高考生物总复习专题1传统发酵技术的应用专题2微生物的培养与应用课件新人教版选修1

选修1专题1、2

生物技术实践传统发酵技术的应用、微生物的培养与应用 选修1 生物技术实践微生物的培养与应用1高考生物总复习专题1传统发酵技术的应用专题2微生物的培养与应用课件新人教版选修12一、传统发酵技术的应用1．果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理：无氧30℃～35℃有氧常温一、传统发酵技术的应用1．果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理：32.酒精的检测：(1)方法：可用______________检测酒精。(2)原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现_______色。重铬酸钾灰绿

3．亚硝酸盐含量测定的原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与______________发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合，形成________色染料。将显色后的样品与________________进行目测比较，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。对氨基苯磺酸玫瑰红标准显色液2.酒精的检测：色。重铬酸钾灰绿 3．亚硝酸盐含量测定的原理4二、微生物的培养与应用1．培养基：生长繁殖固体选择碳源

(1)培养基是人们按照微生物对营养物质的不同要求，配制出供其____________的营养物质。 (2)根据物理状态的不同分为半液体培养基、液体培养基和________培养基。 (3)根据培养基的功能可分为基础培养基、________培养基和鉴别培养基。氮源pH

(4)每种培养基一般都含有水、________、______、无机盐。另外要满足微生物对_______、特殊营养物质及氧气的要求。二、微生物的培养与应用1．培养基：生长繁殖固体选择碳源 (152．无菌技术：70～7515

(1)巴氏消毒法在________℃煮30min或者在80℃煮________min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏。灼烧干热芽孢和孢子

(2)接种环常用________灭菌；需要干燥且耐高温的物品可采用________灭菌，另外还可以用高压蒸汽灭菌。 (3)灭菌和消毒最主要的区别是是否杀死____________。2．无菌技术：70～7515 (1)巴氏消毒法在___63．微生物培养的基本技术：接种环涂布器

(1)配制培养基：计算→称量→溶化→调pH→分装→包扎。 (2)灭菌：高压灭菌锅加水→将培养基放入锅内→密封→排冷气→维持压力→取出倒平板(或搁置斜面)。(3)接种：平板划线法稀释涂布平板法①接种过程：洗净双手→点燃酒精灯→接种→贴标签。②接种工具：包括____________、____________。③接种方法：______________、____________________。(4)培养：接种后的培养皿放入恒温箱内培养。3．微生物培养的基本技术：接种环涂布器 (1)配制培养基：计74．土壤中分解尿素细菌的分离与计数：(1)种菌筛选：尿素稀释涂布平板法①培养基：选择培养基。显微镜直接计数法②特点：________是唯一氮源。(2)统计菌落数目的方法：______________________；__________________________。非测试因素

(3)设置对照的主要目的：排除实验组中______________对实验结果的影响。4．土壤中分解尿素细菌的分离与计数：(1)种菌筛选：尿素稀释85．分解纤维素的微生物的分离——纤维素分解菌的筛选：(1)实验原理：透明圈①纤维素酶的催化原理：②筛选纤维素分解菌的原理：即：可根据是否产生____________来筛选纤维素分解菌。5．分解纤维素的微生物的分离——纤维素分解菌的筛选：(1)实9

(2)过程： 土壤取样：选择富含纤维素的环境中的土壤。 ↓选择培养：用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的数量。 ↓ 梯度稀释 ↓，再加入刚果将样品涂布到鉴方法一：先培养__________别纤维素分解菌红进行颜色反应。方法二：在____________时加入刚果红。的培养基上↓微生物倒平板 (2)过程：，再加入刚果将样品涂布到鉴方法一：先培养__10进一步鉴定挑选产生透明圈的菌落↓ 实验：进行发酵产纤维素酶的实验。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_________进行定量的测定。葡萄糖进一步鉴定挑选产生透明圈的菌落测定方法：一般是对纤维素酶葡萄11[判断正误]1．在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，应向发酵罐中持续通入空气。()2．腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。(

)3．用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，一般就能在培养基表面形成单个菌落。()答案：1.×2.√3.√[判断正误]空气。()2．腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白12考点一微生物与发酵原理1．与传统发酵有关的几种微生物的比较：考点一微生物与发酵原理1．与传统发酵有关的几种微生物的比较：132.果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作过程及注意事项：2.果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作过程及注意事项：14(续表)(续表)15(续表)(续表)16(续表)(续表)17◎高考探究◎考向微生物与发酵原理

[典例](2013年新课标卷Ⅰ)回答下列有关泡菜制作的习题： (1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是____________________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________。 (2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行____________的过程。该过程发生在乳酸菌的________中。 (3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_______________、______________和____________等。◎高考探究◎考向微生物与发酵原理 [典例](2013年18

(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是____________________________，原因是__________________。

[解析](1)盐水中可能含有杂菌，制作泡菜时，所用盐水需要煮沸，以便杀死盐水中的杂菌。陈泡菜液中含有大量现成的乳酸菌，加入后，可以缩短制作时间。(2)乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的细胞质基质中。(3)泡菜的制作过程中，导致亚硝酸盐含量增加的因素有温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短等。 (4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变 [19

(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐发酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量增加，其他杂菌较少，原因是酸性条件下，不利于杂菌生存，而乳酸菌耐酸，数量增加。[答案](1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度腌制时间食盐用量(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸 (4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐发[答20【考点练透】

1．(2016年宝鸡一模)下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题：图1果酒、果醋制作流程图2果酒、果醋的制作装置

(1)完成图1中的实验流程______________________________________________。【考点练透】图1果酒、果醋制作流程图2果酒、果醋的制作装21

(2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭，否则可能发生使发酵液变酸的反应________________________________________________________________(写出该反应式)，而排气口在该过程中应开放，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是___________________________________。 (3)葡萄酒呈现红色的原因是________________________，重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈______色。

(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和__________两种微生物的发酵原理，后者在结构上的主要特点是________________________________________。 (2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭22

解析：在酒精发酵阶段，充气口应关闭，否则醋酸菌会将乙醇氧化为醋酸，从而使发酵液变酸。酵母菌为真菌，属于真核生物，醋酸菌为细菌，属于原核生物，两者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。

答案：(1)醋酸发酵(2)酒精发酵C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中灰绿(4)醋酸菌无以核膜为界限的细胞核 解析：在酒精发酵阶段，充气口应关闭，否则醋酸菌会将(2)酒23考点二微生物的实验室培养

1．微生物的营养物质及功能：微生物的营养物质主要有碳源、氮源、无机盐和水这四大类。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。考点二微生物的实验室培养 1．微生物的营养物质及功能：微生物24(1)微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。(2)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、能源。

(3)有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。(1)微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮252．培养基的种类：2．培养基的种类：26（续表）（续表）27（续表）（续表）28(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)选择培养基一般只生长具有特定目的的微生物，鉴别培养基可以存在其他微生物，而且能鉴别特定的微生物。(1)加入培养基中的凝固剂(如琼脂)，一般不能被微生物利用，293．消毒与灭菌：3．消毒与灭菌：30（续表）注：消毒与灭菌最大的区别是芽孢和孢子是否存活。（续表）注：消毒与灭菌最大的区别是芽孢和孢子是否存活。31(1)接种方法的比较：4．常用的微生物接种方法：(1)接种方法的比较：4．常用的微生物接种方法：32(续表)(续表)33(2)倒平板的注意事项：①培养基灭菌后，需冷却至50℃左右，才能用来倒平板。②整个操作过程需在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。③平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，造成污染。(2)倒平板的注意事项：①培养基灭菌后，需冷却至50℃左34◎高考探究◎考向微生物的培养

[典例](2014年四川卷)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如下图甲、乙所示。(导学号57130088)甲乙◎高考探究◎考向微生物的培养 [典例](2014年四川35

(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是_____________________________。 (2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和______________，这些植物激素一般需要事先单独配置成________保存备用。

(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有_____________________________________________________。 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 (336

(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是_______________________________________________，该实验设计是否合理？为什么？______________________。

[解析](1)微生物生长所需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐。使用选择培养基是因为其允许特定的微生物生长，同时又能抑制或阻止其他微生物的生长。(2)植物组织培养常需要添加的植物激素有生长素和细胞分裂素。MS培养基的成分一般先分别配制成母液备用。(3)平板划线法接种时常通用接种环划线。第二区域只有第一条线无菌落，而其他的划线 (4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离 [解37都有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线时将菌种烫死，而后接种环冷却，能正常划线，也可能是第一次划线时划线未从第一区域末端开始，使接种环上无菌种。(4)题中实验为取得菌种培养液过滤离心后取上清液，加入蛋白酶处理后，测得其对苯磺隆的降解率。由此可判定实验假设是目的菌株通过分泌某种蛋白质来降解苯磺隆。但由于缺乏空白对照，不能比较蛋白酶的处理是否降低苯磺隆降解率，该实验不能得出相应结论。都有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线38确保只有能利用苯磺隆的微生物

[答案](1)氮源和无机盐能正常生长和繁殖(2)细胞分裂素母液①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域

(3)接种环末端开始不合理，缺少空

(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质白对照确保只有能利用苯磺隆的微生物 [答案](1)氮源和无机盐(239

(1)每次划线前和划线后都要进行接种环的灼烧灭菌，因此需要灼烧接种环6次。其中第一次灼烧是为了防止杂菌污染；每次划线前灼烧是为了杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端；最后一次灼烧是为了防止接种的微生物扩散，造成新的污染。

(2)下一次划线的菌种来源是上一次划线的最末端，所以前几次划线都是上一次的尾和下一次的首相连的，但是第五次划线不与第一次划线相连。(3)在第五次划线上的菌落往往是由一个细菌繁殖形成的。(4)实际上菌落数都要小于细菌数，因为有的菌落是2个或多个细菌形成的。 (1)每次划线前和划线后都要进行接种环的灼烧灭菌，因此 (40【考点练透】

2．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验，实验包括制备培养基、灭菌、接种、培养及菌落观察与计数，请回答与此实验相关的问题。(导学号57130089) (1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了________和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_____________。【考点练透】 2．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进41

(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37℃，要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。

(4)培养20小时后，观察到平板上有各种形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌，一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。 (5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌，这种培养基被称为_____________________________________________________________。 (3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水 (42

解析：(1)培养基的基本成分：水、无机盐、碳源、氮源。(2)对培养基灭菌常采用的方法是高压蒸汽灭菌。(3)应将接种了湖水样品的平板置于37℃恒温培养箱中培养。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种无菌水作为对照进行实验。(4)菌落总数越多，说明湖水样品中有多种细菌，污染程度越重。(5)提高培养基中NaCl的浓度，可用于筛选耐盐细菌，这种培养基被称为选择培养基。答案：(1)氮源碳源无机盐水(2)高压蒸汽灭菌(3)恒温培养箱无菌水(4)多高(5)盐(或NaCl)选择培养基 解析：(1)培养基的基本成分：水、无机盐、碳源、氮源。答案43考点三微生物的分离与计数

1．分离土壤中分解尿素的细菌与分离分解纤维素的微生物的比较：考点三微生物的分离与计数 1．分离土壤中分解尿素的细菌与分离44（续表）（续表）452.统计菌落数目的方法：(1)稀释涂布平板法：

①原理：当样品的稀释浓度足够高时，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。②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30～300的平板进行计数。2.统计菌落数目的方法： ①原理：当样品的稀释浓度足够高时，46

③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C/V)×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。(2)显微镜直接计数法：①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的数量。②方法：用计数板计数。③缺点：不能区分死菌与活菌。 ③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C/V)×M，其中C47◎高考探究◎考向微生物的分离与纯化

[典例](2016年新课标卷Ⅲ)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题： (1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是____________________________________________________________________。 (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。分离纯化时应挑选出________________的菌落作为候选菌。◎高考探究◎考向微生物的分离与纯化 [典例](2016年48

(3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。

[解析](1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌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。

(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的识别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有溶钙圈的菌落作为候选菌。

(3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的甘油。 (3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量 49[答案](1)无菌水在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌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(2)中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸利于乳酸菌的识别和分离在平板上有溶钙圈(3)甘油[答案](1)无菌水在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸50【考点练透】3．(2014年新课标卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成____________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的____________。【考点练透】3．(2014年新课标卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素51

(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：注：“＋”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_____________________________________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_____________________。 (3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单注：“52纤维素――――纤维二糖―――――葡萄糖→→

解析：(1)纤维素是一种以葡萄糖为单体形成的高分子化合物。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，如下图：纤维素酶葡萄糖苷酶

(2)刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，需要以纤维素为唯一碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。纤维素――――纤维二糖―――――葡萄糖→→ 53答案：(1)纤维二糖葡萄糖(2)红透明圈(3)不能纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维不能培养基中没有纤素分解菌鉴别培养基属于固体培养基维素粉答案：(1)纤维二糖葡萄糖(2)红透明圈(3)不能纤维素分解541．乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注，利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为：(导学号57130090)

(1)玉米秸秆预处理后，应该选用________酶和________酶形成纤维二糖，再使用________酶使之转化为发酵所需的葡萄糖。1．乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注，利用玉米秸秆生产燃55(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶？()(多选)

A．酿制果醋的醋酸菌 B．生长在腐木上的霉菌 C．制作酸奶的乳酸菌 D．反刍动物瘤胃中生存的某些微生物 (3)若从土壤中分离产生这种酶的微生物，所需要的培养基为________(按功能分)，培养基中的碳源为________，微生物在纯化培养时常用方法是________和________。 (4)发酵阶段需要的菌种是________，生产酒精时要控制的必要条件是________。(2)从以下哪些微生物中可以提取上述酶？()(多选) A．酿56CX葡萄糖苷答案：(1)C1(2)BD(3)选择培养基纤维素平板划线法稀释涂布平板法(4)酵母菌无氧(密封、密闭)CX葡萄糖苷答案：(1)C1(3)选择培养基纤维素平板划线法572．下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据图分析回答下列问题。

(1)制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料，原因是___________________________________________________________。 (2)制备泡菜的盐水中，清水与盐的质量比为________，盐水煮沸的目的是为了杀灭杂菌，冷却后再使用的目的是为了保证________等微生物的生命活动不受影响。2．下图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图，请据58

(3)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉变味，发霉主要与________有关。 (4)测定亚硝酸盐含量的方法是_____________________。

答案：(1)亚硝酸盐含量低(2)4∶1乳酸菌(3)霉菌(4)比色法 (3)泡菜的制作方法不当，很容易造成泡菜变质，甚至发霉(259

3．无菌操作是微生物接种技术的关键。传统发酵技术和微生物分离、纯化、应用过程及植物组织培养和动物细胞培养过程中，均要无菌操作。回答下列相关问题： (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。消毒指仅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．①②③⑧⑨C．①②③④⑤⑥⑧B．④⑤⑥⑦⑩D．以上全部 3．无菌操作是微生物接种技术的关键。传统发酵技术和微于消毒60

(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行____________，接种前要进行________________，在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在无菌条件下进行。 (2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行61

(3)在微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是____________________。上图是利用____________法进行大肠杆菌接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。为达到这一目的，操作上应注意：①每次划线前要__________________________________。②冷却后从上一区划线末端开始划。③首尾区_____________________________________。 (3)在微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是①每次62

(4)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对固体培养基应采用的检测方法是____________________________________________________________，观察培养基上是否有菌落产生。

(5)利用培养基不仅可以分离培养大肠杆菌，也可以进行植物组织培养。与大肠杆菌培养明显不同的是，用于组织培养的培养基中还需要加入______________。

(6)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是_______________。 (4)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污 (563

解析：(1)①②③⑧⑨应采用消毒，④⑤⑥⑦⑩应采用灭菌，故选A。(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调整pH，培养基接种前要进行高压蒸汽灭菌，再进行倒平板。(3)微生物实验室培养的关键在于防止杂菌污染，采用平板划线法接种，需要注意的是连续划线时，每次划线前要灼烧接种环，同时划线结束首尾区不能相连。(4)检测培养基是否被污染，对固体培养基应采用的检测方法是将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间，观察培养基上是否有菌落产生。(5)植物组织培养的MS培养基中需要加入植物激素(生长素和细胞分裂素)。(6)制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素结果发酵失败，原因可能是青霉素杀死了乳酸菌。 解析：(1)①②③⑧⑨应采用消毒，④⑤⑥⑦⑩应采用灭菌，64答案：(1)A(2)调整pH高压蒸汽灭菌(3)防止外来杂菌的入侵平板划线①灼烧接种环③不连接(不重叠) (4)将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间 (5)植物激素(或生长素和细胞分裂素) (6)青霉素杀死了乳酸菌答案：(1)A(2)调整pH高压蒸汽灭菌(3)防止外来杂菌65

选修1专题1、2

生物技术实践传统发酵技术的应用、微生物的培养与应用 选修1 生物技术实践微生物的培养与应用66高考生物总复习专题1传统发酵技术的应用专题2微生物的培养与应用课件新人教版选修167一、传统发酵技术的应用1．果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理：无氧30℃～35℃有氧常温一、传统发酵技术的应用1．果酒、果醋、腐乳和泡菜的制作原理：682.酒精的检测：(1)方法：可用______________检测酒精。(2)原理：在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现_______色。重铬酸钾灰绿

3．亚硝酸盐含量测定的原理：在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与______________发生重氮化反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合，形成________色染料。将显色后的样品与________________进行目测比较，可大致估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。对氨基苯磺酸玫瑰红标准显色液2.酒精的检测：色。重铬酸钾灰绿 3．亚硝酸盐含量测定的原理69二、微生物的培养与应用1．培养基：生长繁殖固体选择碳源

(1)培养基是人们按照微生物对营养物质的不同要求，配制出供其____________的营养物质。 (2)根据物理状态的不同分为半液体培养基、液体培养基和________培养基。 (3)根据培养基的功能可分为基础培养基、________培养基和鉴别培养基。氮源pH

(4)每种培养基一般都含有水、________、______、无机盐。另外要满足微生物对_______、特殊营养物质及氧气的要求。二、微生物的培养与应用1．培养基：生长繁殖固体选择碳源 (1702．无菌技术：70～7515

(1)巴氏消毒法在________℃煮30min或者在80℃煮________min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养成分不被破坏。灼烧干热芽孢和孢子

(2)接种环常用________灭菌；需要干燥且耐高温的物品可采用________灭菌，另外还可以用高压蒸汽灭菌。 (3)灭菌和消毒最主要的区别是是否杀死____________。2．无菌技术：70～7515 (1)巴氏消毒法在___713．微生物培养的基本技术：接种环涂布器

(1)配制培养基：计算→称量→溶化→调pH→分装→包扎。 (2)灭菌：高压灭菌锅加水→将培养基放入锅内→密封→排冷气→维持压力→取出倒平板(或搁置斜面)。(3)接种：平板划线法稀释涂布平板法①接种过程：洗净双手→点燃酒精灯→接种→贴标签。②接种工具：包括____________、____________。③接种方法：______________、____________________。(4)培养：接种后的培养皿放入恒温箱内培养。3．微生物培养的基本技术：接种环涂布器 (1)配制培养基：计724．土壤中分解尿素细菌的分离与计数：(1)种菌筛选：尿素稀释涂布平板法①培养基：选择培养基。显微镜直接计数法②特点：________是唯一氮源。(2)统计菌落数目的方法：______________________；__________________________。非测试因素

(3)设置对照的主要目的：排除实验组中______________对实验结果的影响。4．土壤中分解尿素细菌的分离与计数：(1)种菌筛选：尿素稀释735．分解纤维素的微生物的分离——纤维素分解菌的筛选：(1)实验原理：透明圈①纤维素酶的催化原理：②筛选纤维素分解菌的原理：即：可根据是否产生____________来筛选纤维素分解菌。5．分解纤维素的微生物的分离——纤维素分解菌的筛选：(1)实74

(2)过程： 土壤取样：选择富含纤维素的环境中的土壤。 ↓选择培养：用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的数量。 ↓ 梯度稀释 ↓，再加入刚果将样品涂布到鉴方法一：先培养__________别纤维素分解菌红进行颜色反应。方法二：在____________时加入刚果红。的培养基上↓微生物倒平板 (2)过程：，再加入刚果将样品涂布到鉴方法一：先培养__75进一步鉴定挑选产生透明圈的菌落↓ 实验：进行发酵产纤维素酶的实验。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_________进行定量的测定。葡萄糖进一步鉴定挑选产生透明圈的菌落测定方法：一般是对纤维素酶葡萄76[判断正误]1．在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，应向发酵罐中持续通入空气。()2．腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白酶和脂肪酶。(

)3．用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时，只要稀释度足够高，一般就能在培养基表面形成单个菌落。()答案：1.×2.√3.√[判断正误]空气。()2．腐乳的制作利用了毛霉等微生物的蛋白77考点一微生物与发酵原理1．与传统发酵有关的几种微生物的比较：考点一微生物与发酵原理1．与传统发酵有关的几种微生物的比较：782.果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作过程及注意事项：2.果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作过程及注意事项：79(续表)(续表)80(续表)(续表)81(续表)(续表)82◎高考探究◎考向微生物与发酵原理

[典例](2013年新课标卷Ⅰ)回答下列有关泡菜制作的习题： (1)制作泡菜时，所用盐水需煮沸，其目的是____________________。为了缩短制作时间，有人还会在冷却后的盐水中加入少量陈泡菜液，加入陈泡菜液的目的是________________。 (2)泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行____________的过程。该过程发生在乳酸菌的________中。 (3)泡菜制作过程中影响亚硝酸盐含量的因素有_______________、______________和____________等。◎高考探究◎考向微生物与发酵原理 [典例](2013年83

(4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的消长规律是____________________________，原因是__________________。

[解析](1)盐水中可能含有杂菌，制作泡菜时，所用盐水需要煮沸，以便杀死盐水中的杂菌。陈泡菜液中含有大量现成的乳酸菌，加入后，可以缩短制作时间。(2)乳酸发酵的过程即为乳酸菌进行无氧呼吸的过程。该过程发生在乳酸菌细胞的细胞质基质中。(3)泡菜的制作过程中，导致亚硝酸盐含量增加的因素有温度过高、食盐用量过低、腌制时间过短等。 (4)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变 [84

(4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐发酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌数量增加，其他杂菌较少，原因是酸性条件下，不利于杂菌生存，而乳酸菌耐酸，数量增加。[答案](1)杀灭杂菌增加乳酸菌数量(2)无氧呼吸细胞质(3)温度腌制时间食盐用量(4)乳酸菌数量增多，杂菌数量减少乳酸菌比杂菌更为耐酸 (4)从开始制作到泡菜品质最佳这段时间内，泡菜液逐渐发[答85【考点练透】

1．(2016年宝鸡一模)下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题：图1果酒、果醋制作流程图2果酒、果醋的制作装置

(1)完成图1中的实验流程______________________________________________。【考点练透】图1果酒、果醋制作流程图2果酒、果醋的制作装86

(2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭，否则可能发生使发酵液变酸的反应________________________________________________________________(写出该反应式)，而排气口在该过程中应开放，排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，目的是___________________________________。 (3)葡萄酒呈现红色的原因是________________________，重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈______色。

(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和__________两种微生物的发酵原理，后者在结构上的主要特点是________________________________________。 (2)图2装置中的充气口在________过程中要关闭87

解析：在酒精发酵阶段，充气口应关闭，否则醋酸菌会将乙醇氧化为醋酸，从而使发酵液变酸。酵母菌为真菌，属于真核生物，醋酸菌为细菌，属于原核生物，两者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。

答案：(1)醋酸发酵(2)酒精发酵C2H5OH＋O2―→CH3COOH＋H2O避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中灰绿(4)醋酸菌无以核膜为界限的细胞核 解析：在酒精发酵阶段，充气口应关闭，否则醋酸菌会将(2)酒88考点二微生物的实验室培养

1．微生物的营养物质及功能：微生物的营养物质主要有碳源、氮源、无机盐和水这四大类。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。考点二微生物的实验室培养 1．微生物的营养物质及功能：微生物89(1)微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。(2)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、能源。

(3)有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。(1)微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮902．培养基的种类：2．培养基的种类：91（续表）（续表）92（续表）（续表）93(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)选择培养基一般只生长具有特定目的的微生物，鉴别培养基可以存在其他微生物，而且能鉴别特定的微生物。(1)加入培养基中的凝固剂(如琼脂)，一般不能被微生物利用，943．消毒与灭菌：3．消毒与灭菌：95（续表）注：消毒与灭菌最大的区别是芽孢和孢子是否存活。（续表）注：消毒与灭菌最大的区别是芽孢和孢子是否存活。96(1)接种方法的比较：4．常用的微生物接种方法：(1)接种方法的比较：4．常用的微生物接种方法：97(续表)(续表)98(2)倒平板的注意事项：①培养基灭菌后，需冷却至50℃左右，才能用来倒平板。②整个操作过程需在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。③平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，造成污染。(2)倒平板的注意事项：①培养基灭菌后，需冷却至50℃左99◎高考探究◎考向微生物的培养

[典例](2014年四川卷)有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如下图甲、乙所示。(导学号57130088)甲乙◎高考探究◎考向微生物的培养 [典例](2014年四川100

(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是_____________________________。 (2)与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和______________，这些植物激素一般需要事先单独配置成________保存备用。

(3)纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有_____________________________________________________。 (1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、 (3101

(4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。该实验的假设是_______________________________________________，该实验设计是否合理？为什么？______________________。

[解析](1)微生物生长所需要的主要营养物质包括碳源、氮源、水和无机盐。使用选择培养基是因为其允许特定的微生物生长，同时又能抑制或阻止其他微生物的生长。(2)植物组织培养常需要添加的植物激素有生长素和细胞分裂素。MS培养基的成分一般先分别配制成母液备用。(3)平板划线法接种时常通用接种环划线。第二区域只有第一条线无菌落，而其他的划线 (4)为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离 [解102都有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线时将菌种烫死，而后接种环冷却，能正常划线，也可能是第一次划线时划线未从第一区域末端开始，使接种环上无菌种。(4)题中实验为取得菌种培养液过滤离心后取上清液，加入蛋白酶处理后，测得其对苯磺隆的降解率。由此可判定实验假设是目的菌株通过分泌某种蛋白质来降解苯磺隆。但由于缺乏空白对照，不能比较蛋白酶的处理是否降低苯磺隆降解率，该实验不能得出相应结论。都有菌落，很可能是因为接种环在灼烧后未冷却，第一次划线103确保只有能利用苯磺隆的微生物

[答案](1)氮源和无机盐能正常生长和繁殖(2)细胞分裂素母液①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域

(3)接种环末端开始不合理，缺少空

(4)目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质白对照确保只有能利用苯磺隆的微生物 [答案](1)氮源和无机盐(2104

(1)每次划线前和划线后都要进行接种环的灼烧灭菌，因此需要灼烧接种环6次。其中第一次灼烧是为了防止杂菌污染；每次划线前灼烧是为了杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端；最后一次灼烧是为了防止接种的微生物扩散，造成新的污染。

(2)下一次划线的菌种来源是上一次划线的最末端，所以前几次划线都是上一次的尾和下一次的首相连的，但是第五次划线不与第一次划线相连。(3)在第五次划线上的菌落往往是由一个细菌繁殖形成的。(4)实际上菌落数都要小于细菌数，因为有的菌落是2个或多个细菌形成的。 (1)每次划线前和划线后都要进行接种环的灼烧灭菌，因此 (105【考点练透】

2．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验，实验包括制备培养基、灭菌、接种、培养及菌落观察与计数，请回答与此实验相关的问题。(导学号57130089) (1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了________和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是________和________。(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_____________。【考点练透】 2．某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进106

(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37℃，要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。

(4)培养20小时后，观察到平板上有各种形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌，一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。 (5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌，这种培养基被称为_____________________________________________________________。 (3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水 (107

解析：(1)培养基的基本成分：水、无机盐、碳源、氮源。(2)对培养基灭菌常采用的方法是高压蒸汽灭菌。(3)应将接种了湖水样品的平板置于37℃恒温培养箱中培养。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种无菌水作为对照进行实验。(4)菌落总数越多，说明湖水样品中有多种细菌，污染程度越重。(5)提高培养基中NaCl的浓度，可用于筛选耐盐细菌，这种培养基被称为选择培养基。答案：(1)氮源碳源无机盐水(2)高压蒸汽灭菌(3)恒温培养箱无菌水(4)多高(5)盐(或NaCl)选择培养基 解析：(1)培养基的基本成分：水、无机盐、碳源、氮源。答案108考点三微生物的分离与计数

1．分离土壤中分解尿素的细菌与分离分解纤维素的微生物的比较：考点三微生物的分离与计数 1．分离土壤中分解尿素的细菌与分离109（续表）（续表）1102.统计菌落数目的方法：(1)稀释涂布平板法：

①原理：当样品的稀释浓度足够高时，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。②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30～300的平板进行计数。2.统计菌落数目的方法： ①原理：当样品的稀释浓度足够高时，111

③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C/V)×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。(2)显微镜直接计数法：①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的数量。②方法：用计数板计数。③缺点：不能区分死菌与活菌。 ③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C/V)×M，其中C112◎高考探究◎考向微生物的分离与纯化

[典例](2016年新课标卷Ⅲ)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题： (1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用________________对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是____________________________________________________________________。 (2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有________________和________________。分离纯化时应挑选出________________的菌落作为候选菌。◎高考探究◎考向微生物的分离与纯化 [典例](2016年113

(3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的________________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。

[解析](1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释；进行梯度稀释的理由是在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌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。

(2)在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸和利于乳酸菌的识别和分离；分离纯化时应挑选出在平板上有溶钙圈的菌落作为候选菌。

(3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量的甘油。 (3)乳酸菌在－20℃长期保存时，菌液中常需要加入一定量 114[答案](1)无菌水在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸菌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(2)中和乳酸菌代谢过程中产生的乳酸利于乳酸菌的识别和分离在平板上有溶钙圈(3)甘油[答案](1)无菌水在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的乳酸115【考点练透】3．(2014年新课标卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成____________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的____________。【考点练透】3．(2014年新课标卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素116

(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：注：“＋”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_____________________________________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_____________________。 (3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单注：“117纤维素――――纤维二糖―――――葡萄糖→→

解析：(1)纤维素是一种以葡萄糖为单体形成的高分子化合物。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，如下图：纤维素酶葡萄糖苷酶

(2)刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，需要以纤维素为唯一碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。纤维素――――纤维二糖―――――葡萄糖→→ 118答案：(1)纤维二糖葡萄糖(2)红透明圈(3)不能纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，纤维不能培养基中没有纤素分解菌鉴别培养基属于固体培养基维素粉答案：(1)纤维二糖葡萄糖(2)红透明圈(3)不能纤维素分解1191．乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注，利用玉米秸秆