2010年高考生物二轮专题复习---微生物的培养与应用

学科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网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规划时间研究思路实验设计操作提示结果分析与评价课题延伸相关链接基础知识实验设计操作提示结果分析与评价课题延伸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科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网分解纤维素的微生物的分离（三）疑难解析1．大肠杆菌（Escherichiacoli）革兰氏阴性短杆菌，大小0.5×1～3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。1986～1992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→NH2COONH4→CO(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1～2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，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4～8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：①特殊的无机环境，例如高温、pH、紫外线、高压、光照、氧气、盐度学科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网等进行筛选所需菌株。②选择培养基，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，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：①圆褐固氮菌属于自生固氮微生物，能将大气中的N2→NH3，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）。②破伤风杆菌的异化作用类型属于厌氧型。③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。④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。学科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网答案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。下列哪些事物适用于消毒处理()①皮肤②饮用水③牛奶④注射器⑤培养皿⑥接种环⑦培养基⑧果汁⑨酱油⑩手术刀A．①②③⑧⑨B．④⑤⑥⑦⑩C．①②④⑤⑥⑧D．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()①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖A．①③B．②④C．②③D.①④4．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()①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基⑥生物素A．①②③B．②③④C．②③④⑤D．③④⑤⑥7．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（）①尿素②有机氮化物③无机盐④有机碳化物⑤水⑥无机碳化物A．①③④⑤B．②③④⑤C．①③⑤⑥D．②③⑤⑥8．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(、)学科网(ZXXK.COM)-学海泛舟系列资料上学科网，下精品资料！学科网-学海泛舟系列资料版权所有@学科网A．加入指示剂的鉴别培养基上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2—3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