高考生物二轮专题复习 微生物的培养与应用中学教育高考_中学教育-高考.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 2010 年高考生物二轮专题复习-微生物的培养与应用 课时安排：1 课时 课题目标：1了解有关培养基的基础知识，进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。2研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。3简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。课题重点：1无菌技术的操作。2对土样的选取和选择培养基的配制。3从土壤中分离分解纤维素的微生物。课题难点：1无菌技术的操作。2对分解尿素的细菌的计数。3从土壤中分离分解纤维素的微生物。考点点拨：一、相关知识（一）基本概念 培养基、无菌技术、牛肉膏蛋白胨、灭菌、接种环；筛选菌种、尿素、细

2、菌的分离与计数；纤维素、纤维素酶（二）知识网络 微生物的实验室培养 土壤中分解尿素的细 菌的分离与计数 基础知识 实验操作 结果分析与评价 课题延伸 微生物的营养及功能 培养基 无菌技术 制备牛肉膏蛋白胨培养基 纯化大肠杆菌 筛选菌株 统计菌落数目 设置对照 实验器材 操作步骤 无菌操作 做好标记 研究思路 实验设计 操作提示 结果分析与评价 课题延伸 基础知识 实验设计 操作提示 结果分析与评价 纤维素与纤维素酶 纤维素分解菌的筛选 实验流程 操作步骤 土壤取样 选择培养基 刚果红染色 学习好资料 欢迎下载 分解纤维素的微生物的分离 （三）疑难解析 1大肠杆菌（Escherichia col

3、i）革兰氏阴性短杆菌，大小 0.51 3 微米。周身鞭毛，能运动，无芽孢。大肠杆菌是单细胞原核生物，具有原核生物的主要特征：细胞核为拟核，无核膜，细胞质中缺乏象高等动植物细胞中的线粒体、叶绿体等具膜结构的细胞器，核糖体为 70S，以二分裂方式繁殖。能发酵多种糖类产酸、产气，是人和动物肠道中的正常栖居菌，婴儿出生后即随哺乳进入肠道，与人终身相伴，其代谢活动能抑制肠道内分解蛋白质的微生物生长，减少蛋白质分解产物对人体的危害，还能合成维生素 B和 K，以及有杀菌作用的大肠杆菌素。正常栖居条件下不致病。但若进入胆囊、膀胱等处可引起炎症。在肠道中大量繁殖，几占粪便干重的 1/3。兼性厌氧菌。在环境卫生不

4、良的情况下，常随粪便散布在周围环境中。若在水和食品中检出此菌，可认为是被粪便污染的指标，从而可能有肠道病原菌的存在。因此，大肠菌群数（或大肠菌值）常作为饮水和食物（或药物）的卫生学标准。大肠杆菌的抗原成分复杂，可分为菌体抗原（O）、鞭毛抗原（H）和表面抗原（K），后者有抗机体吞噬和抗补体的能力。根据菌体抗原的不同，可将大肠杆菌分为 150 多型，其中有16 个血清型为致病性大肠杆菌，常引起流行性婴儿腹泄和成人肋膜炎。大肠杆菌是研究微生物遗传的重要材料，如局限性转导就是 1954 年在大肠杆菌 K12菌株中发现的。莱德伯格（Lederberg）采用两株大肠杆菌的营养缺陷型进行实验，奠定了研究细菌

5、接合方法学上的基础，以及基因工程的研究。2 尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素 0.4。尿素产量约占我国目前氮肥总产量的 40，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。尿素作为氮肥始于 20 世纪初。20 世纪 50 年代以后，由于尿素含氮量高(45 46)，用途广泛和工业流程的不断改进，世界各国发展很快。我国从 20 世纪 60 年代开始建立中型尿素厂。19861992 年，我国尿素产量均在 900 万吨以上。目前占氮肥总产量的 40。尿素分子式是 CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46，是固体氮肥中含氮量最高的。工业上用液氨和

6、二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下。2NH3+CO2 NH2COONH4CO(NH2)2+N2O尿素易溶于水，在 20时 100 毫升水中可溶解 105 克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径 12 毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20时临界吸湿点为相对湿度80，但30时，临界吸湿点降至72.5，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲

7、，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于 0.5。缩二脲含量超过 1时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前 48 天施用。施用：尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。3土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)筛选菌株：特殊的无机环境，例如高温、pH、紫外线、高压、光照、氧气、盐度知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物

8、的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果红染色实验设计操作步骤操作提示结果学习好资料 欢迎下载 等进行筛选所需菌株。选择培养

9、基，包括特殊的营养，加入抑制或杀死其他微生物的化学物质，加入鉴别性培养的化学物质进行筛选。(2)统计菌落数目：有直接计数法、活菌计数法和生理指标法等。(3)对照：包括空白对照、标准对照、自身对照和相互对照，对照实验要遵循单一变量原则。4分解纤维素的微生物的分离(1)纤维素含量最高的为棉花，为有机高分子化合物，分子式为(C6H10O5)n 水解的最终产物为葡萄糖。纤维素、半纤维素、果胶等为膳食纤维。(2)纤维素酶为复合酶，包括 C1 酶、Cx 酶和葡萄糖苷酶，可水解纤维素，各种细菌、真菌和少数放线菌可产生纤维素酶。(3)采用选择培养基和鉴别培养基筛选纤维素分解菌。(4)发酵分固体发酵和液体发酵，

10、通过发酵产物对选出的微生物进行鉴别。5微生物营养的类型 营 养 类 型 能 源 氢 供 体 基 本 碳 源 实 例 光能自养型（光能无机营养型）光 无机物 CO2 蓝细菌、紫硫细菌、绿硫细菌、藻类 光能异养型（光能有机营养型）光 有机物 CO2及简单有机物 红螺菌科的细菌（紫色无硫细菌）化能自养型（化能无机营养型）*无 机物 无机物 CO2 硝化细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌、硫黄细菌等 化能异养型（化能有机营养型）有机物 有机物 有机物 绝大多数细菌和全部真核微生物*NH4+、NO2、S、H2S、H2、Fe2+等。三 考点例析 例 1(2003 年江苏卷)发酵工程的第一个重要工作是选择优良的

11、单一纯种。消灭杂菌，获得纯种的方法包括()：A根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基 B根据微生物中缺乏生长因子的种类，在培养基中增减不同的生长因子 C根据微生物遗传组成的差异，在培养基中加入不同比例的核酸 D.根据微生物对抗菌素敏感性的差异，在培养基中加入不同的抗生素 解析：由于不同的微生物对碳源、氮源、无机盐、生长因子的需求不同，可以根据微生物的生长需求来配制特殊的培养基以获得单一纯种，也可以根据其对抗生素的敏感性不同，加入不同的抗生素来获得单一纯种。答案：A、B、D 例 2（06 年高考重庆卷）下列所述环境条件下的微生物，能正常生长繁殖的是（）A在缺少生长素的无氮培养基中的圆褐

12、固氮菌 B在人体表皮擦伤部位的破伤风杆菌 C新配制的植物矿质营养液中的酵母菌 D在灭菌后的动物细胞培养液中的禽流感病毒 解析：圆褐固氮菌属于自生固氮微生物，能将大气中的 N2NH3，其次级代谢产物有生长素（高浓度次级代谢产物生长素可抑制其生长繁殖）。破伤风杆菌的异化作用类型属于厌氧型。酵母菌的同化作用类型异养型和植物矿质营养液成分中无有机物。病毒只能营活细胞内寄生，灭菌后的动物细胞培养液中无活细胞。知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选

13、取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果红染色实验设计操作步骤操作提示结果学习好资料 欢迎下载 答案 A。四 自我检测 1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

14、哪些事物适用于消毒处理()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 BC D以上全部 2用稀释涂布平板法来统计样品中尿素分解菌的数目，为了提高实验结果的可信度，往往要设置对照实验，对于对照组的要求不包括以下哪项()A对照组培养基也严格灭菌，且不接种任何微生物 B对照组和实验组培养基放在相同条件下培养 C所用培养基成分及 pH大小完全与实验组一致 D培养基的量的大小与实验组必须绝对相同 3某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当菜腐烂，下列原因中正确的是()罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖罐口封闭不

15、严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖 ABCD.4以纤维素为唯一碳源筛选出多种具有较高纤维素降解能力的微生物，其中有真菌和细菌，试分析此类微生物在生态系统中的作用与下列哪种生物类似()A硝化细菌 B蓝藻 C蚯蚓 D兔子 5接种时的灭菌不正确的是()A对接种环的灭菌 B对双手的灭菌 C对培养基的灭菌 D对试管口的灭菌 6下列属于微生物不可缺少的微量有机物有()牛肉膏蛋白胨氨基酸维生素碱基生物素 ABC D 7从土壤中分离能分解尿素的细菌，可以利用选择培养基，其成分中一定有（）尿素有机氮化物无机盐有机碳化物水无机碳化物 AB C D 8自然界中存在着许多微生物，它们是自然界中不可缺少的生物。下列有关自然

16、界中各种微生物的叙述，正确的是()A所有微生物在细胞结构上都无成形的细胞核 B只有附着在豆科植物根部的微生物才能进行生物固氮 C所有微生物在生态系统中均属于分解者 D维生素是某些微生物生长和发育所必需的生长因子 9细菌培养过程中，分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理方法，这些方法可依次用于消或杀灭哪些部位的杂菌()A接种针、手、培养基 B.培养基、手、接种针 C手、接种针、培养基 D培养基、接种针、手 10在对纤维素分解菌进行选择培养时，培养基中的酵母膏的主要作用是()A提供碳源 B提供氮源 C提供维生素 D凝固剂 11要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在(、)

17、A加入指示剂的鉴别培养基上 知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果

18、红染色实验设计操作步骤操作提示结果学习好资料 欢迎下载 B含有蛋白胨的固体培养基上 C只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上 D含四大营养要素的培养基上 12.可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是()A含碳有机物、氨、光 B 含碳无机物、氨、氮 C含碳无机物、氨、氨 D 含碳有机物、氨、氨 13根据你所学知识回答下列问题：(1)若培养芽孢杆菌,配制固体培养基的基本步骤是:称量溶化加棉塞包扎。(2)若检查自来水中的大肠杆菌是否超标，需在培养基中加入；若将农田土壤表层中的圆褐固氮菌与其他细菌分离开来，则需要在的培养基上培养。按照培养基的用途划分，前者属于培养基，后者属于培养基。(3)在细菌的培养

19、过程中，将培养基分装到试管中的高度约为试管高度的X、加棉塞时，棉塞在试管口内的长度是棉塞长度的Y、将培养基搁置斜面时斜面长度最多是试管长度的Z。则X、Y、Z对应的比值依次是。(4)下面是木屑培养基各成分所占比例：成分 木屑 米糠 石膏粉 蔗糖 比例 78 20%1 l 此培养基加水后可用于平菇的培养，用简易的方法对培养基进行灭菌时，要重复 23 次，其主要目的是有利于彻底杀灭萌发的。14为了检测饮用水中是否含有某种细菌，配制了如下表培养基配方：(1)该培养基所含的碳源有_，其功能是_。(2)该培养基所含的氮源有_，其功能是_。(3)该培养基除含碳源、氮源外还有微生物需要的营养物质是_。(4)该

20、细菌在同化作用上的代谢类型是_。(5)该培养基可用来鉴别哪种细菌()A霉菌 B大肠杆菌 C酵母菌 D乳酸菌 15在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下；将经过灭菌处理的麦芽汁充氧，接种啤酒酵母菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌种繁殖力快，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽，随后酵母菌繁殖力下降，糖浓度加速降低，酒精浓度逐渐上升，泡沫不断增多，当糖浓度下降到一定程度时，结束发酵。最后分别输出有机物质和鲜啤酒。根据上述过程回答下列问题：(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是_。(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是_。(3)经测定酵母菌消耗的糖中，985形成了酒精和其他发酵产物，其余的 15

21、则用于_。16设计实验验证氧气影响菌种代谢产物的形成。（一）实验材料和用具：谷氨酸棒状杆菌菌种、配好的无菌培养液、锥形瓶若干只、氧原、pH缓冲液、pH试纸等。（二）实验原理：_。（三）方法步骤：知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器

22、材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果红染色实验设计操作步骤操作提示结果学习好资料 欢迎下载 取三只锥形瓶，分装等量的培养液，分删编为 1 号、2 号、3 号。分别将等量的谷氨酸棒状杆菌菌种在无菌条件下接入三只锥形瓶。把三只锥形瓶的 pH调整为 7。培养 28h，对 1 号密封培养，对 2 号密封但每 2h 通一次氧，对 3 号连续通氧培养。要求：氧气为无菌氧，其他培养条件相同且适宜。用 pH试纸检测培养液的 pH。（四）结果和结论：_。(五)实验分析：本实验的对照是

23、_；对 l 号、2 号、3 号的培养，除通氧气量不同外，为什么要求其他条件相同?_ _.17某兴趣小组进行研究性学习，探究“影响细菌生长繁殖的因素”。在培养细菌的过程中，发现了某种细菌(记做 R)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他们把 R细菌接种到专门的培养基上进行培养，一段时间后，他们除去 R细菌，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能在这个培养基上生长和繁殖。(1)从生态学的角度分析，R细菌与周围细菌之间的关系是_。(2)于是，某同学假设了“造成 R细菌的周围其他细菌不能生长和繁殖”的可能原因，你认为最可能的原因是_。A.R细菌占据了其他细菌的生存空间 B.R细菌吞噬了其他细菌

24、C.R 细菌产生了不利于其他细菌生存的物质 D.R 细菌更容易吸收培养基中的物质(3)参照上述题目中给出的有关材料，请你设计一个实验对第(2)题所作的选择进行验证，简述你的实验步骤及结论：方法步骤：第一步：。第二步：。第三步：。第四步：。结果：。结论：。参考答案 1A 2D 3 B 4 C 5 C 6 D 7 A 8 D 9 B 10 B 11 C12C 13(1)调 pH (培养基的)分装 (2)伊红一美蓝 无氮 鉴别 选择(3)1/5，2/3，1/2 (4)芽孢 14（1）乳糖、蔗糖、蛋白胨 主要用于构成细胞物质和代谢产物 （2）蛋白胨 主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物产物 （3

25、）水、无机盐 （4）异养型 （5）B 15(1)既进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸(2)出芽生殖(3)酵母菌自身的生长和繁殖 16(二)培养条件的变化会影响代谢产物的形成，代谢产物会改变培养液的 PH，通过检测培养液的 pH，可以验证培养条件能影响代谢产物的形成 知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络

26、微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果红染色实验设计操作步骤操作提示结果学习好资料 欢迎下载(四)1 号瓶 pH基本不变，2 号瓶、3 号瓶 PH均下降，但 2 号瓶下降幅度较大。以上结果表明不同的氧气条件下，生成了不同的代谢产物(五)相互对照；控制单变量，消除其它条件对实验结果的干扰 17(1)竞争 (2)C(3)第一步：取两个培养皿，按相同营养成分配制甲、乙两个培养基 第二步：甲培养基上接种 R细菌

27、，培养一段时间后除去 R细菌，乙培养基上不接种R细菌，作对照 第三步：两个培养基分别接种相同的其他细菌 第四步：在相同的条件下，让甲、乙两个培养基上的细菌生长、繁殖 甲培养基上细菌的生长受到抑制，不能繁殖。乙培养基上细菌能正常生长繁殖 R细菌产生了不利于其他细菌生长和繁殖的物质 知识进行无菌技术的操作进行微生物的培养研究培养基对微生物的选择作用进行微生物数量的测定简述纤维素酶的种类及作用从土壤中分离出分解纤维素的微生物讨论这类微生物的应用价值课题重点无菌技术的操作对土样的选取和分离分解纤维素的微生物考点点拨一相关知识一基本概念培养基无菌技术牛肉膏蛋白胨灭菌接种环筛选菌种尿素细菌的分离与计数纤维素纤维素酶二知识网络微生物的实验室培养基础知识微生物的营养及功能培养基无菌技术实验操器材操作步骤无菌操作做好记实验设计操作提示土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析与评价课题延伸基础知识纤维素与纤维素酶纤维素分解菌的筛选实验流程土壤取样选择培养基刚果红染色实验设计操作步骤操作提示结果