高三生物总复习第40讲微生物的利用名师精选教案

1、名校名 推荐2012 高三生物总复习教案第 40 讲 微生物的利用教学案【考纲要求】微生物的利用考纲要求(1)进行微生物的分离和培养具体内容(2)测定某种微生物的数量(3)研究培养基对微生物的选择作用(4)探讨微生物的利用(1) 培养基的配制实验内容(2) 高压蒸汽灭菌和干热灭菌(3) 倒平板操作实验与探究能力(4) 平板划线操作和稀释涂布平板法(5) 应用选择培养基分离某种特定的微生物【考点分析】考点试卷类型分值题型(1)进行微生物的分离和培养2007宁夏15非选择题(2)测定某种微生物的数量2007江苏2选择题(3)研究培养基对微生物的选择作用2007山东8非选择题(4)探讨微生物的利用2

2、007江苏3选择题(1)培养基的配制2007广东15非选择题(2)高压蒸汽灭菌和干热灭菌2007宁夏15非选择题(3)倒平板操作2008广东10非选择题(4)平板划线操作和稀释涂布平板法2008广东10非选择题(5)应用选择培养基分离某种特定的微2009广东10非选择题生物2009 辽宁、宁夏15非选择题2009上海9非选择题【考点预测】- 1 -名校名 推荐从近几年高考试题看，微生物的营养、培养基的种类和配制、进行微生物的培养与分离等内容是命题的素材。培养基的种类与配制是本模块的重点内容，今年高考命题可能会从下面三个方面展开：1 培养基及其无菌技术2 应用选择培养基分离某种特定的微生物3 有

3、关的实验原理、方法、步骤和预测本专题内容侧重考查学生的实际应用能力，由于很多课题的开展具有一定的难度，从考试的角度上讲也很难实现动手能力的考查。从近几年掰课标地区生物试题看注重考查基础知识，同时进行简单应用的考查。考查知识点分布主要集中在微生物的营养、培养基种类和配制、程序及其注意事项、无菌技术、微生物的选择和鉴别培养等。以非选择题为主，为选做题之一。【知识梳理】一、 微生物的实验室培养1、培养基2、无菌技术3、试验操作二、土壤中分解尿素的细菌分离与计数1、试验设计2、设置对照3、筛选菌株三、分解纤维素的微生物的分离1、纤维素2、试验设计【重点解析】微生物的实验室培养1、 微生物的营养物质及功

4、能碳源氮源生长因子水无机拦概念 凡能为微生物提供所需凡能为微生物提供所微生物生长不可缺碳元素的营养物质需氮元素的营养物质少的微量有机物- 2 -名校名 推荐来源 无机碳源： C02、 NaHC03无机氮源： N2、氨、铵 酵母膏、 蛋白胨、 动等；有机碳源：糖类、盐、硝酸盐等；有机植物组织提取液脂肪酸、花生粉饼、石氮源：尿素、牛肉膏、油等蛋白胨、氨基酸等作用主要用于构成微生物主 要 用 于 合 成 蛋 白 酶和核酸的组成成溶剂、生 酶 的 成的细胞物质和一些代谢质、核酸以及含氮的分化反应的 分、调节产物；异养微生物的主代谢产物介质渗透压等要能源物质说明 不同种类的微生物，对对于异养微生物，含微

5、生物需要补充生碳源的需要差别较大。C、长因例：甲基营养菌只利用H、0、N的化合物既是子是由于缺乏合成甲醇、甲烷；假单胞菌碳这些利用 90多种含碳源，又是氮源物质所需要的酶或化合物合成能力有限2、 培养基的种类划分标准培养基种类特点用途按物理液体培养基不加凝固剂工业生产性质固体培养基加凝固剂， ( 如琼脂 )微生物分离、鉴定，活菌计数，保藏菌种选择培养基培养基中加入某种化学物培养、分离出特定微生物如培养酵母菌按质，以抑制不需要的微生物和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培用的生长，促进所需要的微生养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入途物的生长高浓度食盐鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在鉴别不同种类的微

6、生物，如可用伊红一培养基中加入某种指示剂美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否或化学药品有大肠杆菌 ( 若有，菌落呈深紫色， 并带有金属光泽 )- 3 -名校名 推荐3、 无菌技术消毒与灭菌概念常用方法应用的范围消使用较为温和的物理或化煮沸消毒法：在 100煮沸 一般物品学方法仅杀死物体表面或5 6 min毒内部一部分对人体有害的巴氏消毒法： 70 75煮 对于一些不耐高温的液体，微生物 ( 不包括芽孢和30 min 或在 80煮 15min如牛奶孢子 )化学药剂消毒法如用体积分数 70 75的酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等紫外线消毒： 30 W接种室空气紫外灯照射 30 min使用强烈的理化因素

7、杀死灼烧灭菌：酒精灯火焰接种工具的灭菌物体内外所有的微生物( 包 干热灭菌： 160 l70 玻璃器皿、金属工具的灭菌灭括芽孢和孢子 )下灭菌 12 h菌高压蒸汽灭菌： 121 100培养基及容器的灭菌kPa 条 件 下 ， 灭菌 15 30min4制备牛肉膏蛋白胨固体培养基操作分析(1) 培养基需冷却至 50时开始倒平板原因：琼脂是一种多糖，在98以上熔化，在44以下凝固，倒平板时高于50则会烫手，低于50时若不能及时操作，琼脂就会凝固。估计培养基温度的方法是：培养基从灭菌锅中取出冷却一段时间后用手触摸，感觉上以刚不烫手为准。(2) 平板倒置原因：平板皿盖上会凝结水珠，培养基表面的温度也较高

8、，平板倒置后，既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止肛盖上的水珠落入培养基，造成污染。5纯化大肠杆菌操作过程中的注意事项微生物的接种方法中最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。(1) 平板划线法操作第一步即取菌种之前及每次划线之前接种环都需要进行火焰灼烧灭菌，划线操作- 4 -名校名 推荐结束时，仍需灼烧接种环，每次灼烧目的如下表：第一次操作每次划线之前划线结束杀死接种环上原有杀死上次划线后接种环上残留的杀死接种环上残存的菌的微生物菌种，使下次划线的菌种直接来种，避免细菌污染环境和目的源于上次划线的末端，使每次划感染操作者线菌种数目减少从第二次以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，能使细

9、菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(2) 稀释涂布平板法稀释涂布平板的操作比较复杂，且各个细节均需保证“无菌”应特别注意：酒精灯与培养皿的距离要合适。吸管头不要接触任何其他物体。吸管要在酒精灯火焰周围使用。例 1 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、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。(1)培养基中含有蛋白胨、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。(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

10、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，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中种细菌。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。解析： (1) 蛋白胨主要是为细菌提供氮源，淀粉只能为细茵提供碳源，其实，两者还都能为细菌提供能源。虽然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。(2)培养基常用高压蒸汽灭菌，接种环等用灼烧灭茵，玻璃器皿等适于用干热灭菌。(3) 适宜的温度条件下微生物繁殖速度快，恒温箱可通过

11、设定维持适宜的温度；对照组应接种不含细菌的- 5 -名校名 推荐样品，比如接种无菌水。(4) 每一种类型的菌落就表示有一种类型的细菌。茵落总数与湖水遭受细菌污染的程度呈正相关。(5) 加入NaCl 可制作筛选耐盐细菌的选择培养基。蛋白质中含有氮元素和碳元素，为细菌的生长提供了氮源和碳源，而淀粉只能提供碳源。培养基一般采用高压蒸汽进行灭茵。不同的微生物形成的茵落不同，有多种茵落即有多种细菌；污染越重，茵落总数就越多。耐盐细茵可以在高浓度的NaCl 培养基中生存，而其他的细菌则很难生存。答案： (1) 氮源 ( 碳源不作要求)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

12、(5) 盐 ( 或 NaCl) 选择性培养基例 2 苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选出只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，为土壤样品。请问答下列问题：(1) 中培养目的菌株的选择培养基中应加入作为碳源，中不同浓度碳源的培养基(A影响； B不影响 ) 细菌的数量，如果要测定中活细菌数量，常采用法。(2) 为对照，微生物在中不生长，在中生长，与培养基的主要区别在于使用法可以在上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养?(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小?(4)

13、实验过程中如何防止其他微生物的污染？解析： 本题以实验材料作为背景考查微生物培养及相关实验分析和设计能力等。根据实验目的知，从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，说明苯酚是该种细菌的碳源。如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小?该问中应注意自变量为不同菌株，苯酚的浓度是无关变量。由于苯酚显酸性，不同菌株的菌种降解苯酚的能力不同，pH 值会不同。可考虑用pH 试纸来检测作为因变量。实验中为防止微生物污染，应从制备培养基到接种与培养等全部实验过程保持无菌操作，如用于微生物培养的器皿、接种工具和培养基等进行灭菌等。答案： (1) 苯酚 A影响稀释涂布平板法。(2) 的培养基没有加入苯酚作为碳源，

14、培养基中加入苯酚作为碳源稀释涂布平板法或- 6 -名校名 推荐平板划线法以防止培养基冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基。(3)5支洁净培养瓶一分别加入相同培养基( 加等量的苯酚，用pH 试纸检测这5 支瓶内培养基的 pH 值，用苯酚调试使它们的pH 值相等，苯酚是唯一的碳源) 一分别接种5 种等量的来自不同菌株的菌种一在相同的适宜条件下培养相同的时间一再用pH 试纸检测这5 支瓶内培养基的 pH 值。苯酚显酸性，不同菌株的菌种降解苯酚的能力不同，5 支；瓶内培养基中的苯酚被分解的量不同，所以pH值不同。用pH 试纸检测这5 支瓶内培养基的pH值，从而比较不同菌株降解苯酚能力的大小。(4)

15、从制备培养基到接种与培养等全部实验过程保持无菌操作：a对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。b将用于微生物培养的器皿、接种工具和培养基等进行灭菌。 c实验操作应在酒精灯的火焰附近进行。d实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。【实战训练】材料：饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排除后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。（ 09 广东卷） 1. （ 10 分）生物技术实践（ 1）商品化植酸酶主要来自微生物。在产酶菌株筛选过程中，常

16、在基本培养基中添加不溶于水的植酸钙制成固体平板，植酸钙被植酸酶分解后可在平板上产生，可根据其大小选择目的菌株，所得菌株需要进一步测定植酸酶活性。活性测定可以植酸钠作为底物，活性可用一定条件下单位时间表示。（ 2）利用上述所得菌株制备植酸酶的流程如下图：中的主要成分为；中包含多种酸酶等多种蛋白质。请写出一种纯化得到植酸酶的方法及其依据。（ 3）为建设基因工程菌，可用PCR等技术从上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反应包含多次循环，每次循环包括三步：。反应过程中打开模板DNA双链的方法是。（ 4）除植酸酶外，微生物还应用在的生产中。- 7 -名校名 推荐答案：（ 1）透明圈植酸钠的消耗量（肌醇和磷酸

17、的生成量）（ 2）小分子杂质凝胶色谱法：根据蛋白质之间分子大小，吸附性质等差异进行纯化。（或电泳法：根据蛋白质之间电荷，分子大小等差异进行纯化。）（ 3）变性，复性，和延伸加热（ 4）蛋白酶，脂肪酶，纤维素酶解析： 本题考查对微生物的分离和培养，蛋白质的纯化，酶活性鉴定等知识，结合实际应用。（ 09 辽宁、宁夏卷）2. 【生物选修1 生物技术实践】 （ 15 分）（ 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

18、对培养基和培养皿进行 _（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。答案：（ 1）温度 酸碱度 易培养 生活周

19、期短（ 2）灭菌 消毒 损伤 DNA的结构（ 3）比例合适（ 4）鉴定 ( 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- 8 -名校名 推荐解析 ：（ 1）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，培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。（ 2）灭菌使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物， 所以对培养基和培养皿进行灭菌，消毒使用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，操作者的双手需要进行清洗和消毒，紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构。

20、（ 3）稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，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，进行培养，应保证样品稀释的比例适合。（ 4）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鉴定。（ 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）因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素，并可能导致肠管出现严重症状，使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。（ 09 上海卷） 3 . （ 9 分）氯苯化合物是重要的有机化工原

21、料，原因不易降解，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。（ 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 _ 。- 9 -名校名 推荐答案：（ 1）琼脂（ 2）先调 PH，后灭菌（ 3）通用选择硝酸铵（ 4）芽孢（ 5） 20mg/L 氯苯硝酸最早耗尽解析： 本题主要考查微生物相关知识。（ 1）固体培养基必须含有适量的琼脂；（ 2）配置培养基时应先调 PH后灭菌；（ 3）号培养基是为了获得更多的菌株，属于通用培养基，号培养基是为选择出SP1 菌株属于选择培养基，号培养基成分中含N物质为硝酸铵，则应由它为SP1 菌株提供氮源；（ 4）在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体