2017-2018学年高中生物选修一教学案：第一章 小专题

1．培养基的类型及应用

依据 培养基类型 配制特点 主要应用

物理性质 固体培养基 加入凝固剂，如琼脂较多 菌种分离、鉴定、计数、保藏菌种

半固体培养基 加入凝固剂较少 观察微生物的运动、分类、鉴定

液体培养基 不加凝固剂 工业生产，连续培养

化学组成 合成培养基 由已知成分配制而成，培养基成分明确 菌种分类鉴定

天然培养基 由天然成分配制而成，培养基成分不明确 工业生产，降低成本

目的用途 鉴别培养基 添加某种指示剂或化学药剂 菌种的鉴别

选择培养基 添加(或缺少)某种化学成分 菌种的选择

2．微生物的分离与鉴定

微生物的分离方法有很多种，本专题中常用的是：平板划线法、涂抹平板法、微生物的选择培养等。针对不同微生物的特点选择不同的方法，对目的微生物进行筛选。以下是尿素分解菌和纤维素分解菌的分离与鉴定比较。

项目 尿素分解菌的分离与鉴定 纤维素分解菌的分离与鉴定

分离选择条件 利用尿素为唯一氮源 利用纤维素为唯一碳源

鉴定方法 培养基中加入酚红指示剂，变红色 在以纤维素为唯一碳源的培养基上，利用刚果红染色法，出现透明圈

鉴定原理 细菌等微生物合成脲酶，将尿素分解产生NH3，使pH升高，加入酚红变红色 分解纤维素的微生物产生纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖，使纤维素—刚果红复合物降解而出现透明圈

步骤 土壤取样→制备培养基→样土壤取样→制备培养基→选择培养→富集培养基与微生物的分离

对应学生用书P16 品梯度稀释→涂布平板→培养观察→进一步鉴定 培养→梯度稀释→涂布培养→刚果红染色法→挑取菌落→进一步鉴定

1．下列关于配制培养基的叙述，正确的是( )

A．制作固体培养基必须加入琼脂

B．pH调到6.5～7.5的培养基可培养放线菌

C．培养自生固氮菌的培养基中不需添加氮源

D．发酵工程一般用半固体培养基或液体培养基

解析：选C 在配制固体培养基时，可加入琼脂作为凝固剂，但琼脂并不是唯一的凝固剂；放线菌适宜的为pH为7.5～8.5，细菌适宜的pH为6.5～7.5；发酵工程应用于生产实践一般用液体发酵，可以连续培养，提高产量；自生固氮菌或共生固氮菌能够将空气中的N2还原为NH3作为氮源，因此培养基中不需添加氮源。

2．下列有关细菌培养的叙述，正确的是( )

A．在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌

B．在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长

C．向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长

D．在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动

解析：选D 单个菌落中只含有一种细菌；青霉素抑制细菌生长，而对真菌没有影响；破伤风杆菌是厌氧型细菌，通入氧气会抑制其生长。

3．现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分和含量如下表，用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，你认为它们适于分离( )

成分 KH2PO4 MgSO4·7H2O NaCl CaSO4·2H2O CaCO3 葡萄糖 纯淀粉

甲培养基 0.02% 0.02% 0.02% 0.01% 0.5% 0.5% 2%

乙培养基 0.02% 0.02% 0.02% 0.01% 0.5% — —

A．甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌

B．甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌

C．甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分离真菌

D．甲培养基适于分离自养型共生细菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌

解析：选B 甲、乙两培养基中都缺少氮源，可用于分离固氮菌。固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌，甲培养基中含有的葡萄糖和淀粉是有机物，由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌；乙培养基中不含有机碳源，所以可用来分离自养型的自生固氮菌。

4．氯苯化合物是重要的有机化工原料，因其不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(如下图)筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培养基配方如表1。

表1 培养基的组成

液体培养基 蛋白胨 牛肉膏 氯苯 氯化钠 硝酸铵 无机盐(无碳) 蒸馏水

Ⅰ号 10 g

5 g 5 mg 5 g － － 1 L

Ⅱ号 － － 50 mg 5 g 3 g 适量 1 L

Ⅲ号 － － 20～80 mg 5 g 3 g 适量 1 L

(1)配制Ⅱ号固体培养基时，除添加Ⅱ号液体培养基成分外，还应添加适量的_______。

(2)培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是______________________。

(3)从用途上来说，Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于________培养基和________培养基。在Ⅱ号培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是

________________________________________________________________________。

(4)在营养缺乏或环境恶劣时，SP1菌的菌体会变成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为________________________________________________________________________。

(5)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养，得到生长曲线(如下图)。从下图可知，SP1菌在________培养条件下最早停止生长，其原因是____________________。

解析：(1)固体培养基必须含有适量的琼脂。(2)配制培养基时应先调pH，后灭菌。(3)Ⅱ号培养基成分中含氮物质为硝酸铵，则应由它为SP1菌提供氮源。(4)在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体。(5)SP1菌以氯苯为碳源，当氯苯消耗尽，菌株会因缺少碳源而不能继续生存，故氯苯含量越少，SP1菌越早停止生长。

答案：(1)琼脂 (2)先调pH，后灭菌 (3)通用 选择 硝酸铵 (4)芽孢 (5)20 mg/L氯苯 碳源最早耗尽

5．(四川高考)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和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。

(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)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和________，这些植物激素一般需要事先单独配制成________保存备用。

(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有

________________________________________________________________________。

(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是________________，该实验设计是否合理？为什么？___________。

解析：(1)微生物生长繁殖需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐四类。根据题意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，该实验的目的是探索其降解机制，因此，需要分离出有降解苯磺隆能力的土壤中的某些微生物，故选择培养时为了排除其他碳源的干扰，培养基中唯一碳源只能是苯磺隆。(2)与微生物培养基相比，植物细胞培养的培养基需要添加生长素和细胞分裂素，用于调节植物细胞再分化；这些植物激素一般需要事先单独配制成母液保存备用。(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是无菌接种环。划线的平板培养后，发现第一划线区域的划线上不间断地长满了菌，第二划线区域所划的第一条线上无菌落，而其他划线上有菌落。造成此现象的原因可能有两个：一是接种环灼烧后未冷却，菌种接触到高温的接种环而死亡；二是划第二划线区域第一条线时未从第一区域末端开始。(4)根据图乙所示实验中的上清液加入蛋白酶溶液推测，实验目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白质，实验设计不合理之处是缺少不加蛋白酶溶液、其他条件同图乙的空白对照。

答案：(1)氮源和无机盐 只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长繁殖 (2)细胞分裂素 母液 (3)接种环 ①接种环灼烧后未冷却； ②划线未从第一区域末端开始 (4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质 不合理，缺少空白对照

6．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着能降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，其中①为土壤样品。请据图回答下列问题：

(1)②中的培养基中应加入________作为碳源；如要测定②中活菌数量，常采用________法。

(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别为________________________________________________；使用________法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么要进行倒置培养？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)请设计一个简单实验，比较不同菌株降解苯酚能力的大小。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)选择能降解苯酚的微生物，需要在培养基中加入苯酚作为唯一碳源，可用涂布平板法来测定②中活菌数目。(2)④为对照组，微生物不生长，因此④中没有加入苯酚作为碳源，而⑤中微生物可以生长，说明其中加入苯酚作为碳源。要在⑥上获得单菌落，常用的方法有平板划线法和涂布平板法。为避免培养皿盖上凝结的水珠落在培养基上造成污染，所以平板要倒置。(3)用不同的微生物分解同浓度的苯酚溶液，处理相同时间后测量培养液中的苯酚含量，可以比较不同菌株降解苯酚的能力。

答案：(1)苯酚 涂布平板 (2)④中的培养基没有加入苯酚作为碳源，⑤中的培养基加入苯酚作为唯一碳源 涂布平板(或平板划线) 防止冷却后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基

(3)用苯酚浓度相同的培养液培养不同菌株，一定时间后，测定培养液中苯酚含量，可以比较不同菌株降解苯酚的能力

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(共25小题，每小题2分，共50分)

1．产生标准形态菌落的细菌其最初数目和培养基分别是( )