选修1专题12P

选修 1专题 1 1、2 2生物技术实践传统发酵技术的应用、微生物的培养与应用考纲内容2013 年高考风向标实验：(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以生活实践为背景，考查本专题的相关知识，多以选择题的形式出现一、传统发酵技术的应用1.制作果酒无氧20 酸性榨汁(1)原理：酵母菌在_的条件下进行酒精发酵。(2)发酵条件：温度控制在 18 25，最适为_左右；pH 呈_。(3)制作流程：挑选水果冲洗_酒精发酵果酒。2.制作果醋有氧30 35 糖源(1)原理：醋酸菌在_的条件下进行醋酸发酵。(2)发酵条件：最适温度为_；适时通气；控制_供应。酒精发酵肽和氨基酸(3)制作流程：挑选水果冲洗榨汁_醋酸发酵果醋。3.制作腐乳甘油和脂肪酸(1)原理：毛霉等微生物产生的蛋白酶、肽酶将豆腐中的蛋白质分解成小分子的_；脂肪酶可将脂肪水解为_。(2)制作流程：让豆腐上长出毛霉加盐腌制加_装瓶密封。卤汤(3)影响腐乳品质的因素：豆腐含水量、盐的用量、卤汤中酒的含量等。4.制作泡菜乳酸菌(1)原理：利用_在无氧条件下将葡萄糖分解成 _。乳酸(2)制作流程图(3)影响泡菜品质的因素：泡菜坛的选择，腌制的条件(如腌制时间、_、食盐用量等)。(4)测定亚硝酸盐含量的操作流程比色配制溶液制备标准显色液制备样品处理液_。1.果醋制作时如果糖源缺少，空气(氧气)充足时，醋酸菌可将酒精转化为乙醇，进而转化为乙酸，而产生果醋。()2果酒的制作中要通气一段时间后再密封或预留发酵容器的1/3 空间。()温度二、微生物的培养与应用1.微生物培养的基本技术(1)配制培养基称量混合溶化调 pH分装包扎。(2)灭菌高压灭菌锅加水将培养基放入锅内密封排冷气维持压力取出倒平板(或搁置斜面)。(3)接种1)接种过程：洗净双手点燃酒精灯接种贴标签。2)接种工具：包括_。3)接种方法：_法、_法。(4)培养：接种后的培养皿放入恒温箱内培养。平板划线1.接种要在无菌环境中进行。()2接种后要进行灭菌处理。()2.土壤中分解尿素细菌的分离与计数(1)菌种筛选选择培养基尿素1)培养基：_。2)特点：_是唯一氮源。接种环、涂布器稀释涂布平板(2)统计菌落数目的方法_；(3)设置对照的主要目的_。排除实验组中_对实验结果的影响。分离分解尿素的细菌的实验设计原则包括重复原则和对照原则。()非测试因素稀释涂布平板法显微镜直接计数法3.分解纤维素的微生物的分离纤维素分解菌的筛选(1)实验原理1)纤维素酶的催化原理2)筛选纤维素分解菌的原理透明圈即：可根据是否产生_来筛选纤维素分解菌。(2)过程纤维素土壤取样：选择富含_的环境中的土壤。选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的数量。梯度稀释微生物倒平板挑选产生透明圈的菌落纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，而用刚果红染色法所用的培养基为固体培养基。()发酵产生纤维素酶葡萄糖微生物酵母菌醋酸菌毛霉乳酸菌生物学分类真核生物原核生物真核生物原核生物生活方式异养兼性厌氧异养需氧异养需氧异养厌氧适宜温度()20 左右30351518室温发酵条件前期需氧，后期不需氧一直需氧一直需氧无氧主要繁殖方式适宜条件下出芽生殖二分裂生殖孢子生殖二分裂生殖主要用途酿酒、发面酿醋制作腐乳制作酸奶、泡菜考点与传统发酵有关的几种微生物的比较【典例1】下列关于几种微生物的营养代谢和生长繁殖的描述，正确的是()A.根瘤菌通过生物固氮，制造了含氮养料和含碳有机物B.接种到培养基上的青霉菌，进入对数期能大量积累有毒素C.培养液中溶氧量的变化，会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径D.用 32P 标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中都能检测到 32P解题思路本题考察了几种微生物的营养代谢和生长繁殖的问题。A 中根瘤菌通过生物固氮不能制造含碳有机物；B 中接种到培养基上的青霉菌，进入稳定期能大量积累毒素；C 中酵母菌是兼性厌氧型生物，故溶氧量的变化，会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径，C 正确；D 中用32P 标记的噬菌体感染细菌，在新形成的噬菌体中只有部分噬菌体能检测到32P。答案C 考点对应练1(2011 年江苏)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是()DA.腐乳制作所需要的适宜温度最高B.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵C.使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌D.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA 和 RNA解析：无论是真菌还是细菌，都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA。营养物质定义作用主要来源碳源凡能提供所需碳元素的物质构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质无机化合物(CO2、NaHCO3)，有机化合物(糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等)氮源凡能提供所需氮元素的物质合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机化合物(N2、NH3、铵盐、硝酸盐)，有机化合物(尿素、牛肉膏、蛋白胨等)生长因子生长必不可少的微量有机物酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等考点微生物的实验室培养1微生物的营养物质及功能微生物的营养物质主要有碳源、氮源、生长因子、无机盐和水这五大类。微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。对异养微生物来说，含C、H、O、N 的化合物既是碳源又是氮源、能源。微生物之所以需要补充生长因子，往往是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种化学成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确(用化学成分己知的化学物质配成)分类、鉴定2培养基的种类划分标准培养基种类特点用途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，可在培养基上加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)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，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)续表加入培养基中的凝固剂(如琼脂)，一般不能被微生物利用，只起到凝固作用。选择培养基一般只生长具有特定目的的微生物，鉴别培养基可以存在其他微生物，而且能鉴别特定的微生物。项目消毒灭菌条件使用较为温和的理化方法使用强烈的理化因素结果杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子适用范围实验操作的空间、操作者的衣着和手微生物的培养器皿、接种用具和培养基等常用方法煮沸消毒法(如 100，56 min)，巴氏消毒法(80，15 min)，酒精、氯气、石炭酸等化学药剂消毒法灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌3消毒与灭菌(1)消毒与灭菌的比较(2)高温加热灭菌原理：使细菌体内蛋白质变性，从而达到杀灭细菌的目的。(3)化学药剂消毒原理：使细菌体内蛋白质变性，但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内，因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。(4)体积分数为 70%的乙醇杀菌效果最的原因：浓度过低，杀菌力弱；浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，影响杀菌效果。对刚洗刷后未干的器皿，可选择 75%的酒精进行消毒。4.微生物培养中的注意事项(1)倒平板培养基灭菌后，需冷却至 50 左右才能倒平板。整个操作过程需在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。(2)平板划线操作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，每次灼烧的目的见下表：第一次灼烧每次划线之前灼烧划线结束目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养物杀死上次划线结束后残留在接种环上的菌种，使每次划线的菌种均来自上次划线末端杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。划线时最后一区域不要与第一区域相连。(3)稀释涂布平板稀释操作：每支试管及其中 9 mL 水、移液管均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰 12 cm 处。涂布平板a.涂布器用 70%酒精消毒，取出时多余酒精在烧杯中滴尽，沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃后冷却。b.不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精。【典例2】稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是()A.操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理解题思路只有适宜浓度的菌液才可在培养基表面形成单个的菌落，如果浓度太高，则出现菌落重叠的现象。答案C 考点对应练2分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上B.富集培养这一步可省略，但培养的纤维素分解菌少C.经稀释培养后，用刚果红染色AD.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上解析：经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离原理提供有利于目的菌株生长的条件(如营养、温度、pH等)，同时抑制其他微生物的生长，常用选择培养基筛选过程土壤取样样品稀释培养与观察土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布于含刚果红(CR)的鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落发酵培养考点微生物的分离与计数1土壤中分解尿素的细菌的分离与分解纤维素的微生物的分离的比较分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离鉴定酚红指示剂(变红)刚果红(产生透明圈)培养基固体、尿素为唯一氮源选择培养基：液体、纤维素为唯一碳源鉴别培养基：固体2.统计菌落数目的方法(1)稀释涂布平板法原理：当样品的稀释浓度足够高时，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。续表操作a设置重复组，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30300 的平板进行计数。计算公式：每克样品中的菌株数(C/V)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。(2)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：不能区分死菌与活菌。试剂用量试剂用量牛肉膏5g琼脂20g蛋白胨10g水1 000mLNaCl5g【典例3】(2011 年长沙模拟)下表是用于从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基的配方。下列分析不正确的是()A.上述培养基配方中能充当碳源的成分是牛肉膏和蛋白胨B分离纯化微生物最常使用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法C加 CR 的培养基为选择培养基，只以尿素为唯一氮源的培养基为鉴别培养基D使用纤维素酶处理比化学方法更高效率、反应条件温和、不污染环境解题思路牛肉膏和蛋白胨能提供碳源和氮源；加 CR 的培养基为鉴别培养基，只以尿素为唯一氮源的培养基为选择培养基。答案C 考点对应练3在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是()CA.分解尿素的细菌C.分解纤维素的细菌B硝化细菌D乳酸菌解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，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。1(2012 年汕头统考)下列关于果醋制作的叙述中，错误的是()BA制作过程中需要通入氧气B温度一般要控制在 50 左右C醋酸菌能将果酒变成果醋D当氧气、糖充足时，醋酸菌可将果汁中的糖分解成醋酸解析：醋酸菌的最适温度在30 50。2(2011 年揭阳会考双选)下图是实验室使用某种接种方法在各种营养条件适宜的培养基上培养某种微生物的结果，相关叙述不正确的是()BDA该图最可能是用平板划线法进行接种B该种微生物有可能是 H5N1 病毒C操作者的衣着和手，需进行消毒D该接种方法常用来准确统计样品中活菌的数目解析：病毒营寄生生活，只能用活细胞进行培养；该方法是一种常见的分离方法。培养皿培养基成分菌落数琼脂、葡萄糖35琼脂、葡萄糖、生长因子250琼脂、生长因子03(2011 年佛山二模双选)三个培养皿中分别加入 10 mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养 36 小时后，计算菌落数，结果如下表。下列选项正确的是()BDA.该实验采用的是液体培养基B该实验采用稀释涂布平板法接种C和对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子D和对照，说明大肠杆菌的生长需要糖类解析：有琼脂一定不是液体培养基；和有两个自变量，不能说明问题。4(2010 年广东双选)小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(见下图)，恰当的做法是()A.加入适量的酵母菌ACB.一直打开阀 b 通气C.一直关紧阀 a，偶尔打开阀 b 几秒钟D.把发酵装置放到 4冰箱中进行试验解析：果酒的制备过程中先让酵母菌在有氧条件下迅速扩增，再让酵母菌在无氧条件下发酵产生酒精。组别对照组实验组处理情况不做处理的带落叶的土壤处理过的带落叶的土壤将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同的塑料袋分别包扎好，并埋在 5 cm 深的土壤中5(2011 年深圳二模)下列是对土壤微生物开展探究活动的三个案例，请在相应的空白处作答。(1)案例：探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)。设计思路：对实验组土壤应该进行_处理，尽可能排除_的作用。灭菌土壤微生物(2)案例：探究土壤微生物对淀粉的分解作用。实验步骤：将取自农田的土壤制成土壤浸出液，放在烧杯中静置一段时间。30 mL(等量)另取两只烧杯，编号为 A、B，放入等量的淀粉糊。在 A烧杯中加入 30 mL 土壤浸出液，B 烧杯中加入_。蒸馏水(无菌水)在室温条件下放置 7 天后，从 A 烧杯中取 20 mL 溶液，分别加入 A1和A2两支试管各 10 mL；从 B 烧杯中取 20 mL 溶液，分别加入 B1和B2两支试管各 10 mL。在 A1和B1中加入碘液；在 A2和B2中加入_，并进行_处理。(等量的)斐林水浴加热观察各试管的_，记录实验结果。颜色变化(3)案例：探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的实验过程中，应将土壤浸出液接种在以_为唯一碳源的培养基上，并用_(试剂)加以鉴别。纤维素刚果红试剂