资源简介

解密29 微生物的培养与利用
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
培养基及微生物的纯化培养技术
1．掌握培养基及微生物的纯化培养技术；
2．掌握微生物的计数方法；
3．掌握微生物的筛选与鉴别的步骤和所用试剂；
4．理解微生物的利用；
2017新课标Ⅰ·37
2017新课标II·37
2016全国卷Ⅰ·39
2016全国卷Ⅱ·39
2016全国卷Ⅲ·39
★★★★★
微生物的计数方法
★★★★☆
微生物的筛选与鉴别
★★★★☆
微生物的利用
★★★★★
考点1 培养基及微生物的纯化培养技术
一、微生物的培养基
1．微生物的培养基
营养要素
来源
功能
碳源
无机碳源
CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物
①构成细胞物质和一些代谢产物
②既是碳源又是能源（有机碳源）
有机碳源
糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等
氮源
无机氮源
无机氮：NH3、铵盐、硝酸盐、N2等
合成含氮的代谢产物
有机氮源
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸
合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物
生长因子
维生素、氨基酸、碱基
①酶和核酸的组成成分
②参与代谢过程中的酶促反应
2．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
3．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特殊需求或抗性而设计
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
产生特定的颜色或其他变化
鉴别不同种类的微生物
用伊红—美蓝培养基鉴别大肠杆菌
二、消毒与灭菌
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的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
燃烧灭菌法
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
三、大肠杆菌的纯化
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，这个菌落就是纯化的细菌菌落。
2．纯化微生物的接种方法
比较项目
平板划线法
稀释涂布平板法
关键操作
接种环在固体平板培养基表面连续划线
①一系列的梯度稀释；
②涂布平板法操作
注意事项
每次划线前后均需灼烧接种环
稀释度要足够高，为确保实验成功可以增加稀释度
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
3．平板划线操作的注意事项
（1）操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要对接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧目的如下表：
第一次操作
每次划线之间
划线结束
目的
杀死接种环上原有的微生物
杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少
杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
（2）灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
（3）第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
（4）划线时最后一区不要与第一区相连。
（5）划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
调研1 甲、乙两同学学习完微生物的实验室培养后，要利用所学知识研究水中微生物的情况。
Ⅰ．甲同学为了检测饮用水中是否含有某种细菌，配制如下培养基进行培养：
蛋白胨
10 g
乳糖
5 g
蔗糖
5 g
K2HPO4
2 g
蒸馏水
1 000 mL
将pH调到7.2
（1）该培养基所含有的碳源有________，其功能是_________________________________________。
（2）该培养基所含有的氮源有________，其功能是_____________________________。
（3）该培养基除含碳源、氮源外，还有微生物需要的其他营养物质是____________________。
（4）用该培养基培养微生物时，还需要控制哪些理化条件？_______________________。
Ⅱ．乙同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察。请回答与此实验相关的问题。
（1）乙同学配制的培养基为________（物理性质）培养基，其中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌提供了________和________。
（2）对培养基进行灭菌时，应该采用的方法是______________________________。
（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于______________中培养，培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种______________作为对照进行实验。
【答案】Ⅰ.（1）蔗糖、乳糖、蛋白胨 主要用于提供能量以及构成微生物的细胞物质和代谢产物
（2）蛋白胨 主要用于合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物
（3）水、无机盐
（4）温度、氧气浓度等
Ⅱ.（1）固体 氮源（碳源不作要求） 碳源
（2）高压蒸汽灭菌
（3）恒温培养箱 无菌水
【解析】Ⅰ.对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源，因此蛋白胨既可作为碳源，又可作为氮源。培养微生物需要控制的理化条件有温度、氧气浓度和pH等。Ⅱ.调查湖水中细菌的污染情况，就要计数，用固体培养基；蛋白胨来源于动物原料，含有维生素、糖和有机氮等营养物质，在培养基中主要是作为氮源。实验室的灭菌方法一般有灼烧灭菌法（适合于接种工具的灭菌）、干热灭菌法（适合于耐高温的、需要保持干燥的物品的灭菌）、高压蒸汽灭菌法（适合于培养基等物体的灭菌）。要想使微生物快速地繁殖，就要将培养基置于适宜的条件下，特别是温度，所以要置于恒温培养箱中，对照实验就是要设置一个接种了无菌水的培养基进行比较。
考点2 微生物的计数方法
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细胞计数板，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×400×104×稀释倍数
缺点
当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
不能区分细胞死活
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
【易混易错】
“选择菌落数在30～300的平板”的两个提醒
用稀释涂布平板法计数微生物时，要求选择菌落数在30～300的平板进行计数。解题时易出现以下误解：
（1）只得到1个菌落数在30～300的平板是错误的。错误的原因是不符合实验的重复原则，易受到偶然因素的影响。
（2）得到3个或3个以上菌落数在30～300的平板，也不一定正确，这可能有两种情况：
①不同平板间差异较大，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240，虽然菌落数均在“30～300”，这也是不正确的，因为“34”与“230”“240”差异太大，应重新实验找出原因。
②不同平板之间差异不大，是符合要求的，用其平均值作为估算的最终结果。可见，并不是只要得到3个“菌落数在30～300的平板”即可，而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30～300的平板”且无较大差异，说明实验操作合格，才能按照计算公式进行计算。
调研1 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________为唯一氮源；鉴别培养基还需添加________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________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________，每克土壤样品中的细菌数量为________×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________。
（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________，突变基因表达的蛋白含________个氨基酸。
【答案】（1）尿素 酚红 红
（2）稀释涂布平板法 1.75 少
（3）UGA 115
考点3 微生物的筛选与鉴别
1．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。
2．筛选微生物的三种方法
（1）单菌落挑取法：利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物。
（2）选择培养法：利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物。
（3）鉴定培养法：利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物。
3．筛选微生物的两个实例比较
比较项目
土壤中分解尿素的细菌的分离
分解纤维素的微生物的分离
方法
利用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行选择培养
利用富含纤维素的选择培养基进行选择培养
原理
只有分解尿素的细菌能够合成脲酶，才能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长
因为培养基中含有丰富的纤维素，因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖
鉴别
在培养基中加入酚红指示剂，指示剂变红说明菌落中的菌体为分解尿素的细菌
刚果红染色法，周围出现透明圈的菌落为分解纤维素的微生物的菌落
调研1 金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板（培养基中添加适量血液）上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题：
（1）按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于________生物，从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。
（2）7.5% NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括________________，用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是____________________________。
（3）操作中在血平板上的接种方法是________，接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。
（4）在制备血平板时需将pH调节至________（填“微酸性”或“微碱性”）后灭菌，待培养基________后，再加入适量血液。按培养基功能分类，血平板属于________培养基。
（5）经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现________的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是________________________________。
【答案】（1）原核 有氧
（2）碳源、氮源、水和无机盐 增加金黄色葡萄球菌的数量
（3）平板划线法 灼烧
（4）微碱性 冷却 鉴别
（5）周围存在透明圈 设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组
【解析】（1）金黄色葡萄球菌是一种细菌，属于原核生物。培养过程无密闭处理，故它进行有氧呼吸。（2）7.5% NaCl肉汤培养基可为微生物提供生长所需要的碳源、氮源、水和无机盐。用7.5% NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加高度耐盐性的金黄色葡萄球菌的数量。（3）图示用的接种工具是接种环，说明在血平板上接种的方法是平板划线法。接种工具在接种前后都要进行灭菌处理。（4）金黄色葡萄球菌的生长环境为弱碱性，培养基在灭菌前要先调节pH，因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞，使其褪色，血平板上出现周围存在透明圈的菌落，说明有金黄色葡萄球菌，故血平板是鉴别培养基。（5）为增强实验结论的严谨性，应增加空白对照组。
考点4 微生物的利用
1．果酒和果醋制作步骤的比较
制果酒
制果醋
相同过程
（1）选材和材料处理：选择新鲜的葡萄，先用清水冲洗葡萄1～2遍除去污物后，再去枝梗；
（2）制作发酵液，防止杂菌污染；
（3）发酵：将葡萄汁注入发酵瓶，注意液体量不要超过发酵瓶总体积的2/3
不同过程
（1）将温度严格控制在18～25 ℃，时间控制在10～12 d左右。发酵旺盛期的CO2产量非常大，要及时排气，防止发酵瓶爆裂；
（2）检测指标：7～10 d以后，可以开始进行取样检验工作。例如，可以嗅味和品尝、用重铬酸钾检验酒精含量，进行酵母菌的镜检，测定pH等工作
（1）将温度严格控制在30～35 ℃，并注意适时通过充气口充气；
（2）检测指标：果醋的制作是否成功可以通过观察菌膜的形成、嗅味和品尝初步鉴定，再通过检测和比较醋酸发酵前后的pH进一步鉴定。还可以在显微镜下观察发酵液中是否有醋酸菌，并统计其数量作进一步鉴定
2．果酒和果醋的发酵装置及各个部件的作用
装置图
结构或操作
目的
充气口
醋酸发酵时连接充气泵，输入无菌空气；制酒时关闭充气口
排气口
用来排出CO2
长而弯曲的胶管
防止空气中微生物的污染
出料口
便于取料，及时监测发酵进行的情况
3．发酵后酒精的检验及对照原则
（1）检验
（2）对照
两种对照方式都必须遵循单一变量原则：前者是标准对照，后者是自身对照。
4．果酒、果醋制作的注意事项
（1）材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄，榨汁前先冲洗后除去枝梗，以避免去除枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。
（2）防止发酵液被污染
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑，因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染，榨汁机要洗净并晾干；发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒；封闭充气口；若用简易的发酵装置；每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。
（3）控制好发酵时间与温度、果醋制作时适时充气。
【特别提醒】
氧气供应状况对酒精发酵结果影响的分析方法
（1）酒精发酵所需的氧气供应条件
①发酵前期：需要通入空气或在发酵瓶中留有一定的空间，可以给酵母菌提供氧气以利于酵母菌通过有氧呼吸大量增殖。②发酵后期：要通过密封严格控制无氧环境，以利于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。
（2）酒精发酵异常的情况
①酒精发酵的前期如果供氧不足，酵母菌数量少，产生的酒精少。②酒精发酵后期如果密封不严，则酵母菌数量充足，但是不能产生酒精。
5．腐乳的制作
（1）豆腐的选取：豆腐含水量以70%为宜，若含水量过高，豆腐块不易成形；若含水量过低，则不利于毛霉的生长。
（2）控制好材料的用量
①盐的用量：豆腐毛坯∶盐＝5∶1，盐的浓度过低，不足以抑制微生物生长，可能导致豆腐腐败变质；盐的浓度过高，会影响腐乳的口味。
②酒的用量：卤汤中酒的含量控制在12%左右为宜。酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系：酒精含量越高，对蛋白酶的抑制作用也越大，会使腐乳成熟时间延长；酒精含量过低，蛋白酶的活性高，加快蛋白质的水解，但杂菌繁殖快，豆腐易腐败，难以成块。
（3）防止杂菌的污染
①用来腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干净后要用沸水消毒。
②装瓶腌制时，操作要迅速小心，且要逐层加盐，离瓶口表面的盐要铺厚一些。
③加入卤汤后，要用胶条将瓶口密封。封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，防止瓶口被污染。
（4）发酵温度：前期发酵温度应保持在15～18 ℃，如温度过低，则菌丝生长缓慢，不能进入豆腐块的深层；温度过高，菌丝易老化和死亡，影响腐乳的品质。
（5）发酵时间：发酵时间影响生化反应速度及生化产物的量。
6．泡菜的制作
a．泡菜制作成功的关键点
（1）材料的选择及用量
①蔬菜应新鲜，若放置时间过长，蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
②清水和盐的质量比为4∶1，盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用，一是除去水中氧气，二是杀灭盐水中其他细菌。
（2）防止杂菌污染：每次取样用具要洗净，要迅速封口。
（3）氧气需求
①泡菜坛要选择透气性差的容器，以创造无氧环境，有利于乳酸菌发酵，防止蔬菜腐烂。
②泡菜坛坛盖边沿的水槽内要注满水，以保证乳酸菌发酵所需要的无氧环境，并注意在发酵过程中经常补水。
（4）温度：发酵温度控制在室温即可，最好在26～36 ℃。温度过高，则易滋生杂菌，温度过低则发酵时间延长。
b．泡菜腌制过程中乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化
发酵时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
发酵初期
少（有O2，乳酸菌活动受抑制）
少
增加（硝酸盐还原菌的作用）
发酵中期
最多（乳酸抑制其他菌活动）
积累、增多、pH下降
下降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）
发酵
后期
减少（乳酸继续积累，pH继续下降，抑制其活动）
继续增多，pH继续下降
下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）
含量变化曲线
时期
乳酸菌
乳酸
亚硝酸盐
注意
亚硝酸盐是硝酸盐还原菌促进硝酸盐还原形成的，而不是硝化细菌氧化氨形成的
调研1 腐乳是我国古代劳动人民创造出的一种经过微生物发酵的大豆食品，如臭豆腐、酱豆腐等，该食品味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存，所以深受人们的喜欢。如图是腐乳制作的流程示意图，据图回答问题：
→→→
（1）流程图中未写出的程序是______________________________________。
（2）含水量为________左右的豆腐适合用来做腐乳。
（3）传统制作腐乳，豆腐块上的毛霉来自___________________________________，现代腐乳生产是在严格______________的条件下，将优良的毛霉菌种直接接种在豆腐上。
（4）影响腐乳的风味和质量的因素是______________（至少列举两项）。
【答案】（1）加卤汤装瓶
（2）70%
（3）空气中的毛霉孢子 无菌
（4）盐的用量、酒的用量、发酵温度、发酵时间等（答出两个即可）
调研2 农村中泡菜的制作方法：将新鲜的蔬菜经过整理、清洁后，放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中，然后加入盐水、香料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处，最适环境温度为28～30 ℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”，前者是用盐过多，后者用盐过少。
（1）用白酒擦拭泡菜坛的目的是________________________________________。
（2）菜坛要密封的原因是____________________________________。若菜坛有裂缝，可能会出现的结果是__________________________。
（3）若制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是________________________________________。
（4）加入一些“陈泡菜水”的作用是______________________________________________。
（5）制作泡菜的过程中，有机物的干重如何变化？菜坛内有机物的种类如何变化？______________。
【答案】（1）消毒
（2）乳酸菌为厌氧微生物，密封后造成缺氧环境 将导致乳酸菌不能正常生长，而一些杂菌大量繁殖，泡菜会变质
（3）盐过多，抑制了乳酸菌的发酵
（4）提供乳酸菌菌种
（5）有机物的干重减少，种类增加
【解析】泡菜制作是应用了乳酸菌的发酵原理，提供的新鲜蔬菜是它的培养基。乳酸菌是厌氧微生物，在缺氧的环境条件下发酵可产生大量乳酸，能抑制其他厌氧菌的生存；在有氧情况下，自身受抑制，不能进行乳酸发酵，使需氧菌繁殖而变质。乳酸菌生长繁殖需要消耗有机物，发酵过程中乳酸菌将一些大分子物质如蛋白质、脂肪、糖类分别分解成小分子的氨基酸、甘油、脂肪酸、葡萄糖等，因此，泡菜坛内有机物的种类增多，干重减少。

1．传统发酵技术的学习中，我们制作了果酒、腐乳、泡菜，请回答下列有关问题：
（1）人类使用酿制葡萄酒的微生物主要是酵母菌，酵母菌繁殖的最适温度是________；酒精发酵一般将温度控制在________________。
（2）葡萄酒呈现深红色的原因是_______________________。
（3）腐乳制作过程中，在多种微生物的作用下，普通豆腐变成风味独特的腐乳，其中起主要作用的微生物是________。
（4）常见的乳酸菌有________和________。酸奶的制作常用________。
（5）泡菜腌制时间过短，容易造成________，亚硝酸盐含量增加，在特定条件下，转变成致癌物________。
【答案】（1）20 ℃左右 18～25 ℃
（2）红葡萄皮的色素进入发酵液
（3）毛霉
（4）乳酸链球菌 乳酸杆菌 乳酸杆菌
（5）细菌大量繁殖 亚硝胺
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________、________、水和无机盐，调节pH至7，灭菌处理，待培养基冷却至50 ℃时，在________________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________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同大小的滤纸片均匀置于该平板的不同位置，适宜条件下培养一段时间，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________；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____________________________；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________________，二是________________。
（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____________。
【答案】（1）碳源 氮源 酒精灯火焰
（2）涂布 敏感 绿脓杆菌对头孢菌素的敏感性比对美罗培南的弱 杂菌污染 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）美罗培南
3．酒精浓度过高会抑制酵母菌的生长繁殖，影响酒精产量。为此，研究人员将酒精耐受基因转入野生型酵母菌中，经筛选得到了耐高浓度酒精的酵母菌。过程如图甲所示，请据图回答下列问题：
（1）通过筛选得到耐高浓度酒精酵母菌的技术是________。②、③过程需要重复几次，目的是________________________。某同学尝试过程③的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是________。
（2）为证明分离纯化得到的酵母菌能提高酒精产量，可将等量的________________________和耐高浓度酒精的酵母菌分别接种于含等量葡萄糖的A、B两组发酵装置中，在________℃条件下________（填“密闭”或“充气”）培养。一段时间后取样，用________检测，若实验结果为____________________，则说明耐高浓度酒精的酵母菌能提高酒精产量。
【答案】（1）基因工程（转基因技术） 进一步分离纯化获得耐酒精能力强的酵母菌
稀释涂布平板法
（2）野生型酵母菌 18～25 密闭 重铬酸钾 B组的灰绿色比A组深
4．（2017新课标Ⅰ·37）[生物——选修1：生物技术实践]
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________________________。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________________________，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________________________（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____________________（填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”）作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________。
（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2 HPO4，其作用有________________________（答出两点即可）。
【答案】（1）脲酶 分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物 为细胞生物生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料
（2）尿素 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）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
【解析】（1）细菌分解尿素是由于细菌体内合成脲酶的结果，尿素是有机物，分解尿素的细菌是分解者，而不是生产者，只能生产者才能利用CO2作为碳源合成有机物。葡萄糖通常既作为碳源，也可作为能源。
（2）筛选分解尿素的细菌，通常只能用尿素作为唯一氮源，对于“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”均含有无机氮源。（3）KH2PO4和Na2 HPO4为微生物提供P元素和无机盐离子如钾离子和钠离子，还可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。
【考点定位】微生物分离，培养，培养基中物质作用
【明师点睛】本题考查分解尿素的微生物的分离、培养及培养基中物质的作用，要求考生掌握微生物分离须用微生物特定需要的培养基来培养，微生物培养中必须有碳源、氮源、能源、生长因子、水和无机盐等。
5．（2017新课标II·37）[生物——选修1：生物技术实践]
豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：
（1）该实验的自变量是____________________、__________________________。
（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是______________________。
（3）如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是__________________________。
（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为__________________，脂肪转变为__________________________。
【答案】（1）菌种 发酵时间
（2）好氧菌
（3）延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间
（4）氨基酸和肽 脂肪酸和甘油
【解析】（1）该实验的自变量是菌种、发酵时间。（2）如果发现发酵容器内上层大豆的发酵效果比底层的好，说明该发酵菌是好氧菌。（3）如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间。（4）从大豆到豆豉，大豆中的成分会发生一定的变化，其中，蛋白质转变为氨基酸和肽，脂肪转变为脂肪酸和甘油。
【考点定位】发酵
【名师点睛】本题为选修实验题，题型新颖，综合性强，较好的考查了学生分析问题、提取信息的能力，第三问考查了学生的灵活推断和准确表述能力。总体难度适中。
6．（2016全国卷Ⅰ·39）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________________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是________。
（2）步骤③中，实验组的操作是____________________________________。
（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________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________（填“正确”或“不正确”）。
【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨 琼脂
（2）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）污染 不正确
7．（2016全国卷Ⅱ·39）苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题：
（1）酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段，在酵母菌细胞的________中进行，其产物乙醇与________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于乙醇的检验；过程③在酵母菌细胞的________中进行。与无氧条件相比，在有氧条件下，酵母菌的增殖速度________。
（2）第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程，根据醋酸杆菌的呼吸作用类型，该过程需要在________条件下才能完成。
（3）在生产过程中，第一阶段和第二阶段的发酵温度不同，第一阶段的温度________（填“低于”或“高于”）第二阶段的。
（4）醋酸杆菌属于________核生物，其细胞结构中________（填“含有”或“不含有”）线粒体。
【答案】（1）细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快
（2）有氧
（3）低于
（4）原 不含有
8．（2016全国卷Ⅲ·39）某同学用新鲜的泡菜溶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________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_________________________________。
（2）推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。分离纯化时应挑选出________________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_____（填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”）。
【答案】（1）无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落
（2）鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸（或酸） 具有透明圈
（3）甘油
【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。

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