高考生物一轮复习精选:专题2《微生物的培养与应用》学案(新人教版选修1)(DOC 15页).doc
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1、精诚凝聚 =_= 成就梦想 专题2 微生物的培养与应用【高考新动向】1、微生物的分离和培养2、培养基对微生物的选择作用3、某种微生物数量的测定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【考纲全景透析】一、微生物的分离和培养1、微生物的营养:碳源、氮源、水、无机盐和生长因子。1、培养基(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)成分:一般都含有水、碳源、氮源无机盐,还需满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的 要求。(3)分类:固体培养基:含凝固剂,如琼脂 液体培养基:不含凝固剂2、无菌技术(1)含义:指在培养微生物的操作中,所有防
2、止杂菌污染的方法(2)关键:防止外来杂菌的入侵(3)方法:消毒:煮沸消毒法,化学药剂消毒法,紫外线消毒法 灭菌:灼烧灭菌,干热灭菌,高压蒸汽灭菌区别消毒和灭菌3、纯化大肠杆菌以及菌种的保藏(1)制作牛肉膏蛋白胨固体培养基方法步骤:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(2)纯化大肠杆菌原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是一个细胞繁殖而来的子细胞群体。方法:平板划线法、稀释涂布平板法。(3)菌种的保藏短期保存:将菌种接种到试管的固体斜面培养基上4保存,菌种易被污染或产生变异。长期保存:20甘油管在冷冻箱中保藏。二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1、分离的原理(
3、1)土壤中的细菌之所以能够分解尿素,是因为它们体内能合成脲酶。这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起催化作用。(2)实验室中微生物的筛选应用的原理: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。2、统计菌落数目的方法稀释涂布平板法和显微镜直接计数。3、细菌分离与计数的实验流程土壤取样样品稀释取样涂布微生物培养观察并记录结果细菌计数三、分解纤维素的微生物的分离1、纤维素酶纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长
4、提供营养。作用:2、纤维素分解菌的筛选方法及原理(1)方法:刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。(2)原理:刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。纤维素被纤维素酶分解后,刚果红纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样,我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3、土壤中纤维素分解菌的筛选【热点难点全析】一、培养基的种类划分标准培养及种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产固体培养基加凝固剂,如琼脂微生物分离、鉴定等用途选择培养基培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物
5、的生长,促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;用尿素为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌)鉴别培养基根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物,如可用伊红美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,菌落成黑色)二、细菌的分离与计数1.筛选菌株(1)原则:人为提供有利于目的菌生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物的生长。(2)菌株筛选原理的比较2.统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。方法:用计数板计数。缺点:不能
6、区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)原理: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,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。计算公式:每克样品中的菌株数=(CV)M,其中,C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。操作:设置重复组,增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确,一般选择菌落数在30300的平板进行计数。3.设置对照(1)目的:排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。(2)方法:证明培养基未被污染,用空白培养基作对照。证明选择培养基
7、的选择作用,用基础培养基接种等量同种菌液作对照。【高考零距离】1、(2012大纲高考)关于细菌的叙述中,正确的是( )A.不同种类细菌的生长均需要相同碳源B.常用液体培养基分离获得细菌单菌落C.细菌大量培养过程中,芽孢形成于细菌生长的调整期D.培养基中含有高浓度NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选【解析】自养型细菌可以利用无机碳源,异养型细菌只能利用有机碳源,A错误。分离细菌并获得单菌落需要固体培养基,B错误。芽孢是细菌为适应不利的环境而产生的休眠体,而调整期资源丰富,不会产生芽孢,C错误。金黄色葡萄球菌有耐高浓度盐的特点,D正确。 【答案】D2、(2012重庆高考)下列有关细菌培养的叙述,正确
8、的是( )A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长C.向液体培养基中通人氧气能促进破伤风杆菌的生长D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动 【解析】菌落就是由单个细菌或同种细胞繁殖成的具有一定形态结构等特征的子细胞群体,一个菌落就是一个种群,所以单个菌落就只有一种细菌。青霉素只能抑制细菌的细胞壁的形成从而抑制细菌的繁殖,破伤风杆菌是厌氧性的生物。半固体培养基中可以观察细菌的运动【答案】D3、(2012上海高考)高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如图所示。(1)过程
9、称为_,过程是为了_。(2)号培养基称为_(按功能分);该培养基中除了加入淀粉外,还需加入另一种重要的营养成分_。A琼脂 B葡萄糖 C硝酸铵 D碳酸氢钠(3)一般对配制的培养基采用高压灭菌,其中“高压”是为了_。【解析】(1)由图中显示,在前后试管中细菌数目减少,可推知此过程为稀释,过程后使用划线法对细菌进行固体培养基培养,可推知此过程为分离纯化嗜热菌。(2)由图示可知表示过程是嗜热菌分离纯化的过程,号培养基为选择培养基。在培养微生物的培养基中,碳源和氮源必不可少,所以除淀粉外还应加入硝酸铵。(3)细菌芽孢是在极端环境中产生的,具有耐高温等特点,只有用高温高压,才能杀死细菌芽孢,防止培养基污染
10、。【答案】(1)稀释 单个菌落的筛选(或筛选)(2)选择培养基 C (3)杀死培养基中的细菌芽孢4、(2011山东高考)研究发现柚皮精油和乳酸菌素(小分子蛋白质)均有抑菌作用,两者的提取及应用如图所示。(1)柚皮易焦糊,宜采用 法提取柚皮精油,该过程得到的糊状液体可通过 除去其中的固体杂质。(2)筛选乳酸菌A时可选用平板划线法或 接种。对新配制的培养基灭菌时所用的设备是 。实验前需对超净工作台进行 处理。(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供 。电泳法纯化乳酸菌素时,若分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量越大,电泳速度 。(4)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。
11、可通过测定透明圈的 来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。【解析】(1)柚皮易焦糊,宜采用压榨法提取柚皮精油,不宜用蒸馏法,压榨所得糊状液体可通过过滤除去其中的固体杂质。(2)接种方法常用的为平板划线法和稀释涂布平板法,对培养基灭菌时所用的设备是高压蒸汽灭菌锅。实验前需对超净工作台进行紫外线消毒处理。(3)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供碳源和氮源。电泳法纯化乳酸菌素时,若分离带电荷相同的蛋白质,则其分子量越大,电泳速度越慢。(4)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的大小来比较柚皮精油和乳酸菌素的抑菌效果【答案】(1)压榨 过滤 (2)稀释涂布平
12、板法 高压蒸汽灭菌锅 紫外线消毒(3)碳源和氮源 越慢 (4)大小5、(2011新课标全国卷)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,某同学欲从污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。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)纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有两种,即 和 。(3)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 。(4)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 。无菌技术要求实验操作应在酒精灯 附近进行,以避免周
13、围环境中微生物的污染。【解析】(1)实验目的是为了筛选出可以分解原油的高效菌株,因此在筛选的时候选择性培养基的碳源为原油。(2)纯化分离微生物的方法有2种:平板划线法和稀释涂布平板法;灭菌的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。【答案】(1)原油 选择 (2)平板划线法 稀释涂布平板法(3)强 (4)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰6、(2010全国1高考)下列是与微生物培养有关的问题,请回答:(1)某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水,其中凝固剂是,碳源是,氮源是。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长,故该培养基属于培养基。按
14、照化学成分分类,该培养基属于培养基。从同化作用类型上看,用该培养基培养的细菌属于。(2)将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中,适宜条件下培养,定时取样测定菌体数目,以时间为横坐标,以细菌数目的对数为纵坐标,可得到细菌的曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是。实验室中,为了获得形态和生理特征一致的菌体,一般应在期取材;在生产中,常搜集培养至期的细菌用于次级代谢产物的提取。【解析】本题主要考查学生的理解能力,考查微生物的营养。第(1)小题,该培养基中,琼脂为凝固剂,葡萄糖为碳源,尿素为氮源;由于只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长,可以用来选择出能够合成脲酶的细菌,在功能上称为选择
15、培养基;由于其化学成分明确,故又称为合成培养基;由于该培养基中存在着有机碳源葡萄糖,故可推测从同化作用类型上看,用该培养基培养的细菌属于异养型。第(2)小题,在恒定容积的液体培养基上培养微生物,定期取样,然后以时间为横坐标,以细菌数目的对数为纵坐标,所得的曲线称为微生物的群体生长曲线,之所以以菌体数目的对数作为纵坐标的原因是菌体数目往往非常大,且变化率也很高,直接以菌体数目为纵坐标不利于作图。实验室中,为了获得形态和生理特征一致的菌体,一般应在对数期取材;在生产中,常搜集培养至稳定期的细菌用于次级代谢产物的提取。【答案】(1)琼脂 葡萄糖 尿素 选择 合成 异养型(2)群体生长 菌体数目往往非
16、常大,且变化率也很高,以菌体数目的对数为纵坐标有利于作图 对数 稳定7、(2010全国高考)某种细菌体内某氨基酸()的生物合成途径如图:这种细菌的野生型能在基本培养基(满足野生型细菌生长 的简单培养基)上生长,而由该种细菌野生型得到的两种突变型(甲、乙)都不能在基本培养基上生长;在基本培养基上若添加中间产物2,则甲、乙都能生长;若添加中间产物1,则乙能生长而甲不能生长。在基本培养基上添加少量的,甲能积累中间产物1, 而乙不能积累。请回答:(1)根据上述资料可推论:甲中酶 的功能丧失;乙中酶 的功能丧失,甲和乙中酶 的功能都正常。由野生型产生甲、乙这两种突变型的原因是野生型的 (同一、不同)菌体
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