（全國通用版）2022高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 生物技術(shù)實踐 考點1 微生物的分離和培養(yǎng)學(xué)案

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1、（全國通用版）2022高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題八 生物技術(shù)實踐 考點1 微生物的分離和培養(yǎng)學(xué)案 1．理清培養(yǎng)基制備與微生物純化技術(shù) (1)為了確定培養(yǎng)基的滅菌是否合格，微生物學(xué)實驗一般會設(shè)置空白對照：隨機取若干滅菌后的空白平板培養(yǎng)基在適宜條件下培養(yǎng)一段時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落生成。 (2)觀察菌落需用固體培養(yǎng)基，因此培養(yǎng)基要添加瓊脂。 (3)倒平板的溫度一般在50 ℃左右，溫度過高會燙手，溫度過低培養(yǎng)基會凝固。 (4)平板需倒置，這樣既可使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)，又能防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成培養(yǎng)基污染。 (5)平板劃線法只適用于微生物的提純，不適合進行計數(shù)，并

2、且在最后一次劃線的末端處的菌種最純。 (6)利用稀釋涂布平板法估算水樣中的活菌數(shù)的計算公式：(C÷V)×M(稀釋倍數(shù))。 (7)菌種可用甘油管藏法長期保存，保存時菌液中常添加一定量的甘油。 2．微生物分離與計數(shù)的兩個實例 (1)土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù) ①篩選菌株：利用以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基篩選菌株。 ②測定微生物數(shù)量的常用方法：活菌計數(shù)法和顯微鏡直接計數(shù)法。 ③過程：土壤取樣→樣品稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察。 ④鑒定方法：含酚紅指示劑的以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基→細菌→指示劑變紅，則該菌能分解尿素。 (2)分解纖維素的微生物的分離 ①實驗原理： 即通過是否

3、產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。 ②流程：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→涂布平板→挑選菌落。 1．(2018·全國Ⅰ，37)將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸一定時間，過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂，用水定容后滅菌，得到M培養(yǎng)基。回答下列問題： (1)M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，則培養(yǎng)基中應(yīng)加入鏈霉素以抑制________的生長，加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。 (2)M培養(yǎng)基中的馬鈴薯浸出液為微生物生長提供了多種營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源外還有________________(答出兩點即可)。氮源進入細胞后，可參與合成的生物大分子有_______

4、_________(答出兩點即可)。 (3)若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，平板上長出菌落后可通過加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是________，該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)甲、乙兩位同學(xué)用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果： 甲同學(xué)涂

5、布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是110、140和149，取平均值133； 乙同學(xué)涂布了3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是27、169和176，取平均值124。 有人認為這兩位同學(xué)的結(jié)果中，乙同學(xué)的結(jié)果可信度低，其原因是________________。 答案　(1)細菌　選擇　(2)碳源、無機鹽　蛋白質(zhì)、核酸 (3)碘液　淀粉遇碘液顯藍色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解，形成透明圈　(4)乙同學(xué)的結(jié)果中，1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊，結(jié)果的重復(fù)性差 解析　(1)鏈霉素是抗生素，可抑制細菌生長，故在M培養(yǎng)基中加入鏈霉素作為選擇培養(yǎng)基，可篩選出真菌。 (2)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分一般包括碳源

6、、氮源、水和無機鹽等。細胞中含有氮元素的生物大分子有蛋白質(zhì)、核酸等，故所加入的氮源可參與以上物質(zhì)的合成。 (3)能產(chǎn)生淀粉酶的微生物可將淀粉分解成麥芽糖，淀粉遇碘變藍，向加有淀粉的培養(yǎng)基中加入碘液后培養(yǎng)基呈現(xiàn)藍色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍的淀粉被水解，形成透明圈，可根據(jù)透明圈的大小判斷產(chǎn)生淀粉酶的多少。 (4)統(tǒng)計菌落數(shù)時一般選擇菌落數(shù)在30～300個的平板，甲同學(xué)統(tǒng)計的3個平板中的菌落數(shù)在正常范圍內(nèi)且差距不大，比較準(zhǔn)確；乙同學(xué)統(tǒng)計的3個平板中， 1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊，結(jié)果的重復(fù)性差。 方法技巧　選擇培養(yǎng)基作用原理的判斷 (1)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)。例如，加入青霉素可以分

7、離出酵母菌和霉菌；加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。這里的“加入”是在主要營養(yǎng)成分完備的基礎(chǔ)上進行的。 (2)改變培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分。缺乏氮源時可以分離出固氮微生物；以石油作為唯一碳源時，可以分離出能消除石油污染的微生物。 (3)改變微生物的培養(yǎng)條件。例如，將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境下培養(yǎng)，可以得到耐高溫的微生物。 2．(2018·全國Ⅱ，37)在生產(chǎn)、生活和科研實踐中，經(jīng)常通過消毒和滅菌來避免雜菌的污染?；卮鹣铝袉栴}： (1)在實驗室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實驗器具________(填“可以”或“不可以”)放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時消毒法

8、，與煮沸消毒法相比，這兩種方法的優(yōu)點是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能______________。在照射前，適量噴灑________，可強化消毒效果。 (4)水廠供應(yīng)的自來水通常是經(jīng)過________(填“氯氣”“乙醇”或“高錳酸鉀”)消毒的。 (5)某同學(xué)在使用高壓

9、蒸汽滅菌鍋時，若壓力達到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度，最可能的原因是____________________。 答案　(1)可以　(2)在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少　(3)破壞DNA結(jié)構(gòu)　消毒液　(4)氯氣 (5)未將鍋內(nèi)冷空氣排盡 解析　(1)干熱滅菌是指將物品放入干熱滅菌箱內(nèi)，在160～170 ℃條件下加熱1～2 h。耐高溫、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等，可采用干熱滅菌的方法。 (2)巴氏消毒法是在70～75 ℃條件下煮30 min或在80 ℃條件下煮15 min，可以殺死牛奶中的微生物，并且使牛奶的營養(yǎng)物質(zhì)損失較少。 (3)接種室、

10、接種箱或超凈工作臺在使用前，可以用紫外線照射30 min，紫外線能破壞微生物的DNA結(jié)構(gòu)，以殺死物體表面或空氣中的微生物。在照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以強化消毒效果。 (4)自來水通常是用氯氣進行消毒的。 (5)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，若壓力達到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度，最可能的原因是鍋內(nèi)原有的冷空氣沒有排盡。 模型構(gòu)建　三種常用滅菌方法的比較 滅菌方法 滅菌條件 滅菌時間 適用材料或用具 灼燒滅菌 酒精燈火焰的充分燃燒層 直至燒紅 接種環(huán)、接種針或其他金屬工具 干熱滅菌 干熱滅菌箱內(nèi)，160～170 ℃ 1～2 h 玻璃器皿(吸管、

11、培養(yǎng)皿)和金屬用具等 高壓蒸汽滅菌 100 kPa,121 ℃ 15～30 min 培養(yǎng)基等 3.(2016·全國Ⅰ，39)空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下： ①配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)； ②制作無菌平板； ③設(shè)置空白對照組和若干實驗組，進行相關(guān)操作； ④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。 回答下列問題： (1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于______________________

12、__。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是________。 (2)步驟③中，實驗組的操作是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法________(填“正確”或“不正確”

13、)。 答案　(1)牛肉膏、蛋白胨　瓊脂　(2)將各實驗組平板分別放置在教室不同高度的位置上，開蓋暴露一段時間 (3)污染　不正確 解析　(1)牛肉膏和蛋白胨都可以作為氮源；平板為固體培養(yǎng)基，故需要加入凝固劑瓊脂。(2)實驗探究的是教室內(nèi)“不同高度空氣”中微生物的分布，其中變量為不同高度，故需在不同高度下放置開蓋平板。同時，為了保證單一變量，需要保證開蓋放置時間一致。為了保證實驗可靠性，需要設(shè)置多個平行組。(3)在完全正確的操作情況下，空白對照組中不應(yīng)出現(xiàn)菌落。若出現(xiàn)菌落，表明操作過程中存在雜菌污染，屬于實驗失誤，所有實驗數(shù)據(jù)均不應(yīng)采用。 方法技巧　關(guān)注兩種對照組與一種重復(fù)組 (1)將

14、未接種的選擇培養(yǎng)基與接種的選擇培養(yǎng)基一起培養(yǎng)——用于確認培養(yǎng)基滅菌是否徹底(制備是否合格)。 (2)將接種的普通培養(yǎng)基與接種的選擇培養(yǎng)基一起培養(yǎng)——用于確認選擇培養(yǎng)基是否起到“篩選”作用。 (3)進行微生物計數(shù)時，每一稀釋度下涂布三個平板，即設(shè)置重復(fù)組，是為了求平均值，提高計數(shù)準(zhǔn)確度。 4．(2018·保山第二次統(tǒng)測)李斯特菌廣泛存在于各類食品中，李斯特菌在李斯特菌顯色培養(yǎng)基上培育時菌落會呈現(xiàn)藍綠色。在目前發(fā)現(xiàn)的16種李斯特菌中單增李斯特菌是唯一對人有致病性的一種，與其他李斯特菌相比，單增李斯特菌還能合成并分泌磷脂水解酶，使培養(yǎng)基中的磷脂被分解而在單增李斯特菌菌落周圍出現(xiàn)白色暈環(huán)。 (

15、1)與單增李斯特菌相比，其他李斯特菌不能合成并分泌磷脂水解酶的原因是________________________________________________________________________。 (2)現(xiàn)要檢測某食品中是否含有其他李斯特菌和單增李斯特菌，進行下列相關(guān)實驗： ①將該食品樣品加入經(jīng)__________滅菌的李斯特菌選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)，培養(yǎng)的目的是________________________________________________________________________ ___________________________________

16、_____________________________________。 ②將經(jīng)過培養(yǎng)的菌液用________________進行系列梯度稀釋后，利用________________法接種到鑒定李斯特菌的培養(yǎng)基上。鑒定李斯特菌的培養(yǎng)基與李斯特菌選擇培養(yǎng)液相比，還需額外添加顯色劑、________和________。 ③將接種后的培養(yǎng)基置于適宜條件下進行培養(yǎng)。一段時間后若培養(yǎng)基上出現(xiàn)__________________的菌落，則說明該食品中含有單增李斯特菌。 答案　(1)其他李斯特菌不含有控制磷脂水解酶合成的基因　(2)①高壓蒸汽　增加李斯特菌的濃度，確保能從樣品中分離到所需微生物?、?/p>

17、無菌水　稀釋涂布平板　磷脂　瓊脂?、鬯{綠色且周圍有白色暈環(huán) 解析　(1)根據(jù)以上分析可知，單增李斯特菌具有磷脂水解酶基因，而其他李斯特菌不含有控制磷脂水解酶合成的基因，因此其他李斯特菌不能合成并分泌磷脂水解酶。 (2)①將該食品樣品加入經(jīng)高壓蒸汽滅菌的李斯特菌選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)，以增加李斯特菌的濃度，確保能從樣品中分離到所需微生物。②將經(jīng)過培養(yǎng)的菌液用無菌水進行系列稀釋后，利用稀釋涂布平板法接種到鑒定李斯特菌的培養(yǎng)基上。鑒定李斯特菌的培養(yǎng)基與李斯特菌選擇培養(yǎng)液相比，還需額外添加顯色劑、磷脂和瓊脂。③若該食品中含有單增李斯特菌，則一段時間后，培養(yǎng)基上會出現(xiàn)藍綠色且周圍有白色暈環(huán)的菌落。 5．

18、(2018·太原高三模擬)反芻動物如牛和山羊，具有特殊的器官——瘤胃，瘤胃中生活著多種微生物，研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株，并對其降解纖維素能力進行了研究，請回答下列問題： (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項不需要的是________(多選)。 A．酒精燈 B．培養(yǎng)皿 C．顯微鏡 D．無菌水 E．接種環(huán) (2)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時 , 若試管口粘附有培養(yǎng)基 , 需要用酒精棉球擦凈的原因是________________________________________________________________________。 (3)剛果紅

19、可與________形成紅色復(fù)合物，研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上，篩選到了幾株有透明降解圈的菌落(見圖 1)。圖中降解圈大小與纖維素酶的________有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強的菌株是______(填圖中序號)。 (4)纖維素酶高產(chǎn)菌株在－20 ℃長期保存時，菌液中常需加入一定量的________保藏。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株 A 和 B，在不同溫度和 pH 條件下進行發(fā)酵，測得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果如圖 2，推測菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵，理由是______________________________________________________

20、__________________。 答案　(1)CE　(2)避免培養(yǎng)基污染棉塞　(3)纖維素　量與活性　菌2　(4)甘油　(5)B　發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，B 菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高 解析　(1)在樣品稀釋中需要使用無菌水稀釋；在涂布平板操作中，需要使用酒精燈對涂布器進行滅菌，并在酒精燈火焰旁完成對培養(yǎng)皿涂布接種操作，所以從選項分析可知，顯微鏡和接種環(huán)不需要，故選CE。 (2)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時，若試管口粘附有培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈以避免培養(yǎng)基污染棉塞。 (3)根據(jù)“剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解

21、菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌”，所以在剛果紅培養(yǎng)基平板上，可以篩選到有透明降解圈的菌落，降解圈大小與纖維素酶的量和活性有關(guān)。纖維素酶的量越多，活性越強，分解的纖維素越多，透明降解圈越大，所以圖中降解纖維素能力最強的菌株是菌2。 (4)在－20 ℃長期保存菌株時，菌液中常需加入一定量的甘油保藏。 (5)由于胃部pH值較低，根據(jù)題意和圖示分析可知，發(fā)酵過程會產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，B菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高，所以推測菌株B更適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 6.(2018·新鄉(xiāng)高三第二次模擬)回答下列與微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用有關(guān)的問題： (1)微生物的培養(yǎng)需要使用培養(yǎng)

22、基，不同培養(yǎng)基的配方不同，但一般都具有____________________。在配制從土壤中篩選纖維素分解菌的培養(yǎng)基時，需加入__________作為唯一的碳源。 (2)下圖中產(chǎn)生每個菌落的最初細菌數(shù)為________個才是最理想的。據(jù)圖分析，在培養(yǎng)基上劃線接種時，劃線的順序依次是________(用編號和箭頭表示)。 (3)根據(jù)土壤樣品的稀釋倍數(shù)和接種稀釋液的體積，統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)就能大概推測出樣品中的活菌數(shù)。某同學(xué)在稀釋倍數(shù)為104的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為25.6，則每毫升樣品中的活菌數(shù)是________個(所用稀釋液的體積為0.2 mL)。 (4)若要鑒別纖維素

23、分解菌，可用________________法；若要鑒別尿素分解菌，可在培養(yǎng)基中加入____________。 答案　(1)碳源、氮源、水和無機鹽　纖維素　(2)1 ②→③→①　(3)1.28×106　(4)剛果紅染色　酚紅指示劑 解析　(1)培養(yǎng)微生物的不同培養(yǎng)基，雖然其配方不同，但一般都具有碳源、氮源、水和無機鹽。在配制從土壤中篩選纖維素分解菌的培養(yǎng)基時，需加入纖維素作為唯一的碳源。 (2)圖示中產(chǎn)生每個菌落的最初細菌數(shù)為1個才是最理想的。采用平板劃線接種時，通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面，在數(shù)次劃線后，就可以得到單菌落，據(jù)此分析圖示可知：劃線的順序依次是②→③→①。 (3)所用稀釋液的體積為0.2 mL，在稀釋倍數(shù)為104的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為25.6，則每毫升樣品中的活菌數(shù)是25.6×104÷0.2＝1.28×106(個)。 (4)剛果紅可與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維素水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生顏色反應(yīng)，因此若要鑒別纖維素分解菌，可用剛果紅染色法。在細菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細菌合成的脲酶將尿素分解成了氨，氨會使培養(yǎng)基的pH升高，酚紅指示劑將變紅，因此若要鑒別尿素分解菌，可在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑。