知識系統(tǒng)構建必背要語1.實驗室常用巴氏消毒法和使用紫外線或化學藥物進行消毒，常用的滅菌方法有火焰滅菌、干熱滅菌、間歇滅菌法、蒸汽持續(xù)滅菌法和高壓蒸汽滅菌法等。2.微生物的分離包括樣品稀釋、劃線或涂布及培養(yǎng)三個步驟，劃線或涂布最常用的方法是平板劃線分離法和涂布分離法。3.平板菌落計數(shù)法又稱活菌計數(shù)法，是微生物數(shù)量測定的常用方法。4.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素作唯一氮源的選擇培養(yǎng)基分離該細菌。5.鑒定分解尿素的細菌的方法是在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，據(jù)是否變紅進行判斷。6.纖維素分解菌能分泌纖維素酶、淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和木質素酶等。7.剛果紅與纖維素形成紅色復合物。當纖維素被分解后，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。規(guī)律方法整合整合一常用的滅菌和消毒方法比較滅菌和消毒種類主要方法應用范圍火焰滅菌酒精燈火焰灼燒微生物接種工具如接種環(huán)、接種針或其他金屬用具等，接種過程中試管口或三角瓶口等干熱滅菌電熱鼓風干燥箱160℃～170℃加熱1～2h玻璃器皿(如吸管、培養(yǎng)皿等)、金屬用具等凡不適宜用其他方法滅菌而又能耐高溫的物品巴氏消毒法60℃～85℃下處理15～30min牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進行高溫滅菌的液體間歇滅菌法100℃下蒸煮30～60min連續(xù)重復3d，每天1次含有葡萄糖或氨基酸等不耐高溫藥品的培養(yǎng)基等蒸汽持續(xù)滅菌法100℃持續(xù)加熱3～6h微生物制品的土法生產(chǎn)或食用菌菌種制備高壓蒸汽滅菌法121℃維持15～30min培養(yǎng)基及多種器材、物品紫外線消毒30W紫外燈照射30min接種室空氣化學藥物消毒用體積分數(shù)為70%～75%的乙醇、碘酒涂抹，來蘇兒噴灑等用于皮膚、傷口、動植物組織表面消毒，空氣、手術器械、塑料或玻璃器皿等例1下列有關微生物培養(yǎng)與應用的說法，正確的是()A.天然培養(yǎng)基是指直接取自自然界不需加工的培養(yǎng)基B.接種前需對培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、實驗操作者的雙手等進行嚴格的滅菌處理C.大腸桿菌的純化培養(yǎng)過程包括培養(yǎng)基的配制和純化大腸桿菌兩個階段D.分離分解尿素的細菌時，尿素是培養(yǎng)基中唯一的氮源和碳源答案C解析天然培養(yǎng)基是成分不明確的培養(yǎng)基，并不是不需加工配制的培養(yǎng)基；實驗操作者的雙手需進行消毒處理；分離分解尿素的細菌時，尿素是唯一氮源但不是唯一的碳源。例2微生物培養(yǎng)過程中，要十分重視無菌操作，現(xiàn)代生物學實驗中的許多方面也要進行無菌操作，以防止雜菌污染，請分析下列操作，錯誤的是()①煮沸消毒可以殺死微生物的營養(yǎng)細胞和部分芽孢②接種操作要在酒精燈火焰附近進行③家庭制作豆豉時要用高壓蒸器滅菌鍋滅菌以控制雜菌污染④培養(yǎng)基要進行高壓蒸汽滅菌⑤加入培養(yǎng)基中的指示劑和染料不需要滅菌A.① B.②③C.③④ D.③⑤答案D解析無菌操作包括消毒和滅菌。需進行消毒處理的有操作人員的雙手等，需進行滅菌的有器皿、培養(yǎng)基、添加劑(指示劑或染色劑)等。煮沸可以殺死微生物的營養(yǎng)細胞和一部分芽孢，屬于消毒；為防止空氣中的雜菌污染，接種時要在酒精燈火焰附近進行；家庭制作豆豉時納豆菌的芽孢對熱不敏感，可采用高溫控制雜菌污染；培養(yǎng)基常進行高壓蒸汽滅菌。故③⑤操作錯誤。整合二微生物的純化培養(yǎng)技術1.技術流程2.流程解讀(1)無菌技術：主要指消毒和滅菌，實驗中對操作者和操作空間進行消毒，對實驗用具和培養(yǎng)基進行滅菌。實驗過程中嚴格遵循無菌技術。(2)倒平板：待培養(yǎng)基冷卻到50℃～60℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。(3)平板劃線分離法：通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面，培養(yǎng)后獲得由單個菌體繁殖形成的菌落，從而實現(xiàn)菌種的純化培養(yǎng)。(4)涂布分離法：先將菌液進行系列梯度稀釋后涂布平板，在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個細胞，從而在培養(yǎng)基表面形成單個菌落，實現(xiàn)菌種的純化培養(yǎng)。易錯易混1自然界中多種微生物混雜在一起，研究菌種時需要將它們分離開來，微生物的純化培養(yǎng)技術實現(xiàn)了菌種的分離。2平板劃線分離法操作簡單，常用于微生物的分離；涂布分離法操作復雜，稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基上生長的菌落大都是由單個細菌形成的，除用于微生物的分離外，還可進行微生物的計數(shù)。例31943年，曾獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的美國科學家魯里亞和德爾布呂克設計實驗，研究大腸桿菌的抗噬菌體突變是發(fā)生在接觸噬菌體之前還是之后。請閱讀以下資料回答下列問題：培養(yǎng)皿中培養(yǎng)基的基本配方：配方蛋白胨乳糖KH2PO4水瓊脂20%伊紅水溶液0.325%美藍水溶液pH含量10g10g2g1000mL25g20mL20mL7.2～7.4(1)在培養(yǎng)基中加噬菌體的作用是________________________________________________；加伊紅與美藍的目的是___________________________________________________________。(2)由于大腸桿菌的同化作用類型是__________，因此，在培養(yǎng)基中還加入了一些相應的物質，其中__________是大腸桿菌生長的主要碳源，__________是氮源。(3)從生態(tài)學的角度看，噬菌體與大腸桿菌這兩種生物之間的關系是________。(4)該實驗有兩個假設：假設一：大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生在大腸桿菌與噬菌體接觸之前。假設二：大腸桿菌的抗噬菌體突變發(fā)生在大腸桿菌與噬菌體接觸之后。你認為圖中的實驗結果支持上述哪個假設：__________，如果另一個假設成立的話，實驗結果應該是：__________________________________________________________________。(5)在這個實驗設計中，研究者根據(jù)培養(yǎng)皿中菌落數(shù)的差異推斷，從而證明假設的成立。請你分析出現(xiàn)A4和A5實驗結果的原因：________________________________________________________________________。答案(1)選擇具有抗噬菌體突變的大腸桿菌便于識別大腸桿菌菌落(2)異養(yǎng)型乳糖蛋白胨(3)寄生(4)假設一A、B兩組所有培養(yǎng)基中菌落數(shù)沒有顯著差異(5)抗噬菌體變異發(fā)生的時間A5比A4早，具有抗噬菌體突變的大腸桿菌數(shù)較多，培養(yǎng)皿中出現(xiàn)的菌落數(shù)就多解析噬菌體與大腸桿菌的關系為寄生，有些大腸桿菌對噬菌體具有抗性，利用加噬菌體的培養(yǎng)基將其篩選出來。伊紅美藍培養(yǎng)基用于特異性鑒別大腸桿菌，其在此培養(yǎng)基上的菌落呈深紫色。大腸桿菌的同化作用類型為異養(yǎng)型，所以培養(yǎng)基中加了乳糖等含碳有機物。由于生物的變異具有不定向性，且通過圖示可以看出，將A試管中10mL菌液先均分到50支試管中再培養(yǎng)24h以后涂布到50個含噬菌體的平板上，菌落數(shù)有了明顯差異，說明抗性發(fā)生了差異；B試管中10mL菌液先一起培養(yǎng)24h后再均分為50份分別涂布，結果各培養(yǎng)基菌落數(shù)相當，則說明假設一成立。若假設二成立，則A、B兩組所有培養(yǎng)基中菌落數(shù)應無顯著差異。通過培養(yǎng)基上菌落差異，可以推斷出大腸桿菌抗噬菌體變異時間的早晚。A5菌落數(shù)為103，A4為7，說明A5變異時間早，經(jīng)過大量的繁殖，具有抗性的個體遠遠多于A4。整合三有關分解尿素的細菌和纖維素分解菌的比較1.對比分析尿素分解菌和纖維素分解菌的分離和鑒定項目尿素分解菌的分離纖維素分解菌的分離原理提供有利于目的菌株生長的條件(如營養(yǎng)、溫度、pH等)，同時抑制其他微生物的生長，常用選擇培養(yǎng)基篩選過程土壤取樣→樣品稀釋→培養(yǎng)與觀察土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布于含剛果紅(CR)鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落→進一步鑒定鑒定酚紅指示劑(變紅)剛果紅(產(chǎn)生透明圈)培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基：固體培養(yǎng)基，尿素為唯一氮源選擇培養(yǎng)基：液體，富含纖維素鑒別培養(yǎng)基：固體，加入剛果紅2.分解尿素的細菌和纖維素分解菌的分離流程比較分離流程分解尿素的細菌纖維素分解菌土壤取樣選擇富含有機質的土壤選擇富含纖維素的環(huán)境選擇培養(yǎng)不進行選擇培養(yǎng)液體選擇培養(yǎng)基，增加纖維素分解菌的濃度梯度稀釋梯度稀釋到101～106倍梯度稀釋101～105倍涂布平板涂布到選擇培養(yǎng)基涂布到鑒別培養(yǎng)基菌種鑒定培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑培養(yǎng)基中加入剛果紅染色劑例4下列關于尿素分解菌和纖維素分解菌的分離的敘述中，錯誤的是()A.前者需要以尿素為唯一的氮源，后者需要以纖維素為唯一的碳源B.尿素分解菌能產(chǎn)生脲酶，纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶C.兩個過程中都需要梯度稀釋D.剛果紅染色法也可以用于鑒定尿素分解菌答案D解析兩種細菌的分離都用到選擇培養(yǎng)基，分離尿素分解菌的培養(yǎng)基以尿素為唯一氮源，分離纖維素分解菌的培養(yǎng)基以纖維素為唯一碳源，A正確；兩種細菌分別產(chǎn)生脲酶和纖維素酶，B正確；由于在樣品中細菌的濃度較大，所以都要進行梯度稀釋，C正確；剛果紅染色法僅能用于纖維素分解菌的鑒定，D錯誤。熱點考題集訓1.3個培養(yǎng)皿中分別加入10mL不同成分的培養(yǎng)基，然后接種相同的大腸桿菌樣液。培養(yǎng)36小時后，計數(shù)菌落數(shù)，結果如下表。下列選項不正確的是()培養(yǎng)皿培養(yǎng)基成分菌落數(shù)Ⅰ瓊脂、葡萄糖35Ⅱ瓊脂、葡萄糖、生長因子250Ⅲ瓊脂、生長因子0A.該實驗采用的是固體平板培養(yǎng)基B.該實驗采用涂布分離法接種C.Ⅰ和Ⅱ對照，說明大腸桿菌的生長不需要生長因子D.Ⅱ和Ⅲ對照，說明大腸桿菌的生長需要糖類答案C解析培養(yǎng)基中添加了瓊脂且能觀察到菌落，因此本實驗采用的是固體平板培養(yǎng)基，A項正確；對大腸桿菌進行菌落計數(shù)用的是涂布分離法，B項正確；Ⅰ和Ⅱ對照，Ⅰ中菌落數(shù)比較少，說明生長因子能促進大腸桿菌的生長，C項不正確；Ⅱ和Ⅲ對照，缺少葡萄糖的培養(yǎng)基中大腸桿菌不能生長，說明大腸桿菌的生長需要糖類，D項正確。2.在微生物的培養(yǎng)中下列說法不正確的是()A.培養(yǎng)基、手、接種針要分別用高壓蒸汽、火焰灼燒、酒精進行無菌處理B.統(tǒng)計某一稀釋度的5個平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3、M4、M5，不能以M3作為該樣品菌落數(shù)估計值C.設置對照實驗的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度D.纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶是一種復合酶，可把纖維素分解成葡萄糖答案A解析培養(yǎng)基、接種針、手要分別用高壓蒸汽、火焰灼燒、酒精進行無菌處理、統(tǒng)計某一稀釋度的5個平板的菌落數(shù)依次為M1、M2、M3、M4、M5，以平均值作為該樣品菌落數(shù)估計值，所以A、B選項符合題意。3.酵母菌培養(yǎng)液常含有一定濃度的葡萄糖，但當葡萄糖濃度過高時，反而抑制微生物的生長，原因是()A.碳源供應太充足B.葡萄糖不是酵母菌的原料C.改變了酵母菌培養(yǎng)液的pHD.細胞會發(fā)生質壁分離答案D解析當培養(yǎng)基中葡萄糖的濃度升高時，會導致培養(yǎng)液的滲透壓升高，從而導致細胞發(fā)生質壁分離。4.能合成脲酶的微生物所需要的碳源和氮源分別是()A.CO2和N2 B.葡萄糖和NH3C.CO2和尿素 D.葡萄糖和尿素答案D解析能合成脲酶的微生物可以分解尿素，所以氮源為尿素；而這種微生物為異養(yǎng)生物，所以其碳源為含碳有機物葡萄糖。5.淀粉酶可通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)獲得，生產(chǎn)菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上可釋放淀粉酶分解淀粉，在菌落周圍形成透明圈。為了提高酶的產(chǎn)量，研究人員欲利用誘變育種的方法獲得能產(chǎn)生較多淀粉酶的菌株。下列實驗步驟中不正確的是()A.將生產(chǎn)菌株分為兩組，實驗組用一定劑量的誘變劑處理，對照組不處理B.制備含水、淀粉、氮源和無機鹽等成分的固體培養(yǎng)基，并進行滅菌處理C.把實驗組的菌株接種于多個配制好的培養(yǎng)基上，同時接種對照組，相同條件下培養(yǎng)D.觀察兩組菌株的菌落周圍是否出現(xiàn)透明圈，選出有透明圈的菌株即為所需菌株答案D解析利用誘變育種的方法獲得能產(chǎn)生較多淀粉酶的菌株，需要設置對照實驗，實驗組用誘變劑處理，對照組不處理，從而篩選出淀粉酶產(chǎn)量高的菌株，A項正確；篩選菌株需要將菌種接種到固體培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基需在接種前進行滅菌處理，B項正確；為保證實驗結果可靠、可信，要進行重復實驗，即將菌種接種在多個培養(yǎng)基上，C項正確；產(chǎn)淀粉酶的菌株在菌落周圍都形成透明圈，而產(chǎn)量高的菌株形成的透明圈大，因此應選擇透明圈大的菌株進行培養(yǎng)。6.利用農(nóng)作物秸稈等纖維質原料生產(chǎn)的乙醇，經(jīng)加工可制成燃料乙醇，從而減少了對石油資源的依賴，下圖為生產(chǎn)燃料乙醇的簡要流程，據(jù)圖分析錯誤的一項是()eq\x(纖維質原料)eq\o(→,\s\up7(①預處理),\s\do5(微生物A))eq\x(可溶解復合物)eq\o(→,\s\up7(②發(fā)酵),\s\do5(微生物B))eq\x(乙醇)eq\o(→,\s\up7(加工))eq\x(燃料乙醇)A.要得到微生物A，最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣B.圖中②過程常用的微生物B是酵母菌C.微生物A和微生物B可利用的碳源相同D.可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用答案C解析根據(jù)圖解可知，微生物A的碳源是纖維素，故要想獲得微生物A最好選擇富含纖維素的土壤采集，A項正確；圖中②過程表示生產(chǎn)乙醇的過程，常用微生物是酵母菌，B項正確；微生物A所用碳源為纖維素，微生物B所用碳源為纖維素降解物，C項錯誤；微生物A之所以能利用纖維質原料是因為其含有纖維素酶，故可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用，D項正確。7.下圖表示從土壤中分離能降解酚類化合物對羥基苯甲酸的微生物的實驗過程。下列與該實驗相關的敘述中不正確的是()A.實驗中所用的培養(yǎng)基①②③④均屬于選擇培養(yǎng)基B.圖中Ⅰ、Ⅱ過程實現(xiàn)了對目標微生物的稀釋C.統(tǒng)計⑤處培養(yǎng)基中的菌落數(shù)并不一定代表接種到④上的活菌數(shù)D.在⑤處培養(yǎng)基上形成菌落的微生物同化作用類型為異養(yǎng)型答案B解析該實驗的目的是從土壤中分離能分解對羥基苯甲酸的微生物，所以使用的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基，A項正確；圖中Ⅰ、Ⅱ過程為選擇培養(yǎng)，目的是增大所分離的微生物的濃度，B項錯誤；⑤處的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目低，原因是一個或多個活菌繁殖后形成一個菌落，C項正確；所分離的微生物利用現(xiàn)成的有機物生長繁殖，所以該微生物的同化作用類型為異養(yǎng)型，D項正確。8.焦化廠活性污泥中富含難降解的有機物苯甲酰肼，是當前焦化行業(yè)環(huán)保治理的難題。某同學通過查閱資料發(fā)現(xiàn)可通過細菌生物降解方法處理焦化廠污染物。下列有關分析錯誤的是()A.配制以苯甲酰肼作為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基進行篩選B.利用平板劃線分離法可以對初步篩選出的目的菌進行純化C.逐步提高培養(yǎng)基中苯甲酰肼的濃度可以得到高效降解污染物的優(yōu)質菌株D.應該從農(nóng)田土壤中篩選目的菌答案D9.有機農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖甲、乙所示。(1)微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質有碳源、水、________、________四類，該實驗所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其目的是____________________________。(2)純化菌株時，通常使用的劃線工具是________。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有__________________________________________。(3)為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖乙所示實驗。該實驗的假設是________________，該實驗設計是否合理？為什么？______________________。答案(1)氮源無機鹽使能利用苯磺隆的微生物正常生長繁殖(2)接種環(huán)①接種環(huán)灼燒后未冷卻；②劃線未從第一區(qū)域末端開始(3)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白質不合理，缺少空白對照解析(1)微生物生長繁殖需要的主要營養(yǎng)物質包括碳源、氮源、水和無機鹽四類。根據(jù)題意可知，土壤中某些微生物有降解苯磺隆的能力，該實驗的目的是探索其降解機制，因此，需要從土壤中分離出有降解苯磺隆能力的微生物，故選擇培養(yǎng)時為了排除其他碳源的干擾，培養(yǎng)基中唯一碳源只能是苯磺隆。(2)純化菌株時，通常使用的劃線工具是無菌接種環(huán)。劃線的平板培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)第一劃線區(qū)域的劃線上不間斷地長滿了菌落，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，而其他劃線上有菌落。造成此現(xiàn)象的原因可能有兩個：一是接種環(huán)灼燒后未冷卻，菌種接觸到高溫的接種環(huán)而死亡；二是劃第二劃線區(qū)域第一條線時未從第一區(qū)域末端開始。(3)根據(jù)圖乙所示實驗中的上清液加入蛋白酶溶液推測，實驗目的是探究目的菌株是否能分泌降解苯磺隆的蛋白質，實驗設計不合理之處是缺少不加蛋白酶溶液、其他條件相同的空白對照。10.2015年與我國女科學家屠呦呦平分諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的是愛爾蘭科學家威廉·坎貝爾和日本藥物科學博士大村智，他