选修一第12专题老师.docx
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选修一第12专题老师
选修一生物技术实践
知识点一、传统发酵技术的应用
1、几种常用发酵菌种的比较
菌种
酵母菌
醋酸菌
毛霉
乳酸菌
项目
生物学分类
真核生物
原核生物
真核生物
原核生物
代谢类型
异养兼性厌氧
异养需氧
异养需氧
异养厌氧
适宜条件下出芽生
二分裂生
二分裂生
繁殖方式
孢子生殖
殖
殖
殖
前期需氧,后期不
发酵条件
一直需氧
一直需氧
不需氧
需氧
2、果酒、果醋、腐乳、泡菜制作中所用菌种及控制条件的比较制作内容比较项
果酒
果醋
腐乳
泡菜
目
所用菌种
酵母菌
醋酸菌
主要是为
乳酸菌
霉
O的有无
无氧
有氧
有氧
无氧
2
18℃~30℃~15℃~
最适温度
25℃
35℃
18℃
常温
控制条
腌制8天
腌制10天左
件
10~12天
7~8天
时间控制
左右
右
封闭充气
控制盐酒
控制盐水比
其他条件
口
适时充气
用量
例
1
相关反应式
3、果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程的比较及亚硝酸盐含量的检测
腐乳的制
比较项目果酒和果醋制作
作
果酒:
无氧呼吸果多种微生
制作原理
醋:
有氧呼吸物发酵
挑选葡萄→冲洗→榨
汁→酒精发酵→醋酸
让豆腐上
长也毛霉
实验流程
→加盐腌
发酵
制→加卤
图
汤装瓶→
↓
↓
密封腌制
果酒
果醋
制作泡菜并检测亚硝酸盐
含量
泡菜制作:
乳酸菌无氧呼吸亚硝酸盐检测:
在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,
与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料
4.消毒和灭菌比较
比较项
理化因素的作用强度
消灭微生物的数量
芽孢和孢子能否被消灭
消毒
较为温和
部分生活状态的微生物
不能
灭菌
强烈
全部微生物
能
2
知识点二、微生物的实验室培养要点解读
(1)培养基的主要种类
划分标
培养基种类
特点
用途
准
物理性
液体培养基[来
不加凝固剂[来源:
学.科.网
质[来
工业生产[来源:
学科ZXXK]
源:
科网]
来源
源:
学科
Z.X.X.K][
网][来
半固体培养基
观察微生物的运动、分类鉴定
源:
学+
科+网
Z+X+X+
加凝固剂,如琼脂
微生物分离、鉴定、活菌计数、
K][来
固体培养基
保藏菌种
源:
Zxxk.
Com]
培养基中加入某种化学物
选择培养基
质,以抑制不需要的微生
培养、分离出特定微生物
物的生长,促进所需要的
用途
微生物的生长
根据微生物的代谢特点,
鉴别培养基
在培养基中加入某种指示
鉴别不同种类的微生物
剂或化学药品
(2)培养基的营养成分
营养要素
来源
无机碳源
CO2、NaHCO3等含碳无机物
碳源
糖、脂、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼
有机碳源
等
无机氮源
无机氮、NH3、铵盐、硝酸盐、N2等
氮源
有机氮源
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸
无机盐
钠盐、钾盐
水
提示:
培养基的营养要素除了碳源、氮源、水和无机盐;不同微生物生长对生长因子,还有
pH
以及氧气的需求。
3
(3)消毒和灭菌的区别
条件
结果
常用的方法
应用的范围
较
为
仅杀死物质
煮沸消毒法
一般物品
温
和
巴氏消毒法
不耐高温的液体
表面或内部
消
的
物
一部分对人
毒
理
或
化学药剂消
用酒精擦拭双手,用氯气
体有害的微
化
学
毒法
消毒水源等
生物
方法
强
烈
杀死物体内
灼烧灭菌
接种工具
灭
的
理
外所有的微
干热灭菌
玻璃器皿、金属工具
菌
化
因生物,包括芽
高压蒸汽灭
培养基及容器的灭菌
素
孢和孢子
菌
(4)纯化大肠杆菌的原理:
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。
1.无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④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相接触。
2.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
答:
平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使
培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
3.平板划线法操作步骤:
①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞。
③将试管口
通过火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平
板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。
注意不要划破培养皿。
⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一
区域划线的末端开始往第二区域内划线。
重复以上操作,在三、四、五区域内划线。
注意不要将最后
一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
4.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?
在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种
环吗?
为什么?
答:
操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源
4
于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。
划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
课题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
尿素最初是从人的尿液中发现的
筛选菌株
(1)实验室中微生物的筛选应用的原理
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
(2)选择性培养基
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作选择培养基。
(3)配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。
例如,培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物;培养基中不加入氮元素,可以选择培养能固氮的微生物;加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
统计菌落数目
(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。
(2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
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细菌。
为了保证结果准确,一般设置3~5个平
板,选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。
统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
采用此方法的注意事项:
1.一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数2.为了防止菌落蔓延,影响计数,可在培养基中加入TTC3本.法仅限于形成菌落的微生物设置对照
设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。
对照实验是指除了被测试的条件以外,其他条件都相同的实验,其作用是比照试验组,排除任何其他可能原因的干扰,证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?
统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计3个平板,计算出平板菌落数的平均值每克样品中
的菌落数=(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
5
课题三分解纤维素的微生物的分离
纤维素,一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。
纤维素
与纤维素酶
(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。
纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养。
纤维素分解菌的筛选
(1)筛选方法:
刚果红染色法。
能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理
刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。
当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
这样,我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
分离分解纤维素的微生物的实验流程
土壤取样→选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→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)土壤采集选择富含纤维素的环境。
(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板(3)刚果红染色
法种类
一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。
课题延伸
对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后,只是分离纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还需要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的测定。
疑难解答
(1)为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌?
由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
(2)将滤纸埋在土壤中有什么作用?
你认为滤纸应该埋进土壤多深?
将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。
一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。
(3)两种刚果红染色法的比较
方法一是传统的方法,缺点是操作繁琐,加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂;其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。
方法二的优点是操作简便,不存在菌落混杂问题,缺点
6
是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。
但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊,因为培养基中纤维素占主要地位,因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。
方法二的另一缺点是:
有些微生物具有降解色素的能力,它们在长时
间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈,与纤维素分解菌不易区分。
(4)为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物?
在选择培养的条件下,可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的作用。
练习题
1、在过酒、果醋和泡菜制做过程中,所用原料的有机物总量及种类变化是:
()
A、减少、增加B、减少、减少C、增加、增加D、增加、减少
2、制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的主要微生物从细胞结构来看()
A、四种均为真核生物B、四种均为原核生物
C、三种真核生物,一种原核生物D、两种真核生物,两种原核生物
3.变酸的酒表面长的一层膜和泡菜坛内长的一层白膜分别是由哪种菌的繁殖造成的()
A醋酸菌、酵母菌B、酵母菌、毛霉
C、醋酸菌、乳酸菌D、酵母菌、醋酸菌
4、在“果醋制作过程”中,获得较多的醋酸杆菌菌种的最简便方法是()
A.从变酸的葡萄酒表面获得菌膜,再培养、分离
B.不必人为加入菌种在葡萄等水果表面本身就存在大量醋酸杆菌
C.从泡菜坛盖边沿的水槽中的表面获得菌膜,再培养、分离
D.从土壤中分离提取
5、下列哪种条件下,醋酸菌将葡萄汁中的糖分分解成醋酸()
A、氧气、糖分充足B、氧气充足,缺少糖源
C、缺少氧气,糖分充足D、氧气、糖源都缺少
6、日常生活中,把鲜牛奶制成酸奶后,营养价值有一定程度的提高,下列叙述的原因,你认为最可
能是()
A.因为减少了吸收鲜牛奶时能量的消耗
B.因为在鲜牛奶制成酸奶过程中产生了大量的维生素类物质
C.因为在鲜牛奶中含有较多的钙质,不利于其他物质的吸收
D.因为在将鲜牛奶制成酸奶的过程中,将不易于利用的乳糖转变为了易于利用的乳酸
7、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时,倒平板的具体描述正确的是()
①待培养基冷却至40℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板②将灭过菌的培养皿放在桌面上,左手
拔出棉塞③右手拿锥形瓶,使瓶口迅速通过火焰④用左手的母指和食指打开皿盖⑤右手将锥
7
形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上皿盖⑥等待平板冷却5s~10s,将平板倒过来放置,使
皿盖在下,皿底在上
A.①③④⑤B.④⑤⑥C.③⑤D.①②④⑥
8、用纤维素酶处理一种生物的细胞后,外层结构无明显变化,但能进行光合作用,此生物是()
A.酵母菌B.硝化细菌C.蓝藻D.水稻
9、下列有关酒精在相关实验中运用的叙述,正确的是()
①接种前一般要用50%的酒精擦拭双手②在提取叶绿体中的色素时可用酒精代替丙酮③95%的冷
酒精用于观察细胞中DNARNA时解离④用苏丹III染液鉴定花生子叶中的脂肪时需要用酒精洗去浮
色A.①②B.③④C.①③D.②④
10、关于酵母菌的叙述,错误的是()
A.酵母菌既含有核基因,又含有线粒体基因B.酵母
菌无氧呼吸的终产物经主动运输到细胞外
C.培养液中酵母菌的种群数量在培养早期近似“J”型
增长
D.在碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值不同
11.大肠杆菌可以直接利用葡萄糖,也可以通过合成β-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利
用。
将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中,测定其细胞总数及细胞内β-半乳糖苷酶的活性
变化(如图)。
据图分析,下列叙述合理的是()
A.0~50min,细胞内无β-半乳糖苷酶基因
B.50~100min,细胞内无分解葡萄糖的酶
C.培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时,β-半乳糖苷酶基因开始表达
D、培养基中葡萄糖缺乏时,β-半乳糖苷酶基因才开始表达
12.下列关于病毒、醋酸菌、毛霉的叙述,不正确的是()
A.病毒与后两者比较,没有细胞结构,遗传物质可能是DNA或是RNA
B.醋酸菌是好氧菌,可以将葡萄糖分解成醋酸,其细胞结构中没有核膜和核仁
C.在腐乳制作过程中,毛霉能产生蛋白酶,分解豆腐中的蛋白质为肽和氨基酸
D.三者在培养过程中,只要培养基中有水、碳源、氮源和无机盐,都能正常生长繁殖
13.下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是()
8
A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下B.过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与D.过程①~④所需的最适温度基本相同
14.现有两瓶密封的罐头已过保质期,甲瓶瓶盖鼓起,乙瓶外观无变化,打开后发现两瓶罐头均已变
质。
对此现象解释合理的是()
①甲罐头变质是被异养厌氧细菌污染,细菌代谢的产物有CO2和乳酸
②甲罐头变质是被异养厌氧细菌污染,细菌代谢的产物有酒精和CO2
③甲罐头变质是被异养厌氧细菌污染,细菌代谢的产物有CO2和H2O
④乙罐头变质是被异养厌氧细菌污染,细菌代谢的产物是乳酸
⑤乙罐头变质是被异养厌氧细菌污染,细菌代谢的产物是酒精
A.①④B.③⑤C.②⑤D.②④
15.细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理,这些方法依次用于杀
灭哪些部位的杂菌()
A.接种针、手、培养基B.高压锅、手、接种针
C.培养基、手、接种针D.接种针、手、高压锅
16.甲、乙、丙是三种微生物,下表I、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。
甲、乙、丙都能在Ⅲ
中正常生长繁殖;甲能在I中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都
不能。
下列说法正确的是()
粉状硫
K2HPO
FeS04
蔗糖
(NH4)2SO
H20
MgS04
CaCl
2
4
10g
4g
0.5g
10g
0.4g
100ml
9.25g
0.5g
I
+
+
+
+
+
+
+
Ⅱ
+
十
+
+
+
+
+
Ⅲ
+
+
+
+
+
+
+
+
A.甲、乙、丙都是异养微生物
B.甲、乙都足自养微生物、丙是异养微生物
C.甲是异养微生物、乙是固氮微生物、丙足自养微生物
D.甲是固氮微生物、乙是自养微生物、丙是异养微生物
17.农田土壤的表层,自生固氮菌的含量比较多,将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它细菌分开,对培养的要求是()
①加抗生素②不加抗生素③加氮素④不加氮素⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦37℃恒
温箱培养⑧28℃--30℃温度下培养
A.①③⑤⑦B.②④⑥⑧C.②④⑤⑧D.①④⑥⑦
9
18.
在微生物的实验室培养实验中,将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入
37℃恒温箱的目的是()
A.对比观察培养基有没有被微生物利用B.对比分析培养基上是否生有杂菌
C.让未接种的培养基上也能长出菌落D.为了下次接种时再使用
19.用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时
①可以用相同的培养基②都需要使用接种针进行接种③都需要在火焰旁进行接
种④都可以用来计数活菌
A.①②B.③④C.①③D.②④
20.在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长;在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌;在培养基中加入10%酚可以抑制细菌和霉菌。
利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出
A.乳酸菌、金黄色葡萄球菌、放线菌B.固氮细菌、大肠杆菌、放线菌
C.固氮细菌、霉菌、放线菌D.固氮细菌、金黄色葡萄球菌、放线菌
21、下图是苹果醋的制作流程简图,请据图回答:
(1)过程②中使用到的微生物是,该微生物的代谢类型
是。
该微生物可以从食醋中分离纯化获得,方法是:
第一步:
(配制培养基)该培养基必须含有微生物生长所需
的等基本营养成分。
第二步:
对培养基用方法进行灭菌。
第三步:
(接种)微生物常用的接种方法
有
第四步:
(培养)温度控制在。
第五步:
挑选符合要求的菌落。
(2)在苹果醋的制作过程中为防止杂菌污染所用发酵瓶要进行,后期
发酵时通气口的阀门要及时(开或关)。
22.
(1)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和____,平板划线前要对接种环进行灼烧,原因是为了__________。
(2)用培养基培养微生物时,培养基中应有__________、__________、
__________和等营养,同时还必须满足微生物生长对
__________、__________、__________的要求。
(3)用唯一碳源培养基分离微生物的主要操作步骤为①原料称量、溶解②__________
③分装、包扎④灭菌⑤倒平板⑥__________⑦培养。
10
21.1)醋酸菌异氧需氧型
第一步:
水、碳源、氮源、无机盐
第二步:
高压蒸气灭菌
第三步:
平板划线法、稀释涂布平板法
第四步:
30~35℃
(2)清洗、消毒开
22.
(1)稀释涂布平板法灭菌
(2)碳源氮源水无机盐特殊营养物质pH氧气
(3)调节pH接种
11
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