课时1 微生物的基本培养技术

一、刷基础

1.下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述,正确的是(      )

A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子

B.液体培养基可用于观察菌落,固体培养基可用于工业生产

C.培养基制备时应调节 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 至酸性,以保证细菌的正常生命活动

D.微生物的生长除受营养因素影响外,还受到 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 、 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 、渗透压等的影响

答案:D
解析:

培养基不一定必须含有碳源、氮源、生长因子,例如,自养微生物可利用 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 作为碳源,固氮菌可利用空气中的氮气,而大肠杆菌培养基通常不需要额外添加生长因子, $ \mathrm{A} $ 错误;液体培养基可用于工业生产(如扩大培养),固体培养基可用于观察菌落, $ \mathrm{B} $ 错误;培养基的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 需要根据微生物种类调节, $ \mathrm{C} $ 错误;微生物生长受营养、 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 、氧气(如好氧菌与厌氧菌)、渗透压(如高渗抑制)等多种因素影响, $ \mathrm{D} $ 正确。


2.无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开,主要包括消毒和灭菌。下列关于实验过程中微生物消毒、灭菌的叙述,错误的是(      )

A.实验需要用到的培养基可以通过湿热灭菌法灭菌

B.倒平板后,对空白培养基进行培养,可检测培养基是否被污染

C.可用干热灭菌法对实验中所使用的培养皿、金属用具等进行灭菌

D.在接种箱或超净工作台的使用过程中,可用紫外线照射 $ 30 \min $ 进行消毒

答案:D
解析:

湿热灭菌法是指利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法,实验需要用到的培养基可以通过湿热灭菌法灭菌, $ \mathrm{A} $ 正确;实验室中检测培养基是否被污染,一般是在倒平板后对空白培养基进行培养, $ \mathrm{B} $ 正确;对耐高温的和需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿等)、金属用具等,可以采用干热灭菌法灭菌, $ \mathrm{C} $ 正确;接种箱或超净工作台在使用前,可用紫外线照射 $ 30 \min $ 进行消毒, $ \mathrm{D} $ 错误。


3.在生产、生活和科研中,经常通过无菌技术避免杂菌的污染。下列叙述正确的是(      )

A.通过消毒或灭菌,可杀死所有的微生物,包括孢子和芽孢

B.接种环、涂布器等接种用具的灭菌方式只有灼烧灭菌

C.为避免污染,接种等操作尽量在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行

D.对于牛奶等不耐高温的液体,一般采用紫外线照射法进行消毒

答案:C
解析:

通过灭菌可以将所有的微生物,包括孢子和芽孢都杀死,而消毒只能杀死物体表面或内部一部分微生物, $ \mathrm{A} $ 错误;接种环、涂布器等接种用具的灭菌方式除了灼烧灭菌外,也可用干热灭菌, $ \mathrm{B} $ 错误;为避免杂菌污染,接种等操作尽量在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行,超净工作台台面在使用前可以用紫外线消毒 $ 30 \min $ , $ \mathrm{C} $ 正确;对于一些不耐高温的液体,如牛奶,一般采用巴氏消毒法进行消毒, $ \mathrm{D} $ 错误。


4.平板划线法是一种常用的微生物分离纯化的方法,某研究小组进行了纯化酵母菌的实验,图1为其中一个操作环节,图2为平板划线示意图,下列叙述错误的是(      )

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图1     图2

A.划线操作应在超净工作台上进行

B.除第一次划线外,以后每一次划线的起点是上一次划线的末端

C.只有在第5次划线区域中才可以得到单菌落

D.若要完成图2操作,接种环至少需要经过6次灼烧灭菌

答案:C
解析:

划线操作应在超净工作台上进行, $ \mathrm{A} $ 正确;除第一次划线外,以后每一次划线的起点是上一次划线的末端,目的是将聚集的菌种逐渐稀释分散,从而得到单菌落, $ \mathrm{B} $ 正确;有可能在第5次划线的区域获得单菌落,也有可能在第4次划线的区域就得到所需要的单菌落, $ \mathrm{C} $ 错误;接种前接种环要灼烧灭菌,每次划线后接种环也要灼烧灭菌,图2中有5次划线,故加上接种前的灼烧,接种环至少需要经过6次灼烧灭菌, $ \mathrm{D} $ 正确。


5.某兴趣小组利用平板划线法接种进行酵母菌的纯培养,部分操作和所得平板如图所示。下列有关叙述正确的是(      )

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A.操作①中待培养基冷却至室温后缓慢倒入培养皿,凝固后将其倒置

B.操作②灼烧接种环后,立即在酒精灯火焰附近用接种环蘸取菌液

C.完成平板划线后待菌液被培养基吸收后,再倒置放入恒温培养箱中培养

D.若③中有杂菌菌落,但④中无菌落,可能是因为培养基灭菌不彻底

答案:C
解析:

操作①中培养基冷却至 $ 50℃ $ 左右时,在酒精灯火焰附近倒平板, $ \mathrm{A} $ 错误;操作②为平板划线操作,接种环灼烧后应在火焰旁冷却后再蘸取菌液,以防高温杀死酵母菌, $ \mathrm{B} $ 错误;完成平板划线后,待菌液被培养基吸收后,再将培养基倒置放入恒温培养箱中进行培养, $ \mathrm{C} $ 正确;若③中有杂菌菌落,④中无菌落,说明培养基灭菌是彻底的,杂菌可能来自接种过程, $ \mathrm{D} $ 错误。


二、刷提升

1.瘤胃纤毛虫是一种能分泌纤维素酶的原生动物,生活在牛羊等反刍动物的瘤胃中。研究人员将纯化的瘤胃纤毛虫接种到含 $ 5\mathrm{m}\mathrm{L} $ 改良培养液(由 $ {\mathrm{K}}_{2}{\mathrm{H}\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 、 $ {\mathrm{K}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 、 $ {\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4} $ 、 $ \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l} $ 等组成)的试管中,每天投喂 $ 100\mu \mathrm{L} $ 底物悬液(由淀粉和草粉组成),每 $ 3~4 $ 天换液一次,投喂和换液结束后均充入某种气体再盖上盖子继续培养。每天进行计数,结果如图所示。相关叙述错误的是(      )

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A.可用干热灭菌法对改良培养液进行灭菌处理

B. $ {\mathrm{K}}_{2}{\mathrm{H}\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 和 $ {\mathrm{K}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 共同作用能维持培养液的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $

C.投喂和换液结束后充入的可能是 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ,其目的是提供无氧环境

D.将等量瘤胃纤毛虫接种到含 $ 10\mathrm{m}\mathrm{L} $ 改良培养液的试管中,其环境容纳量将上移

答案:A
解析:

一般用湿热灭菌法对培养液进行灭菌, $ \mathrm{A} $ 错误; $ {\mathrm{K}}_{2}{\mathrm{H}\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 和 $ {\mathrm{K}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{O}}_{4} $ 是缓冲物质,能维持培养液的 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ , $ \mathrm{B} $ 正确;瘤胃纤毛虫生活在胃内,胃内为无氧环境,投喂和换液结束后可充入 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ,其目的是提供无氧环境, $ \mathrm{C} $ 正确;将等量瘤胃纤毛虫接种到含 $ 10\mathrm{m}\mathrm{L} $ 改良培养液的试管中,与题干相比,增加了 $ 5\mathrm{m}\mathrm{L} $ 改良培养液,其环境容纳量将提高, $ \mathrm{D} $ 正确。


2.在培养基配制和微生物接种的过程中,需要确保无杂菌污染,进行无菌操作。图中符合无菌操作要求的有(      )

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A.①②③④

B.①②③⑤

C.①③④⑤

D.②③④⑤

答案:B
解析:

酒精灯火焰附近存在一个无菌区,为避免周围环境中的微生物污染,应将锥形瓶瓶口通过火焰,并在火焰旁将培养基倒入灭菌的培养皿中,要在酒精灯火焰附近接种,①⑤正确;盛菌种的试管管口通过酒精灯火焰,以防止杂菌污染,②正确;进行平板划线时,接种环在接种前要在火焰上灼烧,待冷却后进行接种,③正确;培养皿不能直接放在火焰上灼烧,④错误,故选 $ \mathrm{B} $ 。


3.有些蛋白质中含硫元素,在一些微生物的作用下,产生的硫化氢会引起水体发臭。为探究某发臭水体中的甲、乙菌能否产生硫化氢以及这两种菌的运动能力,研究人员采用穿刺接种法,分别将甲、乙菌接种在含有硫酸亚铁铵(与硫化氢结合产生黑色沉淀)的培养基中,如图所示。假设两种菌的繁殖速度相等,下列叙述错误的是(      )

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A.甲菌的运动能力比乙菌弱

B.甲菌和乙菌均可分解、利用硫化氢

C.两支试管中的培养基均不属于液体培养基

D.甲、乙菌在培养基内部生长,一定不是好氧菌

答案:B
解析:

从图中可以看出,甲菌在试管中分布范围小于乙菌,说明了乙菌的运动能力比甲菌强, $ \mathrm{A} $ 正确;该实验只能证明甲、乙两种菌均能产生硫化氢,但不能说明甲菌和乙菌均可分解、利用硫化氢, $ \mathrm{B} $ 错误;本实验采用穿刺接种法,不能在液体培养基中进行,所以两支试管中的培养基均不是液体培养基, $ \mathrm{C} $ 正确;甲、乙菌在培养基内部缺氧的环境下生长,一定不是好氧菌, $ \mathrm{D} $ 正确。


4.以细菌为“颜料”、培养皿为“画布”的活体绘画艺术,也被称为微生物艺术。该艺术利用培养基培养有色微生物,并通过画笔的勾勒将其塑造成精妙图案,让科学与艺术在培养皿中翩然共舞。如图《微生物孔雀》在创作时使用了非致病性大肠杆菌的安全菌株。下列关于创作微生物艺术的操作过程,正确的是(      )

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A.创作细菌画,是一门优雅而危险的艺术,为防止污染,接种大肠杆菌后,对培养基要进行高压蒸汽灭菌处理,以确保细菌被彻底灭活

B.上述作品的培养基应该在灭菌前将 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 调为中性至弱碱性

C.在微生物艺术创作过程中,需要对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌处理

D.使用接种环接种时,取菌种前和接种后都要将接种环进行干热灭菌

答案:B
解析:

应该在接种前对培养基进行高压蒸汽灭菌处理,若接种后再灭菌,大肠杆菌也会被杀死,无法得到作品, $ \mathrm{A} $ 错误;大肠杆菌适宜在中性至弱碱性环境中生长,所以培养基在灭菌前应将 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 调为中性至弱碱性, $ \mathrm{B} $ 正确;对实验操作的空间、操作者的衣物和手应该进行消毒处理,而不是灭菌处理, $ \mathrm{C} $ 错误;使用接种环接种时,取菌种前和接种后都要将接种环进行灼烧灭菌,而不是干热灭菌, $ \mathrm{D} $ 错误。


5.为探究桔梅奇酵母对酸腐病(白地霉侵染引起的酸腐病会导致耙耙柑腐烂)的生物防治作用,研究人员在耙耙柑果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种 $ 0.1\mathrm{m}\mathrm{L} $ 桔梅奇酵母菌悬液和 $ 0.1\mathrm{m}\mathrm{L} $ 白地霉悬液,一段时间后统计果实发病率并测量白地霉菌丝生长情况,结果如下图。下列说法错误的是(      )

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图1     图2

A.耙耙柑为白地霉提供了水、无机盐、碳源和氮源等营养物质

B.另一个孔作为对照组的处理是接种等量无菌水和白地霉悬液

C.桔梅奇酵母可通过抑制白地霉菌丝的生长来降低酸腐病病害

D.桔梅奇酵母对其他水果的酸腐病有相似的防治效果

答案:D
解析:

耙耙柑营养丰富,可为白地霉生长繁殖提供所需的水、无机盐、碳源、氮源等, $ \mathrm{A} $ 正确;实验设计应遵循对照与单一变量原则,故在耙耙柑果实中部等距离刺两个孔,其中一孔接种桔梅奇酵母菌悬液和白地霉悬液,另一孔应接种等量无菌水和白地霉悬液, $ \mathrm{B} $ 正确;本实验用到的材料是耙耙柑,所以无法推测桔梅奇酵母对其他水果的酸腐病的防治效果, $ \mathrm{D} $ 错误。


6.扩展青霉常见于腐烂的苹果中,其分泌的展青霉素 $ (\mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T}) $ 是一种具有多种危害的毒素。为研究腐烂苹果中 $ \mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T} $ 的分布,研究人员进行了如图1所示实验。

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其中“病健交界处”为腐烂部位(病斑)与未腐烂部位的交界处,根据与病斑距离的不同将苹果划分为①~⑤五个部位。分别测定病斑直径为 $ 1\mathrm{c}\mathrm{m} $ 、 $ 2\mathrm{c}\mathrm{m} $ 、 $ 3\mathrm{c}\mathrm{m} $ 的苹果中①~⑤部位的 $ \mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T} $ 含量,结果如图2所示。

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回答下列问题:

(1) 该实验将扩展青霉菌种接种到苹果上,这里的苹果相当于微生物培养中的      。该实验的自变量是                        

(2) 由图2中信息    (填“能”或“不能”)得出病斑直径越大,苹果中距离病斑相同部位的 $ \mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T} $ 含量越高这个结论。

(3) 由实验结果可知,苹果去除腐烂部位后也不建议食用,原因是                              

(4) 实验结束后,需要对实验所用器材进行    处理,目的是                                

答案:

(1) 培养基;与病斑的距离和病斑的直径

(2) 不能

(3) 未腐烂部位含有一定量的 $ \mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T} $

(4) 灭菌;防止扩展青霉污染环境和感染操作者

解析:

(1) 培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等,扩展青霉的生长和繁殖需要营养物质,该实验将扩展青霉菌种接种到苹果上,这里的苹果相当于微生物培养中的培养基。该实验的自变量是与病斑的距离和病斑的直径。

(2) 见题图解读。

(3) 由实验结果可知,②~⑤部位没有腐烂,也检测到了 $ \mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{T} $ ,故苹果去除腐烂部位后也不建议食用。

(4) 实验过程中的器材会接触菌种,所以实验结束后需要对所用到的器材进行灭菌处理,防止扩展青霉污染环境和感染操作者。