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1、一、微生物1微生物的培养及其利用(1)消毒是杀死物体表面或内部一部分有害的微生物；灭菌则是杀死物体内外所有的微生物。(2)选择培养基上一般只能生长特定的目的微生物，而鉴别培养基可以存在其他种类微生物且能鉴别特定微生物。(3)微生物最常用的碳源是糖类，最常用的氮源是氨盐、硝酸盐。(4)微生物的纯化与分离一般用平板划线法、稀释涂布平板法，微生物数目统计用稀释涂布平板法。第1页/共27页(5)无菌技术高温加热灭菌，其原理就是使细菌体内蛋白质变性，而达到杀灭细菌的作用。化学药剂的灭菌消毒方法，其作用原理是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
2、和芽孢。体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强。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，杀菌效果受影响。对刚洗刷后未干的器皿，则可选择75%的酒精进行消毒。第2页/共27页灭菌的目的：无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。培养基的制作是否合格的验证：如果未接种的培养基在恒温箱中保温12天后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。第3页/共27页2生物技术在食品加工及其他方面的应用(1)在发酵技术中要应用到微生物，果酒制作的主要菌种是酵母菌，果醋制作的主要菌种是醋酸菌，腐乳制作的主
3、要菌种是毛霉、酵母、青霉、曲霉，泡菜制作的主要菌种是乳酸菌。(2)果酒制作时，葡萄汁装入发酵瓶时，要留1/3的空间，目的是让酵母菌大量繁殖，但发酵时一定要严格密封，否则将产生醋酸；果醋制作时，应适时的通入空气；泡菜制作时则需封坛发酵。(3)为防止发酵液被污染，发酵瓶要用70%酒精消毒。第4页/共27页(4)腐乳的制作时豆腐含水量以70%为宜，配制卤汤时酒量一般应控制在12%左右。腌制腐乳时，随着豆腐层的加高增加盐的用量。(5)植物组织培养中，先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化。(6)生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成。第5页/共27页1
4、酵母菌是一种真菌，与人们的日常生活密切相关，也是现代技术研究常用的模式生物，请回答：(1)土壤中富含各种微生物，将其浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母菌，这一过程叫做_，这种特定培养基可称为_。(2)用酵母菌发面做馒头时，在发酵的面团里加入一些纯碱的主要作用是_。(3)制作果酒时，将酵母菌加入到葡萄汁中，控制好发酵条件，10 d后得到散发着酒香的成品，此过程的原理是_。第6页/共27页(4)苹果醋也是受现代人所青睐的健康饮品之一，其生产过程中则利用了代谢类 型 为 _的 _的 发 酵 作 用，该 过 程 需 要 控 制 的 温 度 条 件 是_。解析：土壤浸出液接种到特定培养基上，可得到酵母
5、菌，这属于酵母菌的分离，所用的特定培养基为选择培养基。用酵母菌发面做馒头时，酵母菌呼吸作用产生二氧化碳，二氧化碳溶于水形成碳酸，发酵的面团里加入一些纯碱可中和碳酸。酵母菌酿酒是利用酵母菌无氧呼吸能产生酒精。果醋是醋酸菌的发酵产物，发酵温度为3035，醋酸菌的代谢类型为异养需氧型。答案：(1)酵母菌的分离选择培养基(2)中和发酵时产生的酸类物质(3)在无氧条件下，酵母菌进行酒精发酵(4)异养需氧型醋酸菌3035 第7页/共27页二、酶的应用1探究温度和pH对酶的影响实验过程中，应先将底物或酶溶液处理成相应的温度或pH，再将底物与酶混合。2在探究酶的最适温度或pH时，温度梯度或pH梯度不能设置得太
6、大，否则就算某种温度下反应最快，也不能称为最适温度或最适pH。3果胶酶和纤维素酶都是复合酶，并不特指某一种酶，而是一类酶的总称。4固定化细胞使用的都是活细胞，在应用时要注意为其提供适宜的生存条件，故固定化酵母时，海藻酸钠溶化后需冷却后再与酵母液混合。第8页/共27页5影响果胶酶活性的实验设计技巧在设计实验检验影响果胶酶活性的因素时，要注意以下几点：(1)无论是研究温度，还是研究pH对酶活性影响时，注意设置合适的梯度。(2)实验时，要保证酶促反应在恒温或恒定酸碱度的条件下进行，否则，会影响实验结果。(3)必须设计对照实验，这就要求在实验中，所用一切试剂，包括蒸馏水，都要做到量的一致性，保证唯一变
7、量，尽量避免干扰因素。(4)梯度实验是无法得到酶的最适温度或最适酸碱度的，只能得到一个大致的适宜范围。第9页/共27页2实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 室温条件下，将各试管中蛋白块消失的时间记录于下表：(1)酶活性最强时的pH是_。(2)蛋 白 块 消 失 的 时 间 与 酶 活 性 强 弱 的 关 系 是 _。第10页/共27页(3)请以两种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成：_；_。(4)在人体消化道中，能分泌这个实验中酶的部位是_。(5)为了确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还需要
8、对该实验如何设计？_。解析：本题考查了酶活性的影响条件及其实验设计。在其他条件相同的情况下，利用酶的特性和有关生物学知识，设计一定的浓度梯度进行对照，记录酶分解完蛋白块的时间，判断蛋白酶的适宜pH。第11页/共27页答案：(1)2.0(2)酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短(3)将题干所给温度由25 升高至大约37 将原题中正方体蛋白块处理得更小(如切成0.50.50.50.125 cm3)(4)胃(5)另增加一支试管，放入等量的蛋白块，并且将pH调得适当，但不加酶溶液第12页/共27页一、测定微生物数量的方法1显微镜直接计数法(1)原理：利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜
9、下计算一定容积的样品中微生物的数量。(2)方法：用计数板计数。(3)缺点：不能区分死菌与活菌。第13页/共27页2间接计数法(活菌计数法)(1)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个活菌。(2)方法：平板划线法、稀释混合平板法、稀释涂布平板法。(3)缺点：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落。(4)注意事项：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。第14页/共27页1(2013年崇文模拟)请回答下列与大肠杆菌有关的问题：
10、(1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于_；它的同化作用类型是_。(2)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。根据用途划分该培养基属于_培养基(选择、鉴别)。该培养基中的碳源是_。第15页/共27页(3)培养大肠杆菌时，常用的接种方法是平板划线法和_。为防止杂菌污染需要对培养基和培养皿进行_。(4)现有一升水样，用无菌吸管吸取1 mL水样至盛有9 mL无菌水的试管中，依次稀释103稀释度。各取0.1 mL已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培 养，记 录 的 菌 落 数 分 别 为 55、56、57，则 每 升 原 水 样
11、中 大 肠 杆 菌 数 为_。(5)以下微生物发酵生产特定产物时，所利用主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是(多选)_。A制作果酒B由果酒制作果醋C制作泡菜 D制作腐乳第16页/共27页(6)利用培养基不仅可以分离培养微生物，也可以进行植物组织培养。与微生物培养明显不同的是，用于组织培养的培养基中还需要加入_。解析：(1)大肠杆菌不能制造有机物，必须利用现成的有机物来合成组成自身的物质，属于异养型生物，在生态系统中主要分解有机物，属于分解者。(2)根据表中培养基的组成可看出，该培养基中的碳源是乳糖、蔗糖(蛋白胨)，由于在培养基中添加了显色剂，可判断此培养基为鉴别培养基。(3)培养大肠杆菌等微
12、生物时，常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。为防止杂菌污染需要对培养基和培养皿进行灭菌。(4)根据公式计算：每升原水样中大肠杆菌数(555657)30.11031035.6108。第17页/共27页(5)制作果酒用到的微生物是酵母菌，属于真核生物；由果酒制作果醋和制作泡菜用的微生物分别是醋酸菌和乳酸菌，二者都是原核生物；制作腐乳用到的微生物是霉菌，属于真核生物，而大肠杆菌属于原核生物。(6)植物组织培养与微生物培养明显不同的就是，组织培养的培养基中还需要加入植物激素(主要是生长素和细胞分裂素，作用是诱导根、芽的分化)。答案：(1)分解者异养型(2)鉴别乳糖、蔗糖(蛋白胨)(3)稀释涂布
13、平板法灭菌(4)5.6108(5)BC(6)植物激素(或生长素和细胞分裂素)第18页/共27页二、PCR技术及植物组织培养1比较细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR)第19页/共27页第20页/共27页2.分离DNA、PCR技术、分离蛋白质三者比较第21页/共27页3.归纳外植体污染的原因植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。(1)培养材料的取材应很好地加以选择，老的材料比幼嫩的材料带菌多，田间比温室生长的材
14、料带菌多。第22页/共27页(2)消毒材料不彻底，植物组织只能进行表面灭菌，对材料内部所带的细菌、霉菌等杂菌往往难以对付，可在培养基中添加抗生素解决。(3)人为污染，如使用未消毒工具或呼吸排出细菌；手接触材料或器皿边缘，使用过操作器具未消毒而再继续使用，造成交叉污染；接种室空气污染，使真菌孢子在培养基上繁殖。第23页/共27页2多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。请回答下列有关PCR技术的基本原理及应用问题。(1)DNA的两条链是反向平行的，通常将_的末端称为5端，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶就能从引物的_开始延伸DNA链。(2)PCR利用DN
15、A的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，但又导致了DNA聚合酶失活的新问题。到20世纪80年代，科学家从一种Taq细菌中分离到_，它的发现和应用解决了上述问题。要将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来，所用的培养基叫_。(3)PCR的每次循环可以分为_三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有_个这样的DNA片段。第24页/共27页解析：(1)DNA聚合酶只能把新的核苷酸加到已经存在的核酸的3羟基上，与DNA母链结合的RNA引物就提供这个羟基。(2)因PCR利用了DNA的热变性原理解决了打开DNA双链的问题，所以用于催化DNA复制过程的DNA聚合酶要具有耐高温的特性。用选择培养基可将Taq细菌从其他普通的微生物中分离出来。(3)DNA复制两条链均作为模板，进行半保留式复制，所以复制5次后得到的子代DNA分子数为2532个。答案：(1)磷酸基团3端(2)耐高温的Taq DNA聚合酶选择培养基(3)变性、复性和延伸32第25页/共27页本小节结束请按ESC键返回第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页