文档内容
第 33 讲 微生物的培养技术及应用
内容要求——明考向 近年考情——知规律
（1）阐明无菌技术在微生物培养中的应
用；（2）概述微生物分离和纯化及测定 2021·天津卷（1）、2021·北京卷（12）、
微生物数量的常用方法；（3）测定微生 2021·湖南卷（21）、2021·广东卷（21）、
物数量；（4）通过配制培养基、灭菌、接 2020·全国卷Ⅰ（37）、2019·全国卷Ⅰ
种和培养等实验操作获得纯化的酵母菌 （37）、2019·全国卷Ⅱ（37）、2019·全国
菌落（活动）；（5）分离土壤中分解尿素 卷Ⅲ（37）
的细菌，并进行计数（活动）。
考点一 微生物的基本培养技术
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1.培养基的配制
（1）概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基
质。
（2）营养组成
①一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等。
②需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O 的需求。
2
微生物 对培养基的需求
乳酸杆菌 添加维生素
霉菌 将培养基调至酸性
细菌 将培养基调至中性或弱碱性
厌氧微生物 提供无氧的条件
（3）种类：①按物理状态可分为液体培养基和固体培养基。②按功能可分为选择培
养基和鉴别培养基。提醒 （1）常见选择培养基举例
①缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中N 的微生物。
2
②含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出真菌。
③无有机碳源的培养基可筛选出自养微生物。
（2）几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 CO NH、NO等 光能
2
硝化细菌 CO NH NH 的氧化
2 3 3
根瘤菌 糖类等有机物 N 有机物
2
糖类、蛋白质等有机
酵母菌 蛋白质等 有机物
物
2.无菌技术
（1）含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
（2）常用方法
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（3）常见物品的消毒或灭菌方法①消毒方法及适用对象
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②灭菌方法及适用对象
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3.纯化酵母菌的方法和操作过程
（1）方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
（2）酵母菌纯培养的操作步骤：
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（1）培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质
（√）
（2）由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型（×）
（3）消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害（√）
（4）无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等）都可采用
高压蒸汽灭菌法进行灭菌（×）
（5）配制培养基时应先灭菌再调pH（×）
（6）平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧（√）
（7）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（×）
（8）为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落（×）
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选择性必修3 P “旁栏思考题”
10
1.为什么培养基需要氮源？
提示 微生物细胞内有蛋白质、核酸、磷脂等多种含氮的营养物质或代谢产物，培
养基中的氮源可以作为合成这些营养物质及代谢产物的原料。
选择性必修3 P “旁栏思考题”
10
2.无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
提示 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
3.平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？提示 最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连，则
增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。
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1.倒平板的操作步骤
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注意事项
（1）培养基要冷却到50 ℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会
凝固。
（2）要使锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培
养基。
（3）倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要
完全打开，以免杂菌污染培养基。
（4）平板冷凝后，要将平板倒置。因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，
既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造
成污染。
（5）在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，那么这
个平板不能用来培养微生物。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养
基上滋生。
（6）整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。
2.平板划线法操作步骤
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F243.TIF" \* MERGEFORMATINET（1）实验成功关键点
①第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环灭菌，划线操作结束仍需灼烧接种
环。
②灼烧接种环之后，要等其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。
③在做第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样
才能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而
来的菌落。
④划线时最后一区域不要与第一区域相连。
⑤划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。
（2）平板划线操作中几次灼烧接种环的目的
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考向1 结合培养基的配制和无菌技术，考查科学思维能力
1（. 2022·湖北襄阳四校联考）微生物培养过程中，要重视无菌操作，现代生物学实
验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染，请分析下列操作，正确的是（
）
A.煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6 min可以杀死全部微生物的细胞和芽孢、孢子
B.将接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌
C.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌
答案 B
解析 煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢，而灭菌能杀灭环境中一
切微生物，包括孢子和芽孢，A错误；指示剂和染料可能混有微生物，因此加入培
养基中的指示剂和染料也需要灭菌，C错误；家庭制作葡萄酒时，要将容器进行灭
菌或消毒，但是葡萄不能灭菌，因为发酵用的酵母菌来自葡萄，D错误。
2（. 2022·山西太原调研）自然界里有多种微生物，将其进行合理的筛选、培养和应
用，能给医药和化工等生产领域带来巨大经济效益。回答下列问题：
（1）对培养基进行灭菌时，多采取 法，而对接种环或涂布器灭菌时则用
法，若要将微生物采用平板划线法进行分离操作，在固体培养基表面连续进行了5
次划线，则需要对接种环灼烧 次。平板划线在做第二次及其后的划线操
作时，要从上次划线的 开始划线，最后一次划的线不能与第一次划的线
。
（2）将接种后的固体培养基和一个未接种的固体培养基放入恒温箱中 培
养，以减少培养基中水分的挥发。其中，培养未接种的固体培养基是为了。
（3）甲、乙两组同学用稀释涂布平板法测定某种微生物的数量，在同一稀释倍数下
每隔一段时间记录数据（统计时间内微生物总数小于环境容纳量），得到如表结果：
培养时间/小时 24 48 72 96
甲组菌落均值/个 18 25 36 32
乙组菌落均值/个 20 28 38 32
据表可知，计数时最好取培养 小时记录的菌落数作为实验结果，一方面
是 由 于 培 养 时 间 较 短 ， 会 遗 漏 菌 落 数 目 ， 另 一 方 面 是 由 于
_______________________________。
答案 （1）高压蒸汽灭菌 灼烧灭菌 6 末端 相连 （2）倒置 作为对照组，
排除培养基被杂菌污染的可能 （3）72 培养时间过长，两个或多个菌落连成一
个菌落
解析 （1）对培养基进行灭菌时，多采取高压蒸汽灭菌法，而对接种环或涂布器灭
菌时则用灼烧灭菌法。接种环在每次接种前都要灼烧灭菌，最后一次接种完也要
灭菌，所以在固体培养基表面连续进行了5次划线，需要对接种环灼烧6次。平板
划线在做第二次及其后的划线操作时，要从上次划线的末端开始划线，使菌体的
数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终获得由单个菌体形成的单个菌落。最
后一次划的线不能与第一次划的线相连。（2）将接种后的固体培养基和一个未接
种的固体培养基放入恒温培养箱中倒置培养，以减少培养基中水分的挥发。培养
未接种的固体培养基是为了作为对照组，排除培养基被杂菌污染的可能。
（3）根据表中数据可知，甲组和乙组中的菌落数都在72小时达到最大，由此推知
最好取72小时记录的菌落数作为实验结果，原因：①培养时间不足会遗漏菌落数
目；②培养时间过长会导致两个或多个菌落连成一个菌落，使计数不准确。
考向2 结合微生物的纯培养，考查科学探究能力
3（. 2022·江苏常州模拟）下图表示培养和纯化X细菌的部分操作步骤，下列相关叙
述正确的是（ ）
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A.对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌处理
B.步骤①倒平板操作时，倒好后应立即将其倒过来放置C.步骤②应多个方向划线，使接种物逐渐稀释，培养后出现单个菌落
D.步骤③划线结束后在培养皿盖上做好标注
答案 C
解析 图中①是倒平板，②是进行平板划线，③是培养。对实验操作的空间、操作
者的衣着和手需要进行消毒处理，A错误；倒完平板后立即盖上培养皿盖，待培养
基冷却凝固后将平板倒过来放置，B错误；步骤②应多个方向划线，使接种物逐渐
稀释，培养后出现单个菌落，C正确；图中操作结束后需在培养皿底标注菌种及接
种日期等信息，而不是在培养皿盖上做标注，D错误。
4.（2019·全国卷Ⅲ，37）回答下列与细菌培养相关的问题。
（1）在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是 （填“蛋白
胨”“葡萄糖”或“NaNO ”）。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来
3
调节培养基的pH，其原因是__________________________________。
硝化细菌在没有碳源的培养基上 （填“能够”或“不能”）生长，原因是
_______________________________________________________________。
（2）用平板培养细菌时一般需要将平板 （填“倒置”或“正置”）。
（3）单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色
等特征来初步区分不同种的微生物，原因是____________________________。
（4）有些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。
答案 （1）蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可
以利用空气中的CO 作为碳源 （2）倒置 （3）在一定的培养条件下，不同种微生
2
物表现出各自稳定的菌落特征 （4）灭菌
解析 （1）细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸
盐、维生素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO 不
3
能为微生物提供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培
养细菌的不同来调节培养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以利用空气中
的CO 为碳源，因此在没有碳源的培养基上能够生长。（2）在平板培养基上培养细
2
菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。（3）
不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面
具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落特征，可
以作为菌种鉴定的重要依据。（4）使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免
污染环境。考点二 微生物的选择培养和计数
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1.选择培养基
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2.稀释涂布平板法
将菌液进行一系列的梯度稀释后，将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养
基表面，进行培养
（1）系列稀释操作
取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
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（2）涂布平板操作
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\R84C.TIF" \* MERGEFORMATINET3.微生物数量的测定
（1）利用稀释涂布平板法计数——间接计数法 活菌计数法
①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀
释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少
活菌。
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②为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30 ～ 300 、适于计数的平板计数，并且在
同一稀释度下，应至少对3 个平板进行重复计数，并求平均值。 增强实验的说服
力与准确性
③用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少。 这是因为当两个或多
个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数
而不是用活菌数来表示。
（2）显微镜直接计数法
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F249.TIF" \* MERGEFORMATINET4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作
（1）实验原理
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\R90.TIF" \* MERGEFORMATINET
（2）操作步骤
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（3）实验结果分析与评价
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\2S699.tif" \* MERGEFORMATINET5.分解纤维素的微生物的分离
（1）分离方法与原理
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（2）纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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（1）选择培养基可以鉴定某种微生物的种类（×）
（2）对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法（×）
（3）筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源（√）
（4）分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低（×）
（5）尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物（√）
（6）稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少（√）
（7）稀释涂布平板法计数时，平板上的一个菌落就是一个细菌（×）
（8）刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选
纤维素分解菌（×）
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1.平板划线法和稀释涂布平板法的比较
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INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\r88+.TIF" \* MERGEFORMATINET2.选择培养基四种常见制备方法或实例
（1）加入某些特定的物质（前提是培养基具备全部营养成分）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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（2）改变培养基的营养成分
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\R101.TIF" \* MERGEFORMATINET（3）利用培养基“特定化学成分”分离
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\R103.TIF" \* MERGEFORMATINET
（4）通过某些“特殊环境”分离
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\R106.TIF" \* MERGEFORMATINET
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考向1 结合选择培养基成分及配制方法，考查科学探究能力
1（. 2021·山东卷，14）解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成脂肪酸和甘油并吸
收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两
种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌
落周围不变色。下列说法错误的是（ ）
A.甲菌属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力答案 B
解析 根据题意，甲、乙两种菌分别接种在醇溶青琼脂平板上，二者都能生存，甲
周围呈现深蓝色，说明培养基的脂肪被分解为脂肪酸和甘油，脂肪酸使平板呈现
深蓝色，脂肪的分解需要脂肪酶的催化，说明甲能够分泌脂肪酶，属于解脂菌，A
正确；乙周围不变色，说明乙不能分泌脂肪酶分解脂肪，没有脂肪酸的产生，不能
利用脂肪，但由于乙能在该培养基上生存，说明该培养基中除了脂肪作为碳源外，
还存在别的碳源，否则乙不能在该培养基上生存，B错误；为了便于比较结果，可
以将两种菌接种到同一平板的不同区域，C正确；菌落周围深蓝色的直径越大，说
明解脂菌分泌脂肪酶的能力越强，D正确。
2（. 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。
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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______________________________________________。
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。
考向2 围绕土壤中分解尿素细菌的分离，考查科学探究能力
3（. 2022·山东淄博联考）下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述，正
确的是（ ）
A.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素
B.统计样品中的活菌数目一般用平板划线法
C.筛选分解尿素的细菌时，应以尿素作为培养基中唯一的营养物质
D.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则表明筛选
到了分解尿素的细菌
答案 A
解析 统计样品中的活菌数目时一般用稀释涂布平板法，B错误；筛选分解尿素
的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一氮源，培养基中还应含有水、无机盐、碳源
等营养物质，C错误；在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂
变红，则表明筛选到了分解尿素的细菌，D错误。
4.（2017·全国卷Ⅰ，37）某些土壤细菌可将尿素分解成CO 和NH ，供植物吸收和
2 3
利用。回答下列问题：
（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生 。
能 分 解 尿 素 的 细 菌 不 能 以 尿 素 的 分 解 产 物 CO 作 为 碳 源 ， 原 因 是
2
________________________________________________，
但 可 用 葡 萄 糖 作 为 碳 源 ， 进 入 细 菌 体 内 的 葡 萄 糖 的 主 要 作 用 是_____________________________________________________________（答出两
点即可）。
（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择 （填“尿素”
“NH NO ”或“尿素＋NH NO ”）作为氮源，不选择其他两组的原因是
4 3 4 3
__________________________________________________。
（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有 KH PO 和 Na HPO ，其作用有
2 4 2 4
______________________________________________________________（答出两
点即可）。
答案 （1）脲酶 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO 来合成有机物 为
2
细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料 （2）尿素 其他两组都
含有NH NO ，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH NO ，不能
4 3 4 3
起到筛选作用 （3）为细菌生长提供无机盐离子，作为缓冲剂保持细菌生长过程
中pH的稳定
解析 （1）只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。能分解尿素的细菌是一种分
解者，属于异养型生物，不能以尿素的分解产物CO 作为碳源。能分解尿素的细菌
2
可以以葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是一方面可氧化分解
为细胞生命活动提供能量，另一方面其代谢中间产物可为多种有机物的合成提供
原料。
（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择以尿素作为唯一氮源的
选择培养基，而其他两组都含有含氮物质NH NO ，能分解尿素的细菌和不能分解
4 3
尿素的细菌都能利用NH NO ，不能起到筛选作用。
4 3
（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH PO 和Na HPO ，既可维持培养基
2 4 2 4
pH的相对稳定，又能为微生物生长提供无机盐离子。
重温真题 经典再现
1（. 2021·北京卷，12）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄
球菌。下述操作不正确的是（ ）
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
答案 C
解析 为避免杂菌污染，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A正确；葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤
表面取样，B正确；棉拭子上的微生物需要先用无菌水制成菌液，再使用涂布器在
固体培养基上涂布分离，C错误；根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形
状、大小、隆起程度和颜色等特征可对菌落进行初步判断，D正确。
2（. 2021·山东卷，20）含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水
发臭，硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是
否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有
硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错
误的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\21S61.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.乙菌的运动能力比甲菌强
B.为不影响菌的运动需选用液体培养基
C.该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D.穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
答案 B
解析 由题图可知，在细菌繁殖速度相等的情况下，乙菌在试管内培养基中扩散
范围更广，说明乙菌的运动能力比甲菌强，A正确；本实验需探究两种菌的运动能
力，液体培养基中难以保留两者的运动轨迹，故应选用固体培养基，B错误；由图
可知，甲试管中黑色沉淀颜色深但分布范围窄，乙试管中黑色沉淀颜色浅但分布
范围广，因此无法比较两种菌产生硫化氢的量，C正确；接种操作的核心是无菌操
作，避免杂菌污染，D正确。
3（. 2019·北京卷，3）筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养
后，若细菌能分解淀粉，培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈
（如图），实验结果见下表。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\19S11.tif" \* MERGEFORMATINET菌种 菌落直径：C/mm 透明圈直径：H/mm H/C
细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2
细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6
有关本实验的叙述，错误的是（ ）
A.培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B.筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布
C.以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D.H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
答案 C
解析 微生物培养基含有四类营养物质：水、无机盐、碳源、氮源，A正确；常用稀
释涂布平板法筛选淀粉分解菌，涂布前需将菌液稀释，B正确；由题图可知，细菌
Ⅰ和Ⅱ形成的菌落周围都出现了透明圈，说明两种细菌都能将淀粉酶分泌至细胞
外，C错误；淀粉分解菌可分解淀粉，导致菌落周围的淀粉被分解，不能与碘液反
应生成蓝色，故而出现透明圈，透明圈直径与菌落直径的比值越大，说明细菌分解
淀粉能力越强，D正确。
4.（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。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\21S25.tif" \* MERGEFORMATINET
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_____________________________________________________。
答案 （1）唯一碳源 稀释涂布平板法（血细胞计数法） 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（血细胞计数法）
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。
课后·分层训练
（时间：35分钟）
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生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\基础练.tif" \* MERGEFORMATINET
考点一 微生物的培养技术及应用1.（2022·北京顺义区期末）有关培养基配制原则的表述正确的是（ ）
A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、矿质元素、水以及无机盐
B.碳源和氮源必须具有一定比例，碳元素的含量最多，其次为氮元素
C.有的培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O 的需求
2
D.营养物质的浓度越高越好
答案 C
解析 培养基一般都含有碳源、氮源、无机盐和水等营养物质，而分离自生固氮菌
的培养基中，不需要加入氮源，A错误；碳源和氮源必须具有一定比例，但碳元素
的含量不一定最多，自养型微生物的培养基不需要加入碳源，B错误；营养物质的
浓度过高可能会造成微生物渗透失水死亡，D错误。
2（. 2020·江苏卷，19）为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养
结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\20KT45.TIF" \*
MERGEFORMATINET
A.倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B.图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C.该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D.菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
答案 B
解析 倒平板后无需间歇晃动，A错误；图中Ⅰ区、Ⅱ区的细菌数量均太多，Ⅲ区
的细菌数量较少，可从Ⅲ区挑取单菌落，B正确；Ⅲ区中存在单菌落，该实验结果
能达到菌种纯化的目的，C错误；刚果红能与纤维素形成红色复合物，但不能和纤
维素水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物，因此菌落周围的纤维素被降解
后，不能被刚果红染成红色，D错误。
3（. 2022·广东珠海调研）下图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，
下列说法不正确的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F251.TIF" \* MERGEFORMATINETA.①步骤使用的培养基是已经调节过pH并灭菌的培养基
B.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C.③到④的过程中，接种环共灼烧了5次
D.④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连
答案 C
解析 ①步骤表示倒平板，在倒平板之前培养基已经调节过pH并灭过菌，A正确；
①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，防止杂菌污染，B正确；接种环在每
次划线前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以③到④的过程中5次划线操作
前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，③到
④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误；④步骤操作时，不能将第1区和第5区
的划线相连，否则就达不到稀释的目的，不能得到由单个活菌繁殖而来的菌落，D
正确。
4（. 2022·河北唐山期中）马铃薯琼脂培养基常用于真菌的筛选，其配制过程如下：
将马铃薯去皮切块，加水煮沸至其软烂，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液
中加入一定量琼脂，用水定容后灭菌。下列相关叙述错误的是（ ）
A.应在培养基中加入链霉素，以抑制细菌的生长
B.除碳源外，马铃薯浸出液还提供氮源和无机盐
C.氮源进入细胞后，可参与合成核苷酸等物质
D.加入碘液后，周围为蓝色的菌落一般能产生淀粉酶
答案 D
解析 链霉素能抑制细菌的生长，因此在培养基中加入链霉素后可以筛选真菌，A
正确；各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，培养基中的马铃薯浸出液除
了为微生物生长提供碳源外，还可提供的营养物质有氮源和无机盐，B正确；核苷
酸含有氮元素，因此氮源进入细胞后，可参与合成核苷酸等物质，C正确；淀粉遇
碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，会形成透明圈，D错误。
考点二 微生物的选择培养和计数
5.（2021·1月联考江苏卷，14）平板涂布是分离菌种常用的方法，下列相关叙述不
恰当的是（ ）
A.固体培养基灭菌后，应冷却至50 ℃左右时倒平板
B.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长C.平板涂布分离到的单菌落需进一步划线纯化
D.平板涂布法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数
答案 B
解析 培养基灭菌后需要冷却至50°C左右时才能用来倒平板，温度过高易烫手，
温度过低易凝固，A正确；倒好的平板需要放置一段时间，用以观察培养基是否被
杂菌污染，B错误；平板涂布法分离的单菌落需要用划线法进行纯化培养，C正确；
平板涂布法可以计数，也可观察菌落特征进行菌种分离，D正确。
6.（2022·湖北仙桃期末改编）如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实
验中样品稀释示意图。请据图分析，下列说法错误的是（ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F252.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.③号试管的稀释倍数为103
B.④号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能恰为⑤号试管的10倍
C.⑤号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109
D.将涂布器在酒精灯火焰上灼烧冷却后，再进行涂布
答案 A
解析 ③号试管的稀释倍数是104，A错误；④号试管中稀释液进行平板培养，稀
释倍数是⑤号试管的1/10，如果稀释倍数适当，得到的菌落平均数可能是⑤号试
管的10倍，B正确；⑤号试管利用稀释涂布平板法计数的结果表明每克土壤中的
菌株数为（168＋175＋167）÷3÷0.1×105×100÷10＝1.7×109，C正确；将涂布器在
酒精灯火焰上灼烧冷却后再进行涂布，以免温度过高杀死细菌，D正确。
7.（2022·东北育才学校联考）下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌
的过程示意图，有关叙述错误的是 （ ）
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F253.TIF" \* MERGEFORMATINETA.在配制步骤②③的培养基时，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌
B.步骤③纯化分解尿素的细菌的原理是将聚集的细菌分散，可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用涂布平板法接种，并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力
答案 C
解析 配制培养基时，应先调pH再进行高压蒸汽灭菌，A正确；步骤③纯化分解
尿素的细菌的原理是将聚集的细菌通过稀释涂布平板法分散，获得单细胞菌落，B
正确；步骤③筛选分解尿素的细菌，培养基中应以尿素为唯一氮源，C错误；步骤
④挑取③中不同种的菌落分别接种，比较细菌分解尿素的能力，D正确。
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8（. 2022·江苏南通期中）牛奶是适合微生物生长的良好培养基。牛奶在饮用前都要
用巴氏消毒法消毒，以杀死有害微生物。某小组为检测自制酸奶是否被杂菌污染，
进行了如图所示操作。请回答下列问题。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F254.TIF" \* MERGEFORMATINET
图1
（1）牛奶用巴氏消毒法消毒的好处是_____________________________________。
（2）图1所用培养基在灭菌过程中，需用到高压蒸汽灭菌锅。下面是关于高压蒸汽
灭菌锅使用过程中的操作，正确的先后顺序是①② ④⑧⑨。（有的步骤可
重复操作）
①装入待灭菌物品 ②加盖 ③加热灭菌锅 ④打开排气阀 ⑤关闭排气阀 ⑥切断电源 ⑦压力表的压力降到零 ⑧打开盖子 ⑨取出灭菌物品
（3）取最终的牛奶稀释液0.1 mL在培养基上进行涂布，应选择的工具是图2中的
。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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图2
（4）图1所示方法为稀释涂布平板法，理想情况下，培养一段时间后可在培养基表
面形成菌落。若用该方法培养设置了5个培养皿，菌落数分别为12、65、63、64、
196，则可以推测每毫升酸奶中所含细菌数为 个，运用这种方法统计的结
果往往较实际值 （填“大”或“小”），如果培养基上出现 的菌
落，说明自制酸奶已被杂菌污染。
（5）已知酸奶中的有益菌主要是乳酸菌，要进一步分离纯化乳酸菌，应采用图3中
（填字母）所示的划线分离操作，其正确操作过程中，划线工具至少要灼烧
次。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
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图3
答案 （1）不破坏牛奶的营养成分 （2）③④⑤⑥⑦ （3）B （4）6.4×107 小
（形状、大小、颜色）不同 （5）B 5
解析 （1）巴氏消毒法是指62～65 ℃消毒30 min或80～90 ℃处理30 s～1 min，
使用这种方法对牛奶进行消毒的好处是不破坏牛奶的营养成分。（2）高压蒸汽灭
菌操作步骤：①装入待灭菌物品，②加盖，③加热灭菌锅，④打开排气阀，⑤关闭排
气阀，⑥切断电源，⑦压力表的压力降到零，④打开排气阀，⑧打开盖子，⑨取出灭
菌物品。（3）图2中A为接种环，B为涂布器，C为滴管，D为接种针。将牛奶稀释
液在培养基上进行涂布的方法是稀释涂布平板法，所用的接种工具是涂布器，即
图2中的B。（4）5个培养皿中有2个的菌落数（12、196）相差太大，可舍弃。据图
分析，图中10 mL酸奶稀释了105倍，最后取了10 mL稀释液中的0.1 mL，因此每毫升酸奶中所含细菌数为（65＋63＋64）÷3÷0.1×104×100÷10＝6.4×107个。由于
经此方法接种培养时，当两个或多个菌落重叠在一起时按一个菌落计算，所以运
用这种方法统计的结果往往较实际值小。如果培养基上出现（形状、大小、颜色）不
同的菌落，说明自制酸奶已被杂菌污染。（5）要进一步分离纯化乳酸菌，应采用平
板划线法进行操作，图3中操作正确的是B；接种环在每次接种前和接种结束后都
要通过灼烧来灭菌，即图3 B中的4次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需
灼烧灭菌1次，避免细菌污染环境和感染操作者，因此完成划线共需灼烧接种环5
次。
9（. 2022·广东中山调研）鲸死亡后会沉入海底，俗称“鲸落”。“鲸落”后期会形成
一个以厌氧菌和硫细菌等为主体的生态系统。厌氧菌以“鲸落”肌肉中的脂肪为
食，同时产生一些硫化氢等硫化物，硫细菌将硫化物氧化成硫酸盐，并以该过程中
释放的能量合成有机物。请回答相关问题：
（1）培养微生物的培养基中一般都会含有水、无机盐、氮源和碳源，培养“鲸落”
群落中厌氧菌的碳源必须是 。要培养硫细菌，培养基中的成分需要特殊
配制，主要体现在 ，这种培养基可以用来专一性培养
硫细菌，所以称为 培养基。
（2）在分离“鲸落”中的微生物时要制备固体培养基，在倒平板操作后，将平板倒
置，这样做的目的是_____________________________________________
_________________________________________________________。
（3）为了研究“鲸落”中含有微生物的情况，需将“鲸落”提取物加水稀释，然后
将稀释水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，这种方法称为
。下面所示的四种菌落分布情况中，不可能由该方法得到的是 。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F258.TIF" \* MERGEFORMATINET
（4）若想得到“鲸落”中某目标菌种，可用平板划线法进行纯化。若下图甲是接种
培养后的菌落分布图，对应的平板划线操作示意图为 。图甲中的③更易
获得单菌落，判断依据是___________________________________
________________________。
INCLUDEPICTURE "E:\\丁苗苗\\课件\\一轮\\2023版 创新设计 高考总复习
生物学（配人教版）Q 新教材（琼津京…）\\F259.TIF" \* MERGEFORMATINET答案 （1）含碳有机物（或脂肪） 碳源必须是含碳无机物（或碳酸盐），同时加入
硫化物 选择 （2）防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养皿造成污染；防止培养
基中水分过快挥发 （3）稀释涂布平板法 D （4）丙 每次划线的菌种都来自
上一次划线的末端，最后一次划线结束时更容易获得单菌落
解析 （1）厌氧菌以“鲸落”肌肉中的脂肪为食，属于异养微生物，故培养“鲸
落”群落中厌氧菌的碳源必须是含碳有机物（或脂肪）。硫细菌将硫化物氧化成硫
酸盐，并以该过程中释放的能量合成有机物.即硫细菌为自养生物，所以要培养硫
细菌，培养基中的成分需要特殊配制，主要体现在碳源必须是含碳无机物（或碳酸
盐），同时加入硫化物。这种人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度
pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长的培养基称为选择培养基。（3）使用涂布
器涂布接种微生物的方法为稀释涂布平板法。稀释涂布平板法接种的微生物会在
培养基上形成均匀分布的菌落，而平板划线法接种的微生物在划线的起始部分菌
落连在一起生长，由图可知，A、B、C均形成了均匀分布的单个菌落，属于稀释涂
布平板法接种的，而D中菌落是连在一起生长的，是通过平板划线法接种的。
10.（2022·重庆一中调研）大肠杆菌是寄生于人和动物肠道中的细菌，其代谢产物
能与染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色。下面是其培养基配方：
成分 蛋白胨 乳糖 磷酸二氢钾 琼脂
含量 10 g 10 g 2 g 20～30 g
2%的伊 0.5%的美
成分 蒸馏水
红水溶液 蓝水溶液
含量 1 000 mL 20 mL 13 mL
回答下列问题：
（1）该培养基中，蛋白胨为大肠杆菌提供的主要营养有 和维生素等。
（2）在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放在恒温箱中培养一段时间，
观察是否有菌落生成，其目的是 。
（3）为了检测严重污染的水体中大肠杆菌的数量，将水样适当稀释后，取样涂布在
上述平板培养基中，应选择颜色为 的菌落进行计数。该方法是
通 过 统 计 平 板 上 的 菌 落 数 来 推 测 样 品 中 的 活 菌 数 ， 其 原 理 是
______________________________________________________。（4）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；
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________________________________________________。
（5）除利用特定培养基选择鉴定某种细菌外，还可以依据 对细
菌进行初步的鉴定和分类。
答案 （1）氮源 （2）检测培养基制备是否合格（或灭菌是否彻底） （3）黑色
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一
个活菌 （4）3.8×108 （5）菌落的形状、大小等菌落特征
解析 （1）蛋白胨主要为大肠杆菌提供氮源和维生素等。（2）为了检测培养基制备
是否合格（或灭菌是否彻底），在接种大肠杆菌前，需先将灭菌后的空白培养基放
在恒温箱中培养一段时间，观察是否有菌落生成。（3）大肠杆菌的代谢产物能与培
养基中的染料伊红美蓝反应，使菌落呈黑色，因此，为了检测严重污染水体中大肠
杆菌的数量，将水样适当稀释后，取样涂布在上述平板培养基中，应选择颜色为黑
色的菌落进行计数。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源
于样品稀释液中的一个活菌，因此可通过统计平板上的菌落数来推测样品中的活
菌数。（4）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；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（[ 39＋38＋37）÷3]÷0.1×1 000×1 000＝3.8×108。（5）一般来说，
在一定的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，因此可以依据菌落的
形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定和分类。
