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教学课件 课时分层作业 三十八 微生物的培养与应用

(30分钟 100分)

1.(8分)(2018·唐山模拟)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。分析回答问题：

(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。

(2)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。 (3)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________等。无菌技术要求实验操作应在酒精灯______________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。 【解析】(1)欲筛选出能高效降解原油的菌株，培养基中应只含有原油而无其他碳源，这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存，这类培养基属于选择培养基。 (2)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈越大。

(3)实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等。无菌技术要求整个实验过程都在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。 答案：(1)原油 选择 (2)强 (3)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰

2.(10分)营养缺陷型菌株的诱导和筛选能培育优良的发酵菌种。如图是赖氨酸依赖营养缺陷型菌株的诱导与筛选过程示意图，过程③是在过程②培养的基础上往培养基中添加了某种物质继续培养。据图分析回答：

(1)图中紫外线处理可使野生型菌株中出现营养缺陷菌株，从变异的角度分析，这种变异属于________。 (2)从营养物质的成分角度分析，过程②所用培养基的特点是__________。从物理状态的角度分析，该培养基为________培养基。

(3)过程③往培养基中添加的某种物质是______________。图中菌落较________(填“大”或“小”)的菌株即为赖氨酸依赖营养缺陷型菌株，原因是

__________________________________________________________________。

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【解析】(1)图中紫外线照射是一种物理诱变因素，可以诱导细菌发生基因突变。

(2)要获得长出菌落的平板，所用培养基为固体培养基。与过程③相比，过程②培养获得的平板上菌落较少，因此过程②平板上获得的是野生型菌株，而赖氨酸营养缺陷型菌株不能生长，因此过程②所用的培养基为缺乏赖氨酸的培养基。

(3)与图中过程②获得的平板相比，过程③获得的平板上菌落多，且包含大小两种菌落，包括营养缺陷型和野生型两类。过程③往培养基中添加的某种物质是赖氨酸。由于添加赖氨酸后，赖氨酸营养缺陷型菌株才能正常生长，因此形成的菌落比野生型菌株的菌落小。 答案：(1)基因突变 (2)缺少赖氨酸 固体

(3)赖氨酸 小 赖氨酸营养缺陷型菌株在添加赖氨酸后才能生长，长成的菌落较小

3.(10分)(2018·肇庆模拟)很多微生物对人类、动物及植物都是有益的，而且都是必需的，在医学工业方面和日常生活中，我们都是利用微生物发酵法制造出来相应的制品。自然界中的各种微生物是混合生存在一起的，因此在进行某项具体生产时首先要纯化微生物。

(1)用接种环进行微生物接种时，操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环， 目的是对接种环________。

(2)配制培养基的操作步骤：________(用字母顺序回答) 。 a.倒平板 b.计算 c.溶化 d.称量 e.灭菌

(3)在制备固体培养基的倒平板操作时， 平板冷凝后， 应将平板倒置， 目的是________________________________________________________________。

(4)要确定培养液中某种微生物的含量，常用________法和________法进行计数。某同学涂布了四个平板，统计的菌落数是21、212、231和256，则应该取值为________。

【解析】(1)平板划线操作的第一步之前要灼烧接种环，这是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养基；以后的每次划线之前都要灼烧接种环，目的是对接种环灭菌，保证后一次划线的菌种仅来自前一次划线的末端。

(2)配制培养基的操作步骤是计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。

(3)将平板倒置，可以防止培养皿内壁上的冷凝水流到培养基上，使培养基造成污染。

(4)要确定培养液中某种微生物的含量，常用稀释涂布平板法和血球计数板计数法(显微镜直接计数法)进行计数。该同学涂布了四个平板，但其中一个平板的计数结果与另三个相差太远，说明操作过程出现错误，实验数据缺乏正确性，应该去除统计的菌落数21，得到菌落数为(212+231+256)/3=233。 答案：(1)灭菌 (2)b→d→c→e→a

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(3) 防止培养皿内壁上出现的冷凝水污染培养基

(4)稀释涂布平板 显微镜直接计数/血球计数板计数 233 【加固训练】

秸秆焚烧易造成大气污染，形成雾霾，产生大量有毒物质对人与其他生物造成威胁。如图是利用秸秆生产燃料酒精的流程，据图分析回答：

秸秆糖液酒精 (1)秸秆预处理后，应该选用________酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。

(2)若要从土壤中分离出生产这种酶的微生物，应用____________的选择培养基进行选择培养，且培养基中还应加入________________以使该微生物的菌落周围出现____________。

(3)某同学对这种微生物的培养液进行微生物数量测定，涂布平板时所用稀释液的体积均为0.1 mL，稀释倍数为10对应的平板上菌落数的平均值为12，计算得每毫升样品中的此菌数是1.2×10。该同学的做法合理吗？________。理由是________________________________________________________________。 【解析】(1)秸秆的主要成分是纤维素，应用纤维素酶处理，使之转化为葡萄糖。

(2)要从土壤中分离出产生纤维素酶的微生物，应用富含纤维素的选择培养基进行选择培养。利用刚果红染色法可以筛选出纤维素分解菌，其菌落周围会出现不变红的透明圈。

(3)用稀释涂布平板法计数微生物时应选择菌落数在30～300的平板，而该同学测得平板上菌落数的平均值为12，说明选择的稀释倍数过大，应降低稀释倍数测定菌落数目并计算平均值。 答案：(1)纤维素

(2)富含纤维素 刚果红 (不变红的)透明圈

(3)不合理 用稀释涂布平板法计数微生物时，应选择菌落数在30～300的平板

4.(10分)(2018·深圳模拟)一种广泛使用的除草剂(含氮有机物)在土壤中不易被降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)。

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(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行稀释处理。现有1 L土壤浸出液，用无菌吸管吸取1 mL至盛有9 mL无菌水的试管中，依次稀释至10倍。各取0.1 mL已稀释10倍的水样分别接种到三个培养基上培养，记录的菌落数分别为55、56、57，则每升原土壤浸出液中菌体数为________。 (2)要从长期使用该除草剂的土壤中分离出目的菌，上述培养基的特点是__________________________________________________________________。 (3)接种技术的核心是_______________________________________________。

接种时，连续划线的目的是将聚集的菌种逐步______________________，培养时，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是______________________________或有氧条件抑制了这些细菌的生长。

(4)在培养基上形成的菌落中，无透明圈菌落利用的氮源主要是________，有透明圈菌落利用的氮源主要是________，据此可筛选出目的菌。实验结果如图显示的A～E五种菌株中，________是最理想菌株。

【解题指南】解答本题需要关注三点： (1)根据菌落计数的结果计算菌体数。 (2)选择培养基的选择作用。

(3)能够降解除草剂的微生物的菌落特点。

【解析】(1)根据稀释涂布平板法对微生物计数的计算公式：每毫升原土壤浸出液中菌体数=(C÷V)×M=56÷0.1×10=5.6×10，则每升原土壤浸出液中菌体数为5.6×10。

(2)该除草剂是含氮元素的有机物，可以为微生物提供氮源，因此选育能降解该除草剂的细菌应使用以该除草剂为唯一氮源(无氮培养基中添加了该除草剂)的培养基作为选择培养基。

(3)微生物接种技术的核心是防止杂菌污染，保证培养物的纯度。平板划线法接种是通过连续划线将微生物稀释分散到培养基的表面，以获得单细胞菌落。由于培养基以该除草剂为唯一氮源，因此不能降解该除草剂的微生物将不能生长。

(4)有些自生固氮微生物可以利用大气中的氮气作为氮源，因此可以在该培养基上生长，但不能降解该除草剂，因此菌落周围不出现透明圈。周围有透明圈的菌落能够降解该除草剂，并且降解该除草剂的能力越强，菌落周围出现的透明圈就越大。 答案：(1)5.6×10

(2)在无氮培养基中添加了该除草剂

(3)防止杂菌污染，保证培养物的纯度 稀释分散到培养基的表面 培养基中缺少这些细菌可利用的氮源 (4)氮气 该除草剂 E

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【加固训练】

(2018·威海模拟)有机磷农药应用于农业生产中，有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标，对人、畜产生毒性，某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。回答下列问题：

(1)为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种，可在被有机磷农药污染的土壤中取样，并在含有碳源、氮源及__________等的选择培养基上添加________进行选择培养。

(2)将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1 L含20 mg有机磷农药的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜)，观察实验开始到微生物停止生长所用的时间，甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时，则应选择微生物________(填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养，理由是______________________________________。

(3)制备固体培养基的基本步骤是：计算→称量→溶化→分装→加棉塞→包扎→灭菌→________。 【解析】(1)培养基的主要成分为水、碳源、氮源和无机盐，为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种，可在被有机磷农药污染的土壤中取样，在选择培养基上添加有机磷农药进行选择培养。

(2)根据题意可知，甲、乙、丙从开始到停止生长所用时间分别为32小时、45小时、16小时，说明微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强，因此应选择微生物丙作为菌种进行后续培养。 (3)制备固体培养基的基本步骤是计算→称量→溶化→分装→加棉塞→包扎→灭菌→倒平板。 答案：(1)水和无机盐 有机磷农药

(2)丙 微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强 (3)倒平板

5.(10分)尿素是一种重要的农业氮肥，不能直接被农作物吸收，只有当土壤中的微生物将尿素分解后才能被植物吸收利用。因此，对土壤中分解尿素的微生物进行分离和鉴定具有重要意义。回答下列问题：

(1)对土壤中分解尿素的微生物的分离过程如下：

第一步：土壤取样。取土样用的工具和盛土样的信封等在使用前都需要________(填“消毒”或“灭菌”)。 第二步：样品稀释。通常分离不同种类的微生物要采用不同的稀释度，原因是__________________________________________________________________。

第三步：微生物的培养与观察。将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖，而____________________则不能生长繁殖。(注：实验中所用的培养基经检测符合要求，且均在无菌条件下操作)

(2)若对土壤悬液进行梯度稀释时，未经振荡而直接取上层悬液进行梯度稀释，用稀释倍数为10的样液涂布到平板上进行培养和计数，统计出的菌落数往往比正确操作统计出的菌落数________。

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