类有利。

2．培养基提前50 min左右开启超净工作台，先打开紫外灯灭菌30 min，然后关闭紫外灯开启过滤风，运行20 min，之后超净台可以开始使用。

[基础诊断](1)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)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(×)(3)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(√)(4)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(×)1．选择培养基的制作方法(1)在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入该物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。

(2)通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。

(3)利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物生长，使能够利用石油的微生物生长，从而分离出能消除石油污染的微生物。

(4)通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。

2．消毒与灭菌的辨析1．做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是()A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B．倒平板时，应将打开的皿盖放在一边，以免培养基溅到皿盖上C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D．用记号笔标记培养皿中的菌落时，应标记在皿底上解析：选D。

高压灭菌结束后应自然冷却，等灭菌锅压力与大气压相同时打开锅盖，A项错误；倒平板时，不能将皿盖放在一边，B项错误；接种环经火焰灭菌应冷却后挑取菌落，C项错误；标记培养皿中的菌落时，记号笔应标记在皿底上，D项正确。

2．(2020·宁波模拟)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。

回答下列问题：(1)该小组采用涂布分离法检测水样中的细菌含量。

在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是____________________。

(2)该小组采用划线分离法分离水样中的细菌。

操作时，接种环通过________灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。

这样做的目的是__________________________________。

(3)示意图A和B中，________表示的是用涂布分离法接种培养后得到的结果。

(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是：振荡培养能提高培养液中____________的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高____________的利用率。

解析：(1)在涂布接种前，随机选取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，目的是检测培养基平板灭菌是否合格，不能留有杂菌。

(2)用划线分离法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过灼烧灭菌，在第二次及以后的划线时，从上一次划线末端开始划线，目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。

(3)涂布分离法接种培养后得到的结果应为图B。

(4)振荡可以使细菌分散，更有利于细菌利用培养液中的营养物质，并且可以使培养液中的溶解氧增多。

答案：(1)检测培养基平板灭菌是否合格(2)灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B(4)溶解氧营养物质大肠杆菌的培养和分离1．大肠杆菌(1)特性：大肠杆菌是革兰氏阴性、兼性厌氧(代谢类型)的肠道杆菌，在肠道中一般对人无害，但若进入人的泌尿系统，就会对人体产生危害。

(2)用途：是基因工程技术中被广泛采用的工具。

2．大肠杆菌的培养和分离实验(1)实验内容：将大肠杆菌扩大培养和划线分离，即用LB液体培养基扩大培养大肠杆菌，培养后再在LB固体平面培养基上划线进行分离，随后培养基上就会形成一个个单独的菌落。

(2)实验步骤单菌落的分离是消除污染杂菌的通用方法，也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。

[基础诊断](1)大肠杆菌是革兰氏阳性菌，既能进行需氧呼吸又能进行厌氧呼吸(×)(2)利用LB液体培养基和LB固体培养基分别进行分离培养和扩大培养微生物(×)(3)单菌落的分离是消除杂菌污染的通用方法，也是筛选高表达菌株的简便方法(√)(4)常用的微生物分离方法有划线分离法和涂布分离法(√)(5)划线分离法的原理是利用接种环挑去一个菌种，接种到固体培养基上，经培养后得到单菌落(×)(6)划线分离操作简便，但涂布分离更容易得到单菌落(√)(7)高压蒸汽灭菌法是进行各种无菌操作都需要进行的灭菌方法(×)(8)划线分离时，接种环只蘸取一次菌液，每次划线前均需灼烧接种环(√)(9)进行菌种扩大培养和分离培养需要将培养基倒置放在恒温培养箱中(×)1．菌液划线分离的方法2．划线分离操作中的相关问题在划线操作的第一步以及之后每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束后，还需要灼烧接种环。

如果正放培养皿，则皿盖上形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开。

如果培养皿中已形成菌落，则菌落中的细菌会随水扩散，菌落间相互影响，很难再分成单菌落，达不到分离的目的。

因此恒温培养时，培养皿必须倒置。

4．保存菌种用接种环取出单个菌落，用划线分离法接种在斜面培养基上，37 ℃培养24 h后，置于4 ℃冰箱中保存。

[题组冲关]1．某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。

下列叙述正确的是()A．培养基分装到培养皿后进行灭菌B．转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线C．接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养D．培养过程中每隔一周观察一次解析：选B。

培养基灭菌后再分装到培养皿中；转换划线角度后要灼烧接种环，冷却后再从上次划线的末端开始进行划线；接种后的培养皿需放在恒温箱中进行培养，一般每隔12 h或24 h观察一次。

2．(2020·浙江温岭选考模拟)下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程，请回答下列问题：A.配制培养基→B.灭菌→C.扩大培养（液体培养基）→D.划线分离和培养（固体培养基）→E.菌种保存(1)A过程配制培养基时除了加入特定的营养物质以外，还要加入一定量的氯化钠，以维持________。

对培养基酸碱度的调节，应该在B过程的________(填“前面”或“后面”)。

(2)D过程与C过程相比，培养基中另外需添加的物质是________。

E过程所需的温度是________。

(3)与微生物培养不同，植物组织培养时，先配制MS培养基，再加入一定比例的________。

(4)植物组织培养和微生物培养都需要无菌操作，下列不适宜用高压蒸汽灭菌的是________。

A．接种环和镊子B．三角瓶和广口瓶C．发芽培养基和生根培养基D．用于培养的幼茎和幼芽解析：(1)氯化钠的作用是维持培养基的渗透压。

调节好酸碱度后才能进行灭菌，若灭菌后再调节酸碱度，会产生新的污染。

(2)在液体培养基的基础上加入一定量的琼脂可形成固体培养基。

菌种应置于4 ℃冰箱中保存。

(3)植物组织培养培养基中需加入一定比例的植物激素。

(4)高压蒸汽灭菌常用于培养基、培养器材等的灭菌，而用于培养的幼茎和幼芽只能进行消毒，不能进行灭菌操作，否则会导致细胞死亡。

答案：(1)渗透压前面(2)琼脂 4 ℃(3)植物激素(4)D分离以尿素为氮源的微生物1．实验原理：利用尿素的细菌含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。

其反应式为(NH 2)2C===O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2，生成的NH 3使培养基的pH 由原来的中性变为碱性，于是培养基中的酚红由红黄色变成红色。

2．实验步骤3．预测本实验的结果：LB全营养固体培养基上的菌落多而杂；尿素固体培养基上的菌落少而纯；一定时间内，菌落周围出现红色区域。

用浓度为10－4和10－5土壤稀释液接种，更容易形成单菌落的是10－5土壤稀释液。

[基础诊断](1)尿素培养基配制时各种成分均需要过滤灭菌(×)(2)脲酶分解尿素为氨气，酚红指示剂遇氨气(碱性)变红色(√)(3)涂布分离后不能倒置培养皿，防止涂布的菌液流出(×)(4)分离以尿素为唯一氮源的微生物时，尿素培养基中加入琼脂作为凝固剂(×)(5)制备土壤悬液时，在无菌条件下，将土样与无菌水混合摇匀后尽量吸取土样，以增加微生物的数量(×)(6)涂布分离法分离细菌，一般采用移液器吸取0.1 mL样液加到含有相应培养基中(√)(7)涂布分离法能够计数菌落数，采用该方法统计出的细菌数通常偏少(√)(8)尿素培养基上的微生物数量比全营养培养基上微生物数量多(×)1．培养基中观测指标的分析(1)培养基中的酚红指示剂产生颜色变化(变红)，标志着存在脲酶水解尿素的作用，从而证明这一菌株能以尿素为氮源。

红色环状区域的大小代表脲酶活性的强弱和含量的多少。

红色区域越大，表明菌株利用尿素的能力越强。

(2)与全营养培养基上的菌落数比较，尿素培养基上只有少数菌落，这一现象表明能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占极少部分。

2．微生物筛选过程中必要的两种对照培养基及其作用(1)稀释原因：样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落数。

在适当的稀释度下，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。

因此，恰当的稀释度是成功地统计菌落数的关键。

(2)稀释标准：选用一定范围的样品稀释液进行培养，为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板计数。

[题组冲关]1．金黄色葡萄球菌有很强的致病力，常引起骨髓炎等，还可能引起食物中毒，下列实验结束后的做法错误的是()A．对接种环进行灼烧处理B．带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌锅灭菌后才能倒掉C．带菌培养基必须经加热后才能倒掉D．接种后双手必须用肥皂洗净，再用75%的酒精棉球擦拭解析：选C。