高三生物微生物.pdf

第1讲 微 生 物 专 题/新课标剖析高考要求要求层次具体内容IIIq微生物的类群微生物的营养类型和培养基无菌技术微生物的培养、分离、纯化与计数利用微生物进行发酵来生产特定的产物1.微生物定义：个体微小，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。2.常见微生物微生物所包含的类群十分庞杂，在目前已经知道的大约10万种微生物中，既包括没有细胞结构的病毒等，又包括原核生物界、真菌界以及原生生物界的生物。细菌结构细胞壁：主要成分为肽聚糖。细胞膜细胞质：含有核糖体、质 粒（上面一般含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状）和一些贮藏性颗粒（如淀粉粒、硫粒）。拟核：由一个大型的环状D N A分子反复折叠缠绕而成，呈棒状、哑铃状或球状，控制着细菌的主要遗传状。繁殖方式二分裂：分裂时，细胞增大，分子复制，接着，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。放线菌结构一般由分枝状的菌丝构成，菌丝的宽度在l m左右。放线菌的菌丝可以分为两类：伸入到培养基内部的菌丝称为基内菌丝，主要功能是吸收营养物质；伸展在空气中的菌丝称为气生菌丝，这类菌丝较粗，呈直线形或弯曲分枝形。繁殖方式主要通过形成无性泡子的方式进行繁殖，放线菌生长发育到一定阶段，一部分气生菌丝便分化成布子丝。抱子丝有杆形的、波浪形的、螺旋形的等，上面生有成串的抱子。在适宜的条件下，抱子萌发长出菌丝。分布及应用放线菌主要分布在土壤、空气和水中，尤其在富含有机质的土壤中较多，每克土壤中往往含有数万至数百万个放线菌狗子。多数抗生素都是由放线菌产生的。病毒结构蛋白质外壳与核酸：一种病毒只含一种核酸，即 DNA或 RNA。繁殖方式病毒的繁殖过程只能在宿主的活细胞中进行，通常将病毒的繁殖过程称为增殖。例如，噬菌体在侵染宿主细胞时，首先是吸附在宿主细胞表面，然后将核酸注入到细胞内部，衣壳则留在外面。核酸进入宿主细胞以后，就利用宿主细胞内的物质，复制出子代噬菌体的核酸，并合成构成子代噬菌体衣壳的蛋白质。这些蛋白质和核酸进一步装配成子一代噬菌体。装配完成的噬菌体，在细胞裂解以后，一齐被释放出来，释放量通常在1。2105个左右。原生生物结构原生生物是单细胞（亦有部分是多细胞）生物，它们的细胞内具有细胞核和有膜的细胞器。生活于水中。种类常见的原生生物包括原生动物（草履虫、变形虫等）与原生植物（硅藻、甲藻、矽藻等）两类。叫 例题精讲【例1】【例2】关于微生物的叙述中，正确的是（）A.所有的微生物都是形体微小、结构简单、对人类有害的B.细菌、放线菌、酵母菌都属于原核生物C.所有微生物在细胞结构上都无成形的细胞核D.微生物是生态系统中的主要分解者【答案】D对下列几种微生物的叙述正确的是（）酵母菌 乳酸菌 硝化细菌 蓝藻 烟草花叶病毒A.从生态系统的成分看，是分解者，是生产者B.从同化作用的类型看，是厌氧型，是需氧型C.从异化作用类型看，是异养型，是自养型D.从结构和成分看，具有成形细胞核，的遗传物质中不含胸腺喀咤【答案】D【例3】|在以下描述中，可以将病毒与其他微生物相区别的是（）A.能够使人或动、植物患病 B.没有细胞核，仅有核酸C.具有寄生性 D.由核酸和蛋白质装配进行增殖【答案】D【例4】病毒经常感染其他生物致病。干 扰 素（IFN）是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是使细胞产生抗病毒蛋白，抗病毒蛋白是一类酶类，对多数病毒均有一定抑制作用。下列有关叙述，正确的是（）A.流感病毒虽含有简单的细胞器，但必须在宿主细胞内才能合成多种蛋白质B.流感病毒虽然含有DNA和 R N A,但其遗传物质只可能是R N A,为 RNA病毒C.做相关致病病毒的研究时，可以在灭菌后的动物细胞培养液中培养病毒D.干扰素对病毒复制的抑制作用是非特异的【答案】D二、微生物的营养类型和培养基器知识点睛（-）微生物的营养类型营养类型电子供体碳源能源举例光能自养型电、H2S、S、或 4 0c o2光能光合细菌、蓝细菌、藻类光能异养型有机物有机物光能红螺细菌化能自养型H2、H2S Fe2+NH3、或NO2c o2化学能（无机物氧化）氢细菌、硫杆菌、亚硝化单胞菌属、硝化杆菌、甲烷杆菌属、醋酸杆菌属化能异养型有机物有机物化学能（有机物氧化）假单胞菌属、芽抱杆菌属、乳酸菌属、真菌、原生动物光能自养型：这是一类能以CO?为唯一碳源或主要碳源并利用光能进行生长的微生物。它们能利用无机物如水、硫化氢、硫代硫酸钠或其他无机化合物使C02固定还原成细胞物质，并且伴随元 素 氧（硫）的释放。藻类、蓝藻和光合细菌属于这一类营养类型。藻类和蓝藻：co,+H.O-U-9 凡 0）+&0 +25菌绿素这与藻类、蓝藻和高等植物是不同的。化能自养型：这类微生物利用无机物氧化过程中放出的化学能作为它们生长所需的能量，以C02或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长，利用电子供体如氨气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等使c o?还原成细胞物质。属于这类微生物的类群有硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌等。氢细菌：H,+1 O,-H,O+56.7 千卡2 2 2 2光能异养型：即光能有机营养型。这类微生物不能以C02作为唯一碳源或主要碳源，需以有机物作为供氢体，利用光能将CO2还原为细胞物质。红螺属的一些细菌就是这一营养类型的代表：2（CH）CHOH+C0 2cH COCH+（CH 0）+H 03 2 2光合色素 3 3 2/2光能有机营养型细菌在生长时通常需要外源的生长因子。化能异养型：即化能有机营养型。这类微生物生长所需的能量来自有机物氧化过程放出的化学能，生长所需要的碳源主要是一些有机化合物，如淀粉、糖类、纤维素、有机酸等，有机物通常既是它们生长的碳源物质又是能源物质。目前在已知的微生物中大多数属于化能有机营养型：绝大多数的细菌、全部真菌、原生动物以及病毒。如果化能有机营养型微生物利用的有机物不具有生命活性，则是腐生型；若是生活在生活细胞内从宿主体内获得营养物质，则是寄 生 型（组织培养物培养基含有动、植物细胞，用来培养病毒、衣原体、立克次氏体及某些螺旋体等专性活细胞等生的微生物。尽管如此，有些病毒和立克次氏体目前还不能利用人工培养基来培养，需要接种在动植物体内、动植物组织中才能增殖。常用的培养病毒与立克次氏体的动物有小白鼠、家鼠和琢鼠，鸡胚也是培养某些病毒与立克次氏体的良好营养基质，鸡瘟病毒、牛痘病毒、天花病毒、狂犬病毒等十几种病毒也可用鸡胚培养）。（二）培养基1.定义：人们按照微生物对营养物质的不同要求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。2.培养基中的营养成分来源作用备注碳源无机碳源：C C 2、N a H C C）3 等有机碳源：糖 类（最常用）、脂肪酸、花生粉饼、石油等用于合成微生物的细胞物质和一些代谢产物；异养微生物的主要能源物质不同种类的微生物，对碳源的需要差别比较大。自养微生物所需的碳源来自含碳的无机物，而异养微生物需要的碳源来自含碳的有机物，因此可根据培养基虫营养物质判断微生物的代谢类型。氮源无机氮源：N 2、氨、锈盐、硝酸盐等有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白陈、酵母膏、玉米浆、豆饼粉等主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物对于异养微生物，含c、H、0、N的化合物既是碳源又是氮源；含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。生长因子维生素、氨基酸、碱基，牛肉膏、酵母膏、蛋白陈、动植物组织提取液（肝脏浸出液、麦芽汁）一般是酶和核酸的组成成分微生物之所以需要补充生长因子，往往是由于缺乏合成这种物质所需要的酶或合成能力有限无机士 卜rm.磷酸盐、硫酸盐、钾、钠、钙、镁、铁等盐类为微生物生长繁殖及其一系列生命活动提供不可缺少的矿质元素水微 生 物 细 胞 的 组 成 成分，溶解物质，生物化学反应的介质3.培养基的类型及应用分类依据培养基类型特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产、扩大培养半固体培养基加入较少凝固剂观察微生物的运动、厌氧菌的分离和菌种鉴定等固体培养基加入较多凝固剂微生物的分离、鉴定、活菌计数及保藏菌种等化学成分天然培养基由天然成分配制而成，工业生产，降低成本培养基成分不明确合成培养基由已知成分配制而成，培养基成分明确微生物营养需求、代谢、分类鉴定，菌种选育及遗传分析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的生长，促进需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物。如分离酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素；分离金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐。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（菌落呈深紫色，并带有金属光泽）。4.培养基配制流程：计算一称量-溶化T调 pH一灭菌5.培养基的配制原则目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。营养要协调：培养基中的各种营养物质的浓度和比例要适宜。pH要适宜：一般，细菌、放线菌适宜pH77.5,酵母菌和霉菌适宜pH4.56。例题精讲【例5】|下表是关于4 种生物的能源、C 源、N 源和代谢类型的描述，其中描述正确的一组是（）硝化细菌乳酸菌根瘤菌衣藻能源氧化NH3分解乳酸固定N2利用光能C 源CO2糖类糖类co2N 源NH3N2N2NO3-代谢类型自养需氧型异养需氧型异养需氧型自养需氧型A.硝化细菌、乳酸菌 B.乳酸菌、根瘤菌C.根瘤菌、衣藻 D.硝化细菌、衣藻【答案】D【例6】美国黄石国家公园是一片神奇的土地，研究人员在这里发现了一种罕见细菌，这种细菌内有许多集光绿色体，每个集光绿色体含有大量叶绿素。正是这些叶绿素使得细菌能够在菌苔上同其他生物争夺阳光，维持生存。这种细菌是人们迄今发现的第一种含有集光绿色体的喜氧微生物。在能源问题日益突出的今天，这种细菌的发现有助于人们更好地开发利用光能。下列有关该菌的叙述，正确的是（）A.该菌有核膜和染色体B.该菌是好氧细菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供C.该菌是分解者D.该菌可以利用光能制造自身代谢所需的有机物，属光能自养型生物【答案】D【例7】硫小杆菌是能在含有丰富硫化物环境中生长的细菌。这类菌能氧化H?S、硫磺和硫化物为硫酸,并能利用在氧化硫或硫化物过程中释放的能量来同化C02进行生长。推理下列哪一种生物的结构和代谢类型与硫小杆菌一致（）A.乳酸菌 B.硝化细菌 C.小麦 D.酵母菌【答案】B【例8】有关微生物的营养物质，下列说法正确的是（）A.以C02为惟一碳源的微生物碳源物质也是它的B.无机氮源不能提供任何能量C.生长因子不是所有微生物都需要的，它的成分一般是酶或核酸D.【答案】D【例9】下列有关细菌培养的叙述，正确的是（）A.以尿素为唯一氮源的培养基上长出的都是尿素分解菌B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长C.培养基中的营养物质浓度越高对细菌的生长越有利D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动【答案】D【例10】分离出的微生物还要进行鉴定，而微生物的鉴定需要鉴别培养基，下列不是鉴别培养基的是（）A.加入酚红的培养基 B.加入刚果红的培养基C.加入伊红一美蓝的培养基 D.加入纤维素粉的培养基【答案】D【例11】F 表为某培养基的配方，有关叙述正确的是（）成分牛肉膏葡萄糖K2HPO4伊红美蓝青霉素琼脂蒸储水含量10g10g2g0.4 g().065 g1万单位适量1 ()00 mLA.能在此培养基上生长的大肠杆菌，拟核上有抗青霉素的基因B.此培养基是天然鉴别培养基C.此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用水标准D.此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程的操作过程中【答案】D三、无菌技术知识点睛1.无菌技术的原理：在高温高压、化学药剂或强酸强碱等条件的作用下，使微生物蛋白质凝固变性，从而达到杀菌的目的。2.无菌技术的内容对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触3.消毒和灭菌条件结果常用方法主要操作适用对象消主母较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部部分的微生物（不包括芽抱和抱子）煮沸消毒法100开水煮沸56min耐高温的液体或物品巴氏消毒法7075 煮 30min 或 80煮 15min牛奶、啤酒、酱油等不宜进行高温灭菌的液体紫外线消毒30W紫外灯照射30min接种室、接种箱、超净工作台化学药物消毒用体 积 分 数 为70%75%的乙醇、碘酒涂抹，来苏水（又名来苏尔，其主要成分为甲基苯酚）喷洒等用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒，空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生 物（包括芽抱和抱子）灼烧灭菌酒精灯火焰灼烧微生物接种工具或其他金属工具，试管口或瓶口等干热灭菌干热灭菌箱160170加热l2h耐高温的、需要保持干燥的玻璃器皿、金属用具等高压蒸汽灭菌lOOkpa,121 维持1530min培养基、无菌水、工作服等物品的灭菌，也可用于玻璃器皿的灭菌例题精讲【例12】消毒和灭菌是两个不同的概念，灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。下列适于消毒处理的是【答案】A（）皮肤 饮用水 牛 奶 注 射 器培养皿 接 种 环 培 养 基 果 汁 酱 油手术刀A.B.C.D.以上全部【例13】无菌技术包括以下几个方面的叙述，其中错误的是（）A.对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌B.将用于微生物培养的培养皿、接种用具和培养基等进行灭菌C.为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触【答案】A【例14】某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是（）A.培养基分装到培养皿后进行灭菌C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线D.使用过的培养基及其培养物可直接丢弃【答案】B【例15】高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是（）A.将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B.将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上C.将转基因植物叶片接种到无菌培养基上 D.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上【答案】C（-）纯化大肠杆菌1.制备牛肉膏蛋白陈固体培养基（1）步骤：计算-称量-溶化一调p H-灭菌-倒平板注意：倒平板的温度一般在50左右，温度过高会烫手，过低培养基容易凝固倒平板时，左手将培养皿打开一条缝，倒入培养基后立刻盖上皿盖培养基凝固后平板需倒置。这样既可以使培养基表面水分更好挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。2.纯化的原理：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，这个单个的菌落就是一个纯化的细菌菌落。3.方法：平板划线法、稀释涂布平板法方法平板划线法稀释涂布平板法定义通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体表面进行培养，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。注意事项第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环。灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。划线时最后一区不要与第一区相连。划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。将涂布器末端浸在盛有体积分数为70%的酒精的烧杯中。取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。操作中一定要注意防火！不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精。目的在培养基上形成由单个菌体繁殖而来的子细胞群体菌 落（为单一菌种）优点可以观察菌落特征；对混合菌进行分离可以计数，可以观察菌落特征缺点不能计数操作相对复杂；平板不干燥效果不好，容易蔓延（二）分解尿素细菌的分离和计数1.菌株筛选的原理：选择培养能合成服酶的细菌才能分解尿素。在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有可以利用尿素的微生物才能够生长。2.细菌分离与计数的实验流程土壤取样一样品稀释一取样涂布一微生物培养T观察并记录结果一计数菌落3.测定微生物数量的方法显微镜直接计数法活菌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当样品稀释度足够高时，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，可以推测样品中的活菌数量方法计数板计数稀释涂布平板法缺点无法区分死菌与活菌过程较复杂操作显微镜观察设置重复组，增强实验说服力及准确性为保证结果准确，一般选择菌落数在30-300的平板进行计数计算每克样品中的菌落数=（C+V）xM其中C代表某一稀释浓度下平板生长的平均菌落数V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（m l）M代表稀释倍数（三）分解纤维素的微生物的分离1 .分离原理：选择培养在选择培养基的配方中，把纤维素作为培养基中的唯一碳源，原则上只有可以分解纤维素的微生物才能够生长。2.鉴定原理刚果红是一种染料，它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。当在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。当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。3.实验流程：土壤取样一选择培养一 梯度稀释一将样品涂布到鉴别培养基上一挑选产生透明圈的菌落附 表1：主要微生物的鉴定所用化学试剂过程纤维素分解菌刚果红指示剂刚果红指示剂可以与纤维素形成红色复合物。随纤维素的分解，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。尿素分解菌酚红指示剂在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后 若pH升 高（尿素被分解为氨），指示剂变红，可以鉴定该菌为尿素分解菌。大肠杆菌伊红-美蓝指示剂在某细菌培养基中加入伊红-美蓝指示剂，若菌落呈现深紫色，且有金属光泽，则为大肠杆菌。附 表2：微生物的生长规律及影响微生物生长的因素 生长项目 调整期对 数 期/X稳 定 期 衰亡期形成原因适应新环境条件适宜生存条件恶化生存条件极度恶化增殖特点不立即繁殖，较缓慢繁 殖死 亡，迅速增殖，呈指数函数形式增长繁殖X 死亡，活菌数量最多，接 近K值繁 殖 V 死 亡，活菌数目急剧下降形态生理特征代 谢 活 跃，体积增长较快个体形态及生理特征稳定大量积累代谢产物细胞多种形态，出现畸变、自溶等现象，释放代谢产物增长速率曲线K值说明儿乎不存在种内斗争增长繁殖最快种 内 斗 争 最 激烈与 无 机 环 境 斗 争 最激烈 条 件：只接种 方 法：取样调 注 意：不要把数期类一种细菌，以免杂菌干扰；恒定容积的液创 查 法（测细菌细胞数或测菌体干重）.生长曲线看成是自然种群的增长曲线，因为“以于自然种群的J”型增长，而纵观调整期、，培养基。自然种群不存在衰亡期。但调整期和对对数期和稳定期正好反映了“S”型增长。附表3：影响微生物生长的环境因素环境因素影响的原因最适条件不适宜因素导致的结果温度影响蛋白质和核酸的结构25 37 低温时反应速率降低，高温时蛋白质和核酸的结构发生不可逆的破坏PH影响酶的活性和膜的稳定性细菌：6.5 7.5真菌：5.06.0酶失活或膜的稳定性改变，新陈代谢受阻氧影响微生物的呼吸作用或生命不同微生物所需条件不同严格厌氧型：短时间的有氧也会造成生长停滞或死亡兼性厌氧型：无氧时进行无氧呼吸，有氧时进行有氧呼吸一般厌氧型：有氧无氧都进行无氧呼吸好氧型：只进行有氧呼吸，无氧时难以生存0 例题精讲【例16】【例17】从自然菌样筛选较理想生产菌种的一般步骤是采集菌样富集培养纯种分离一性能测定。如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解。下列叙述错误的是（）OQ。甲乙A.不同微生物的生存环境不同，培养噬盐菌的菌样应从海滩等高盐环境采集B.对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基，并在高温下培养C.获得图甲、乙效果的接种方法分别是平板划线法、稀释涂布平板法D.配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行pH 调整【答案】C如图表示从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。下列与该实验相关内容的叙述中不正确的是（）涂布到含有对羟基笨甲酸的培养基平板表面菌落在平板上生长将土壤样品接种到含有对羟茄基甲酸的液体选择培养基中A.实验中所用的培养基均属于选择培养基B.图中I、n 过程实现了对目标微生物的稀释C.统计培养基中的菌落数并不一定代表接种到上的活菌数D.在培养基上形成菌落的微生物同化作用类型为异养型【答案】B【例18】图甲表示酵母菌、硝化细菌和乳酸菌在半固体培养基中的生长情况，图乙表示这三种微生物的增殖速度与氧气浓度之间的关系。下列有关叙述正确的是（）QHOMHOMUN微4物的相对增殖速度12 3 0.01 0.1 1 10 O,浓 度图 甲 图 乙A.图甲中1、2、3 号试管中分别培养的是酵母菌、硝化细菌和乳酸菌B.图乙中a、b、c 分别表示2、3 和 1号试管中的微生物在不同氧气浓度中的增殖速度C.将混杂在一起的三类微生物接种到不含有机碳源的培养基中，可分离出硝化细菌D.用混有酵母菌的乳酸菌制酸奶，向牛奶中加入青霉素，密封即可【答案】C【例19】组氨酸缺陷型沙门氏菌是由野生菌种突变形成的，自身不能合成组氨酸。将其接种在缺乏组氨酸的平板培养基上进行培养，有极少量菌落形成。2-氨基笏是一种致突变剂，将沾有2-氨基笏的滤纸片放到上述平板培养基中，再接种组氨酸缺陷型沙门氏菌进行培养，会有较多菌落出现。以下叙述不正确的是（）A.在接种前，2-氨基笏和滤纸片须进行灭菌处理B.若用划线法接种可以根据菌落数计算活菌数量C.基因突变的可逆性与是否存在致突变剂无关D.此方法可以用于检测环境中的化学致突变剂【答案】B【例20】临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：（1）为了从样本中获取致病菌单菌落，可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。（2）取该单菌落适当稀释，用 法接种于固体培养基表面，在 37培养箱中培养2 4h,使其均匀生长，布满平板。（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D 四种抗生素的滤纸片均匀至于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含 A 的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A；含 B 的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B；含 C 的滤纸片周围的透明圈比含A 的小，说明；含 D 的滤纸片周围的透明圈也比含A 的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D 的。（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素。【答案】（1）划线 稀释涂布（或涂布）（2）涂布（3）敏感 不敏感 该致病菌对C 的敏感性比对A 的弱 耐药菌（4）A【例21】幽门螺杆菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：|配制培养基|“灭菌、倒平板|因画一 醺请回答:（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为H p含有,它能以尿素作为氮源；若有H p,则菌落周围会出现_ _ _色环带。（2）步骤X表示 o在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液 到培养基平面上 菌液稀释的目的是为了获得_ _ _ _ _ _ _ 菌落。（3）在培养时，需将培养皿倒置并放在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 中。若不倒置培养，将导致。（4）临床上用l 4C呼气试验检测人体是否感染H p,其基本原理是H p能将1 4C标记的分解为N H.3和1 4 c o 2。【答案】（1）臊酶 红（2）接种 涂布 单（3）恒温培养箱 无 法 形成单菌落（4）尿素【例22】某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基，成功筛选到能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。实验的主要步骤如图所示。请分析回答下列问题。重复多次，直至获得目的菌（1）培养基中加入化合物A的目的是,这种培养基属于 培养基。（2）“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 o实验需要振荡培养，由此推测“目的菌”的代谢类型是 o（3）在上述实验操作过程中，获得纯净“目的菌”的关键是。（4）转为固体培养基时，常采用平板划线的方法进行接种，此 过 程 中 所 用 的 接 种 工 具 是,操作时采用 灭菌的方法。（5）实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理才能倒掉，这样做的目的是。（6）某同学计划统计污水池中“目的菌”的总数，他选用1 0 1 0,I。稀释液进行平板划线,每种稀释液都设置了3个培养皿。从设计实验的角度看，还应设置的一组对照实验是一,此对照实验的目的是 o【答案】（1）筛选目的菌选择（2）化合物A异 养 需 氧 型（3）防止外来杂菌污染（4）接 种 环 灼 烧（5）防止造成环境污染（6）不接种的空白培养基检验培养基制备过程中是否被杂菌污染【例23】孔雀石绿（C 2 3 H 2 5电。）常用作纺织业的染料，也可用作水产养殖业的杀菌驱虫剂。但它具有高毒性、高残留的危害，因此对孔雀石绿废水的处理已成为环境科学领域关注的热点。科研人员从某化工厂污水池中分离获得了能降解孔雀石绿的细菌菌株A。主要步骤如图所示。10mL 请分析并回答：（1）从到的培养过程中培养液应加入 作为唯一碳源，此过程的目的是和。（2）使用 法可以在上获得单个菌落。（3）若要对获得的菌株A进行分类鉴定，可先利用 技术进行体外DNA扩增，此过程中采用 方法将DNA双链解开，而在菌株A体内，DNA复制时将双链解开则是在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的作用下完成的。（4）研究人员进一步研究了不同金属离子对菌株A降解孔雀石绿的影响，实验结果如图。由上述结果可以看出，与不加金属离子的对照组相比，多数金属离子对菌株A降解孔雀石绿有 作用，唯有P b 的作用相反。若要排除P b 本身对孔雀石绿有降解作用，则应设置_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的培养基样本作为对照。【答案】（1）孔雀石绿 筛选出菌株A 增加菌株A的 浓 度（扩大培养）（2）稀释涂布平板（或平板划线）（3）P C R 控制温度 解旋酶（4）抑制 含等量的P b?+但不接种菌株A【例2 4】普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽抱杆菌的a-淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。图甲 图乙（1）图甲中，过程需要的酶有。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以 作为唯一碳源。对培养基进行灭菌，应该采用的方法是。、过程需重复几次，目的是。（2）某同学尝试过程的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是,推 测 该 同 学 接 种 时 可 能 的 操 作 失 误 是。（3）以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种菌的发酵罐需要先排气，其原因是。【答案】（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 淀粉 高压蒸汽灭菌进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌（2）稀释涂布平板法涂布不均匀（3）工程酵母工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生C O?的速率更快五、传统发酵技术知识点睛果酒果醋腐乳泡菜及亚硝酸盐含量检测所用菌种醛母菌醋酸菌主要是毛霉乳酸菌代谢类型异养兼性厌氧型异养需氧型异养需氧型异养厌氧型原理酵母菌在有氧条件下大量繁殖；在无氧条件下进行酒精发酵。当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变成乙醛，再变为醋酸。毛霉等微生物产 生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸 二泡菜制作：乳酸菌无氧呼吸产生乳酸。亚硝酸盐检测：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，与N 1一蔡基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。控制条件。2的有无无氧有氧有氧无氧最适温度18 2530 35c15c 18常温时间控制1012 天7 8天腌制8天左右腌 制10天左右其他条件封闭充气口适时充气控制盐、酒用量控制盐水比例技术流程挑选葡萄一冲洗（带梗、不能反复冲洗）一榨 汁-装 瓶（发酵瓶要留1/3的空间）酒精发酵一醋酸发酵11果酒 果醋让豆腐上长满毛霉一加盐腌制 T 加卤汤装瓶（卤汤中酒的含量约12%）T密封腌制泡菜制作：原料处理T加盐、调味料一装坛一发酹一成品亚硝酸盐检测：配制溶液一制备标准显色液一制备样品处理液一比色果酒和果醋制作中的几点注意事项：酿酒和酿醋所利用的微生物不同：前者为酵母菌真核生物；后者为醋酸菌原核生物。二者本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。制作果酒使用的葡萄应先冲洗，再除去枝梗，不能反过来，以免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。对于果酒的自然发酵，冲洗不要反复进行，以免使酵母菌数量减少，发酵周期加长，产生的果酒中酒精含量下降。酵母菌进行有氧呼吸时，产生能量多，可大量繁殖；进行无氧呼吸时，产生能量少，仅能满足自身代谢，基本不繁殖；所以利用酵母菌进行工业生产时先进行通气再密封。防止发酵液被污染：榨汁机要清洗干净并晾干，发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒；装入葡萄汁后要封闭充气口。发酵后酒精的检验及对照原则对照组2 mL白酒实验组-2 mL发酵液_T mol/L的 H2SO4 3 滴一振荡混匀t重铝酸钾溶液3 滴t振荡试管一观察试管甲-2 mL发酵前液一试管乙1 2 mL发酵后液一-3 mol/L的 H2so43滴一振荡混匀一重铭酸钾溶液3 滴一振荡试管一观察两种对照方式都必须遵循单一变量原则：前者是空白对照，后者是自身对照。泡菜腌制过程中，乳酸菌、乳酸和亚硝酸盐的变化乳酸菌乳酸亚硝酸盐发酵初期少（有 乳 酸 菌 活 动 受 到 抑 制）少增 加（硝酸盐还原菌的作用）发酵中期最 多（乳酸抑制其他菌活动）积累、增多了，pH 下降下 降（硝酸盐还原菌受抑制，部分亚硝酸盐被分解）发酵末期减 少（乳酸继续积累，pH 继续下降，抑制其活动）继续增多，pH 继续下降下降至相对稳定（硝酸盐还原菌被完全抑制）含量变化曲线发酵时间发酵时间匕发酵时间例题精讲【例25】下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述，不合理的是（）A.在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长B.条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸C.果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小D.将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大用盐量【答案】D【例26】如图装置可用于生物技术实践的相关实验，有关叙述不正确的是（）A.两种装置都可先用于果酒的制作，后用于果醋的制作B.利用装置甲制作腐乳时;应随着豆腐块层数的加高而增加盐量C 用装置乙制作果酒时温度应控制在30左右，制作果醋时应适当降温D.装置乙的排气口通过一个长而弯曲的胶管，可防止空气中微生物的污染【答案】C【例27】下列有关泡菜的制作和亚硝酸盐含量测定的实验叙述中，正确的是（）A.将新鲜蔬菜与煮沸冷却的盐水（盐和清水的质量比为4：1）混匀装瓶B.发酵过程始终要保持密封状态，泡菜坛盖边缘的水槽中要始终装满水C.在酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成玫瑰红色沉淀D.随发酵进行，亚硝酸盐含量逐渐增加，用比色法可进行亚硝酸盐含量的测定【答案】B【例28某研窕性学习小组以樱桃番茄为材料进行果酒、果醋发酵实验。下列相关叙述正确的是（）A.酵母菌是嗜温菌，所以果酒发酵所需的最适温度较高B.先供氧进行果醋发酵，然后隔绝空气进行果酒发酵C.与人工接种的发酵相比，自然发酵获得的产品品质更好D.适当加大接种量可以提高发酵速率、抑制杂菌生长繁殖【答案】D【例29】为了从泡菜汁中筛选分离出发酵产酸速度快、亚硝酸盐降解能力强的乳酸菌，科研人员做了如下实验。请回答问题：（1）在无菌操作下，使用无菌水对泡菜汁进行,将不同稀释度的泡菜汁涂布于添加了 CaCCh的乳酸细菌培养基（MRS培养基）平板上。在适宜条件下培养后，挑取有 的菌落，继续在MRS平板上用 法分离，得到单菌落。（2）取分离到的乳酸菌接入MRS液体培养基中，间隔取样测定p H,目的是筛选出_的乳酸菌。（3）取上一步筛选出的乳酸菌接入含有NaNC2的MRS培养基中，培养一段时间后，用方法测定NaNO2的含量,筛选出 的菌株。（4）乳酸菌细胞结构的最主要特点是,其代谢类型为。【答案】（1）梯度稀释 溶 钙 圈（或“透明圈”）划线（2）产酸速度较快（3）比色 亚硝酸盐降解能力强（4）没有核膜包围的细胞核 异养厌氧型