《课时微生物的利用》PPT课件.ppt

第48课时 微生物的利用 考点一 微生物的实验室培养 1.培养基的种类 （1）按物理性质分类 高频考点突破 培养基种类类特点用途 液体培养基不加凝固剂剂工业业生产产 固体培养基 加凝固剂剂（ 如琼琼脂） 微生物分离、鉴鉴定， 活菌计计数，菌种保藏 （2）按功能分类 种类类制备备方法原理用途举举例 选择选择 培养 基 培养基中加 入某些化学 物质质 依据某些微生物 对对某些物质质的抗 性而设计设计 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 鉴别鉴别 培养 基 培养基中加入 某种试剂试剂 或 化学药药品 依据微生物产产生 的某种代谢产谢产 物 与培养基中的特 定试剂试剂 或化学药药 品反应应，产产生明 显显的特征变变化而 设计设计 鉴别鉴别 不 同种类类的 微生物 伊红红美 蓝蓝培养基 可以鉴别鉴别 大肠肠杆菌 2.培养基的配制原则和营养构成 （2）培养基的营养构成 各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳 源、氮源和无机盐。 不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物 质以及氧气的要求。 目的要明确：根据微生物的种类、培养 目的选择不同的原料配制培养基 营养要协调：配制培养基时要注意各营 养物质的浓度和比例、pH要适宜 （1）培养 基的配制 原则 3.配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤及注意事项 （1）步骤：计算称量溶化灭菌倒平板 （2）注意事项 倒平板的温度一般50左右适宜，温度过高会 烫手，过低培养基又会凝固。 平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更 好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基， 造成污染。 4.纯化大肠杆菌的操作过程及注意事项 （1）原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细 胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化 的细菌菌落。 （2）方法：平板划线法、稀释涂布平板法。 （3）平板划线操作的注意事项 第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环 灭菌。 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。 划线时最后一区域不要与第一区域相连。 划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基 划破。 拓展提升 1.自养微生物和异养微生物的营养比较 营养类型碳源氮源 生长 因子 自养型 微生物 CO2、NaHCO3 等含碳无机物 NH3、铵盐、 硝酸盐等 一般不 需要 异养型 微生物 糖类、脂肪酸等 铵盐、硝酸盐 、 蛋白质等 有些微 生物需 要 2.划分依据：自养微生物与异养微生物类型划分的 主要依据是能否以无机碳作为生长的主要或唯一 碳源，而与氮源无关。自养微生物以CO2或碳酸 盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以 有机物作为碳源进行代谢生长。 3.自养微生物的能源 利用光能，如蓝藻等。 依靠物质氧化过程中释放的能量，如硝化细菌， 能利用NH3氧化过程中释放的化学能，NH3既作为 氮源，又作为能源。 4.异养微生物的能源 主要来源于有机物的氧化分解，碳源不仅为异养 微生物提供构成细胞的物质，而且提供完成整个 生命活动所需的能量。 5.微生物的类型 营养类型 主要（或唯 一）碳源 能源代表菌 光能自养型CO2光能蓝藻 光能异养型有机物光能红螺菌 化能自养型CO2无机物硝化细菌 化能异养型有机物有机物大肠杆菌 对位训练 1.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、 空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是 （ ） 化学消毒 灼烧灭菌 干热灭菌 紫外 线消毒 高压蒸汽灭菌 巴氏消毒法 A.B. C.D. A 2.有关稀释涂布平板法的叙述中,错误的是（ ） A.首先将菌液进行一系列的梯度稀释 B.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 C.适宜条件下培养 D.结果都可在培养基表面形成单个的菌落 D 考点二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.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。 2.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：用计数板计数。 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。 3.细菌分离与计数的实验流程 土壤取样样品稀释取样涂布微生物的培养 观察并记录结果细菌计数 4.课题延伸菌种的进一步鉴定 （1）原因：由于分离分解尿素的细菌的选择培养 基上可能生长着以分解尿素的细菌的代射产物为氮 源的其它微生物。 （2）原理：CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3；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。 （3）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。 脲酶 5.该实验中的注意事项 （1）设立重复组：统计某一稀释度下平板上的菌落 数时，要至少涂布3个平板作重复组，增强实验结 果的说服力与准确性。 （2）对照原则 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。 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。 牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基应 各有一个空白对照，即不涂布菌液，目的是验证培 养基中是否含杂菌。 样品稀释度将直接影响平板上生长的菌落数。 误区警示 对位训练 3.分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是 （ ） 加尿素 不加尿素 加琼脂 不加琼脂 加葡萄糖 不加葡萄糖 加硝酸盐 不 加硝酸盐 A.B. C.D. C 4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应 106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学 只选择出大约50个菌落。产生A同学结果的原因可 能有（ ） 由于土样不同 由于培养基污染 由于操 作失误 没有设置对照 A.B. C.D. A 考点三 分解纤维素的微生物的分离 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 C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶 2.纤维素分解菌的筛选原理 刚果红 纤维素 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.土壤中纤维素分解菌的筛选流程 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。 红色复合物 提醒 纤维素分解菌的选择培养基为液体培养 基，因培养基中无凝固剂，利用液体培养基以增 加纤维素分解菌的浓度。 选择培养基以纤维素做碳源和能源，其它绝大 多数微生物不能正常生长；鉴别培养基因含琼脂， 故为固体培养基，刚果红染色法就是应用的此培 养基。 为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进 行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法 有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方 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。 流程中的“选择培养”是否需要，应根据样品 中目的菌株数量的多少来确定。 对位训练 5.某研究性学习小组同学，为了从土壤中筛选纤维 素分解菌，利用下列材料和用具进行了实验，请 完善下列实验步骤。 提示：刚果红能与纤维素形成红色复合物，纤维 素分解菌在含有刚果红和纤维素的培养基上形成 有透明圈的菌落。 材料用具：采集的土样，研钵，配制纤维素分解 菌培养基的各种原料，琼脂，纤维素粉，刚果红 溶液，培养箱，无菌水。 实验步骤： （1）利用培养纤维素分解菌培养基的各种原料、琼 脂及 配制固体培养基,灭菌。 （2）将采集的土壤样品在研钵中研碎后 , 制成土壤匀浆。 （3）利用无菌操作方法把土壤匀浆 到培 养基上，放在培养箱内培养一段时间。 （4）用显微镜观察纤维素分解菌时，要从 挑取材料制成临时装片。 纤维素粉和刚果红溶液 加入无菌水 点接或接种 周围有透 明圈的菌落 考点四 谷氨酸发酵 1.菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌。 2.培养基：液体培养基，含有豆饼水解液、玉米 浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生 物素等。 3.谷氨酸发酵的过程 （1）选育菌种：对数期的谷氨酸棒状杆菌、黄 色短杆菌。 （2）配制培养基：豆饼水解液、玉米浆、尿素、 K2HPO4、K2O、MgSO4、生物素等。 （3）灭菌：在发酵罐中通入98 kPa的水蒸气进行 灭菌。 （4）无菌接种：冷却后加入菌种。 （5）发酵：通气（无菌空气）、搅拌、温度和Ph 的调节；谷氨酸大量生成。 （6）味精（谷氨酸钠）的生成和提取：加入 Na2CO3,过滤、离心分离。 对位训练 6. 下列有关谷氨酸发酵的叙述中，正确的是 （ ） A.发酵中要不断通入空气 B.培养条件不当将不能得到产品 C.搅拌的惟一目的是使空气成为小泡 D.冷却水可使酶活性下降 B 思维误区警示 易错错分析 1.将消毒和灭灭菌混为为一谈谈 条件结果常用的方法 消毒 较为温 和的物 理或化 学方法 仅杀死物体表面或 内部一部分对人体 有害的微生物（不 包括芽孢和孢子） 煮沸消毒法、巴 氏消毒法、紫外 线或化学药剂消 毒法 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、干热 灭菌、高压蒸汽 灭菌 解题思路探究 提醒 酒精消毒时，体积分数为70%的酒精杀菌效 果最好。原因是：浓度过高，使菌体表面蛋白质凝 固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过 低，杀菌力减弱。 2.对题对题 目中给给出的信息、材料不会推断分析 （1）例如选择培养基特定条件或特定C、N 源只有该种或该类微生物能存活或利用。如纤维素粉做 碳源时选择分离出分解纤维素的微生物；无任何氮源 的培养基选择固氮微生物；高盐、强酸、无氧等特定 条件选择耐盐、耐酸、厌氧的微生物；加抗生素的培 养基选择真菌；根据是否含有机碳选择自养、异常微 生物。 （2）根据划线法得到的培养基上菌落的生成及分 布情况，推断分析微生物是否产生抗生素及相互抑制 现象。 1.关于灭菌和消毒的理解,不正确的是 （ ） A.灭菌是指杀死环境中的一切微生物的细胞、芽 孢和孢子 B.消毒和灭菌实质上是相同的 C.接种环用烧灼法灭菌 D.常用的灭菌方法有加热法、紫外线法、化学药 品法 解析 灭菌和消毒的实质相同，都是破坏菌体蛋白的 活性而使其失去生命力。但二者的程度不同，灭菌 是杀死环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子， 消毒不能杀死芽孢和孢子。常用的灭菌法有干热灭 菌法、高压蒸气灭菌法、灼烧灭菌法等，而消毒有 加热法、紫外线法、化学药品法，所以D项不正确。 D 纠正训练 2.现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分如 下表： 甲培养基乙培养基 成分含量含量 KHSO40.02%0.02% MgSO47H2O0.02%0.02% NaCl0.02%0.02% CaSO42H2O0.01%0.01% CaCO30.5%0.5% 葡萄糖0.5%- 纯纯淀粉2%- 用这两种培养基分别分离土壤中的两种微生物， 你认为它们适于分离 ( ) A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培 养基适于分离异养型自生固氮菌 B.甲培养基适于分离酵母菌；乙培养基适于分 离真菌 C.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培 养基适于分离自养型自生固氮菌 D.甲培养基适于分离异养型共生细菌；乙培养 基适于分离异养型共生固氮菌 解析 根据所提供的甲、乙两种培养基的成分分 析，两者之间的主要差别是：甲培养基以葡萄糖 和淀粉作为有机碳源和能源，也有少量的无机碳 源（CaCO3）；乙培养基无有机碳源和能源。两 者之间的共同点是：都不含氮源。说明这两种培 养基只能培养具有固氮能力的细菌。 答案 C 3.抗生素可由微生物产生，具有抑菌作用，能在琼 脂培养基中扩散。在筛选产生抗生素的菌种时， 先在琼脂培养基平板上划线接种一种从土壤中获 得的甲菌，在27下培养3天，形成菌落。然后接 种乙、丙、丁三种致病菌（图A），继续在同样条 件下培养3天，结果如图B。分析结果，得出的结 论是 （ ） 甲菌产生了抗生素 丁菌的生长被丙菌产生的抗 生素抑制 乙菌的生长被甲菌产生的抗生素抑制 丙菌产生的抗生素抑制了乙菌的生长 A. B. C. D. 解析 乙、丙、丁三种致病菌不会产生抗生素，否 则靠近乙、丙、丁的甲菌落不能生长。从图B来看， 乙菌的生长被抑制，最可能的原因是甲菌产生了抗 生素，此种抗生素只能抑制乙菌的生长，而对丙、 丁两种菌没有影响。 答案 A 知识综合应用 重点提示 1.通过“选择培养基筛选特定功能的微生物相关知 识”的考查，提升“综合运用所学知识解决自然界和 社会生活中有关生物学问题”的能力。 典例分析 1.（2009上海卷，39）氯苯化合物是重要的有机 化工原料，因其不易降解，会污染环境。某研究 小组依照下列实验方案（图1）筛选出能高效降 解氯苯的微生物SP1菌。培养基配方如表1。 图1 表1 培养基的组成 液体培养基 蛋白胨 牛肉膏 氯苯 氯化钠 硝酸铵 无机盐（无碳） 蒸馏水 号 10 g 5 g 5 mg 5 g 1 L 号 50 mg 5 g 3 g 适量 1 L 号 2080 mg 5 g 3 g 适量 1 L （1）配制号固体培养基时，除添加号液体培 养基成分外，还应添加1%的 。 （2）培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是 。 （3）从用途上来说，号培养基和号培养基分 别属于 培养基和 培养基。在号 培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是 。 （4）在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变 成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为 。 （5）将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的号培养 液中培养，得到生长曲线（如图2）。从图2可知， SP1菌在 培养条件下最早停止生长，其原因 是 。 解析 配制固体培养基时应在液体培养基的成分中 再加入琼脂作为凝固剂。在配制培养基时应先调节 pH，后进行灭菌，防止灭菌后在调节pH的过程中 污染培养基。据表可知，培养基为牛肉膏蛋白胨 培养基，包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因 图2 子，适用于多种微生物的培养。培养基不加牛肉 膏和蛋白胨，以硝酸铵为氮源，可以选择出以硝酸 铵为氮源的微生物，是选择培养基。在营养缺乏、 环境恶劣时，微生物可以形成休眠体芽孢，来 度过不良环境。据图2可知，SP1菌在20 mg/L氯苯 培养条件下菌体数最早达到最大值，即最早停止生 长，原因是在培养基中，氯苯是唯一碳源，由于 20 mg/L氯苯培养条件碳源最少，因此也最早被耗 尽，使SP1菌停止生长。 答案 （1）琼脂 （2）先调pH，后灭菌 （3）通用 选择 硝酸铵 （4）芽孢 （5）20 mg/L氯苯 碳 源最早耗尽 重点提示 2.通过“探究土壤微生物对尿素是否有分解作用” 的考查，提升“对一些生物学问题进行初步探究” 的能力。 典例分析 2.同学们为了探究土壤中的微生物对尿素是否有分 解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效 降解尿素的细菌（目的菌）。培养基成分如下表 所示，实验步骤如下图所示。请分析回答问题： KH2PO41.4 g Na2HPO42.1 g MgSO47H2O0.2 g 葡萄糖1 g 尿素10 g 琼琼脂15 g 将上述物质质溶解后，用蒸馏馏水定容到1 000 mL （1）简述土壤中可分解尿素的细菌的鉴定方法及 原理: 。 （2）培养基中加入尿素的目的是筛选 ， 这种培养基属于 培养基。 （3）“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自 培养基中的 和 ，实验中需要振荡 培养，原因是 。 （4）转为固体培养基时，常采用 接种， 获得单菌落后继续筛选。 （5）实验结束后，使用过的培养基应该进行 处理后，才能倒掉。 解析 尿素是培养基中的唯一氮源，因此原则上只 有能够利用尿素的微生物才能够在此培养基上生长。 由于细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，pH升高，故 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入的酚红指示剂 将变成红色；这种培养基属于选择培养基，可筛选 目的菌；其生长所需的氮源和碳源分别来自培养基 中的尿素和葡萄糖；振荡培养的目的是提供氧气； 固体培养基培养时的接种方法常用稀释涂布平板法 或平板划线法；最后，别忘记如果倒掉培养基，之 前应灭菌处理。 答案 （1）在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚 红指示剂，细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，pH升 高，使酚红指示剂变为红色 （2）目的菌 选择 （3）尿素 葡萄糖 为目的菌 提供氧气 （4）稀释涂布平板法（或平板划线法）（5）灭菌 考点题题号 微生物实验实验 室培养2、3、5、6、7、8 分解尿素的细细菌的分离与计计数1 分解纤维纤维 素的微生物的分离4 1.下面是分离分解尿素的细菌所用的培养基，据表 回答下列问题： （1）该培养基中含有的最主要碳源是 。 （2）该培养基按物理性质划分，属于 培养 基，该培养基具有选择作用的原因是 。 定时检测 （3）在该培养基中，可以通过检测pH的变化来判 断尿素是否被分解，所依据的原理是 ，所用方法是在培养基 中加入 ，若尿素被分解，则培养基 变成 色。 （4）如果将此培养基改为用来分离分解纤维素的微 生物的培养基，则主要提供碳元素的物质应改为 。 解析 培养基中葡萄糖、尿素和琼脂都含有碳元素, 其中葡萄糖是最主要的碳源，尿素主要提供氮元 素，琼脂是凝固剂。由于琼脂的存在，该培养基属 于固体培养基；由于尿素是该培养基的唯一氮源， 只有能分解尿素的微生物才能在上面生存，因此该 培养基具有选择作用。尿素分解会产生氨，氨能使 酚红指示剂变红色，据此可以推测培养基中的尿素 是否被分解。若该培养基改为用来分离分解纤维素 的微生物的培养基，纤维素应作为唯一碳源，因为 只有这样才具有选择作用。 答案 （1）葡萄糖 （2）固体 该培养基中唯一的 氮源是尿素，只有能分解尿素的微生物才能在此 培养基上生长繁殖 （3）微生物产生的脲酶能将尿 素分解成氨，氨会使培养基的pH升高 酚红指示 剂 红 （4）纤维素 2.（2009宁夏卷，40）（1）在大肠杆菌培养过程 中，除考虑营养条件外，还要考虑 、 和 渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、 变异类型容易选择、 、 等优点，因 此常作为遗传学研究的实验材料。 （2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染， 需对培养基和培养器皿进行 （消毒、灭 菌）；操作者的双手需要进行清洗和 ；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 。 （3）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个 数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格 操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的 。 （4）通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形 状、大小等菌落特征对细菌进行初步的 。 （5）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基 是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法 是 。 （6）若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其 培养物必须经过 处理后才能丢弃，以防止 培养物的扩散。 解析 （1）影响微生物培养的因素除了营养条件 外，外界条件主要包括温度、酸碱度和渗透压等。 由于大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容 易选择、易培养、生活周期短等优点，所以常作为 遗传学研究的实验材料。 （2）对培养基和培养器皿要进行灭菌,对操作者的 双手需要进行清洗和用酒精消毒,静止空气中的细 菌在用紫外线照射后能够使蛋白质变性，并损伤 DNA结构，使细菌死亡。 （3）样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落的数 目，实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液 进行培养，以保证获得的菌落数在30300之间。 （4）菌落的特征是判断微生物的种类的重要依据， 对获得的纯菌种可以依据菌落的特征对细菌进行初 步检测。 （5）要判断固体培养基是否被污染，可将未接种的 培养基在适宜的温度下培养一段时间，若发现有菌 落说明培养基已被污染。 （6）进行微生物培养时，使用过的培养基及培养物 必须经灭菌后才能丢弃，防止培养的微生物扩散到 环境中，造成危害。 答案 （1）温度 酸碱度 易培养 生活周期短 （2）灭菌 消毒 损伤DNA的结构 （3）比例合适 （4）鉴别（或分类） （5）将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜 的时间，观察培养基上是否有菌落产生 （6）灭菌 3.（2008山东理综，34）科学家发现蝇体内存在 一种抗菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌 能力，受到研究者重视。 （1）分离该抗菌蛋白可用电泳法，其原理是根据 蛋白质分子的 、大小及形状不同，在电 场中的 不同而实现分离。 （2）可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的体外抗菌 特性。抗菌实验所用培养基中的牛肉膏和蛋白胨主 要为细菌生长提供 和 。 （3）分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接 种等量菌液。培养一定时间后，比较两种培养基中 菌落的 ，确定该蛋白质的抗菌效果。 （4）细菌培养常用的接种方法有 和 。 实验结束后，对使用过的培养基应进行 处理。 解析 电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的 差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分 子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子 的分离。牛肉膏主要为微生物提供碳源、磷酸盐和 维生素，蛋白胨主要为微生物提供氮源和维生素。 细菌培养中常用的接种方法有平板划线法和稀释涂 布平板法。实验结束后，对使用过的培养基应进行 灭菌处理，以防造成细菌扩散，带来危害。 答案 （1）电荷（带电情况） 迁移速度 （2）碳源 氮源 （3）数量 （4）平板划线 法稀释涂布平板法（稀释混合平 板法） 灭菌 4.生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国 利用农作物废弃物（秸秆）生产乙醇，其技术流程 为：纤维素酶解酵母发酵蒸馏成品。 （1）纤维素酶的成本能否下降，是能否实现乙醇工 业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维 素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土 壤中纤维素分解菌的实验流程：土壤取样选择培 养梯度稀释鉴别培养。 最好选择怎样的环境采集土样？ 。 以下是一种培养基配方：纤维素粉5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO47H2O 1.2 g、KH2PO4 0.9 g、 MgSO47H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏0.5 g 、 水解酪素0.5 g（蒸馏水定容到1 000 mL）。该培 养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理 是 。 为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以 在鉴别培养基上加入 染液，将筛选获得的 菌液稀释后用 接种到鉴别培养基上，然后 挑选产生 的菌落作为菌种进行扩大培养。 纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？ 请设计实验进行检测。 。 （2）进行工业化酶解时，为了使纤维素酶能反复 使用 ，可以采用技术。 （3）乙醇是酵母菌的发酵产物，发酵时酵母菌直 接利用的物质是 。 （4）发酵时乙醇浓度升高会对酵母菌产生毒性， 从而影响进一步的发酵。科学家利用基因工程方 法创造出一种对乙醇浓度有高耐受力的酵母菌新 菌种，该过程需要采用PCR技术扩增目的基因。 与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入哪两 种特别的物质？ 。 解析 分离土壤中的纤维素分解菌应从纤维素丰富 的土壤环境中取土样，这样的土壤中纤维素分解菌 较多。在所给培养基中，纤维素是碳源，只有能利 用纤维素的微生物能生长，其他微生物不能生长。 鉴别纤维素分解菌可在培养基中加入刚果红染料， 将筛选获得的菌液稀释后用涂布平板法接种到鉴别 培养基上，纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解纤 维素，产生透明圈。检测纤维素酶产量可根据葡萄 糖产量确定。工业化酶解时，为了使纤维素酶能反 复使用，可以采用固定化酶技术。酵母菌利用葡萄 糖（或纤维素酶解产物）发酵产生酒精。PCR技术扩 增目的基因时需加入两种引物、耐热的DNA聚合酶。 答案 (1)选择纤维素丰富的土壤环境 培养基 中纤维素是主要碳源，有利于纤维素分解菌生长， 同时抑制其他微生物生长 刚果红 涂布平板法 透明圈 向定量纤维素分解菌培养液中加入定量 纤维素，定时测定葡萄糖产量的变化 (2)固定化酶 (3)葡萄糖（或纤维素酶解产物）（4）两种引物、 耐热的DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶） 5.从自然菌样筛选较理想生产菌种的一般步骤是：采 集菌样富集培养纯种分离性能测定。 （1）不同微生物的生存环境不同，获得理想微生 物的第一步是从合适的环境中采集菌样，然后再 按一定的方法分离、纯化。培养嗜盐菌的菌样应 从 环境采集。 （2）富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生 长的特定环境条件，使群落中其数量大大增加，从 而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉 酶微生物的富集培养应选择 的培养 基，并在 条件下培养。 （3）下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种 方法接种后培养的效果图解，请分析接种的具体 方法。 获得图A效果的接种方法是 ，获得图B效 果的接种方法是 。 （4）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 条件 下进行。 解析 （1）嗜盐菌就生活在高盐环境中，如：海滩 等环境。（2）耐高温淀粉酶应存在于以淀粉为唯一 碳源且在高温环境中生存的微生物体内。（3）从不 同菌落之间的关系可以看出，A纯化微生物的接种方 法是稀释涂布平板法，B纯化微生物的接种方法是平 板划线法。（4）培养基配制时应先溶化，再调整pH 值，然后灭菌。 答案 （1）海滩等高盐 （2）以淀粉为唯一碳源 高温 （3）稀释涂布平板法 平板划线法 （4）pH调整 高压蒸汽灭菌 无菌 6.为了研究微生物的抗药性突变是自发产生的还是 在环境因素的作用下产生的，1952年Lederberg夫妇 利用大肠杆菌设计了一个影印培养法实验。 影印培养法的实验原理是：把长有数百个菌落的细 菌母种培养皿倒置于包有一层灭菌丝绒布的木质圆 柱体（直径略小于培养皿平板）上，使其均匀地沾 满来自母种培养皿平板上的菌落，然后通过这一 “印章”把母板上的菌落“忠实地”一一接种到不 同的其他培养基上。 下图就是利用影印培养技术证明大肠杆菌产生抗 链霉素突变基因的实验。具体方法是： 首先把大量对链霉素敏感的大肠杆菌涂布在不含 链霉素的培养基的平板1的表面,待其长出密集的小 菌落后,用影印法接种到不含链霉素的培养基平板2 上,随即再影印到含有链霉素的培养基平板3上。经 培养后，在平板3上出现了个别抗链霉素的菌落。 对培养皿2和3进行比较，在平板2上找到与平板3 上那几个抗性菌落的“孪生兄弟”。 把平板2上与平板3上菌落相应的一个部位上的菌 落挑至不含链霉素的培养液4中，经培养后，再涂布 在平板5上。 重复以上各步骤，最后在试管12中获得了较纯的 抗性菌落。 根据以上材料回答下列问题： （1）若要仅获得抗链霉素的大肠杆菌，则该如何 操作: 。 （2）大肠杆菌抗链霉素基因存在于细胞的 结 构上，在基因工程中，该结构常作 。 （3）3号、7号、11号培养皿中加入链霉素的作用 是 ，3号培养皿中的菌落比1号、2号 中的菌落少很多，这说明了 。 （4）该实验最关键的设计思路是 。你认 为该实验设计的巧妙之处是 。 （5）你认为该实验得到的结论是 。 解析 （1）若要获得抗链霉素的大肠杆菌，用含链 霉素的选择培养基进行培养即可。（2）细菌的抗药 性基因一般存在于质粒上，质粒在基因工程中常用 作载体。（3）链霉素起选择作用,大部分的大肠杆 菌被杀死,少数具有抗性的个体保留下来。（4）实 验中最关键的设计思路是对照，即在含有链霉素和 不含链霉素的培养基中培养。 答案 （1）将原始菌种涂布到含有链霉素的培养基 中进行选择培养，生长出的菌落即为抗链霉素的大 肠杆菌 （2）质粒 载体 （3）选择作用 通过链霉素的选择作用，具有抗药 性的大肠杆菌保留下来，数量较少 （4）对照实验 最终获得的抗药性细菌一直没有接 触链霉素 （5）微生物的抗药性突变是自发产生的，而不是在 链霉素的作用下产生的 7.酵母菌是一种真菌，与人们的生活密切相关。请回 答下列问题： （1）进行果酒酿制实验时，对清洗干净的发酵瓶 还要用70%的酒精进行擦拭，其目的主要是 。 往发酵瓶内装发酵液时,一定要留有约1/3的空间, 这是为了 。 为了提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的 生长，最好直接在果汁中加入 。 发酵的过程实际也是酵母菌的培养过程，发酵液 中的有机物主要为其提供着 源等营养物质。 （2）将土壤浸出液接种到特定的培养基上可得到 酵母菌菌落。这一步叫做 ， 所用的培养基又称为 。 （3）在酵母菌的