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1、,第2课微生物的培养与应用,内容索引,核心素养测评,考点一微生物的实验室培养【必备知识速填】1.培养基:(1)概念:人们按照微生物对_的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。(2)种类:液体培养基和_培养基,二者的区别为是否添加_。(3)营养成分。主要营养物质:_、_、水和无机盐。其他条件:pH、_物质和氧气。,营养物质,固体,凝固剂,碳源,氮源,特殊营养,2.无菌技术:(1)目的:获得_。(2)关键:防止_的入侵。(3)常用方法:_和_。(4)无菌技术的主要方法及适用对象(连一连):,纯净的培养物,外来杂菌,灭菌,消毒,3.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基:(1)计算:依据配方比例,计算配制10
2、0mL的培养基时,各种成分的用量。(2)称量:准确地称取各种成分。,(5)倒平板:待培养基冷却至_左右时,在_倒平板。,50,酒精灯火焰附近,4.纯化大肠杆菌:(1)菌落:由_繁殖而来的肉眼可见的_群体。(2)两种常用接种方法的比较:,一个细胞,子细胞,琼脂固体培,养基,连续划线,梯度稀释,涂布,平板划线,涂布器,5.菌种的保藏方法:,长期保藏,固体斜面,4,甘油,-20,【秒判正误】1.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖。()分析:高压灭菌加热结束后,让其自然冷却,当压力表的压力降到零时打开排气阀。2.在配制培养基时,一般微生物除满足营养需求外,还应该考虑pH、氧气
3、及特殊营养物质的要求。()分析:一般微生物需要一定的营养、氧气、pH及特殊物质(如添加维生素),但培养厌氧微生物时,培养基不能与氧气接触。,3.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上。()分析:倒平板时左手拿培养皿,右手拿锥形瓶,左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖。4.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落。()分析:灼烧接种环之后,要冷却后才能挑取菌落,以免温度太高杀死菌种。5.从有机废水中分离分解有机物的微生物时,接种后的培养皿要放在光照培养箱中培养。()分析:接种后的培养皿应放在恒温培养箱中进行培养,光照会影响温度等条件。,【
4、重点难点讲透】1.培养基的配制原则“三要”:(1)目的要明确:配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。(2)营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。(3)pH要适宜:一般的细菌适合于中性环境生长,放线菌适合于偏碱性环境,而酵母菌和霉菌适合于微酸性环境,配制培养基时需要根据微生物的类群调节pH。,2.消毒和灭菌的比较:,3.平板划线操作中灼烧接种环的目的:,【教材命题源】教材原文:选修1_P20_“将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37_恒温箱中,培养12_h和24_h后,分别观察并记录结果。”命题角度:角度1.未接种的培养基表面是否有菌落生长?如果有菌落生长说明了什
5、么?提示:如果未接种的培养基表面无菌落生长,说明培养基的制备是成功的。如果有菌落生长,说明培养基灭菌不彻底,需要重新制备。,角度2.培养12h和24h后,观察到的实验结果相同吗?如果不同,请分析产生差异的原因。提示:培养12h和24h后的菌落大小会有明显的不同,这是微生物继续生长和繁殖的结果。,【典例示范】(2019全国卷)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。号培养基:
6、氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(45g/L)。回答下列问题。(1)在号培养基中,为微生物提供氮源的是_。、号培养基中为微生物提供碳源的有机物是_。,(2)若将土壤悬浮液接种在号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会_,其原因是_。(3)号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是_。(4)假设从号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供_和_。,【解析】本题考查微生物的培养与应用的相关知识。(1)氮源是微生物生长需要的一类营养物
7、质,是含氮化合物,可为微生物的生长提供氮元素,牛肉膏、蛋白胨来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质,因此在号培养基中,可为微生物提供氮源的是牛肉膏、蛋白胨。碳源也是微生物生长所需要的一类营养物质,可为微生物的生长提供碳元素,而有机物均含碳元素,、号培养基均含有有机物X,因此,、号培养基为微生物的生长提供碳源的均为有机物X。,(2)由于号培养基含有的碳源只有有机物X,所以若将土壤悬浮液接种在号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌由于无法获得碳源而无法增殖导致比例下降。(3)微生物的接种方法很多,最常用的有平板划线法与稀释涂布平板法,由于稀释涂布平板法中,稀释度足够高的菌液经涂
8、布培养后,在培养基表面形成的一个菌落是由菌液中的一个活菌繁殖而来,所以常用来进行微生物的计数。(4)丙酮酸参与有氧呼吸的第二阶段,能被分解产生能量,且丙酮酸可作为许多物质合成的中间产物,所以它可为微生物的生长提供能量和合成其他物质的原料。,答案:(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料,【素养新命题】(1)若以号培养基的固体培养基培养目标菌,发现在培养基上的菌落连成了一片,最可能的原因是什么?应当怎样操作才能避免此种现象?(科学思维:分析与综合)提示:最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区
9、域前未将接种环灼烧灭菌;采取的措施是增大稀释倍数或每次划新的区域前先将接种环灼烧灭菌。,(2)微生物的接种方法只有平板划线法和稀释涂布平板法吗?微生物接种的核心是什么?(科学思维:分析与综合)提示:不是。微生物的接种方法还包括斜面接种、穿刺接种等,其核心是防止杂菌污染,保证培养物的纯度。,【热考角度通关】角度一微生物的培养1.(2019全国卷)回答下列与细菌培养相关的问题。(1)在细菌培养时,培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是_(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常,制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH,其原因是_。硝化细菌在没有碳源的培养基上_(填“能够”或“不能
10、”)生长,原因是_。,(2)用平板培养细菌时一般需要将平板_(填“倒置”或“正置”)。(3)单个细菌在平板上会形成菌落,研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物,原因是_。(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过_处理,这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。,【解析】(1)蛋白胨含有C、H、O、N等元素,葡萄糖只含有C、H、O,NaNO3不含有C,所以培养基中蛋白胨能同时提供碳源和氮源。不同细菌生长繁殖所需要的pH不同,因此培养不同的细菌,需要调节培养基的不同pH。硝化细菌属于化能自养型细菌,可以将空气中的二氧化碳等无机物合成为有机物,它可以在没有碳源的培养基上生
11、长。(2)用平板培养基培养细菌时,一般需要将平板倒置,以防止培养皿盖上凝结的水珠滴落,导致污染。(3)不同种的微生物在一定条件下培养,可在培养基上形成大小、颜色、形状等不同的菌落,这是一种比较稳定的特征,可根据菌落的特征区分不同种的微生物。,(4)使用后的培养基需要用强烈的物理或化学手段进行灭菌,以杀灭其中所有的微生物,避免污染环境。答案:(1)蛋白胨不同细菌生长繁殖所需的pH不同能够硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源(2)倒置(3)在一定的培养条件下,不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征(4)灭菌,2.(2020定远模拟)微生物培养技术在医疗、工业生产等方面均有应用。烧伤病人容易感染绿脓
12、杆菌,临床使用抗生素前,有时需要做细菌耐药实验。请回答下列相关问题:(1)适于绿脓杆菌生长的培养基中的营养成分一般含有_,除了提供以上几种主要营养物质外,培养基还需要满足微生物生长对_、特殊营养物质以及氧气的要求。(2)若对绿脓杆菌进行分离计数,需要将含有绿脓杆菌的菌液采用_法接种于固体培养基表面进行培养,这种接种方法的好处是_。,(3)对培养基进行灭菌后,待培养基冷却至_左右时,需要在_附近倒平板。接种时所用的接种环在接种前后都需要通过_法灭菌。(4)将分别含等剂量不同抗生素的相同大小的小滤纸圆片均匀置于该平板上的不同位置,在适宜条件下培养一段时间,结果滤纸片周围均出现透明圈,这说明绿脓杆菌
13、对实验所用抗生素表现为_(填“敏感”或“不敏感”)。,【解析】本题考查的是微生物的分离、培养的相关知识。(1)适于绿脓杆菌生长的培养基中的营养成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐,除了提供以上几种主要营养物质外,培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。(2)若对绿脓杆菌进行分离计数,需要将含有绿脓杆菌的菌液采用稀释涂布平板法接种于固体培养基表面进行培养,这种接种方法的好处是可得到单个的菌落(或可将菌群分散成单个的细菌)。(3)对培养基进行灭菌后,待培养基冷却至50左右时,需要在酒精灯火焰附近倒平板。接种时所用的接种环在接种前后都需要通过灼烧法灭菌。(4)将含有绿脓杆菌的菌液
14、采用稀释涂布平板法接种于固体培养基表面,稀释的目的是最终在培养基表面形成单菌落,滤纸片周围均出现透明圈说明绿脓杆菌对实验所用抗生素表现敏感,已经被抗生素杀死。,答案:(1)碳源、氮源、水和无机盐pH(2)稀释涂布平板可得到单个的菌落(或可将菌群分散成单个的细菌)(3)50酒精灯火焰灼烧灭菌(4)敏感,角度二无菌技术3.(2018全国卷)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。回答下列问题:(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具_(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是
15、_。,(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能_。在照射前,适量喷洒_,可强化消毒效果。(4)水厂供应的自来水通常是经过_(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是_。,【解析】(1)玻璃和金属材质的实验器具可以通过干热灭菌的方法来灭菌。(2)巴氏消毒法是在7075煮30min或在80下煮15min,可以杀死牛奶中的微生物,并使牛奶的营养成分不被破坏;高温瞬时消毒是在较短的时间内利用高温杀死微生物,由于时间较短,营养物质损失较少。(3)紫外线有消毒、灭菌的作用,在照射前,适量喷
16、洒消毒液,可以强化消毒效果。(4)自来水消毒通常采用“氯气”或“紫外线”等方法。(5)使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,但没有达到相应温度,最可能的原因是锅内冷空气没有排尽。,答案:(1)可以(2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少(3)破坏DNA结构消毒液(4)氯气(5)未将锅内冷空气排尽,科学思维比较与分类选择无菌技术的原则(1)考虑无菌技术的效果:灭菌的效果比消毒要好。(2)考虑操作对象的承受能力:活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒,而不能灭菌。,考点二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数【必备知识速填】1.筛选菌株:(1)寻找目的菌株的方法:根据它对_的要求,到相应的环境中
17、去寻找。(2)实验室中微生物的筛选。方法:_有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长。实例:筛选尿素分解菌时使用以_为唯一氮源的_培养基进行培养。(3)选择培养基:在微生物学中,允许_的微生物生长,同时_其他种类微生物生长的培养基。,生存环境,人为提供,尿素,选择,特定种类,抑制或阻止,2.统计菌落数目:,一个,细菌计数板,血细胞计数板,(CV)M,一个菌落,小,大,滤膜法,3.设置对照和重复:,非测试因素,偶然因素,完全,3,4.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:,5.分解尿素的细菌的鉴别:(1)方法:在以尿素为唯一氮源的培养基中加入_指示剂培养分解尿素的细菌。(2)原理:,酚
18、红,(3)实验现象及结论。培养基变红:该种细菌_分解尿素。培养基不变红:该种细菌_分解尿素。6.微生物的观察:一般来说,在一定的培养条件下,同种微生物表现出稳定的_,包括_的_、大小、_和_等方面。,能,不能,菌落特征,菌落,形状,隆起程度,颜色,【秒判正误】1.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。()分析:脲酶是催化尿素分解的特异性水解酶,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。2.筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源。()分析:分解尿素的细菌能合成脲酶,脲酶能催化分解尿素,所以筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源。,3.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的
19、细菌,是否无菌操作影响较小。()分析:土壤浸出液中含有多种杂菌,所以利用选择培养基筛选土壤浸出液中特定微生物时,不需要进行严格的无菌操作。4.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则说明筛选到分解尿素的细菌。()分析:细菌产生的脲酶将尿素分解生成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,酚红指示剂变红。,【重点难点讲透】1.选择培养基的制作方法:,2.两种纯化细菌方法的辨析:,【教材命题源】教材原文:选修1_P24“样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数在30300之间、适于计数的平板。”命题角度:角度
20、1.为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?,提示:因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/kg)是不同的。例如在干旱土壤中的上层样本中:好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万,放线菌数约为477万,霉菌数约为23.1万。因此,测定土壤中细菌的数量,一般选用104、105、106倍的稀释液;测定放线菌的数量,一般选用103、104、105倍的稀释液;测定真菌的数量,一般选用102、103、104倍的稀释液。,角度2.如果得到2个或2个以上菌落数在30300的平板,实验是否成功?提示:如果得到2个或2个以上菌落数在30300的平板,则说明稀释操作比较成功,并能够进行菌落的计数。但是重复组的统计结果应
21、该接近才算成功。如果三个平板统计的菌落数分别为31、212、256,数据相差悬殊,则应找出原因并重新实验。,【典例示范】(2019全国卷)物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是_。,(2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择_菌落进一步纯化,选择的依据是_。(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的
22、氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即_。,(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌,使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为了比较酶E与天然酶降解W能力的差异,该小组拟进行如下实验,请完善相关内容。在含有一定浓度W的固体培养基上,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加_,三处滴加量相同。一段时间后,测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈,说明_;若A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明_。,【解析】本题考查营养条件对微生物培养的影响、筛选目标菌的方法等。(1)要筛选出能降解W的目标菌,应用W为唯一氮源的选择培养基进行选择。(2)培养基上甲、乙
23、两种菌都能生长,但只有乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W,所以要得到目标菌,应选择乙菌落进一步纯化。(3)要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,应将甲、乙菌分别培养在无氮源培养基上,看细菌能否生长,能生长的细菌能利用空气中的氮气作为氮源。,(4)为比较酶E与天然酶降解W能力的差异,应遵循等量原则和单一变量原则科学设计实验,A处滴加含有酶E的缓冲液,B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液,C处滴加缓冲液,三处滴加量相同。一段时间后可以通过透明圈的有无和直径的大小判断W被降解的程度。C处不出现透明圈,说明缓冲液不能降解W;A、B处形成的透明圈直径大小相近,说明酶E与天然酶降解W
24、的能力相近。,答案:(1)W(2)乙乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W(3)将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源(4)缓冲液缓冲液不能降解W酶E与天然酶降解W的能力相近,【素养新命题】(1)农业生产中施用氮肥时,适当添加可分解尿素的菌种可以提高农作物的产量,原因是什么?(科学思维:分析与综合)提示:尿素不能直接被农作物吸收,尿素分解菌产生的脲酶将尿素分解成氨后,才能被植物吸收利用。(2)能分解尿素的细菌能不能以尿素的分解产物CO2作为碳源?原因是什么?(科学思维:分析与综合)提示:不能。分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2合成有机物。
25、,【热考角度通关】角度一微生物的选择培养1.(2020阜阳模拟)如图是从土壤中筛选分解尿素细菌的过程,请回答下列问题:,(1)图中选择培养基应以_为唯一氮源;鉴别培养基还需添加_作指示剂,分解尿素细菌在该培养基上生长一段时间后,其菌落周围的指示剂将变成_色。(2)土壤中的细菌将尿素分解为_之后,才能被植物利用,土壤中的细菌之所以能将尿素分解,是因为细菌能合成_。(3)制备实验所需的培养基时,在各成分都溶化后和分装前,要进行的是_和灭菌,对培养基进行灭菌的常用方法是_。倒平板时要待平板冷凝后,将平板倒置,其主要原因是_。,【解析】(1)能合成脲酶的细菌才能分解尿素,配制以尿素为唯一氮源的培养基,
26、能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,可确定该种细菌能够分解尿素。(2)分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨。(3)制备实验所需的培养基时,在各成分都溶化后和分装前,要进行的是调节pH和灭菌,培养基用高压蒸汽灭菌。倒平板时为防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染,要待平板冷凝后,将平板倒置。,答案:(1)尿素酚红红(2)氨脲酶(3)调节pH高压蒸汽灭菌防止培养皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染,2.筛选出抗盐细菌是培育抗盐农作物的重要环节。回答下列相关问题:(1)分
27、离抗盐细菌的土壤应来自_。(2)培育微生物常用的培养基为牛肉膏蛋白胨培养基,如表是1000mL该培养基的营养构成,其中指的是_,指的是_。在该培养基的基础上如何改进才能用于分离抗盐细菌?_。,(3)若要对获取的抗盐细菌样液进行计数,常采用_(填“固体”或“液体”)培养基,在牛肉膏蛋白胨培养基的组分中添加适量_,即可得到该类培养基。统计时,通过统计培养基中菌落数即可间接计算出样液中细菌数的原因是_。(4)对抗盐细菌进行观察时,区分抗盐细菌与其他细菌,可通过它们形成的菌落的形状、大小、隆起程度和_等方面进行鉴别。,【解析】(1)抗盐细菌具有耐高浓度盐的特点,可以从高盐土壤中分离。(2)培养基中的牛
28、肉膏可以为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素;蛋白胨可以为微生物提供碳源、氮源和维生素;根据表格可知氯化钠的含量较低,因此要分离抗盐细菌应该增加NaCl(无机盐)的含量。(3)对于细菌等微生物的计数常用稀释涂布平板法,利用的是固体培养基,因此还要在该培养基中加入凝固剂琼脂。由于每个菌落基本都是由一个细菌增殖而来,所以通过统计培养基中菌落数即可间接计算出样液中细菌数。,(4)在一定的培养条件下,同种微生物表现出稳定的菌落特征,因此可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面的特征区别抗盐细菌与其他细菌。答案:(1)高盐土壤(2)碳源、氮源、磷酸盐和维生素氮源增加NaCl(无机盐)的含量(3)固
29、体琼脂每个菌落基本都是由一个细菌增殖而来(4)颜色,角度二微生物的分离与计数3.(2018全国卷)将马铃薯去皮切块,加水煮沸一定时间,过滤得到马铃薯浸出液,在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂,用水定容后灭菌,得到M培养基。回答下列问题:(1)M培养基若用于真菌的筛选,则培养基中应加入链霉素以抑制_的生长,加入了链霉素的培养基属于_培养基。,(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有_(答出两点即可),氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有_(答出两点即可)。(3)若在M培养基中用淀粉取代蔗糖,接种土壤滤液并培养。平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛
30、选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_。该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_。,(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量,在同一稀释倍数下得到以下结果:甲同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是110、140和149,取平均值133。乙同学涂布了3个平板,统计的菌落数分别是27、169和176,取平均值124。有人认为这两位同学的结果中,乙同学的结果可信度低,其原因是_。,【解析】本题考查物质的合成、淀粉的鉴定及微生物的培养和计数。(1)链霉素属于抗生素,作用是抑制细菌的生长。可以通过加入链霉素筛选出抗链霉素的细菌,属于选择培养基。(2)M培养基中的马铃薯浸出液为微
31、生物生长提供了多种营养物质,营养物质类型除氮源外还有碳源、无机盐、生长因子等,氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有蛋白质、核酸。,(3)淀粉遇碘变蓝,所以应加入的显色剂是碘液。该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈。(4)正确稀释涂布平板,平板上的菌落数应为30300。而乙同学的结果中,1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,结果的重复性差。答案:(1)细菌选择(2)碳源、无机盐蛋白质、核酸(3)碘液淀粉遇碘液显蓝色,产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解,形成透明圈(4)乙同学的结果中,1个平板的计数结果与另2个相差悬殊,结果的重复性差,科学思维
32、模型建构回答“分析原因”类的题目时,一定要体现出因果关系:如该题(3)第二空在回答原理时,若直接答“淀粉遇碘变蓝”或“菌落周围会出现透明圈”均不能得满分,分析时一定要分析透彻,体现出因果关系才能得满分。,4.某研究小组的同学用所学的微生物的实验室培养的方法进行“变质牛奶中金黄色葡萄球菌的分离和计数实验”,部分实验处理和结果如图所示(注:培养皿旁的数字代表菌落数目;实验条件适宜;实验操作规范等)。请回答相关问题:,(1)在实验室培养微生物,一方面需要为培养的微生物提供合适的_和_条件;另一方面需要确保无处不在的其他微生物无法混入。(2)由样品到4号试管的操作中,第一步,将分别盛有9mL生理盐水的
33、4支试管_,并编号14号;第二步,用移液管从样品中吸取1mL牛奶,注入1号试管中,充分摇匀;第三步,重复第二步操作,以此类推。4号试管的稀释倍数是_。(3)资料显示,金黄色葡萄球菌有高度的耐盐性,可在10%15%NaCl肉汤中生长。本实验可配制含10%NaCl的培养基,使之成为_培养基,以利于金黄色葡萄球菌生长,抑制或阻止其他微生物的生长。,(4)在统计菌落数目时,需要按照菌落计数的要求计数,以保证计数结果准确。据图可得出1mL牛奶样品中金黄色葡萄球菌的活菌数为_个。,【解析】(1)在实验室培养微生物,既要为微生物提供营养和适宜温度等环境条件,还要防止被其他微生物污染。(2)图示中每一次稀释都
34、稀释了10倍,因此4号试管的稀释倍数为104倍。(3)含有10%NaCl的培养基属于选择培养基。(4)图示中在2号试管和4号试管稀释度下各有2个和1个培养皿,偶然性较大,应以3号试管稀释度的数据进行计算,即(32+39+37)30.1103=3.6105(个)。答案:(1)营养环境(2)灭菌104(3)选择(4)3.6105,考点三分解纤维素的微生物的分离【必备知识速填】1.纤维素酶:,2.纤维素分解菌的筛选:,3.实验流程:,【秒判正误】1.纤维素酶是一类酶,它是由C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶组成的。()分析:纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分:C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。纤维素
35、在这三种酶共同作用下才能被分解成葡萄糖。2.在选择培养纤维素分解菌的实验中,选择培养的目的是增加纤维素分解菌的数量。()分析:选择培养的过程中,其他微生物不能在培养基上生长,纤维素分解菌的数量会增加。,3.土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是必不可少的。()分析:土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。4.筛选纤维素分解菌可采用刚果红染色法,刚果红染色后的培养基上透明圈越大,说明纤维素分解菌越多。()分析:筛选纤维素分解菌可采用刚果红染色法,刚果红染色后的培养基上透明圈越大,说明纤维素分解菌越多。,5.在以纤维素为唯一碳源的培养基中
36、加入刚果红染色剂,若出现透明圈,则说明筛选到分解纤维素的细菌。()分析:刚果红染色剂能与纤维素形成红色复合物。分解纤维素的细菌产生纤维素酶分解纤维素,在分解纤维素的细菌的周围出现透明圈。6.分离纤维素分解菌的流程是:土壤取样选择培养涂布到鉴别培养基上培养挑选产生透明圈的菌落。()分析:分离纤维素分解菌的流程是:土壤取样选择培养梯度稀释涂布到鉴别培养基上培养挑选产生透明圈的菌落。,【重点难点讲透】1.选择培养基与鉴别培养基的比较:,2.分离纤维素分解菌所用的两种培养基比较:分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基,再用鉴别培养基。(1)选择培养基为液体培养基,以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常
37、生长,而其他绝大多数微生物不能正常生长。(2)鉴别培养基含琼脂,为固体培养基,细菌可在培养基上形成肉眼可见的菌落。(3)刚果红染色法应用于鉴别培养基。,【教材命题源】教材原文:选修1_P28“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。”命题角度:角度1.透明圈是如何形成的?提示:刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。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。角度2.透明圈大小与什么有关?提示:透明圈大小与微生物产生的纤维素酶的量和活性有关。,【典例示范】植物秸秆中的纤
38、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):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_。,【解析
39、】本题主要考查纤维素酶的作用、刚果红染色法、分离和鉴别纤维素分解菌的方法。(1)纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被纤维素酶分解为葡萄糖,如图:,(2)刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被纤维素酶分解后,红色复合物无法形成,出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)分离和鉴别纤维素分解菌的培养基为固体培养基,且培养基中不能添加淀粉。,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分离单菌落不能培养基乙中没有纤维素,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
40、,【素养新命题】(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌?(科学思维:分析与综合)提示:由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对较高,因此从这种环境中获得目的微生物的几率要高于普通环境。(2)为什么人类完全不能消化纤维素,而反刍动物则主要以纤维素为能量来源呢?(科学思维:比较与分类)提示:这是因为人体消化道内并不存在纤维素酶,而反刍动物的瘤胃中生活着大量可以分解纤维素的微生物,即这些微生物可以合成纤维素酶分解纤维素。,【热考角度通关】1.(2020白银模拟)秸秆还田的过程中,配施适量的高效纤维素分解菌,能有效促进秸秆分解,提高秸秆还田效率,且不会造成
41、环境污染。回答下列问题:(1)筛选纤维素分解菌时,可到腐烂稻草等环境中采集土样,原因是_。(2)有很多类群微生物都能有效降解纤维素,为了避免不同微生物之间的生长互相影响,应该用_培养基进行培养,获得纯化菌株。(3)用刚果红染色法初步鉴定纤维素分解菌后,进一步用液体滤纸培养基分组复筛,其中滤纸的作用是_。培养一段时间后,将残留的滤纸烘干称重,残留的滤纸越少,则说明_。,(4)采用_技术,将筛选到的高效纤维素分解菌固定,能够阻隔其受到外界不利因素的毒害作用,增加使用寿命。(5)为了长期保存高效纤维素分解菌菌种,可以采用_的方法。(6)现有高效分解纤维素的细菌,为探究其最适pH,某同学设计如下实验:
42、取锥形瓶若干分为4组,加入等量秸秆及其他必需营养物质,分别设置pH为1、3、6、7,接种等量纤维素分解细菌,培养一段时间后,测定各组锥形瓶中秸秆减少量的平均值。该pH设置的不足之处有_和_。,【解析】(1)筛选纤维素分解菌时,可到腐烂稻草等环境中采集土样,原因是腐烂稻草的土壤富含纤维素分解菌。(2)有很多类群微生物都能有效降解纤维素,为了避免不同微生物之间的生长互相影响,应该用选择培养基进行培养,获得纯化菌株。(3)要筛选到能产生纤维素酶的微生物,应使用选择培养基,在培养基中加入纤维素作为唯一的碳源,能在此培养基中存活的微生物就是能产生纤维素酶的微生物,故滤纸的作用是提供纤维素。培养一段时间后
43、,将残留的滤纸烘干称重,残留的滤纸越少,则说明纤维素分解菌的分解能力越强。(4)采用固定化细胞技术,将筛选到的高效纤维素分解菌固定,能够阻隔其受到外界不利因素的毒害作用,增加使用寿命。(5)为了长期保存高效纤维素分解菌菌种,可以采用甘油管藏的方法。(6)现有高效分解纤维素的细菌,为探究其最适pH,某同学设计如下实验:取锥形瓶若干分为4组,加入等量秸秆及其他必需营养物质,分别设置pH为1、3、6、7,接种等量纤维素分解细菌,培养一段时间后,测定各组锥形瓶中秸秆减少量的平均值,该pH设置的不足之处有pH范围设置不合适、pH梯度设置不合适。,答案:(1)腐烂稻草的土壤富含纤维素分解菌(2)选择(3)提供纤维素纤维素分解菌的分解能力越强(4)固定化细胞(5)甘油管藏(6)pH范围设置不合适pH梯度设置不合适,科学思维比较与分类菌株筛选原理的比较,2.(2020凤城模拟)有研究者拟从中药渣肥堆的样本中筛选高产纤维素酶菌株,为纤维素酶制剂的研制提供原料。请回答下列问题:(1)从中药渣肥堆中能分离出纤维素分解菌的原因是_。纤维素分解菌能产生纤维素酶,纤维素酶由_组成。(2)从中药渣肥堆中取样后,需要选择培养一段时间,其目的是_;选择培养时要对培养瓶定期振荡,其目的是_。,(3)筛选获得纤维素酶高活性菌株3株,分