1、二二 微生物的选择培养和计数微生物的选择培养和计数 必备知识素养奠基 一、选择培养基 1.1.实验室中微生物筛选的原理实验室中微生物筛选的原理: :人为提供有利于目的菌目的菌生长的条件(包 括营养、温度、pH 等),同时抑制抑制或阻止阻止其他微生物的生长。 2.2.选择培养基概念选择培养基概念: :在微生物学中,允许特定种类特定种类的微生物生长,同时 抑制或阻止抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。 3.3.选择培养基配方的设计选择培养基配方的设计: : (1)原理:分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解产生 NHNH3 3。 (2)培养基配方设计:以尿素尿素为唯一氮源的选择培养基。 如果要从土壤
2、中分离出固氮微生物,那么对培养基有什么要求呢? 提示:固氮微生物能利用空气中的 N2,因此培养基中不应添加氮源,这 样就只有固氮微生物才能生存。 二、微生物的选择培养 1.1.方法方法: :对样品进行充分稀释,然后将菌液菌液涂布到制备好的选择选择培养基 上。 2.2.稀释涂布平板法的操作过程稀释涂布平板法的操作过程: : (1)系列梯度系列梯度稀释操作: (2)涂布平板操作。 取菌液:取 0.10.1_mLmL 菌液,添加到培养基表面培养基表面。 涂布器灭菌:取出浸在酒精酒精中的涂布器,放在火焰火焰上燃烧,酒精燃尽 后,冷却冷却涂布器。 涂布过程:用涂布器将菌液均匀均匀地涂布在培养基表面,涂布
3、时可转动转动 培养皿,使菌液分布均匀均匀。 3.3.培养培养: :待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置倒置,放入恒温培养箱恒温培养箱 中培养,观察。 在进行稀释操作时,需要在酒精灯火焰附近操作吗?解释原因。 提示:需要。在进行稀释操作时,如果不在酒精灯火焰附近进行,就有可 能造成杂菌污染。 三、微生物的数量测定 1.1.稀释涂布平板法稀释涂布平板法: : (1)统计依据。 当样品的稀释度稀释度足够高时,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)操作。 一般选择菌落数为 3030300300 的平板进行计数
4、。 选用一定稀释范围一定稀释范围的样品液进行培养,在同一稀释度下,应至少对 3 3 个平板进行重复计数,然后求平均值平均值。 2.2.显微镜直接计数显微镜直接计数: :利用特定的细菌计数板或血细胞计数板血细胞计数板,在显微镜 下观察、计数计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。 四、探究实践土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.1.提出问题提出问题: :如何分离分离土壤中分解尿素的细菌?每克土壤样品中含有多 少分解尿素的细菌? 2.2.基础知识基础知识: : 组分 含量 提供的主要营养 KH2PO4 1.4 g 无机盐无机盐 Na2HPO4 2.1 g MgSO47H2O 0.2 g 葡
5、萄糖 10.0 g 碳源碳源 尿素 1.0 g 氮源氮源 琼脂 15.0 g 凝固剂凝固剂 H2O 定容至 水 1 000 mL 3.3.实验设计实验设计: : (1)土壤取样:先铲去表层土表层土,取距地表 3 38 8 cm 的土壤层,将样品装入 纸袋纸袋中。 (2)样品稀释:一般选用 11_1010 4 4、 、11_1010 5 5、 、11_1010 6 6倍的稀释液进行 平板培养。 (3)微生物的培养与观察:一般在 30303737_ _ _的温度下培养 12 天,每 隔 2424_h h 统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定菌落数目稳定时的记录作为结果。 4.4.操作提示操作提示:
6、: 选出下列关于实验操作的正确说法。 本实验耗时长,应提前制订好计划,提高效率。 本实验用到的器材比较多,应该对试管和平板做好标记。 取土样的铁铲和取样纸袋使用前都要经过消毒。 为了防止杂菌污染,从酒精中取出的涂布器应该直接在酒精灯火焰 上充分燃烧灭菌。 过热的涂布器不能直接放在盛有酒精的烧杯中。 5.5.结果分析与评价结果分析与评价: : 结合实验过程,判断下列实验分析的正误: (1)由于使用了选择培养基,因此本实验不需要设置对照 组。 () 提示:应该设置未接种的平板和接种在牛肉膏蛋白胨培养基的平板作 为对照。 (2)在同一稀释度下,至少要涂布 3 个平板。 () (3)当菌落数目稳定时,
7、选取菌落数在 30300 的平板进行计数。 () (4)应该仔细观察培养基上菌落的形状、大小、颜色等特征,并要做好 记录。 () (5)统计的分解尿素的细菌菌落数目就是样品中分解尿素的活菌数目。 () 提示:统计的菌落数目还要经过计算才能代表样品中的活菌数目,而且 数目偏低,因为当两个或多个细菌连在一起时,平板上观察到的只是一 个菌落。 选择培养基上生长分解尿素的细菌之后,pH 会发生变化吗?解释原因。 提示:会升高。 分解尿素的细菌可以将尿素分解成 NH3,导致培养基的 pH 升高。 关键能力素养形成 知识点一 微生物的选择培养与计数方法 1.1.选择培养的目的选择培养的目的: :从众多微生
8、物中分离出需要的特定微生物。 2.2.筛选微生物常用培养基筛选微生物常用培养基选择培养基和鉴别培养基选择培养基和鉴别培养基: : 选择培养基 鉴别培养基 特殊 成分 控制某一条件(如唯一氮源)或 加入某种物质(如青霉素) 加入某种指示剂或化学药 品 目的 抑制其他微生物生长,促进目 的微生物的生长 与微生物的代谢产物或培 养基中的成分发生特定反 应 用途 培养、分离出特定微生物 鉴别不同的微生物 举例 培养酵母菌和霉菌,可在培养 基中加入青霉素,抑制细菌生 长;用以尿素为唯一氮源的培 养基来培养尿素分解菌 可用伊红美蓝培养基鉴 定饮用水或乳制品中是否 有大肠杆菌(若有,菌落呈 深紫色,并带有金
9、属光泽) 3.3.稀释涂布平板法稀释涂布平板法: : (1)主要操作环节:系列梯度稀释和涂布平板。 (2)系列梯度稀释和涂布平板后培养结果如图所示: (3)计算公式: 每克样品中的菌株数=稀释倍 数 (4)计数结果:由于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,计算结果比实际值偏小。 4.4.稀释涂布平稀释涂布平板法操作注板法操作注意问题意问题: (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火焰 12 cm 处。 (2)涂布平板时。 涂布器浸在体积分数为 70%的酒精中,取出时,让多余酒精在烧杯中 滴尽,然后将沾有少量酒精的
10、涂布器在火焰上引燃。 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。 酒精灯与培养皿距离要合适,移液管管头不接触任何物体。 (3)同一稀释度的样液加到三个或三个以上的平板上,经涂布、培养,计 算出菌落平均数。 5.5.两种纯化方法的比较两种纯化方法的比较: 主要方法 平板划线法 稀释涂布平板法 主要 步骤 接种环在固体培养基 表面连续划线 系列梯度稀释操作和涂布平板操 作 接种工具 接种环 涂布器 菌体获取 在具有显著的菌落特 征的区域挑取菌体 从适宜稀释度的平板上的菌落中 挑取菌体 能否用 于计数 不能计数 可以计数,但是操作复杂,需涂布 多个平板 共同点 都能将微生物分散到固
11、体培养基表面,以获得单细胞菌落, 达到分离纯化微生物的目的,也可用于观察菌落特征 6.6.显微镜直接计数显微镜直接计数: : (1)原理:此法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计 算一定体积的样品中微生物的数量。 (2)方法:显微镜下观察,细菌计数板或血细胞计数板计数。 (3)计算公式: 每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数40010 000稀释倍数 (4)缺点:统计的结果一般是活细菌和死细菌的总和,计算结果比实际 值偏大。 (2020全国卷)某种物质 S(一种含有 C、H、N 的有机物)难以降解, 会对环境造成污染,只有某些细菌能降解 S。研究人员按照下图所示流 程从淤泥中分离
12、得到能高效降解 S 的细菌菌株。实验过程中需要甲、 乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和 S,乙的组分为无机盐、水、S 和 Y。 回答下列问题: (1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用_的 方法进行灭菌。乙培养基中的 Y 物质是_。甲、乙 培养基均属于_培养基。 (2)实验中初步估测摇瓶 M 中细菌细胞数为 210 7 个/mL,若要在每个 平板上涂布 100 L 稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数 不超过 200 个,则至少应将摇瓶 M 中的菌液稀释_倍。 (3)在步骤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌 株对 S 的降解量反而下降,其原因可能是 _(答出 1 点
13、即可)。 (4)若要测定淤泥中能降解 S 的细菌细胞数,请写出主要实验步骤 _。 (5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细 菌的生长提供 4 类营养物质,即_。 【解析】本题主要考查培养基的类型及其应用、无菌技术和微生物的 分离与计数。 (1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶。由图中过程 可知,甲为液体培养基,乙为固体培养基,所以乙培养基中需要加入的 Y 为琼脂。甲和乙培养基可以用于筛选能降解 S 的菌株,因此均属于选择 培养基。 (2)若要在每个平板上涂布 100 L 稀释后的菌液,且每个平板上长出 的菌落数不超过 200 个,根据计算公式:细菌细胞数=(
14、CV)M可知, 稀释倍数M=210 7VC=21071000100200=104(倍)。 (3)当培养基中的S超过某一浓度后,可能会抑制菌株的生长,从而造成 其对 S 的降解量下降。 (4)要测定淤泥中能降解 S 的细菌的细胞数,可以取淤泥加无菌水制成 菌悬液,稀释涂布到乙培养基上,培养后进行计数。 (5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源等成分。 答案:(1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)10 4 (3)S 的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数 (5)水、碳源、氮源和无机盐 【误区警示】稀释涂布平板法分离微生物常见误区
15、 (1)误认为不用涂布均匀:用涂布器涂布平板时一定要涂布均匀,否则 难以得到单菌落。 (2)误认为不用冷却:涂布器使用前应进行酒精浸泡,然后灼烧灭菌,冷 却之后再涂布,否则会由于温度过高杀死菌种。 【素养迁移】 (2020枣庄高二检测)筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段,下 列有关技术中不能筛选成功的是 ( ) A.在全营养的 LB 培养基(普通培养基)中,筛选大肠杆菌 B.在尿素固体培养基中,筛选能够分解尿素的微生物 C.用纤维素为唯一碳源的培养基,筛选能分解纤维素的微生物 D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠,筛选抗盐突变体的微生物 【解析】选 A。在全营养的 LB 培养基中,几乎所有细
16、菌都能生长,不能 筛选出大肠杆菌,A 错误;在尿素固体培养基中,只有能分解尿素的微生 物才能生长,不能分解尿素的微生物因缺乏氮源不能生长,能够筛选分 解尿素的微生物,B 正确;在纤维素为唯一碳源的培养基上,只有能分解 纤维素的微生物才能生长,不能分解纤维素的微生物因缺乏碳源不能 生长,能筛选分解纤维素的微生物,C 正确;在培养基中加入不同浓度的 氯化钠,能筛选抗盐突变体微生物,D 正确。 【补偿训练】 下列关于测定土壤中微生物数量的叙述,不正确的是 ( ) A.显微镜直接计数计算的结果比实际值偏大 B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落 C.采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的
17、活菌数 D.统计菌落数目时,只要菌落数目在 30300 的平板都可以计数,并以 它们的平均值作为统计结果 【解析】选 D。显微镜直接计数统计的结果一般是活细菌和死细菌的总 和,计算结果比实际值偏大,A 正确;当样品的稀释度足够高时,一个活 菌会形成一个菌落,B 正确;采用平板计数法获得的菌落有可能是由多 个细菌形成的,所以往往少于实际的活菌数,C 正确;统计菌落数目时, 应选择同一稀释倍数下涂布的菌落数量为 30300 之间的平板进行计 数,D 错误。 知识点二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.1.分离菌种的原理分离菌种的原理: : 在以尿素为唯一氮源的选择培养基上,只有能产生脲酶的微生
18、物才能 分解尿素,而缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,会因缺乏氮源而无 法生长繁殖。 2.2.实验流程示意图实验流程示意图: : 3.3.实验操作过程实验操作过程: : 流程 具体操作 操作提示 土壤取样 先铲去表层土,取距地表 38 cm 的土壤层,将样品 装入纸袋中 适宜在富含有机质,酸碱 度接近中性的潮湿土壤中 取样 取样用的铁铲和取样的 纸袋使用前都需要灭菌 制备 培养基 分别配制牛肉膏蛋白胨培 养基和以尿素为唯一氮源 的选择培养基 牛肉膏蛋白胨培养基作为 对照组,用来判断选择培养 基是否具有选择的作用 样品的稀释 和涂布 火焰旁称取土壤样本 将稀释倍数为10 3107的 稀释液涂布平
19、板。 每个稀释 度至少涂布三个平板作为 重复组 注意无菌操作 对所用的平板、试管做好 标记 初次实验对于稀释的范 围没有把握,可选择一个较 为宽泛范围10 3107倍的稀 释液 培养、观察 和计数 将涂布好的平板和空白 平板放在适宜温度下的培 养箱中倒置培养 每隔 24 h 统计一次菌落 数目,比较牛肉膏蛋白胨培 养基和选择培养基中菌落 的数量、形态等,并做好记 录 当菌落数目稳定时,选取 菌落数在 30300 的平板 进行计数 空白平板作为对照,检测 培养基制备是否合格 观察时还要记录不同菌 落的形状、大小、颜色等 在同一稀释度下,至少对 3 个平板进行计数,然后求 出平均值,并根据平板所对
20、 应的稀释度计算出样品中 活菌的数目 4.4.实验结果分析实验结果分析: : 内 容 现 象 结 论 有无杂 菌污染 的判断 对照的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染 培养基中菌落数偏高 被杂菌污染 菌落形态多样,菌落数偏高 培养基中混入其他杂菌 选择培养 基的筛选 作用 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落 数目大于选择培养基上的数目 选择培养基具有筛选作 用 样品的 稀释操作 得到 3 个或 3 个以上菌落数目 在 30300 的平板 操作成功 重复组的 结果 若选取同一种土样,统计结果应接近 5.5.鉴定原理鉴定原理: :分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为 NH3,使培养基 的碱性增强,pH 升高
21、。 在选择培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌, 若指示剂变红,可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。 【特别提醒】实验中的两种“对照组”与“重复组” (1)两种对照组作用比较。 判断培养基中“是否有杂菌污染”,需将未接种的培养基(空白对照 组)同时进行培养。 判断选择培养基“是否具有筛选作用”,需设置完全培养基(牛肉膏 蛋白胨培养基)进行接种培养,观察两种培养基上菌落数目,进行对比 得出结论。 (2)重复组的设置及作用:为排除偶然因素对实验结果的干扰,在每一 稀释度下宜设置 3 个平板作为重复组,选择菌落数均在 30300 且数目 相差不大的三个平板,用“平均值”代入计数公式计算活菌数。 巴氏芽孢
22、杆菌是一类具有较高脲酶活性,能够分解尿素的细菌,广泛分 布在土壤、堆肥及污水中。这种细菌能够将氮肥中的尿素分解成氨态 氮被植物吸收,对土壤的肥力有着重要作用。研究人员拟从土壤样品中 分离该类细菌,如图所示为操作流程,表示操作步骤。请回答下 列问题: (1)制备培养基时,按照培养基配方准确称量各组分,将其溶解、定容后, 调节培养基的_,及时对培养基进行分装,并进行 _灭菌。 (2)步骤富集培养所使用的培养基按用途来分应为_ 培养基,步骤的主要目的是 _ _。 (3)在步骤的培养基中加入_指示剂,根据培养基是否 变红来鉴定是否为尿素分解菌。若用该方法培养设置了 3 个培养皿,菌 落数分别为 163
23、 个、158 个、159 个,则可以推测富集培养后的菌液中 每毫升含活菌数为_个,运用这种方法统计的结果往往 较实际值_。 (4)要进一步分离纯化巴氏芽孢杆菌采用步骤_法进 行操作,在该操作过程中接种工具至少要灼烧_次。 【解题导引】解答本题的两个关键知识点: (1)培养基灭菌的方法:常用高压蒸汽灭菌。 (2)培养基种类的判断:富集培养目的是增加巴氏芽孢杆菌的浓度,所 使用的培养基属于选择培养基。 【解析】(1)制备培养基时,操作过程为计算、称量、溶化、配制培养 液、调节 pH、分装、包扎、灭菌、倒平板,培养基需要进行高压蒸汽灭 菌。(2)图中步骤富集培养所使用的培养基属于选择培养基,目的是
24、增加巴氏芽孢杆菌的浓度(数量)。(3)鉴别尿素分解菌时需要使用酚红 指示剂,根据培养基是否变红来鉴定是否为尿素分解菌。富集培养后的 菌液中每毫升含活菌数为(163+158+159) 30.110 3=1.6106个, 用稀释涂布平板法进行计数时,由于一个菌落可能是两个或多个微生 物细胞的后代形成的,所以统计的结果往往较实际值偏低。(4)图中 分离纯化巴氏芽孢杆菌采用的方法是平板划线法,图中划线区域共4个, 所以该操作过程中接种工具至少要灼烧 4+1=5 次。 答案:(1)pH 高压蒸汽(湿热) (2)选择 增加巴氏芽孢杆菌的浓度 (数量) (3)酚红 1.610 6 偏低 (4)平板划线 5
25、【误区警示】从土壤中分离微生物的注意事项 (1)一般步骤:土壤取样、选择(富集)培养、梯度稀释、涂布培养和筛 选菌株。 (2)选择分离过程中需要使用选择培养基,要做到全过程无菌操作。 (3)常用的固体培养基上的接种方法是稀释涂布平板法和平板划线法。 【素养探究母题追问】 (1)(1)科学思维科学思维分析与综合分析与综合 上题步骤中用到的培养基的氮源是什么物质? 提示:步骤中用到的培养基属于选择培养基,目的是增加巴氏芽孢杆 菌的浓度(数量),应该以尿素为氮源。 (2)(2)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理 某同学发现他涂布的培养基上菌落数目过多连成一片,请你帮他分析 可能的原因并提出合理的处
26、理措施。 提示:可能是稀释倍数不够,导致菌液浓度过高,可以通过增大稀释倍 数解决。 【素养迁移】 尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被 植物利用。下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述,正确的是 ( ) A.培养基中加入尿素作为唯一碳源,该培养基是鉴别培养基 B.测定土壤中分解尿素的细菌数量和测定土壤中放线菌的数量可采用 相同的稀释度 C.细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH 升 高 D.利用稀释涂布平板法可以直接完成土壤中分解尿素的细菌的分离计 数和纯化鉴定 【解析】选 C。培养基中加入尿素作为唯一碳源,该培养基是选择培养 基,A 错误;因
27、为土壤中各类微生物的数量不同,故为获得不同类型的微 生物,要按不同的稀释倍数进行分离,B 错误;细菌合成的脲酶能将尿素 分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH 升高,可加入酚红指示剂进行 检测,C正确;鉴定分解尿素的细菌应该用加酚红的鉴别培养基,D错误。 【补偿训练】 在做分离分解尿素的细菌实验时,A 同学从对应 10 6培养基上筛选 出大约 150 个菌落,而其他同学只筛选出大约 50 个菌落。 A 同学的结果 产生的原因可能有 ( ) 土样不同 培养基被污染 操作失误 没有设置对照 A. B. C. D. 【解析】 选 A。 土样不同、 培养基被污染和操作失误都会影响实验结果, 对照的设置
28、对实验结果没有影响。 【课堂回眸】 课堂检测素养达标 【概念诊断】 1.下列关于微生物的培养与计数的描述正确的是。 分离分解尿素的细菌要使用以尿素为唯一氮源的选择培养基 对微生物计数可以使用平板划线法和稀释涂布平板法接种微生物 使用显微镜直接计数的统计结果比样品中的实际活菌数偏高 在实验过程中,应遵循平行重复原则,同一稀释倍数下至少涂布三个 平板 进行微生物培养时要每隔 24 h 统计一次菌落的数目 获得菌落数目为 30300 的平板就说明实验操作成功 【解析】选。在以尿素为唯一氮源的选择培养基上,只有能利 用尿素的微生物才能生长,正确;对微生物计数使用稀释涂布平板法 接种微生物,平板划线法无
29、法计数,错误;使用显微镜直接计数统计 的是活菌和死菌的数量,结果比样品中的实际活菌数偏高,正确;在 实验过程中,应遵循平行重复原则,同一稀释倍数下至少涂布三个平 板,正确;进行微生物培养时要每隔 24 h 统计一次菌落的数目,正 确;应是在同一稀释倍数下,获得菌落数目为 30300 的平板,且差距 不能过大,说明实验操作成功,错误。 2.能合成脲酶的微生物所需要的碳源和氮源分别是 ( ) A.CO2和 N2 B.葡萄糖和 NH3 C.CO2和尿素 D.葡萄糖和尿素 【解析】选 D。合成脲酶的微生物能够分解尿素,所以碳源是葡萄糖, 氮源是尿素。 3.用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时 (
30、 ) 可以用相同的培养基 都需要使用接种环进行接种 都需要在酒精灯火焰旁进行接种 都可以用来计数活菌 A. B. C. D. 【解析】选 C。平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基,可以 使用相同的培养基,正确;平板划线法采用接种环进行操作,而稀释 涂布平板法采用涂布器进行操作,错误;纯化时,要进行无菌操作,需 要在酒精灯火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基,正确;平 板划线法一般用于分离而不是计数,错误。 4.(2020浙江 7 月选考改编)下列关于微生物培养及利用的叙述,错误 的是 ( ) A.利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微 生物 B.配制培养基时应根据
31、微生物的种类调整培养基的 pH C.酵母菌不能直接利用糯米淀粉发酵得到糯米酒 D.适宜浓度的酒精可使醋酸菌活化 【解析】选 A。本题主要考查微生物的培养条件和应用。尿素固体培养 基上,由于不能利用尿素做氮源的微生物不能生长繁殖,而保留利用尿 素的微生物,并非迅速杀死其他微生物,A 项错误;不同的微生物所需的 pH 不同,所以配制培养基时,应根据微生物的种类调整培养基的 pH,B 项正确;酵母菌不能直接利用淀粉,应用酒曲中的根霉和米曲霉等微生 物把淀粉糖化,再用酵母菌发酵得到糯米酒,C 项正确;醋酸菌在有氧条 件下能利用酒精产生醋酸,所以适宜浓度的酒精可以使醋酸菌活化,D 项正确。 5.下列关于
32、菌种计数方法的叙述不正确的是 ( ) A.当样品的稀释度足够高时,能在培养基表面形成单个菌落 B.应该选取培养基表面菌落数目稳定时的记录作为有效数据 C.为了保证结果准确,一般采用密度较大的平板进行计数 D.在某一浓度下涂布三个平板,以它们的平均值作为统计结果 【解析】选 C。当样品的稀释度足够高时,培养基表面一个活菌会形成 一个菌落,A 正确;应该选取培养基表面菌落数目稳定时的记录作为有 效数据,B 正确;为了保证结果准确,一般选取菌落数在 30300 之间的 平板进行计数,C 错误;在某一浓度下涂布三个平板,若三个平板统计的 菌落数差别不大,则应以它们的平均值作为统计结果以减小实验误 差,
33、D 正确。 【思维跃迁】 6.自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要 将它们分离提纯,然后进行数量的测定。下面是有关土壤中分解尿素的 细菌分离和计数的实验过程,请回答有关问题。 (1)若取土样 6 g,应加入_mL 的无菌水配制成稀释 10 倍土壤溶 液。因土壤中细菌密度很大,需要不断加以稀释,配制成 10 1107不同 浓度的土壤溶液。将 10 3107倍的稀释液分别吸取 0.2 mL 加入固体培 养基上,用涂布器将菌液铺平,每个稀释度下至少涂布3个平板,这种接 种方法称为_。将接种的培养皿放置在 37 恒温培养箱中培养 2448 h,观察并统计菌落数,结果如下表,其中_
34、倍的稀释比较 合适,由此计算出每克土壤中的菌落数为_。这种方法测定的菌 落数往往比活菌的实际数目_(填“低”或“高”)。 稀释倍数 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 菌 落 数 /个 1 号平板 478 367 277 26 5 2 号平板 496 354 261 20 8 3 号平板 509 332 254 29 3 (2)若研究尿素分解菌的群体生长规律,可采用平板划线法分离土壤中 的尿素分解菌。操作时,接种环通过灼烧灭菌,在第二次及以后划线时, 总是从上一次的末端开始划线。这样做的目的是 _。 将分离纯化后的单个菌落进行液体培养,可采用定期取样的方法进行 计数。若以一个大方
35、格(体积为 0.1 mm 3)有 25 个中方格的计数板为例 进行计算,设 5 个中方格中总菌数为 45,菌液稀释倍数为 10 2 ,那么原菌 液的菌群密度为_个/mL。 【解析】(1)根据题意分析,需要稀释 10 倍的土壤溶液,因此应该将 6 g 土样加入54 mL的无菌水进行配制;将10 3107倍的稀释液分别吸取0.2 mL 加入固体培养基上,用稀释涂布平板法将菌液用涂布器涂布到固体 培养基上;估算样品中的活菌数时,往往选取菌落数在 30 到 300 之间的 平板,分析表格中数据可知,稀释倍数为 10 5的平板菌落数在这一范围; 每克土壤中的菌落数为(277+261+254)310 50
36、.26=2.2107。稀 释涂布平板法进行微生物计数时,由于菌落之间会相互重叠,因此测定 的菌落数往往比活菌的实际数目低。(2)用平板划线法分离土壤中的尿 素分解菌时,为了将聚集的菌体逐步稀释以便获得(不连续)单个菌落, 在第二次及以后划线时,总是从上一次的末端开始划线。若以一个大方 格(体积为 0.1 mm 3)有 25 个中方格的计数板为例进行计算,设 5 个中方 格中总菌数为 45,菌液稀释倍数为 10 2 ,那么原菌液的菌群密度 =4550.110 -3102=2.25108个/mL。 答案:(1)54 稀释涂布平板法 10 5 2.2107 低 (2)将聚集的菌 体逐步稀释以便获得(
37、不连续)单个菌落 2.2510 8 【拓展探究】 7.反刍动物的瘤胃中有许多能分解尿素的微生物。为了研究利用尿素 配制的反刍动物饲料,以替代部分蛋白质饲料,降低饲料成本,进行了 相关实验。请回答下列问题: (1)尿素是尿素分解菌的氮源,因此在配制培养基时_。 A.葡萄糖在培养基中含量越多越好 B.尿素在培养基中含量越少越好 C.尿素分解菌无固氮能力,故培养基中的氮源为尿素 D.尿素分解菌有固氮能力,故培养基中尿素为无机氮 (2)瘤胃中的尿素分解菌能将尿素分解成_,其中的_可 用于合成微生物蛋白,该蛋白质是反刍动物的优质氮源。 (3)为研究瘤胃中尿素分解菌的种类,实验者配制以尿素为唯一氮源的 培
38、养基,该培养基从功能上属于_培养基。可在培养基中加入 _指示剂以初步鉴定这些菌能够分解尿素,为确证这些菌是尿 素分解菌,可通过酶活性测定及基因数据库比对,只有具有脲酶活性和 _基因的菌,才是真正的尿素分解菌。 (4)研究发现,如果只饲喂尿素配制的饲料,会导致反刍动物氨中毒,请 根据高中所学知识分析其原因 是 _。 【解析】(1)尿素既可以作为尿素分解菌的氮源,也可以作为其碳源,葡 萄糖在培养基中并不是越多越好,A 项错误;添加尿素的目的是筛选尿 素分解菌,其他微生物不能很好地生活在该培养基上,尿素在培养基中 不是越少越好,过少就失去选择作用,过多又会使细胞失水死亡,B 项错 误;尿素分解菌没有
39、固氮能力,故培养基中需要添加尿素作为有机氮 源,C 项正确,D 项错误。 (2)尿素分解菌能将尿素分解成 CO2和 NH3,其中 的 NH3可用于合成微生物蛋白,为反刍动物提供优质氮源。 (3)以尿素为 唯一氮源的培养基,尿素分解菌可以生存,而其他微生物不能存活,因 此该培养基从功能上属于选择培养基;可在培养基中加入酚红指示剂 以初步鉴定这些菌能够分解尿素;为确证这些菌是尿素分解菌,可通过 酶活性测定及基因数据库比对,只有具有脲酶活性和脲酶基因的菌,才 是真正的尿素分解菌。(4)如果只饲喂尿素配制的饲料,会导致反刍动 物氨中毒,原因是氨会使瘤胃液 pH 增大。 答案:(1)C (2)CO2和
40、NH3 NH3 (3)选择 酚红 脲酶 (4)氨会使瘤 胃液 pH 增大 三三 微生物的选择培养和计数微生物的选择培养和计数 (20(20 分钟分钟7070 分分) ) 一、选择题(共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分) 1.通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。 在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长;在培养基中加入青霉 素可以抑制细菌和放线菌的生长;在培养基中加入 10%的酚可以抑制细 菌和霉菌的生长。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出 ( ) 大肠杆菌 霉菌 放线菌 固氮细菌 A. B. C. D.只有 【解析】选 A。缺乏氮源的培养基上大部分微生物
41、无法生长,而固氮细 菌能生长;在培养基中加青霉素可以抑制细菌和放线菌等原核生物细 胞壁的合成,而霉菌属于真核生物,故能生长;在培养基中加入 10%的酚 可以抑制细菌和霉菌的生长,对放线菌的生长无影响。 2.稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关 叙述错误的是 ( ) A.操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释 B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面 C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落 D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理 【解题关键】解答本题需明确梯度稀释的目的以及防止杂菌污染的做 法。 【解析】选 C。若菌液浓度过大,形成的菌落连
42、在一起,得不到单个的菌 落。 【互动探究】 (1)题中如果不同稀释度的菌液接种后都不能得到单细胞菌落,原因是 什么? 提示:可能是稀释度不够,聚集在一起的微生物没能被分散成单个细 胞。 (2)题中如果不进行 D 项操作,培养基上得到的菌落可能有哪些变化? 提示:菌落种类和数目增多。 3.下列是关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙 述,其中错误的是 ( ) A.利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是恰当的稀释倍数 B.若要判断选择培养基是否起到了选择作用,需设置接种的牛肉膏蛋 白胨培养基作对照 C.将实验组和对照组平板倒置,25 恒温培养 2448 小时 D.选择菌落数在 3
43、0300 之间的实验组平板进行计数 【解析】选 C。利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是恰当的 稀释倍数,稀释倍数太低,菌落太多会长在一起,稀释倍数太高,平板上 菌落数目过少,都不易进行计数,A 正确;若要判断选择培养基是否起到 了选择作用,需设置接种了的没有选择作用的细菌通用的牛肉膏蛋白 胨培养基作对照,B 正确;将实验组和对照组平板倒置,3037 恒温 培养 2448 小时,C 错误;计数时通常选择菌落数在 30300 之间的实 验组平板进行计数,D 正确。 【补偿训练】 下列关于能分解尿素的细菌的说法,正确的是 ( ) A.能分解尿素的原因是能合成蛋白酶 B.分离该种细菌时以尿素作
44、为唯一碳源 C.环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性 D.用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基培养该菌后不会 使酚红指示剂变红 【解析】选 D。酶具有专一性,分解尿素的细菌之所以能分解尿素是因 为能合成、 分泌脲酶,A 项错误;分离能分解尿素的细菌时以尿素作为唯 一氮源,B 项错误;环境中含有大量的尿素对分解尿素的细菌起了选择 作用,而非诱导作用,C 项错误;该菌产生的脲酶把尿素分解为氨后,使 pH 升高,可使酚红指示剂变红,但添加酸碱缓冲剂后,阻止了 pH 的升高, 因此培养基不使酚红指示剂变红,D 项正确。 4.关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中,下列操作需要
45、在 酒精灯火焰旁进行的一组是 ( ) 土壤取样 称取土壤 稀释土壤溶液 涂布平板 微生物的培养 A. B. C. D. 【解析】选 D。土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验需进行无菌操 作,其中土壤取样是在室外进行,微生物的培养是在恒温箱中进行, 其余过程都需要在酒精灯火焰旁进行,D 项正确。 5.某学者欲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。下列操作错误的是 ( ) A.利用平板划线法对细菌进行计数 B.以石油为唯一碳源的培养基筛选 C.采用稀释涂布平板法分离菌种 D.称取和稀释土壤时应在酒精灯火焰旁 【解析】选 A。平板划线法能对细菌分离纯化,但不能对细菌进行计
46、数, 稀释涂布平板法可以分离菌种还可进行计数,A 错误。 6.下列有关微生物分离、纯化及计数的叙述,错误的是 ( ) A.常用富含纤维素的培养基富集培养纤维素分解菌 B.平板划线法通过连续划线将聚集的菌种分散并计数 C.稀释涂布平板法通过系列梯度稀释可将微生物分散 D.用血细胞计数板计数统计的结果往往比稀释涂布平板法得到的结果 偏大 【解析】选 B。纤维素是纤维素分解菌的碳源,因此常用富含纤维素的 培养基富集培养纤维素分解菌;平板划线法通过连续划线将聚集的菌 种分散,但不能用于微生物的计数;稀释涂布平板法通过系列梯度稀释 可将微生物分散并计数;用血细胞计数板计数微生物时,会将死的微生 物计数在
47、内,因此导致实验结果往往偏大。 7.(2020绍兴高二检测)为研究泡菜腌制过程中起作用的微生物的种 类及比例,需要进行分离培养。下列叙述错误的是 ( ) A.配制培养基时,需要加适量的凝固剂 B.接种方法可选择平板划线分离法或稀释涂布平板法 C.需要设置未经接种的空白对照 D.培养需要在无氧条件下进行 【解析】选 B。配制培养基时,需要加适量的凝固剂,制成固体培养基, 用于微生物的分离,A 正确;要研究微生物的种类及比例,应选用稀释涂 布平板法进行接种,B 错误。 需要设置未经接种的空白对照,排除培养基 被杂菌污染的可能,C 正确;乳酸菌属于厌氧菌,需要在无氧条件下培 养,D 正确。 8.(2
48、020济南高二检测)如图为分离和纯化分解甲醛细菌的实验过程, 其中 LB 培养基能使菌种成倍扩增,以下说法正确的是 ( ) A.需要对活性污泥做灭菌处理 B.中 LB 培养基应以甲醛为唯一碳源 C.目的菌种异化作用类型为厌氧型 D.经处理后,应选择瓶中甲醛浓度最低的一组进一步纯化培养 【解析】选 D。该实验是从活性污泥中分离和纯化分解甲醛细菌,则活 性污泥不能灭菌,A错误;LB培养基使菌种成倍扩增,应用完全培养基培 养,B 错误;图示分解甲醛细菌进行振荡培养,属于需氧型细菌,C 错误; 经处理后,瓶中甲醛浓度降低,甲醛浓度最低的一组中分解甲醛细菌 纯度最高,可进一步纯化培养,D 正确。 【互动探究】上题中从到在操作过程中的关键是什么? 提示:无菌操作:接种环需要灼烧灭菌,并等待接种环冷却后挑取菌种, 防止菌种被高温杀死;操作完成后需将接种环在火焰上灼烧,以杀灭残 留的微生物。 二、非选择题(共 2 小题,共 30 分) 9.(16 分)(2020乌鲁木齐高二检测)2020 年,疫情期间,
