【创新设计】高考生物总复习 考点2 分解尿素的细菌的分离与计数(5年9考)新人教版(1).doc

考点2分解尿素的细菌的分离与计数(5年9考)(2012浙江卷，2010全国、重庆卷、安徽卷)一、实验原理1分离原理土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们体内能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。2筛选菌株的原理微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。二、统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。方法：用血球计数板计算。缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)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活菌。操作：a设置重复组，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。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。三、实验流程土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。注意事项(1)在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目，如果某个平板的菌落数与其他差别甚远，说明该平板操作过程中出现失误，应舍弃。(2)统计的菌落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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。思维激活判断正误(1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 ()。学生用书第245页(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()。(3)统计样品中的活菌一般用平板划线法()。(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()。答案(1)(2)(3)(4)微生物分离与计数的考查 (2012浙江自选，17)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：请回答下列有关问题。(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c体积分数为70%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。解析此题考查微生物的分离与培养知识。(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)尿素拓展归纳1鉴定分解尿素的细菌(1)原理：co(nh2)2h2o脲酶,co22nh3；由于nh3的产生，培养基碱性增强，ph升高，因此可通过检测ph的变化来判断该化学反应是否发生。(2)方法：以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则ph升高，说明该种细菌能分解尿素。2对照原则的运用(1)判断培养基中是否有杂菌污染，需将未接种的培养基同时进行培养。(2)判断选择培养基是否具有筛选作用，需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。考点3分解纤维素的微生物的分离(5年4考)(2013四川卷，2010全国卷、宁夏卷、重庆卷)1纤维素酶纤维素酶是一种复合酶，它包括c1酶、cx酶和葡萄糖苷酶，具有催化分解纤维素的作用，其作用过程如下：纤维素纤维二糖葡萄糖2纤维素分解菌的筛选原理红色复合物红色消失，出现透明圈即可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3筛选方法(1)方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。4筛选流程土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。(1)土壤取样：选择富含纤维素的环境(2)将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上a制备鉴别培养基：主要碳源是cmcnab刚果红染色法a先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应b倒平板时加入刚果红(3)进一步鉴定a为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行发酵纤维素酶的实验b测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定5分离纤维素分解菌的几个关键步骤(1)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。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生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；因培养基中无凝固剂，为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。刚果红染色法应用的就是此培养基。 易错警示！对选择培养基的选择方法区分不清(1)在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。(2)改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。(3)改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。菌种筛选的拓展应用(2013四川理综)普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的淀粉酶基因转入酵母菌中，经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种(过程如图甲所示)。(1)图甲中，过程需要的酶有_。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以_作为唯一碳源。过程需重复几次，目的是_。(2)某同学尝试过程的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是_；推测该同学接种时可能的操作失误是_。(3)以淀粉为原料，用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵，接种_菌的发酵罐需要先排气，其原因是_。(4)用凝胶色谱法分离淀粉酶时，在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质，相对分子质量较_。解析本题综合考查基因工程、微生物的培养、蛋白质的分离等相关知识，意在考查考生的理解能力和综合运用能力。(1)由题目所给信息可以直接看出，工程酵母菌比普通酵母菌利用淀粉的能力强。在以淀粉为唯一碳源的培养基上，工程酵母菌可以正常增殖，而普通酵母菌不能正常增殖。(2)微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法，根据图乙菌落分布情况可确定该同学所采用的接种方法是后者；由图乙中菌落过于集中可推测该同学接种时可能的操作失误是涂布不均匀。(3)在以淀粉为原料的培养液中，普通酵母菌繁殖慢，发酵产生气体少；工程酵母菌繁殖快，发酵产生气体多。(4)当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时，相对分子质量较大的蛋白质不易进入凝胶内部的通道，只能在凝胶外部移动，路程较短，移动速度较快；相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道，路程较长，移动速度较慢。答案(1)限制性核酸内切酶、dna连接酶淀粉进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌(2)稀释涂布平板法涂布不均匀(3)工程酵母工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强，导致酒精发酵产生co2的速率更快(4)小归纳总结1两种菌株筛选原理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，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈2选择培养基与鉴别培养基的比较种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些化学物质依据某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好、抗性而设计从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种指示剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中的特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计鉴别不同种类的微生物伊红美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌3.选择培养基应用实例(1)选择培养基在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。目的是培养、分离出特定微生物。(2)选择培养基应用实例培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌