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1、目 录 Contents考情精解读考点1考点2A.知识全通关B.题型全突破考法1考法2考情精解读考纲解读命题趋势命题规律考情精解读1高考帮生物专题二十五微生物的应用专题二十五微生物的应用01 01 01 011.微生物的分离和培养2.某种微生物数量的测定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以及微生物在其他方面的应用知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读2命题趋势高考帮生物专题二十五微生物的应用考查内容2016全国2015全国2014全国自主命题区域微生物的实验室培养【90%】全国,39,15分全国,39,3分全国,39,15分2016上海,44,2分2015江苏,19
2、,2分2015上海,9,2分2015上海,46,2分2015天津,8,2分2014江苏,30,5分2014上海,26,2分2014上海,5456,6分知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读3命题趋势高考帮生物专题二十五微生物的应用考查内容2016全国2015全国2014全国自主命题区域微生物的分离及数量测定【90%】全国,39,11分全国,39,10分全国,39,15分2016上海,45,4分2016江苏,25,3分2016四川,10,8分2015江苏,31,8分2014上海,53,2分知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读41.热点预测本专题试题对能力的考查集中在识记和理解层次上,难度中等偏
3、上。试题多以非选择题形式呈现,一般是215分。2.趋势分析预计高考对本专题的考查将集中在微生物纯化培养的操作与应用上,也可能以环境污染为背景考查微生物的存在条件及微生物的分离、纯化和培养过程,或以发酵食品的加工为背景考查微生物的培养及微生物在食品加工中的作用命题趋势高考帮生物专题二十五微生物的应用知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读5返回目录命题趋势高考帮生物专题二十五微生物的应用知识体系构建知识全通关知识全通关1高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习考点1微生物的实验室培养一、培养基1.培养基的概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。2.培养基的营养构成:
4、各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐等营养物质。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气等的要求。3.培养基的制备:计算称量溶化灭菌倒平板。4.培养基的种类及用途划分标准培养基的种类特点或原理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、鉴定固体培养基微生物的分离与鉴定、活菌计数、菌种保藏知识全通关2高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习划分标准培养基的种类特点或原理用途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、鉴定功能选择培养基培养基中加入某种化学物质,以抑制不
5、需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如在培养酵母菌和霉菌时,可在培养基中加入青霉素;在培养金黄色葡萄球菌时,可在培养基中加入高浓度的食盐等)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检测饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌知识全通关3高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习(1)加入培养基中的凝固剂(如琼脂)一般不能被微生物利用,只起到凝固作用。(2)选择培养基上一般只生长特定的微生物,鉴别培养基上可以存在其他微生物,而且能鉴别特定的微生物。二、无菌技术1.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注
6、意以下几个方面:(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。(2)对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。(3)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。(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。知识全通关4高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习2.实验室常用的消毒和灭菌方法项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法一般物品巴氏消毒法一些不耐高温的液体,如牛奶化学药剂消毒法如用酒精擦拭双手,用氯气消毒水源等紫外线消毒法接种室、操作台知识全通关5高考帮生
7、物专题二十五微生物的应用继续学习项目条件结果常用方法应用范围灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)灼烧灭菌:酒精灯火焰接种工具和试管口干热灭菌玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌培养基及容器化学药剂消毒法的作用原理是使菌体内蛋白质变性等,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芽孢和孢子。知识全通关6高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习三、微生物的纯化培养方法项目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
8、,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,可以观察菌落特征缺点不能计数操作较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延适用范围适用于好氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌知识全通关7高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习四、菌种的保存1.短期保存(1)使用范围:频繁使用的菌种。(2)过程:将菌种接种到试管的固体斜面培养基上培养至菌落长成试管放入4冰箱内保藏每36个月重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。
9、(3)缺点:保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。2.长期保存(1)使用范围:需要长时间保存的菌种。(2)过程:在3mL甘油瓶中装入1mL甘油灭菌将1mL培养的菌液转移至甘油瓶中,与甘油充分混匀-20冷冻保存。知识全通关8高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习考点2微生物的分离及数量测定一、土壤中分解尿素的细菌的分离菌种筛选使用以尿素为唯一氮源的选择培养基分离方法稀释涂布平板法实验流程土壤取样样品稀释培养与观察菌种鉴定以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂知识全通关9二、土壤中分解纤维素的细菌的分离高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习知识全通关10高考帮生物专题二十五微生物的应用继
10、续学习。分解纤维素的微生物的分离中刚果红染色的两种方法先培养微生物,再加入刚果红在倒平板时就加入刚果红优点显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作简便,不存在菌落混杂问题缺点操作烦琐,加入刚果红溶液时会使菌落之间发生混杂由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应;有些微生物具有降解色素的能力,长时间培养时会降解刚果红,从而形成明显的透明圈,这些微生物与纤维素分解菌不易区分知识全通关11三、微生物数量的测定1.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
11、数,就能推测出样品中大约含有多少个活菌。(2)计算公式:每克样品中的菌株数=(CV)M,其中C代表某一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。(3)实验误差:利用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习返回目录高考帮生物专题二十五微生物的应用知识全通关122.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,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。计数板是一块特制的载玻片,上面有一个特定的面积为1mm2和高为0.1m
12、m的计数室,在1mm2的面积里又被划分成25个(或16个)中格,每个中格进一步划分成16个(或25个)小格,但计数室都是由400个小格组成。(2)操作:将清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片,再将稀释的样品滴在计数板上,稍等片刻,待细菌全部沉降到计数室底部再在显微镜下统计45个中格中的细菌数,并求出每个小格所含细菌的平均数,再按下面公式求出每毫升样品中所含的细菌数。(3)计算公式:每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数40010000稀释倍数。题型全突破考法1微生物的实验室培养方法继续学习高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破1考法综述本考法在高考中出现的频率比较高,多以非选择题的形式呈现。通常
13、以表格、图解或文字为载体考查培养基的成分、用途、配制方法及实验室培养微生物的方法等内容。考法指导1.培养基及其制备分析(1)微生物的营养物质及其作用营养要素含义作用主要来源碳源能为微生物提供所需碳元素的物质构成生物体细胞的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等;有机化合物:糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等氮源能为微生物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、硝酸盐等;有机化合物:尿素、牛肉膏、蛋白胨等高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破2营养要素含义作用主要来源生长因子微生物生长必不可少的微量有机
14、物酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等水在生物体内含量很高的无机物不仅是优良的溶剂,而且可维持生物大分子结构的稳定培养基、大气、代谢产物等无机盐为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素,包括某些大量元素和微量元素细胞内的组成成分,生理调节物质,酶的激活剂等培养基、大气等高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破3【说明】微生物最常利用的碳源是糖类,尤其是葡萄糖;最常利用的无机氮源是铵盐、硝酸盐。对异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源和能源。微生物之所以需要补充生长因子,往往是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。一些天然物质,如酵母膏、蛋白胨、动植物组织
15、提取液等,可为微生物提供生长因子。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破4(2)培养基配制的原则目的要明确:根据微生物的种类、培养目的等确定配制培养基的种类,因为不同的微生物对营养物质的需求不同。营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。pH要适宜:各种微生物适宜生长的pH范围不同。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破52.微生物的接种方法解读(1)平板划线操作第一次划线及每次划线之前都要灼烧接种环,划线操作结束时,仍要灼烧接种环。每次灼烧的目的如表所示:接种环灼烧后,要冷却后才能接触菌液,以免温度太高杀死菌种。在进行第二次及以后的划线操作时,要从上一次划线的末端开始
16、划线。每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。划线时用力要大小适当,防止用力过大将培养基划破第一次灼烧每次划线之前灼烧划线结束时灼烧目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养基杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使每次划线的菌种直接来源于上次划线的末端杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者继续学习高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破6(2)稀释涂布平板在进行稀释操作时,每支试管及其中的9mL水、移液管均需灭菌;操作时,试管口和移液管应在离酒精灯火焰12cm处。涂布平板时,涂布器用体积分数为70%的酒精消毒,
17、取出时要让多余酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃。不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中,以免引燃其中的酒精。酒精灯与培养皿距离要合适,移液管头不要接触任何其他物体。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破7如表所示是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列问题:【考法示例1】成分含量蛋白胨10.0g乳糖5.0g蔗糖5.0gK2HPO42.0g显色剂(伊红美蓝)0.2g琼脂12.0g将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL(1)大肠杆菌的同化类型为,从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于。(2)在微生物的实验室培养中,获得
18、纯净培养物的关键是,因此需对培养基和培养皿进行(填“消毒”或“灭菌”),操作者的双手需要进行清洗和。空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使,还能破坏DNA的结构。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破8(3)根据用途划分,该培养基属于(填“选择”或“鉴别”)培养基,若要分离能分解尿素的细菌需将培养基中换成,若要鉴定分解尿素的细菌还需将伊红美蓝换成。(4)培养大肠杆菌时,常用的接种方法是和。通过上述方法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,称为。【解析】(1)由于培养大肠杆菌菌群的培养基配方中含有有机物,说明大肠杆菌的同化类型为异养型。(2)在微生物的实验室培养
19、中,需对培养基和培养皿进行灭菌处理,对操作者的双手需要进行清洗和消毒,而空气中的细菌可用紫外线杀灭,从而防止外来杂菌的入侵,获得纯净的培养物。(3)该培养基中加入了显色剂伊红美蓝,因而该培养基属于鉴别培养基;若要分离能分解尿素的细菌需将培养基中蛋白胨换成尿素,鉴定分解尿素的细菌常用酚红指示剂。(4)培养微生物常用的接种方法为平板划线法和稀释涂布平板法。【答案】(1)异养型分解者(2)防止外来杂菌的入侵灭菌消毒蛋白质变性(3)鉴别蛋白胨尿素酚红指示剂(4)平板划线法稀释涂布平板法菌落高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破9考法综述本考法在高考中出现的频率较高,内容主要集中在微生物的分
20、离方法、计数方法等方面。以非选择题为主,常以接种方法的图示辨别等形式考查相关内容。备考时区分接种方法和计数间的关系是重点。考法指导1.筛选菌株(1)筛选微生物的原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。(2)分离微生物的方法利用该分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理,专门在培养基中加入该营养物质。利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性,在混合培养物中加入该抑菌物质,经培养后,原来占优势的微生物的生长受抑制,而分离对象却可快速增殖,在数量上占优势。考法2微生物的分离及数量测定方法高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破102.微生物
21、数量的测定方法(1)血细胞计数板法:用计数板计数,缺点是不能区分死菌和活菌。(2)稀释涂布平板法:常用来统计样品中活菌的数目;统计的菌落数往往比活菌的实际数目低;样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目,通常选用菌落数在30300、适于计数的平板进行计数,菌落太少或太多都会使计数准确性变差。(3)滤膜法:当样品中菌数很低时,可将一定体积的湖水、海水或饮用水等样品通过膜过滤器,通过培养观察形成的菌落数来推算样品中的菌数。例如,测定饮用水中大肠杆菌的数目:将已知体积的水过滤后,将滤膜放在伊红美蓝培养基上培养。在该培养基上,大肠杆菌的菌落呈现黑色。可根据培养基上黑色菌落的数目,计算出水样中大肠杆
22、菌的数目。此法统计的是样品中活菌的数目。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破113.菌株筛选的比较土壤中分解尿素的细菌分解纤维素的微生物选择培养基的成分:尿素作为唯一的氮源鉴定方法:在培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变红,pH升高,说明细菌能分解尿素选择培养基的成分:纤维素作为唯一的碳源;鉴定方法:刚果红染色法,即刚果红与纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈继续学习高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破12如图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。回答下列问题:【考法示例2】(1)在(填图中编号)区域出现了单个菌落,产生每个菌落
23、的最初细菌数目是个。据图分析,在培养基上划线接种时,划线的顺序依次是(用编号表示)。高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破13(2)下表是某微生物培养基的成分。若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌,该培养基应添加,去除。若要鉴别纤维素分解菌,可用法;若要鉴别尿素分解菌,可在培养液中加入。解析(1)从图中可知,号区域出现了单个菌落;1个菌落由1个细菌繁殖形成;根据线条数量可判断,划线的顺序依次是。(2)自生固氮菌是异养生物,它可固定大气中的N2,在培养时需加入有机碳源,不需要氮源,因而培养基中应添加碳源并去掉氮源。鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法,要鉴别尿素分解菌,可在培养液中加入酚红
24、指示剂。编号成分 含量编号成分含量粉状硫10 g(NH4)2SO4 0.4 gK2HPO44 g MgSO4 9.25 gFeSO40.5 gCaCl2 0.5 gH2O100 mL高考帮生物专题二十五微生物的应用继续学习题型全突破14【解析】(1)从图中可知,号区域出现了单个菌落;1个菌落由1个细菌繁殖形成;根据线条数量可判断,划线的顺序依次是。(2)自生固氮菌是异养生物,它可固定大气中的N2,在培养时需加入有机碳源,不需要氮源,因而培养基中应添加碳源并去掉氮源。鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法,要鉴别尿素分解菌,可在培养液中加入酚红指示剂。【答案】(1)1(2)碳源氮源刚果红染色酚红指示剂
25、继续学习高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破152014新课标全国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1mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL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
26、的目的是。【考法示例3】继续学习高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破16(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。返回目录高考帮生物专题二十五微生物的应用题型全突破17题型全突破【解析】(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格,可在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间。(2)0.1mL稀释液中平均有38个活菌,可推测每升
27、水样中的活菌数=38101001000=3.8107(个)。(3)接种环、接种针或其他金属用具直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,可以迅速彻底地灭菌。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,其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较两图可以看出,A是用平板划线法接种培养后得到的结果,B是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)由于振荡培养可以提高培养液中溶解氧的含量,还可以使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。【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