专题21微生物分离培养及在传统发酵技术中的应用.ppt

专 题 21 晨背关键语句 导练感悟高考 热 点 透 析 高 考 考点一 考点二 拾遗自主补给 冲刺直击高考 考点三 请根据当地教学实际和高考要求选用 纤维素分解菌 纤维素酶 8三种常用的灭菌方法有：灼烧灭菌，如接种环、接 种针；干热灭菌，如玻璃器皿和金属用具等；高压蒸汽灭 菌，如培养基等。 9土壤中分解尿素的细菌的分离与计数过程：土壤取样 样品的稀释将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上 筛选能生长的微生物菌落。 1(2012北京高考)高中生物学实验中，在接种时不进行严格 无菌操作对实验结果影响最大的一项是 ( ) A将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C将转基因植物叶片接种到无菌培养基上 D将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 命题立意 本题主要考查几种常见生物学实验的无菌操 作要求。 知识依托 无菌操作对实验结果影响大小决定于杂 菌对实验结果的影响。植物组织培养成功的关键在于 无菌操作，否则将导致实验失败。 解析 选 A项，将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中进行 酿酒时，在缺氧、酸性环境下其他杂菌不能生长，故不严格灭 菌对其影响不大；B项，腐乳制作中将毛霉菌液接种在切成小 块的鲜豆腐上，毛霉生长繁殖快且抗杂菌能力强，故不严格灭 菌对实验结果影响不大；C项，进行植物组织培养时，植物材 料体积小、抗性差，而微生物繁殖快、生长迅速、会争夺培养 基中的营养，产生的代谢废物还会毒害培养材料，故培养材料 一旦被微生物(如细菌)污染，将严重影响实验结果；D项，选择 培养基中已经加入了某种化学物质，以抑制不需要的微生物生 长，促进所需要的微生物生长，另外土壤浸出液本身也含有一 定量的微生物，因此将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 时不进行严格的无菌操作，对实验结果影响不大。 C 学车问答 学车问题回答 驾驶员模拟考试2016 科目一 科 目二 科目三 科目四 2(2012江苏高考)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述， 合理的是(多选) ( ) A在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长 B条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸 C果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小 D将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时，底层和近瓶口处需加大 用盐量 命题立意 本题主要考查果酒、果醋和腐乳制作的知识。 知识依托 传统发酵技术操作中，要提供适合所用微生 物生长发育的适宜条件，同时严格进行无菌操作，抑制其 他杂菌生长。实验操作过程中减少不安全因素的发生。 解析 选 果酒发酵后期，因营养物质的消耗、pH改 变等原因，酵母菌呼吸产生CO2的量变少，所以可延长拧松瓶 盖的间隔时间，A项正确；当氧气、糖源充足时，醋酸菌可将 葡萄汁中的糖分解成醋酸，B项正确；果酒发酵过程中不断消 耗葡萄糖产生酒精，导致发酵液的密度逐渐减小，C项正确。 制作腐乳时，对长满毛霉的豆腐加盐腌制时，需逐层加盐，并 随层数加高而增加用盐量，在近瓶口表面要铺得厚一些，D项 错误。 ABC 3(2012浙江自选模块)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消 化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液 后，进行分离培养。实验基本步骤如下： 请回答： (1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为 Hp含有_，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌 落周围会出现_色环带。 (2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是_灭菌 。 A高压蒸汽 B紫外灯照射 C70%酒精浸泡 D过滤 (3)步骤X表示_。在无菌条件下操作时，先将菌液 稀释，然后将菌液_到培养基平面上。菌液稀释的 目的是为了获得_菌落。 (4)在培养时，需将培养皿倒置并放在_中。若不 倒置培养，将导致_。 (5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理 是Hp能将14C标记的_分解为NH3和14CO2。 命题立意 本题考查微生物的分离与培养的知识。 知识依托 微生物分离是根据微生物的营养需求及生长 条件，人为控制这些条件，适合目的微生物生长、抑制其他 微生物生长的方法。微生物培养操作过程中要严格无菌操 作。运用特定的染色或化学试剂与微生物代谢产物的特定 反应，检验或检测目的微生物。 解析 (1)幽门螺杆菌(Hp)含有脲酶，能以尿素为氮源，在加入尿 素和酚红指示剂的培养基中培养Hp，由于尿素经脲酶的降解可产 生碱性的NH3，NH3能使培养基中的酚红由红黄色变成红色，故菌 落周围会出现红色环带。(2)由于尿素加热会分解，对尿素溶液进 行灭菌最好用G6玻璃砂漏斗过滤。(3)微生物的分离和培养步骤是 ：配制培养基灭菌、倒平板接种培养。为获得单菌落，接 种操作前应先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上即可 。(4)微生物培养时需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中，若不倒 置培养，则无法形成单菌落。(5)幽门螺杆菌能将14C标记的尿素分 解为NH3和14CO2，故临床上常用14C呼气试验检测人体内幽门螺杆 菌的存在。 答案 (1)脲酶 红 (2)D (3)接种 涂布 单 (4)恒温培养箱 无法形成单菌落 (5)尿素 1从考查内容上看，主要考查微生物的纯化培养操作与 应用、传统发酵技术。 2从考查角度上看，联系生产生活实际考查微生物的计 数、分离和纯化培养；结合发酵食品制作过程考查传统发酵技 术原理及基本操作。 3从命题趋势上看，预计2013年高考命题仍以对微生物 培养与应用考查为热点，主要是和生产生活实际相联系或与实 验结合对实验原理、实验操作进行综合命题考查。 例1 (2012青岛调研)在农田土壤的表层自生固氮菌较多 ，用表层土制成的稀泥浆接种到特制的培养基上培养，可将自 生固氮菌与其他细菌分开，对培养基的要求是( ) 加抗生素 不加抗生素 加氮素 不加氮素 加葡萄糖 不加葡萄糖 37恒温箱中培养 2830 温度下培养 A B C D 微生物的营养 解析 细菌对抗生素敏感，故培养基中应不加抗生素； 自生固氮菌有固氮功能，故培养基中不需要加氮素；自生固 氮菌是异养的，应该加葡萄糖，其生长繁殖的适宜温度是28 30。 答案 C 1微生物的营养 (1)微生物生长所需五大营养素即碳源、氮源、生长因子 、水和无机盐。 (2)微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常用 的氮源是铵盐、硝酸盐。 (3)对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机物既是碳 源、又是氮源。 2培养基的类型及作用 划分标标 准 培养基种类类特点用途 物理性 质质 液体培养基不加凝固剂剂工业业生产产 半固体培养基加凝固剂剂，如琼琼脂观观察微生物的运动动、分类类、鉴鉴定 固体培养基 微生物分离、鉴鉴定、活菌计计数、 保藏菌种 化学成 分 天然培养基含化学成分不明确的天 然物质质 工业业生产产 合成培养基 培养基成分明确(用化学 成分已知的化学物质质配 成) 分类类、鉴别鉴别 用途 选择选择 培养基 允许许特定种类类的微生物 生长长，同时时抑制或阻止 其他微生物生长长 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；培养金黄色葡萄球菌，可 在培养基中加入高浓浓度食盐盐 鉴别鉴别 培养基 根据微生物的代谢谢特点 ，在培养基中加入某种 指示剂剂或化学药药品 鉴别鉴别 不同种类类的微生物，如用伊 红红美蓝蓝培养基鉴别饮鉴别饮 用水或乳 制品中是否有大肠肠杆菌(若有，菌 落呈深紫色，并带带有金属光泽泽) 1下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是( ) 成分牛肉 膏 葡萄 糖 K2H PO4 伊 红红 美蓝蓝 青霉 素 琼琼 脂 蒸馏馏 水 含量10 g10 g2 g0.4 g 0.06 5 g 1万 单单位 适 量 1 000 mL A能在此培养基上生长的大肠杆菌，拟核上有抗青霉素的 基因 B此培养液是天然鉴别培养基 C此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用 水标准 D此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程 的操作过程中 解析：选 此表表示鉴定大肠杆菌的合成培养基；能在 此培养基上生长的大肠杆菌，其抗性基因位于质粒上。 D 2判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( ) A未接种的选择培养基 B未接种的牛肉膏蛋白胨培养基 C接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 D接种了的选择培养基 解析：选 将菌液稀释相同的倍数后接种，在牛肉膏蛋 白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的 数目，因此应以牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循 的原则是单一变量原则，所以应与选择培养基一样接种、 培养。 C 例2 请回答下列有关微生物的一些问题。 (1)微生物的分布：微生物主要分布在富含_的土 壤表层；不同微生物对pH的要求不同，细菌常生活在酸碱度 _的潮湿土壤中。 (2)微生物的消毒和灭菌：在菊花组织培养中，对外植体 常用酒精和_进行消毒。在微生物培养中，对培养基常 用_方法进行灭菌。静止空气中的细菌可用紫外线杀灭 ，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能_。如果 要检测灭菌是否彻底，可以采用的方法是：_。 微生物培养的基本技术 (3)微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附 在葡萄皮上的野生酵母菌发酵产生酒精，请写出该过程的化学 反应式：_。在果醋制作时，运用醋 酸菌在_和糖源充足时，将糖分解成醋酸。 (4)微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是 _和_。 (5)微生物的计数：根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍 数计算得出细菌数目往往比实际的数目低，原因是 _。 (6)微生物的鉴定：为检测尿素分解菌的存在与否，在以尿 素为唯一氮源的_(填“选择”或“鉴别”)培养基中加入 _指示剂，如果存在尿素分解菌，则指示剂将变 _色。 解析 (1)微生物主要分布在有机质丰富的土壤表层， 细菌常生活在酸碱度接近中性的潮湿土壤中。(2)植物组织培 养时，对外植体常用酒精和氯化汞消毒，对培养基常用高压蒸 汽灭菌法灭菌；紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结 构；可通过在适宜的温度下放置灭菌过的培养基看其是否有菌 落产生来确定培养基灭菌是否彻底。(3)醋酸菌为需氧型生物 。(4)最常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板 法。(5)因一个菌落可由多个连在一起的细菌形成，所以计算 得出的细菌数一般低于实际数目。(6)用选择培养基筛选目的 菌，加入酚红指示剂检测尿素分解菌，若存在尿素分解菌，指 示剂变红色。 1微生物培养技术中的消毒和灭菌 消毒灭灭菌 区 别别 使用 手段 较为较为 温和的物理或化学 方法 强烈的理化因素 结结果 杀杀死表面或内部的部分 微生物(不包括芽孢孢和孢孢 子) 杀杀死包括芽孢孢和孢孢子在 内的所有微生物 常用 方法 煮沸消毒法、化学药剂药剂 消毒法、巴氏消毒法、 紫外线线消毒法等 灼烧灭烧灭 菌法、干热灭热灭 菌 法、高压压蒸汽灭灭菌法等 联联系都借助理化性质质，营营造微生物难难以生存的不良 环环境；作用实质实质 都是通过过使蛋白质变质变 性来抑 制微生物生命活动动或杀杀死微生物 2微生物纯化培养的接种方法 (1)平板划线操作： 平板划线法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。 平板划线操作的注意事项： a每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。 b灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度 太高杀死菌种。 c划线时最后一区域不要与第一区域相连。 d划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 (3)稀释涂布平板法：先将菌液进行一系列梯度稀释后 涂布平板，在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物 将被分散到培养基的表面，从而在培养基表面形成单个菌落 。如下图： 3某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量，并从中筛 选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是( ) A利用平板划线法对细菌进行计数 B以石油为唯一碳源的培养基筛选 C采用稀释涂布平板法分离菌种 D称取和稀释土壤时应在火焰旁 解析：选 平板划线法能对细菌分离纯化，但不能对细菌 进行计数，而稀释涂布平板法可以分离菌种并进行计数。 A 4下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题： (1)图甲是利用_法进行微生物接种，图乙是利用 _法进行微生物接种。这两种方法所用的接种工具 分别是_和_；对这两种接种工具进行灭菌 和消毒的方法依次是_和酒精消毒。 (2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？ _。 (3)下图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接 种方法是_(填“图甲”或“图乙”)。 解析：图甲和图乙分别是平板划线法和稀释涂布平板法，这两 种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。由于在酒精灯 火焰附近存在着无菌区域，因此接种常在火焰附近进行。在微 生物培养过程中会产生水，对微生物的生长造成影响，故需要 倒置培养。 答案：(1)平板划线 稀释涂布平板 接种环 涂布器 灼烧 灭菌 (2)火焰附近存在着无菌区域 (3)图乙 例3 (2012海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题： (1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。多种微生物 参与了该发酵过程，其中起主要作用的微生物是_，其 产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为_和_； 其产生的_能将豆腐中的脂肪水解为_和_。 (2)发酵完成后需加盐腌制，加盐还可以抑制_生长。 (3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤 汤。卤汤除具有一定的防腐作用外，还能使腐乳具有独特的 _。 传统发酵技术 解析 (1)腐乳制作发酵过程中起作用的微生物有多种， 如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸， 产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。 (2)发酵过程中加盐腌制，不仅可以调制风味，而且能够抑 制杂菌等其他微生物的生长。 (3)腐乳制作后期加入卤汤，卤汤不仅可以防腐，还可以使 腐乳具有独特的风味(或香味)。 答案 (1)毛霉 (多)肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸 (2)微生物 (3)风味 微生物在传统发酵技术中的应用 项项目 内容 果酒和果醋的制作腐乳制作 制作泡菜并检测亚检测亚 硝酸 盐盐含量 原料选择选择 新鲜鲜、无烂烂籽粒葡萄(或 苹果) 豆腐 大白菜、花椰菜等新鲜鲜 干净净的蔬菜 实验实验 流程 挑选选葡萄冲洗榨汁 酒精发发酵 果酒 醋酸发发酵 果醋 豆腐上长长出毛霉 加盐盐腌制加卤汤卤汤 装瓶密封腌制 制泡菜：选选材配制盐盐 水装坛坛发发酵成品 测亚测亚 硝酸盐盐含量：配制 溶液制备标备标 准显显色液 制备样备样 品处处理液比 色 操作注意 事项项 材料选择选择 与处处理防 止发发酵液污污染，控制好 发发酵条件 材料用量 防止杂杂菌污污染 控制温度及酒精 含量 泡菜坛坛的选择选择 腌制条件(无氧) 测测定亚亚硝酸盐盐含量的 操作 共同点 都是天然的发发酵，利用了微生物新陈陈代谢过谢过 程中代谢产谢产 物的作用或直 接获获取代谢产谢产 物 5小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中 进行实验(如右图)，恰当的做法是( ) A加入适量的醋酸菌 B一直打开阀b通气 C一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟 D把发酵装置放到4冰箱中进行实验 解析：选 在该发酵装置中有发酵底物(葡萄糖)，但没有 发酵生