1、第九单元 生物技术实践(选修部分)专题二十二 微生物的应用 本专题主要介绍了人类对微生物的传统利用和现 代的应用,实验多而且条件复杂。要很好地掌握它们 需要关注以下几点:首先,对所有的实验应该抓住实验 目的,一切设计都是为实验目的服务,在答题时要抓住 主题思想,有方向地进行考虑;其次,实验事实是自然科学的基础,对于装置、流程、检测方式等应当依据客观事实作答,要充分理解,切忌死记硬背,建议合上书本默记流程,从实验设计者的角度分析每个步骤的意义、每个仪器的作用,从而将整个实验内化;最后,生物实验是精细的,对各种试剂、温度等细节的记忆不可避免,不要嫌它们繁杂琐碎。考题中经常出现同类实验,尤其是果酒和
2、果醋制备实验的相互比较,要明确其原理、流程、装置上的相同点和不同点。实验目的、原理决定了流程、装置安排、检测方式,主题思想要紧紧把握,细节要熟记于心,才能在面对各种问题时收放自如。复旦大学 柴晴圆 高频考点 考纲内容 高考示例 考查频度 考查趋向 微生物的培养、计数与应用 1.微生物的分离和培养2.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及在其他方面的应用 2017课标全国,372016课标全国,392016课标全国,392016课标全国,392015课标全国,392014课标全国,392014课标全国,392013课标全国,392013课标全国,39 5
3、 年 9 考 侧重考查微生物的培养和分离、培养基的制备和用途、果酒果醋的制备、腐乳泡菜的制作等技术操作 考点51 微生物的培养、计数与应用 1.(2017课标全国,37,15分,较低难度)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和利用。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CO2作为碳源,原因是 。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”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因
4、是 。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【答案】(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为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NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【解析】(1)有些细菌能分解尿素是因为其能产生分解尿素的酶,即脲酶。能分解尿
5、素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。葡萄糖既能作为能源,为细胞的代谢提供能量,也能作为碳源,为其他有机物的合成提供原料。(2)利用尿素作为唯一氮源的选择培养基可筛选分解尿素的细菌。其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用。(3)培养基中的KH2PO4和Na2HPO4既可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 2.(2016课标全国,39,15分,较低难度)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的。回答下列问题:(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所
6、示。图中过程和是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的 中进行,其产物乙醇与 试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程在酵母菌细胞的 中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度 。(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在 条件下才能完成。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度 (填“低于”或“高于”)第二阶段的。(4)醋酸杆菌属于 核生物,其细胞结构中 (填“含有”或“不含有”)线粒体。【答案】(1)细胞质基质 重铬
7、酸钾 线粒体 快(2)有氧(3)低于(4)原 不含有【解析】本题考查果酒和果醋的制作。(1)图中过程是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,是无氧呼吸的第二阶段,过程是有氧呼吸的第二、三阶段。酵母菌是兼性厌氧型微生物,有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸均在细胞质基质内进行。利用乙醇在酸性条件下与重铬酸钾试剂反应呈现灰绿色来检验乙醇。有氧呼吸的第二、三阶段在酵母菌细胞的线粒体中进行。与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度快。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51(2)醋酸杆菌是一种好氧细菌,只有当氧气充足时才能进行旺盛的生命活动,因此将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,需要在有氧条
8、件下才能完成。(3)酵母菌发酵温度一般控制在1825,而制作葡萄醋时要将温度控制在3035。(4)醋酸杆菌属于原核生物,其细胞中只有核糖体一种细胞器,不含有线粒体等其他细胞器。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 3.(2016课标全国,39,15分,较低难度)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题。(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用 对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是 。(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有 和 。分离纯化时应挑选出 的菌
9、落作为候选菌。(3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的 (填“蒸馏水”、“甘油”或“碳酸钙”)。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【答案】(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸)具有透明圈(3)甘油【解析】本题考查微生物的培养及分离。(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释,原因是在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的乳酸菌被分散,培养后能在培养基表面形成单个的菌落。(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有鉴别乳酸菌和中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸;乳酸菌产生的乳
10、酸能溶解培养基中的碳酸钙,故分离纯化时应挑选出具有透明圈的菌落作为候选菌。(3)乳酸菌在-20 长期保存时,菌液中常需要加入一定量的甘油。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 4.(2015课标全国,39,15分,较低难度)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题。(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用 染色。微生物A产生的油脂不易挥发,可选用 (填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以 为碳源的固
11、体培养基进行培养。(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用 直接计数;若要测定其活菌数量,可选用 法进行计数。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35、40、45 温度下降解10 g油脂所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,则上述三个温度中,条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕 设计后续实验。【答案】(1)苏丹(或苏丹)萃取法(2)油脂(3)血细胞计数板 稀释涂布平板(4)45 40 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【解析】本题通过微生物
12、的培养与计数、生物体内有效成分的提取、酶的活性等知识考查实验与探究能力。(1)显微观察时,用苏丹(或苏丹)可将微生物A菌体中的油脂染成橘黄色(或红色),易于观察。微生物A菌体中的油脂不易挥发,宜选用萃取法提取。(2)微生物B可产生脂肪酶,故应选用以油脂为碳源的固体培养基进行培养,以获得该菌的单菌落。(3)若要测定微生物B的菌体数,可在显微镜下用血细胞计数板直接计数;若要测定其活菌数量,可选用稀释涂布平板法进行计数。(4)三种不同温度下分解相同的油脂所需酶量45 最多,40 最少,说明三个温度中45 条件下该酶活力最小,40 条件下该酶活力最大。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕40 设计后续
13、实验。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 5.(2014课标全国,39,15分,较低难度)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶,该酶是由3种组分组成的复合酶,其中的葡萄糖苷酶可将 分解成 。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时,CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落,某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表):酵母膏无机盐 淀粉 纤维素粉 琼脂 CR 溶液水 培养基甲+-+培
14、养基乙+-+试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 注:“+”表示有,“-”表示无。据表判断,培养基甲 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 ;培养基乙 (填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌,原因是 。【答案】(1)纤维二糖 葡萄糖(2)红 透明圈(3)不能 液体培养基不能用于分离单菌落 不能 培养基中没有纤维素,不会形成CR-纤维素红色复合物,即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【解析】本题考查微生物的分离与培养。(1)纤维素酶是复合酶,葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解成葡萄糖。(2
15、)CR可与纤维素形成红色复合物。用含有CR的培养基培养纤维素分解菌时,菌落存在部位纤维素被分解,不会形成红色复合物,因此培养基上会出现以该菌落为中心的透明圈。(3)培养基甲中有淀粉,纤维素不是唯一的碳源,且无琼脂,是液体培养基,不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。培养基乙中无纤维素粉,即使出现单菌落,也不能确定为纤维素分解菌,所以不能用于分离和鉴别纤维素分解菌。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 6.(2014课标全国,39,15分,较低难度)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题:(1)该小组采用稀释涂布平板
16、法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是 ;然后,将1 mL水样稀释100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 。(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时,接种环通过 灭菌,在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是 。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51(3)示意图A和B中,表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分
17、进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振荡培养能提高培养液中 的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高 的利用率。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【答案】(1)检测培养基平板灭菌是否合格 3.8107(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B(4)溶解氧 营养物质【解析】为了检测培养基灭菌平板是否合格,应对空白平板先行培养一段时间。每升水样中的活菌数为(39+38+37)30.11001000=3.8107(个)。对接种环应进行灼烧灭菌。为了将聚集的菌体逐步稀释以获得单个菌落,在第二次及以
18、后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。A表示的是平板划线法接种培养后得到的结果,B表示的是用稀释涂布平板法接种后得到的结果。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 7.(2013课标全国,39,15分,较低难度)回答下列有关泡菜制作的问题。(1)制作泡菜时,所用盐水需煮沸,其目的是 。为了缩短制作时间,有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液,加入陈泡菜液的作用是 。(2)泡菜制作过程中,乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行 的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的 中。(3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有 、和 等。(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内,泡菜液逐渐变酸。
19、这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是 ,原因是 。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【答案】(1)杀灭杂菌 增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸 细胞质(3)温度 腌制时间 食盐用量(4)乳酸菌数量增多,杂菌数量减少 乳酸菌比杂菌更为耐酸【解析】(1)盐水中可能存在微生物,因此需要灭菌;制作泡菜时,加入陈泡菜液,可增加乳酸菌数量。(2)乳酸菌进行无氧呼吸,该过程在细胞质中进行。(3)在泡菜制作过程中,要注意控制腌制时间、温度和食盐用量。温度过高、食盐用量不足、腌制时间过短,都会导致亚硝酸盐含量增加。(4)开始时,乳酸菌和其他杂菌都繁殖,随着时间延长,乳酸菌产生的乳酸逐
20、渐增加,抑制了杂菌繁殖,泡菜坛中乳酸菌逐渐增多,其他杂菌逐渐减少。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 8.(2013课标全国,39,15分,较低难度)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24 h,使其均匀生长,布满平板。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考
21、点51(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置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 试做真题 高手必备
22、 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51【解析】(1)为了获得样本中致病菌单菌落,可用稀释涂布平板法或平板划线法将样本接种到固体培养基表面,再经选择、鉴别等步骤获得。(2)欲让菌落均匀生长,布满平板,应将单菌落稀释后再用稀释涂布平板法将菌种接到培养基表面。(3)在长满菌落的平板上,含抗生素A的滤纸片周围出现透明圈,说明该致病菌对抗生素A敏感;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不敏感;含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小,说明该致病菌对抗生素C的敏感性弱于对抗生素A的敏感性。含D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,如不考虑其他杂菌污染的情况,此菌落很可能是
23、抗生素D的耐药菌。(4)根据以上结果,选用抗生素A效果最好。试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(2016课标全国,39,15分,较低难度)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下:配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);制作无菌平板;设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;将各组平板置于37 恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招
24、对点精练 透析真题(1)该培养基中微生物所需的氮来源于 。若要完成步骤,该培养基中的成分X通常是 。(2)步骤中,实验组的操作是 。(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了 现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法 (填“正确”或“不正确”)。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】本题考查微生物的培养。解题的切入点是微生物的培养基的成分和制作及菌落的计数。(1)培养基中的牛肉膏、蛋白胨为微生物的生长既提供了碳源也提供了氮源。微生物培养所采用的培养基
25、是固体培养基,故题中X应是琼脂,在培养基中起凝固剂的作用。(2)本实验是为了了解教室不同高度空气中微生物的分布情况,所以应选择不同的高度放置平板,并使之暴露在空气中一段时间,以利于空气中微生物沉附在平板上。(3)空白对照实验的设计是不暴露在空气中,不应出现菌落。产生了菌落说明在此次实验中平板被污染。用实验组获取的菌落的平均值减去污染产生的菌落数,作为实验的结果,这种做法不正确,应在防止污染的情况下重新实验,以获得较准确的数据。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【答案】(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间(3)污染
26、 不正确 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 1.微生物的分离和培养(1)微生物的培养基 培养基的成分 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 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 营
27、养物质定 义 作 用 主要来源 水 在生物体内含量很高,在低等生物体内含量更高 不仅是优良的溶剂,而且可维持生物大分子结构的稳定 无机盐 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素,包括大量元素和微量元素 细胞内的组成成分,生理调节物质,某些化能自养菌的能源,酶的激活剂 生长因子 生长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51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 培养基对微生物的选择作用 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
28、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(用化学成分已知的化学物质配成)分类、鉴别 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 划分标准 培养基种类特 点 用 途 用途 选择培养基 允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长 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 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)培养基的制备:计算称量溶化灭菌倒平
29、板。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(2)微生物纯化培养的方法 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 原理 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的表面。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,即菌落 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培养基的表面,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 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 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练
30、 透析真题 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 缺点 不能计数 较麻烦,平板不干燥效果不好 适用范围 适用于好氧菌 适用于厌氧菌和兼性厌氧菌 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 2.微生物的筛选与计数(1)微生物的筛选 项目 土壤中分解尿素的细菌的分离 分解纤维素的微生物的分离 方法 使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养 利用富含纤维素的选择培养基进行培养 原理 土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏脲酶而不能正常生长,能够分解尿素的微生物能利用尿素为氮源正常生长,从而起到选择作用 因为培养基中含有丰富的纤维素,因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖 特有代
31、谢过程CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3纤维素纤维二糖葡萄糖 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(2)微生物的计数 显微镜直接计数法 a.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。b.方法:用计数板计数。c.缺点:不能区分死菌与活菌。间接计数法(活菌计数法)a.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。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 b.计算公式:每克样品中的菌株数=(CV)M,其中,C代表某一
32、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。c.实验操作:将待测样品经一系列10倍稀释,然后选择三个稀释度的菌液,分别取0.1 mL,接种到已制备好的平板上,然后用无菌涂布器将菌液涂布于整个平板表面,放在适宜的温度下培养,计算菌落数。d.实验误差及原因:利用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的菌落只是一个菌落。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 3.利用微生物发酵来生产特定的产物及在其他方面的应用(1)果酒和果醋的制作 原理 a.果酒的制作依靠酵母菌,它属于兼性
33、厌氧微生物。在有氧条件下,进行有氧呼吸,大量繁殖;在无氧条件下,进行酒精发酵(或无氧呼吸)。b.果醋的制作需要醋酸菌,醋酸菌是一种好氧细菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。流程 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 注意事项 a.材料的选择与处理 选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗后去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。b.防止发酵液被污染.榨汁机要清洗干净并晾干。.发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒。.装入葡萄汁后要封闭充气口。c.发酵条件的控制 葡萄汁装入发酵瓶时,要留约1/3的空间,目的是先让酵
34、母菌进行有氧呼吸快速繁殖,耗尽O2后再进行酒精发酵;防止发酵过程中因产生CO2而造成发酵液溢出。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(2)腐乳的制作 原理 a.腐乳的发酵在多种微生物的协同作用下进行,其中起主要作用的是毛霉,它是一种丝状真菌,新陈代谢类型是异养需氧型。b.毛霉等微生物产生的蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和脂肪酸。流程 让豆腐上长出毛霉直接接种或利用空气中的毛霉孢子 加盐腌制 方法:逐层加盐,随层数加高而增加盐量,近瓶口表面铺厚些目的 析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬,以免过早酥烂抑制微生物生长,避免豆腐块腐败变
35、质加卤汤装瓶卤汤 酒:抑制微生物生长,并使腐乳具有独特香味香辛料:调味、防腐杀菌密封腌制 用酒精灯对瓶口灭菌后密封 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 注意事项 a.注意盐用量:以豆腐块与盐的质量比为51最合适。瓶口表面铺盐是为了防止杂菌从瓶口进入。b.配制卤汤时酒量控制:加酒的目的之一是杀死微生物。一般应控制在12%左右。c.豆腐含水量以70%为宜:毛霉为异养需氧型真菌,若含水量过高,影响毛霉的有氧呼吸;若含水量过少,则不利于毛霉的生长。d.防止杂菌污染:所用器械要沸水消毒,加入卤汤和辅料后,将瓶口用酒精灯灭
36、菌后再密封。e.控制适宜温度:毛霉的最适生长温度为1518。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(3)泡菜的制作 原理 乳酸菌是厌氧细菌,无氧条件下能将葡萄糖分解为乳酸。反应式:C6H12O6 2C3H6O3。流程 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 注意事项 a.材料的选择及用量.蔬菜应新鲜,放置时间过长,亚硝酸盐含量增多。.清水和盐的质量比为41,盐水要煮沸后冷却。b.防止杂菌污染 每次取样用具要洗净,要迅速封口。c.O2需求 泡菜坛要选择透气性差的容器,坛盖边沿的水槽内注满水,在发酵过程中经常补水,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐
37、烂。d.温度 发酵过程温度控制在室温即可。温度过高易滋生杂菌,温度过低会使发酵时间延长。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 典例导引(2017湖北荆门模拟,39)牛奶是微生物生长的良好培养基。生鲜牛奶中的微生物情况反映了奶牛的健康状况,也影响奶制品的运输和贮藏。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒,以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况,进行如下图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液至盛有9 mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复2次。请回答下列有关问题。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(1)巴氏消毒的方法是 ,使用
38、这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是 。(2)图中所示方法为稀释培养法,理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。要计数0.1 mL最终牛奶稀释液中活菌数量,应选择的工具是上图中的 ;运用这种方法统计的结果往往较实际值偏小,原因是 。(3)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应做什么改动?。(4)从生牛奶取样培养得到的菌落中,混有各种杂菌,从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入 ,菌落具有 特征的可以认定为大肠杆菌。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】(1)巴氏消毒法是一种利用较低的温度既可杀死病菌又
39、能保持物品中营养物质风味不变的消毒法,用于牛奶消毒时常在7075 条件下煮30 min或80 条件下煮15 min;使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是在杀死病菌的同时不破坏牛奶的营养成分。(2)稀释培养法常用的工具是涂布器(图中B);由于培养基表面的个别菌落可能是由2个或多个细菌连在一起形成的,所以,利用稀释涂布平板法统计的结果往往较实际值偏小。(3)消毒后的牛奶中活细菌的数量少于生鲜奶中的活菌数,为保证在每个平板上形成的菌落数在30300之间,接种前应减少稀释次数。(4)大肠杆菌在伊红美蓝培养基上会形成带有特殊金属光泽的黑色菌落,实验室常用伊红美蓝检测大肠杆菌的存在。考点51 试做真题
40、高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【答案】(1)7075 煮30 min(80 煮15 min)牛奶的营养成分不被破坏(2)B 个别菌落可能是由2个或多个细菌形成(3)稀释次数减少(4)伊红美蓝(金属光泽的紫)黑色 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 高招比较消毒与灭菌 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 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
41、法(80,15 min),酒精、氯气、苯酚等化学药剂消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 1.(2017陕西宝鸡模拟,37)在调查和分离湖水中耐盐细菌的实验中,先将10升湖水水样浓缩至10毫升,然后各取浓缩水样1毫升,涂布到多个培养皿中培养。请回答下列问题。(1)可以通过提高培养基中 的浓度,筛选被调查细菌,这种培养基被称为 培养基。(2)要提高实验结果的可靠性,排除培养基未彻底灭菌的可能性,应该设置的对照组是 。为检验(1)中筛选方法的效果,可以设置的对照组是 。(3)在微生物的培养过程中,实验室对培养基灭菌常用的方法是 。为防
42、止冷凝水影响细菌的生长,需将培养皿 培养。在培养基上产生的单个菌落在生态学中可以被称为 。(4)根据培养皿上菌落的平均数可以计算湖水中该种细菌的密度,但计算的数据要比实际活菌的数目少 原因是 。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【答案】(1)盐 选择(2)未接种的培养皿 未加高浓度盐的培养基培养(3)高压蒸汽灭菌 倒置 种群(4)当两个或多个细胞连在一起时在平板上观察到的是一个菌落 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】(1)要选择耐盐菌种,可以通过提高培养基中盐的浓度进行筛选被调查细菌,这种培养基被称为选择培养基。(2)要提高实验结果的可靠
43、性,排除培养基未彻底灭菌的可能性,应该设置的对照组是不接种的空白培养基同样培养。为检验(1)中筛选方法的效果,可以设置的对照组是未加高浓度盐的培养基进行培养。(3)在微生物的培养过程中,实验室常用高压蒸汽灭菌法对培养基灭菌。为防止冷凝水影响细菌的生长,需将培养皿倒置培养。在培养基上产生的单个菌落是同一种细菌经分裂形成的群体,属于种群。(4)根据培养皿上菌落的平均数可以计算湖水中该种细菌的密度,但计算的数据要比实际活菌的数目少,原因是当两个或多个细胞连在一起时在平板上只能形成一个菌落。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 2.(2017甘肃兰州模拟,37)普通酵母菌直接利用
44、淀粉的能力很弱,有人将地衣芽孢杆菌的-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1所示)。图1(1)图1中,为达到筛选目的,平板内的固体培养基应以 作为唯一碳源。过程需重复几次,目的 。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(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2所示。该同学的接种方法是 ;根据平板菌落分布情况,请分析该同学存在的操作失误 。通过统计平板上的菌落数,能推测出样品中大约含有多少活菌,为了保证结果准确,一般选择菌落数在 的平板进行计数。用此接种方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目 ,原因是 。图 2考点5
45、1 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(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,工程酵母菌发酵罐需要先排气,其原因是 。(4)上述工程酵母菌培养过程中,有关操作正确的是 。A.玻璃刮刀用火焰灼烧进行灭菌 B.培养基分装到培养皿后进行灭菌 C.倒平板和取菌液都必须在酒精灯火焰旁进行 D.获得的菌种如果需要保存,可置于37 恒温保存【答案】(1)淀粉 筛选出真正高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(2)稀释涂布平板法 涂布不均匀 30300 低 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只有一个菌落(3)工程酵母菌利用淀粉的速度很快,发酵产生CO2的速度也很快(
46、其他合理答案也可)考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】(1)为筛选高效利用淀粉的工程酵母菌菌种,因此培养基只加入淀粉作为唯一碳源。过程重复进行的目的是筛选高效利用淀粉的工程酵母菌菌种。(2)图2中分布单个的菌落,是通过稀释涂布法获得,但由于涂布不均匀,导致菌落分布不均匀。为了保证结果的准确,通常选择菌落数在30300之间的平板计数。实际操作中,由于当两个或多个细胞连在一起时,观察到的只是一个菌落,导致计数比实际值偏少。(3)该工程酵母菌可高效利用淀粉,发酵速率快,产生的CO2多,导致先排气。(4)玻璃刮刀可采用干热灭菌或高压蒸汽灭菌,A项错误;培养基先灭菌,后分装
47、,B项错误;倒平板和取菌液时应在酒精灯火焰旁进行,C项正确;菌种应在4 临时保存或-20 长期保存,D项错误。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 3.(2017山东青岛二模,37)金黄色葡萄球菌是一种高度耐盐性的微生物,可引起人类肺炎、肠炎等疾病。不法作坊腌制的腊肉,往往容易滋生金黄色葡萄球菌等细菌。检测人员将3 g腊肉研磨后离心处理,获得5 mL提取液,用于细菌的分离。请回答下列问题。(1)从该提取液中容易分离获得耐盐的细菌,是因为含盐量高的腊肉对细菌起到了 作用。细菌与酵母菌比较,其结构上的主要特点是 。(2)检测人员将提取液稀释一定的倍数,涂布到合格的平板上培养。
48、一段时间后进行观察,初步判断检测样品中含有多种细菌,他们的判断依据是平板上长出了 。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(3)检测人员欲初步鉴定上述平板上的某菌落是否是金黄色葡萄球菌,请帮助完善鉴定方案(已知金黄色葡萄球菌可破坏菌落周围的红细胞,形成透明溶血圈)。a.制作血平板:在培养基中添加适量去菌脱纤维羊血,制成血平板。b.接种操作:实验组:用接种环 。对照组:血平板上不接种任何微生物。c.结果分析:若 说明所鉴定的菌落是金黄色葡萄球菌。(4)细菌培养过程中获得纯净培养物的关键是 。为避免 ,使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理。考点51 试做真题 高手必备 萃取高
49、招 对点精练 透析真题【答案】(1)选择 无成形的细胞核(2)不同特征的菌落(3)挑取该菌落划线接种到血平板上 实验组的血平板上出现透明溶血圈(4)防止外来杂菌入侵 污染环境 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】(1)腌制的腊肉中含有高浓度的食盐,所以从该提取液中容易分离获得耐盐的细菌。细菌属于原核生物,与酵母菌比较,其结构上的主要特点是无成形的细胞核。(2)可依据不同菌落特征不同来判断检测样品中含有多种细菌。(3)鉴定某菌落是否是金黄色葡萄球菌可以先在培养基中添加适量去菌脱纤维羊血,制成血平板;然后进行接种操作,实验组用接种环挑取该菌落划线接种到血平板上。对照组
50、则是血平板上不接种任何微生物。若实验组的血平板上出现透明溶血圈,则说明所鉴定的菌落是金黄色葡萄球菌。(4)细菌培养过程要严格执行无菌操作。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵。为避免污染环境,使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题 4.(2017山东淄博二模,37)淀粉酶是用途最广、产量最大的酶制剂之一,广泛用于印染、酿造和医药行业。请回答下列问题。(1)配制筛选能分泌淀粉酶的微生物的培养基时,应以 为唯一碳源。获得的菌种长期保存的方法是 。(2)从面粉加工厂附近的土壤中,取5 g土壤倒入装有45 mL 蒸馏水并带有玻璃珠的锥形瓶中
51、振荡,制成土壤悬液。将土壤悬液稀释105倍后,用 法分别将0.1 mL的菌液接种到3个平板上,培养一段时间,3个平板中的菌落数分别为53个、60个、73个,则土壤悬液中分泌淀粉酶的微生物有 个/mL。考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题(3)在培养基中加入碘化钾后,出现透明圈的菌落能分泌淀粉酶,原理是 。一般情况下,透明圈直径(D)和菌落直径(d)的比值(D/d)反映了淀粉酶的活性,它们的关系是 。(4)筛选获得的微生物,经鉴定是芽孢杆菌,芽孢杆菌除产生活性较强的淀粉酶外,还产生活性较强的蛋白酶和脂肪酶,因此,在动物饲料中添加芽孢杆菌或其代谢产物可提高动物 的效率。实验结
52、束后,使用过的培养基需经 处理后才能倒掉。【答案】(1)淀粉 甘油管藏(2)稀释涂布平板 6.2107(3)淀粉遇碘化钾变蓝,淀粉酶分解淀粉后出现透明圈 D/d值越大,淀粉酶活性越高(4)对营养物质消化吸收 灭菌 考点51 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 透析真题【解析】(1)由于筛选的是能分泌淀粉酶的微生物,故培养基中唯一碳源是淀粉;菌种长期保存的方法是甘油管藏。(2)根据题干信息,最后统计的是菌落数,故将悬液接种到平板上用的方法是稀释涂布平板法;平板上平均菌落数为62,1 mL悬液中微生物数量为620.1105=6.2107。(3)淀粉遇碘化钾变蓝,微生物分泌淀粉酶后将培养基中淀粉分解掉,加入碘化钾后不会出现蓝色,即出现透明圈;透明圈越大说明淀粉酶的活性越强,即D/d比值越大说明淀粉酶活性越大。(4)饲料中加入芽孢杆菌相当于加入了淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶,有利于动物对营养物质的消化和吸收;实验结束后使用过的培养基需经灭菌处理后才能倒掉,防止造成污染。