1、(1)微生物的分离和培养(2)某种微生物数量的测定(3)培养基对微生物的选择作用(4)利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用1微生物的培养与应用：主要考查微生物的分离、培养、计数，试题通常结合培养基的成分考查培养基对微生物的选择作用，同时考查尿素分解菌的作用及鉴定、纤维素酶和纤维素分解菌的有关知识、无菌技术的应用。试题以非选择题形式考查。2传统发酵技术的应用：主要考查果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作原理、过程和注意事项，并与微生物的培养与应用相联系进行综合考查。试题以非选择题形式考查。核心梳理1.理清微生物培养的“5”种基本技术(1)培养基的制备：计算称量溶化灭菌倒平板。(2)无
2、菌技术：主要包括消毒和灭菌。(3)倒平板操作：待培养基冷却至 50左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。(4)平板划线操作：平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。注意划线的方法(如图)。(5)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列的梯度稀释然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。2把握“2”种微生物的分离与计数方法(1)选择培养基类型筛选尿素分解菌：用以尿素为唯一氮源的培养基。筛选纤维素分解菌：用富含纤维素、添加刚果红的培养基
3、培养。(2)微生物计数的“2”大方法稀释涂布平板法；显微计数法。(3)微生物的“2”大鉴定方法鉴定分解尿素的细菌含酚红指示剂的以尿素为唯一氮源的培养基细菌指示剂变红，则该菌能分解尿素鉴定纤维素分解菌3.理清“4”种传统发酵食品的技术食品菌种呼吸类型原理温度果酒酵母菌无氧无氧呼吸产生酒精1825果醋醋酸菌 需氧糖(酒精)醋酸3035腐乳毛霉等需氧蛋白酶、脂肪酶水解蛋白质、脂肪1518泡菜乳酸菌无氧无氧呼吸产生乳酸热点追踪考点一微生物的利用【典例1】(2014新课标)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题。(1)该小组采用稀释涂布平板
4、法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_；然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37，据此可得出每升水样中的活菌数为_。检测培养基平板灭菌是否合格38107(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌，操作时，接种环通过_灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样做的目的是_。(3)示意图A和B中，_表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落B(4)该小组将得到的菌株接种到液体
5、培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养，结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中_的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高_的利用率。溶解氧营养物质解析：(1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，可依据是否产生菌落确定培养基的灭菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式(CV)M(C为接种计数结果平均值，V为接种体积，M为稀释倍数)知：1 mL水样中菌株数为(380.1)1003.8104。故每升水样中的活菌数为3.8107。(2)利用接种环接种时，接种环需灼烧灭菌。利用平板划线法分离细菌时，在第二次及以后划线时，总是从上一次
6、划线的末端开始，可以将聚集的菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，故培养后产生的菌落应随机分布在培养基表面，即B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量，同时使菌体与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率，从而提高细菌的生长速度。思维点拨本题主要考查微生物的筛选与计数以及两种接种方法，解答此类试题的关键是理解和掌握微生物的筛选、计数的基本实验步骤以及两种常用接种方法的异同和优缺点。知识 技法 误区1培养基中主要营养物质：碳源、氮源、水、无机盐和特殊营养物质。2无菌技术包括消毒和灭菌(1)无菌技术的选择原
7、则：考虑效果和被操作对象的承受能力。(2)实验操作要在酒精灯火焰附近进行。3选择微生物接种方法的原则(1)纯化微生物：平板划线法和稀释涂布平板法均可。(2)计数微生物：只能选择稀释涂布平板法。4选择培养基：对微生物具有选择作用的培养基。5微生物的鉴定需要配制鉴别培养基(1)分解尿素的细菌可使添加酚红指示剂的培养基变红。(2)纤维素分解菌可在含有刚果红的培养基上长出周围存在透明圈的菌落。题组集训 1(2015江苏卷)做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是()A高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C为了防止污
8、染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上解析：到灭菌时间后，切断热源，让灭菌锅内温度自然下降(不需打开放气阀)，当压力表的压力降到零时，打开排气阀，旋松螺栓，打开盖子；倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(约1020 mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖；接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后再挑取菌落；标记菌落时应用记号笔标记在皿底上。答案：D2关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作，下列叙述不正确的是()A将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯中，加入少量的水，加热B将配制好的培养基放入高压灭菌锅中进行灭菌C
9、灭菌后向牛肉膏蛋白胨溶液中加入琼脂，加热使其溶解D待培养基冷却到约50左右时，在酒精灯火焰附近倒平板解析：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基要先加琼脂并使其溶解再灭菌，C项错误。答案：C3平板划线操作时，从1到5依次划出了五个区域(如图所示)，在适宜条件下培养后，观察到的结果是()A从第1区域到第5区域菌落数逐渐增加B从第1区域到第5区域菌落数逐渐减少C五个区域内的菌落数差不多D中间区域菌落数较多，两端区域菌落数较少解析：在平板划线操作过程中，微生物细胞数量随着划线次数的增加而减少。答案：B4莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，可按下面程序选育能降解莠去津的细菌(目的菌)。请
10、据图回答：(已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明)(1)由图推断，从A瓶到C瓶液体培养的过程称为_。图中固体培养基比培养瓶中的培养基多添加了_作为凝固剂，从功能上讲，这两种培养基都属于_培养基。(2)在将C瓶菌种接种到固体培养基之前通常要进行_。图中将菌种接种到固体培养基的方法是_，对所用接种工具常采用的灭菌方法是_。(3)段时间后，培养基出现无透明带和有透明带两种菌落，我们筛选的目的菌是_(填“有透明带”或“无透明带”)菌落中的细菌，该菌落生长所需的氮元素主要来源于_。选择培养琼脂选择梯度稀释稀释涂布平板法灼烧灭菌有透明带莠去津解析：(1)通过图解可以看出A瓶到C瓶中的培
11、养液中除莠去津外没有其他氮源，而本实验的目的是选择分解莠去津的细菌，所以该过程是通过选择培养基选择能够分解莠去津的细菌。通常情况下，固体培养基比液体培养基中多加入的凝固剂是琼脂。(2)从培养液中选取细菌进行涂布培养，如果直接进行接种，培养基中的菌落将会很密，无法进行纯化，通过梯度稀释后再接种，培养基中菌落将会分开，这时就可以进行纯化和分离了。通过培养基上的菌落分布特征可以判断接种方式为稀释涂布平板法。涂布平板操作所用的接种工具是涂布器，常用灼烧灭菌法对涂布器进行灭菌。(3)能够分解培养基中的莠去津的菌落周围会形成透明带，所以选择的目的菌是有透明带菌落中的细菌。5(2016四川卷)图甲是从土壤中
12、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。甲乙(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
13、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。尿素酚红红稀释涂布平板法1.75少UGA115解析：(1)筛选产脲酶细菌的选择培养基应以尿素为唯一氮源；鉴别培养基还需要添加酚红作指示剂，产脲酶细菌产生的脲酶可以将尿素分解成氨，导致培养基的 pH 升高，菌落周围的指示剂将变成红色。(2)图中过程采取的接种方法是稀释涂布平板法，每克土壤样品中的细菌数量为：(156 178 191)/30.11051.75108，血细胞计数板计数法所得数据包括死的细菌，且稀释涂布平板法计数时所计菌落数少于真正的活
14、细菌数，故与血细胞计数板计数法相比，此计数法测得的细菌数较少。(3)图乙从起始密码算起的碱基序列号为 271，前 270个碱基决定 90 个氨基酸，从 271 位到箭头处可以决定 1 个氨基酸，然后插入 70 个核苷酸，可决定 23 个氨基酸，多出一个碱基，加上后面的 AG 刚好可以决定 1 个氨基酸，则后面 UGA 是终止密码。因此突变基因转录的 mRNA 终止密码为 UGA，突变基因表达的蛋白质所含氨基酸数为 901231115(个)。考点二 传统发酵技术的应用【典例2】某同学在学习了传统发酵技术的应用后，进行了酸奶制作的实践。制作步骤如下：(1)准备原料：市场上购得纯牛奶、原味酸奶。(2
15、)工具：带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅等。(3)制作方法。将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮沸10 min。瓶子稍冷却后，向瓶子中倒入牛奶，再放入电饭锅中沸水浴加热10 min。待牛奶冷却至40左右(不烫手)时倒入牛奶的 15 的酸奶作“引子”，用勺子搅拌均匀，拧紧瓶盖。将电饭锅温度调至40，继续保温78 h。请回答问题。(1)将瓶子等水煮的目的是_。(2)“引子”指的是酸奶中的_，其在发酵过程中完成的主要化学反应是_(填反应式)，它与酿制果醋的菌种在代谢方式上的主要区别是_。对瓶子等进行灭菌，防止杂菌污染影响发酵乳酸(杆)菌C6 H12O6酶2C3H6O3(乳酸)能量乳酸菌是厌氧细菌，
16、醋酸菌是好氧细菌(3)待牛奶冷却后才能倒入酸奶的原因是_。将瓶盖拧紧的目的是_。(4)适量饮用酸奶有利于改善腹胀、消化不良等症状，其原理是_。(5)另一名同学在重复相同实验时，为避免杂菌污染而向牛奶中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是_。防止温度过高而将菌种杀死乳酸发酵为无氧发酵，拧紧瓶盖是为了提供乳酸发酵所需的无氧条件乳酸菌能分解肠道中的部分食物，并且在代谢过程中不产生气体青霉素能抑制乳酸菌的生长繁殖解析：(1)酸奶的制作也需要防止杂菌污染，将瓶子等水煮的目的是对瓶子等进行灭菌，防止杂菌污染影响发酵。(2)“引子”是酸奶中的乳酸菌，发酵的过程为乳酸菌的无氧呼吸，反应式为C6H12O6 酶
17、2C3H6O3(乳酸)能量。乳酸菌和醋酸菌的区别是异化作用不同，乳酸菌是厌氧细菌，醋酸菌是好氧细菌。(3)酸奶中含有乳酸菌菌种，高温会导致乳酸菌死亡，因此牛奶煮沸后要冷却才能加入酸奶。乳酸发酵是无氧发酵，因此拧紧瓶盖是为了提供乳酸发酵所需的无氧条件。(4)酸奶中含有的乳酸菌能够帮助消化，而且乳酸菌的无氧呼吸产物中没有气体，因此可以改善腹胀、消化不良等症状。(5)青霉素能够抑制细菌、放线菌的生长繁殖，因此加入青霉素后，乳酸菌不能生存，导致发酵失败。思维点拨1原味酸奶主要是为了提供乳酸菌，而牛奶则可以提供发酵所需要的底物。2代谢类型有同化作用和异化作用。答题时不要将代谢类型和呼吸类型弄混了。3将瓶
18、盖拧紧隐含的条件为隔绝空气，即无氧环境。4青霉素是抗生素，有杀菌和抑菌的作用。知识 技法 误区1传统发酵食品的发酵类型(1)果酒制作和泡菜制作：无氧发酵，应控制无氧条件。(2)果醋制作和腐乳制作：有氧发酵；腐乳制作后期为无氧发酵。2发酵菌种类型(1)果酒制作和腐乳制作的发酵菌种：真菌。(2)果醋制作和泡菜制作的发酵菌种：细菌。3腐乳发酵的原理毛霉等微生物产生的蛋白酶和脂肪酶将蛋白质和脂肪分解为小分子有机物。4控制杂菌包括发酵条件、盐、酒和香辛料(调味料)等因素。题组集训 1(2015江苏卷)如图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述正确的是()A发酵过程中酒精的产生速率越来越快B集气管中的气体是酵
19、母菌无氧呼吸产生的CO2C发酵过程中酵母菌种群呈“J”型增长D若发酵液表面出现菌膜，最可能的原因是发酵瓶漏气解析：发酵过程中由于营养物质的消耗、pH的改变等，酒精的产生速率越来越慢；因苹果汁并未装满发酵瓶，开始时酵母菌能利用瓶中的氧气进行有氧呼吸产生二氧化碳，故集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸产生的二氧化碳；发酵过程中酵母菌种群受营养物质等影响呈“S”型增长；发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。答案：D2下列与腐乳制作过程相关的操作中，叙述错误的是()A为保证产品的质量，在现代腐乳生产时通常将优良毛霉菌种直接接种在豆腐上B将长满毛霉的豆腐块装瓶时
20、，豆腐块应分层整齐地摆放在瓶中，同时逐层加入等量的盐C利用由酒及各种香辛料配制而成的卤汤来调制腐乳的风味D封瓶时，将瓶口通过酒精灯火焰，迅速用胶条密封保存解析：腐乳制作过程中，将长满毛霉的豆腐块装瓶时，要分层整齐地摆放并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量。答案：B3下列关于泡菜制作的叙述，不正确的是()A泡菜制作过程中，乳酸发酵的过程即乳酸菌进行无氧呼吸的过程B制备样品处理液时，加入氢氧化铝乳液的目的是除去色素等杂质，得到澄清溶液C腌制时，温度过高、食盐量过低、腌制的时间过短易引起细菌大量繁殖D制作泡菜的过程中亚硝酸盐的含量变化规律是先减少后增加解析：制作泡菜过程中亚硝酸盐的含量变化为先增加后
21、减少。答案：D4红方是腐乳的一种，请回答与其制作有关的问题：(1)补充制作红方的实验流程：_加盐腌制_密封腌制。(2)在实验流程中，首先将豆腐块平放在笼屉内，笼屉中的温度应控制在_，并保持一定的_。5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝，这些毛霉来自空气中的_。(3)在实验流程操作中，向长满毛霉的豆腐块加盐，其作用是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬。同时，盐还能_，避免豆腐块腐败变质。(4)在实验流程用到的辅料中，卤汤是由_及各种_配制而成的。此外，红方因加入了_而呈深红色。让豆腐上长出毛霉加卤汤装瓶1518湿度毛霉孢子抑制微生物的生长酒香辛料红曲解析：(1)制作腐乳的流程为：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加卤
22、汤装瓶密封腌制。(2)笼屉中温度应控制在1518，且应保持一定的湿度，以便毛霉生长。豆腐块上生长的毛霉主要来自空气中的毛霉孢子。(3)加盐可以析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，保证在后期的制作过程中不会过早酥烂。同时，盐能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。(4)卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。红方因加入红曲而呈深红色。5.(2016全国卷)生物选修1：生物技术实践某同学用新鲜的泡菜滤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_
23、。(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”)。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鉴别乳酸菌中和产生的乳酸(或酸)具有透明圈甘油解析：(1)分离纯化乳酸菌过程中，需要在固体培养基上培养乳酸菌并得到单菌落。由于泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落，故分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释。(2)由于乳酸菌代谢产生的乳酸可以溶解培养基中的碳酸钙，形成透明圈，故培养基中加入碳酸钙可用于鉴别乳酸菌，同时碳酸钙也可以中和乳酸菌产生的乳酸。(3)乳酸菌在20长期保存时，菌液中需要加入一定量的甘油，加甘油是为了避免水结冰产生冰晶损伤细胞。