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夯基提能练 33 微生物的培养与应用
答案和解
析在卷尾
第一部分【夯实基础】
1.(2022·河南顶级名校联考)2，6－二溴－4－硝基酚(2，6－DBNP)是一类重要的
化工原料，很难被降解，并持久危害生态环境和人类健康。经过大量的筛选，
科学家获得了能够利用2，6－DBNP 生长的细菌。根据资料，回答下列相关问
题：
(1)若要筛选分解2，6－DBNP的细菌，从功能上讲，应选用________(填“选
择”或“鉴别”)培养基，含有 2，6－DBNP 的培养基为该细菌的生长提供
________(至少两项)。
(2)如图为接种该微生物时操作示意图，该接种方法为________，接种工具的灭
菌方法为________。在图中区域________(填图中序号)更易获得单菌落。接种
后，要将培养基________(填“正置”或“倒置”)培养。
(3)若2，6－DBNP被分解后，细菌周围形成透明圈，细菌周围的透明圈越大说
明________。
2.(2022·河北武邑中学)某研究人员筛选到能高效降解尿素的细菌，培养基成分
如下表所示。请回答下列问题：
KH PO Na HPO MgSO ·7H O 葡萄糖 尿素 琼脂
2 4 2 4 4 2
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10 g 1 g 15 g
(1)依据培养基的功能，该培养基属于________，加入的琼脂的功能是________。
(2)降解尿素的细菌中含有________酶；该酶能催化尿素分解形成________。
(3)土壤中的巴氏芽孢杆菌能高效降解尿素。为了从土样中筛选出巴氏芽孢杆菌，需将土样置于选择培养液中培养24 h，目的是________。此研究过程中的摇床
转速为 200 r/min，推测培养巴氏芽孢杆菌过程中需要使用摇床的原因：
________。
(4)某湖水中含有巴氏芽孢杆菌。请写出准确测定湖水中巴氏芽孢杆菌数量的实
验思路：________。
3.(2022·广东珠海调研)很多食品都是利用微生物的发酵制作而成的。请回答下
列相关问题：
(1)奶酪主要是牛奶通过乳酸杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌等的发酵制作而成。
从发酵产物分析，奶酪比牛奶保存时间长的原因是________。制作奶酪时利用
的几种微生物都属于细菌，在实验室中培养它们比培养毛霉等所需设定温度要
更________，培养时间要更________，并且还要将pH调至________。
(2)在检测食品中的微生物的种类和是否超标的过程中，一般情况下，待测食品
样 品 ________( 填 “ 需 要 ” 或 “ 不 需 要 ” ) 进 行 灭 菌 处 理 ， 理 由 是
_________________________________。
通常采用的接种方法是________。
(3)在对好氧型微生物进行计数过程中，当样品中微生物极少时，通常也要进行
富集培养；在培养过程中，每隔4 h在摇床上摇动一次，每次 1～2 min，这样
做的目的是________。
第二部分【能力提升】
4.(2022·重庆南开中学期中)游泳是炎热的夏季人们喜爱的一项运动，游泳池中
的水质状况直接关系着人们的健康。为了调查某露天游泳池中的水质状况，某
研究小组对来自该游泳池水样中的大肠杆菌进行测定。请回答下列问题：
(1)将1 mL取自游泳池的水样稀释1 000倍，用________法将稀释后的水样接种
在固体培养基上，使其均匀生长。这种接种方法还可以用来计数，但统计的菌
落数往往比活菌的实际数目________(填“多”或“少”)，原因是
________________________________________。
(2)在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液，经适宜条件下培养后，3个平板上的
菌落数分别为51、50和49个。据此可得出每升水样中的活菌数为________个。
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。
(3)接种过游泳池水样的平板需要________(填“倒置”或“正置”)，这样做的
目的是________。使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理
可以杀死丢弃物中所有的微生物。
5.(2022·福建泉州五中模拟)反刍动物，如牛和山羊，具有特殊的器官——瘤胃。
在瘤胃中生活着多种分解纤维素的微生物，研究人员通过实验筛选山羊瘤胃纤
维素分解菌。结合相关知识，回答下列问题：
(1)将过滤后的瘤胃液接种于只含纤维素的培养液中，在________℃下振荡培养
1～2天增加纤维素分解菌的浓度。该步骤能够“浓缩”纤维素分解菌的原因是
_____________________________________________________。
(2)将培养至混浊的培养液涂布到含羧甲基纤维素钠和刚果红的培养基上，该培
养基是________(填功能)培养基。与“浓缩”纤维素分解菌的培养基不同，该
培养基还需添加一定量的________，以便筛选纤维素分解菌。
(3)通过观察产生透明圈的菌落，该实验室提出山羊瘤胃中存在多种纤维素分解
菌的观点，他们的实验依据是________________________________。
(4)将不同纤维素分解菌纯化培养，并对其纤维素酶种类进行比较，发现均至少
包括三种组分，即____________________________________________。
若定量比较不同微生物纤维素酶的活性高低，应如何操作？写出简要的实验思
路：__________________________________________________。
6.(2021·湖南卷，21)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日
进食竹子量可达12～38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维
素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：
(1) 纤 维 素 酶 是 一 种 复 合 酶 ， 一 般 认 为 它 至 少 包 括 三 种 组 分 ， 即
________________________________。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪
便样品稀释液接种至以________为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养
基从功能上分类属于________________培养基。
(2) 配 制 的 培 养 基 必 须 进 行 灭 菌 处 理 ， 目 的 是
_______________________________________________________。
检 测 固 体 培 养 基 灭 菌 效 果 的 常 用 方 法 是_______________________________________________。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路
___________________________________________________
_____________________________________________________________________
___。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素
分解菌，在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下
纤 维 素 酶 活 力 最 高 的 是 菌 株 ________ ， 理 由 是
___________________________________________________________
_________________________________________。
纤维素
秸秆
菌株 秸秆总重(g) 秸秆失重/% 降解
残重/g
率/%
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
第三部分【综合拓展】
7.(2021·广东卷，21)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌
H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA
等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图。
回答下列问题：
(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为________，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培
养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用
__________________的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优
良菌株的方法还有____________________________________________
_____________________________________________________________________
___等(答出两种方法即可)。
(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌
的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵
60 d 以 上 。 该 系 统 不 需 要 灭 菌 的 原 因 是
___________________________________(答出两点即可)。
(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，
结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙
醇等物质，说明发酵条件中________可能是高密度培养的限制因素。
(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，
说明其能分泌_______________________________________________。
8.(2020·全国卷Ⅰ，37)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会
对环境造成污染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥
中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲
的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用________的方法进行灭菌。乙培养
基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107 个/mL，若要在每个平板上涂
布100 μL稀释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至
少应将摇瓶M中的菌液稀释________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反而下降，其原因可能是________________________________(答出1
点即可)。
(4)若要测定淤泥中能降解 S 的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：
____________________________________________________。
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生
长提供4类营养物质，即______________________________________。参考答案及解析
1.答案 (1)选择 碳源、氮源、能源
(2)平板划线法 灼烧灭菌 5 倒置
(3)该细菌对2，6－DBNP降解能力越强(合理即可)
解析 (1)通过一定的方式获得所需目的菌株，从功能上讲，该培养基是选择培
养基；2，6－DBNP是2，6－二溴－4－硝基酚，含有N、C元素，为微生物提供
碳源、氮源，同时作为有机物还可以为微生物生长提供所需的能量。(2)由图可
知，该接种方法为平板划线法，使用的接种工具为接种环，需要进行灼烧灭菌；
接种的过程中，随着划线次数的逐渐增多，菌液逐渐稀释，区域5更容易得到
单个菌落；接种后，静置一段时间之后，培养皿需要倒置培养。(3)若2，6－
DBNP被分解后，细菌周围形成透明圈，透明圈越大说明该细菌对2，6－DBNP降
解能力越强。
2.答案 (1)选择培养基 作凝固剂
(2)脲 二氧化碳和氨
(3)对巴氏芽孢杆菌扩大培养，使巴氏芽孢杆菌的浓度增加 有利于与空气、培
养液中的营养物质充分接触，从而得到更多的巴氏芽孢杆菌
(4)取湖水稀释后，涂布在选择培养基中，对照组涂布等量无菌水，培养后计数
解析 将土样置于选择培养液中培养24 h，可使培养液中的巴氏芽孢杆菌大量
增殖；使用摇床，有利于与空气、培养液中的营养物质充分接触，得到更多的
巴氏芽孢杆菌，对湖水中的细菌进行准确计数，需要进行稀释涂布，再进行计
数，同时设置对照。
3.答案 (1)通过发酵乳酸积累，pH降低抑制其他微生物生长 高 短 中性
或微碱性
(2)不需要 要通过微生物繁殖形成的菌落特征来确定微生物的种类，菌落数来
推测微生物的含量 稀释涂布平板法
(3)增大溶氧量，并使微生物能够充分利用营养物质，促进好氧细菌进行有氧呼
吸和增殖，从而得到更多的好氧菌
解析 (1)不同种类的微生物，一般需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般
在30～37 ℃的温度下培养 1～2 d，霉菌一般在25～28 ℃的温度下培养 3～4d。细菌生长繁殖所需要的pH是中性或微碱性，所以培养细菌时需将pH调至中
性或微碱性；霉菌生长所需要的pH是酸性，培养霉菌时应将pH调至酸性，霉
菌在碱性情况下不易繁殖，甚至死亡。
(2)在对微生物检测过程中，要通过微生物繁殖形成的菌落特征来确定微生物的
种类，形成菌落数来推测微生物的含量，所以对样品不能进行灭菌处理。
(3)采用液体培养基进行振荡培养，是为了增大溶氧量，并使好氧细菌能够充分
利用营养物质，促进好氧细菌进行有氧呼吸和增殖，从而得到更多的好氧细菌。
4.答案 (1)稀释涂布平板 少 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到
的只是一个菌落
(2)5.0×108 等量的无菌水
(3)倒置 防止皿盖上的水珠落入培养基 灭菌
解析 (1)微生物常见的接种方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。用稀释涂
布平板法将水样接种在固体培养基上，可以使其均匀生长。当两个或多个细胞
连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的
实际数目少。
(2)将1 mL水样稀释1 000倍，在3个平板上用涂布法分别接入 0.1 mL稀释液，
在适宜条件下培养后，3个平板上的菌落数分别为51、50和49，因此3个平板
上的平均菌落数为 50，然后利用公式计算，即每升水样中的活菌数＝×1
000×1 000＝5.0×108个。要使实验结果更可靠，还应该在另一个平板上接种
等量的无菌水作为对照进行实验，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合
格。
(3)为了防止皿盖上的水珠落入培养基，接种过微生物的平板需要倒置。使用后
的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物，
以免污染环境。
5.答案 (1)37 在富含纤维素的条件下，纤维素分解菌能够分解纤维素并获取
营养，因而能够迅速繁殖，不能分解纤维素的微生物因为缺乏营养而繁殖被抑
制(合理即可)
(2)鉴别 琼脂(或凝固剂)
(3)出现了多种不同特征(形状、大小、颜色等)的菌落
(4)C 酶、C 酶和葡萄糖苷酶 将等量、不同来源的纤维素酶分别与等量纤维素
1 X
混合，在相同且适宜的条件下培养一段时间，通过测定葡萄糖的生成量确定不同酶的活性高低(合理即可)
解析 (1)哺乳动物的体温约为37 ℃，因此要将瘤胃中的微生物放于该温度下
培养。在只含纤维素的条件下，纤维素分解菌能够分解纤维素获取营养，因而
能够迅速繁殖，不能分解纤维素的微生物因缺乏营养而无法繁殖。(2)培养基中
添加了刚果红，因此为鉴别培养基。固体培养基可对微生物进行分离、纯化和
计数等，因此需要添加一定量的凝固剂，如琼脂。(3)虽然都能分解周围的纤维
素而产生透明圈，但不同微生物形成的菌落有各自的特征，如形状、大小、颜
色等。(4)对获得的纤维素酶活性进行定量测定时，将等量的、不同来源纤维素
酶与等量纤维素混合，在相同且适宜的条件下培养一段时间，通过测定葡萄糖
的生成量确定不同酶的活性高低。
6.答案 (1)C 酶、C 酶和葡萄糖苷酶 纤维素 选择 (2)为了杀死培养基中
1 X
的所有微生物(微生物和芽孢、孢子) 不接种培养(或空白培养) (3)将大熊猫
新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1 mL涂布在若干个平板(每个稀释度至少
涂布三个平板)，对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊
猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数 (4)C 接种C菌株后秸秆失重最多，纤维
素降解率最大
解析 (1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 C 酶、C
1 X
酶和葡萄糖苷酶。培养基从功能上分为鉴别培养基和选择培养基，将允许特定
种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择
培养基。为筛选大熊猫新鲜粪便中的纤维素分解菌，应将样品稀释液接种至以
纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于选择
培养基。(2)配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是防止外来杂菌的入侵，接
种前通常需要将未接种的培养基在适宜的条件下放置一段时间，观察培养基上
是否有菌落出现，以检测固体培养基是否灭菌合格。(3)测定大熊猫新鲜粪便中
纤维素分解菌活菌数可按照以下步骤进行：取 10 g大熊猫新鲜粪便移至90 mL
无菌水中，并进行101至106梯度稀释培养，取稀释度为106的样品涂布到选择
培养基上培养，选择菌落数在30～300的平板进行计数求出该稀释度平板上生
长的平均菌落数，进而计算出每克样品中的菌株数。(4)由题表中数据可知，秸
秆总重相同，但菌株C的秸秆残重、秸秆失重率和纤维素降解率都优于菌株 A
和菌株B，所以在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株C，理由是菌株C单位时间内、单位体积中秸秆的减少量大于菌株A和菌株B。
7.答案 (1)唯一碳源 稀释涂布平板法(显微镜直接计数法) 诱变育种、基因
工程育种 (2)培养基是高盐浓度的液体环境，杂菌会由于渗透失水而死亡；培
养基的液体环境是碱性的，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制 (3)氧气
(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和PHA合成相关的酶
解析 (1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，在液体培养基中，可将
蔗糖作为唯一碳源。培养过程中可定期取样并采用稀释涂布平板法(显微镜直接
计数法)进行菌落计数，评估菌株增殖状况。除了上述方法选育能耐受高浓度蔗
糖的菌株H外，还可通过诱变育种、基因工程育种来选育优良菌株。(2)由题意
可知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强的特性，在该系统中，其他杂菌会因
盐浓度过高或pH不适宜而死亡，故不用灭菌。(3)由于产物中产生了少量乙醇，
说明发酵液缺氧导致菌株 H进行了无氧呼吸，最终菌株 H由于能量供应不足而
使得其细胞增殖和PHA的产量均未达到预期，所以发酵条件中氧气可能是高密
度培养的限制因素。(4)餐厨垃圾主要含有蛋白质、淀粉、油脂等，菌株H能利
用餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶，还有与PHA合
成相关的酶。
8.答案 (1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择
(2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长 (4)取淤泥加入无菌水中，
涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数 (5)水、碳源、氮源和无机盐
解析 (1)实验过程中，对盛有水或培养基的摇瓶进行灭菌时，常采用高压蒸汽
灭菌法。据题图分析可知，乙培养基为固体培养基，与甲培养基相比，其特有
的组分Y物质应是凝固剂琼脂。甲、乙培养基均只允许能利用物质 S作为氮源
和碳源的微生物生长，因此均为选择培养基。(2)据题意，假设至少将摇瓶M中
的菌液稀释X倍，才能保证稀释后的100 μL菌液中细菌细胞数不超过200个，
初步估测摇瓶M中细菌细胞数为 2×107个/mL，则稀释之前100 μL菌液中有
2×106个细菌，可得2×106×(1/X)＝200，则X＝104，因此至少应将摇瓶M中
的菌液稀释104倍。(3)在筛选过程中，若培养基中 S浓度过高，可能会导致细
胞失水，进而抑制菌株的生长。(4)将含有能降解S的细菌的淤泥加入无菌水中，
进行适当稀释后，利用稀释涂布平板法，取适量的菌液涂布到乙培养基上，在
适宜条件下进行培养，一段时间后，统计菌落数，即可估算出淤泥中能降解 S的细菌细胞数。(5)本实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都
能为细菌的生长提供的营养物质是水、碳源、氮源和无机盐。
