创新方案版高考生物二轮复习 第一部分 专题21 微生物分离培养及在传统发酵技术中的应用 新人教版Word文档格式.docx
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D项,选择培养基中已经加入了某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物生长,另外土壤浸出液本身也含有一定量的微生物,因此将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上时不进行严格的无菌操作,对实验结果影响不大。
2.(2012·
江苏高考)下列关于制作果酒、果醋和腐乳的叙述,合理的是(多选)( )
A.在果酒发酵后期拧开瓶盖的间隔时间可延长
B.条件适宜时醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸
C.果酒发酵过程中发酵液密度会逐渐减小
D.将长满毛霉的豆腐装瓶腌制时,底层和近瓶口处需加大用盐量
[命题立意] 本题主要考查果酒、果醋和腐乳制作的知识。
[知识依托] ①传统发酵技术操作中,要提供适合所用微生物生长发育的适宜条件,同时严格进行无菌操作,抑制其他杂菌生长。
②实验操作过程中减少不安全因素的发生。
[解析] 选ABC 果酒发酵后期,因营养物质的消耗、pH改变等原因,酵母菌呼吸产生CO2的量变少,所以可延长拧松瓶盖的间隔时间,A项正确;
当氧气、糖源充足时,醋酸菌可将葡萄汁中的糖分解成醋酸,B项正确;
果酒发酵过程中不断消耗葡萄糖产生酒精,导致发酵液的密度逐渐减小,C项正确。
制作腐乳时,对长满毛霉的豆腐加盐腌制时,需逐层加盐,并随层数加高而增加用盐量,在近瓶口表面要铺得厚一些,D项错误。
3.(2012·
浙江自选模块)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:
(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①________,它能以尿素作为氮源;
若有Hp,则菌落周围会出现②________色环带。
(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是③________灭菌。
A.高压蒸汽 B.紫外灯照射
C.70%酒精浸泡D.过滤
(3)步骤X表示④________。
在无菌条件下操作时,先将菌液稀释,然后将菌液⑤________到培养基平面上。
菌液稀释的目的是为了获得⑥________菌落。
(4)在培养时,需将培养皿倒置并放在⑦________中。
若不倒置培养,将导致⑧________。
(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⑨________分解为NH3和14CO2。
[命题立意] 本题考查微生物的分离与培养的知识。
[知识依托] ①微生物分离是根据微生物的营养需求及生长条件,人为控制这些条件,适合目的微生物生长、抑制其他微生物生长的方法。
②微生物培养操作过程中要严格无菌操作。
③运用特定的染色或化学试剂与微生物代谢产物的特定反应,检验或检测目的微生物。
[解析]
(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
1.从考查内容上看,主要考查微生物的纯化培养操作与应用、传统发酵技术。
2.从考查角度上看,联系生产生活实际考查微生物的计数、分离和纯化培养;
结合发酵食品制作过程考查传统发酵技术原理及基本操作。
3.从命题趋势上看,预计2013年高考命题仍以对微生物培养与应用考查为热点,主要是和生产生活实际相联系或与实验结合对实验原理、实验操作进行综合命题考查。
微生物的营养
[例1] (2012·
青岛调研)在农田土壤的表层自生固氮菌较多,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他细菌分开,对培养基的要求是( )
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℃恒温箱中培养 ⑧28~30℃温度下培养
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧
C.②④⑤⑧D.①④⑥⑦
[解析] 细菌对抗生素敏感,故培养基中应不加抗生素;
自生固氮菌有固氮功能,故培养基中不需要加氮素;
自生固氮菌是异养的,应该加葡萄糖,其生长繁殖的适宜温度是28~30℃。
[答案] C
1.微生物的营养
(1)微生物生长所需五大营养素即碳源、氮源、生长因子、水和无机盐。
(2)微生物最常用的碳源是糖类,尤其是葡萄糖;
最常用的氮源是铵盐、硝酸盐。
(3)对异养微生物来说,含C、H、O、N的有机物既是碳源、又是氮源。
2.培养基的类型及作用
划分标准
培养基种类
特点
用途
液体培养基
不加凝固剂
工业生产
物理性质
半固体培养基
加凝固剂,如琼脂
观察微生物的运动、分类、鉴定
固体培养基
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
化学成分
天然培养基
含化学成分不明确的天然物质
合成培养基
培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)
分类、鉴别
选择培养基
允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物生长
培养、分离出特定微生物,如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;
培养金黄色葡萄球菌,可在培养基中加入高浓度食盐
鉴别培养基
根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品
鉴别不同种类的微生物,如用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,菌落呈深紫色,并带有金属光泽)
1.下表为某培养基的配方,有关叙述正确的是( )
成分
牛肉膏
葡萄糖
K2HPO4
伊红
美蓝
青霉素
琼脂
蒸馏水
含量
10g
2g
0.4g
0.065g
1万单位
适量
1000mL
A.能在此培养基上生长的大肠杆菌,拟核上有抗青霉素的基因
B.此培养液是天然鉴别培养基
C.此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用水标准
D.此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程的操作过程中
解析:
选D 此表表示鉴定大肠杆菌的合成培养基;
能在此培养基上生长的大肠杆菌,其抗性基因位于质粒上。
2.判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是( )
A.未接种的选择培养基
B.未接种的牛肉膏蛋白胨培养基
C.接种了的牛肉膏蛋白胨培养基
D.接种了的选择培养基
选C 将菌液稀释相同的倍数后接种,在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目,因此应以牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。
对照遵循的原则是单一变量原则,所以应与选择培养基一样接种、培养。
微生物培养的基本技术
[例2] 请回答下列有关微生物的一些问题。
(1)微生物的分布:
微生物主要分布在富含________的土壤表层;
不同微生物对pH的要求不同,细菌常生活在酸碱度________的潮湿土壤中。
(2)微生物的消毒和灭菌:
在菊花组织培养中,对外植体常用酒精和________进行消毒。
在微生物培养中,对培养基常用________方法进行灭菌。
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____________。
如果要检测灭菌是否彻底,可以采用的方法是:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)微生物的应用:
在葡萄酒的自然发酵过程中,运用吸附在葡萄皮上的野生酵母菌发酵产生酒精,请写出该过程的化学反应式:
________________________。
在果醋制作时,运用醋酸菌在________和糖源充足时,将糖分解成醋酸。
(4)微生物的接种:
微生物接种的方法很多,最常用的是________和________。
(5)微生物的计数:
根据培养基上出现的菌落数目和稀释倍数计算得出细菌数目往往比实际的数目低,原因是________________________________________________________
(6)微生物的鉴定:
为检测尿素分解菌的存在与否,在以尿素为唯一氮源的________(填“选择”或“鉴别”)培养基中加入________指示剂,如果存在尿素分解菌,则指示剂将变________色。
[解析]
(1)微生物主要分布在有机质丰富的土壤表层,细菌常生活在酸碱度接近中性的潮湿土壤中。
(2)植物组织培养时,对外植体常用酒精和氯化汞消毒,对培养基常用高压蒸汽灭菌法灭菌;
紫外线能使蛋白质变性,还能损伤DNA的结构;
可通过在适宜的温度下放置灭菌过的培养基看其是否有菌落产生来确定培养基灭菌是否彻底。
(3)醋酸菌为需氧型生物。
(4)最常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
(5)因一个菌落可由多个连在一起的细菌形成,所以计算得出的细菌数一般低于实际数目。
(6)用选择培养基筛选目的菌,加入酚红指示剂检测尿素分解菌,若存在尿素分解菌,指示剂变红色。
[答案]
(1)有机质 接近中性
(2)氯化汞 高压蒸汽灭菌 损伤DNA的结构 将灭菌过的培养基在适宜的温度下放置一段时间,观察培养基上是否有菌落产生
(3)C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+能量 有氧
(4)平板划线法 稀释涂布平板法
(5)当两个或多个细菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
(6)选择 酚红 红
1.微生物培养技术中的消毒和灭菌
消毒
灭菌
区别
使用
手段
较为温和的物理或化学方法
强烈的理化因素
结果
杀死表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)
杀死包括芽孢和孢子在内的所有微生物
常用方法
煮沸消毒法、化学药剂消毒法、巴氏消毒法、紫外线消毒法等
灼烧灭菌法、干热灭菌法、高压蒸汽灭菌法等
联系
①都借助理化性质,营造微生物难以生存的不良环境;
②作用实质都是通过使蛋白质变性来抑制微生物生命活动或杀死微生物
2.微生物纯化培养的接种方法
(1)平板划线操作:
①平板划线法通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
②平板划线操作的注意事项:
a.每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。
b.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。
c.划线时最后一区域不要与第一区域相连。
d.划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。
(3)稀释涂布平板法:
先将菌液进行一系列梯度稀释后涂布平板,在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散到培养基的表面,从而在培养基表面形成单个菌落。
如下图:
3.某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。
下列操作错误的是( )
A.利用平板划线法对细菌进行计数
B.以石油为唯一碳源的培养基筛选
C.采用稀释涂布平板法分离菌种
D.称取和稀释土壤时应在火焰旁
选A 平板划线法能对细菌分离纯化,但不能对细菌进行计数,而稀释涂布平板法可以分离菌种并进行计数。
4.下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法,请回答相关问题:
(1)图甲是利用________法进行微生物接种,图乙是利用________法进行微生物接种。
这两种方法所用的接种工具分别是________和________;
对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。
(2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行?
(3)下图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解,其接种方法是________(填“图甲”或“图乙”)。
图甲和图乙分别是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。
由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域,因此接种常在火焰附近进行。
在微生物培养过程中会产生水,对微生物的生长造成影响,故需要倒置培养。
答案:
(1)平板划线 稀释涂布平板 接种环 涂布器 灼烧灭菌
(2)火焰附近存在着无菌区域 (3)图乙
传统发酵技术
[例3] (2012·
海南高考)回答下列关于腐乳制作的问题:
(1)腐乳是豆腐经微生物发酵后制成的食品。
多种微生物参与了该发酵过程,其中起主要作用的微生物是________,其产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解为________和________;
其产生的________能将豆腐中的脂肪水解为________和________。
(2)发酵完成后需加盐腌制,加盐还可以抑制________生长。
(3)腐乳制作的后期可加入由酒和多种香辛料配置而成的卤汤。
卤汤除具有一定的防腐作用外,还能使腐乳具有独特的________。
[解析]
(1)腐乳制作发酵过程中起作用的微生物有多种,如青霉、酵母菌、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。
毛霉产生的蛋白酶可将豆腐中的蛋白质水解成多肽和氨基酸,产生的脂肪酶能够将豆腐中的脂肪水解为甘油和脂肪酸。
(2)发酵过程中加盐腌制,不仅可以调制风味,而且能够抑制杂菌等其他微生物的生长。
(3)腐乳制作后期加入卤汤,卤汤不仅可以防腐,还可以使腐乳具有独特的风味(或香味)。
[答案]
(1)毛霉 (多)肽 氨基酸 脂肪酶 甘油 脂肪酸
(2)微生物
(3)风味
微生物在传统发酵技术中的应用
项目
内容
果酒和果醋的制作
腐乳制作并检测亚
制作泡菜硝酸盐含量
菌种及来源
酵母菌:
葡萄皮上野生型酵母菌
醋酸菌:
空气或人工接种
毛霉、青霉、曲霉、酵母菌等真菌,空气中的生殖孢子
乳酸菌、空气中的孢子
原理
无氧:
酿酒C6H12O6
2C2H5OH+2CO2有氧:
酿醋
CH3COOH+H2O
小分子肽+氨基酸
脂肪
甘油+脂肪酸
2C3H6O3(无氧)亚硝酸盐+对氨基苯磺酸
重氮化合物+N1萘基乙二胺盐酸盐→玫瑰红色染料
原料选择
新鲜、无烂籽粒葡萄(或苹果)
豆腐
大白菜、花椰菜等新鲜干净的蔬菜
实验流程
挑选葡萄→冲洗→榨汁
→酒精发酵
↓ ↓
果酒 醋酸发酵
↓
果醋
豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
制泡菜:
选材→配制盐水→装坛→发酵→成品
测亚硝酸盐含量:
配制溶液→制备标准显色液→制备样品处理液→比色
操作注意事项
①材料选择与处理
②防止发酵液污染,控制好发酵条件
①材料用量
②防止杂菌污染
③控制温度及酒精含量
①泡菜坛的选择
②腌制条件(无氧)
③测定亚硝酸盐含量的操作
共同点
都是天然的发酵,利用了微生物新陈代谢过程中代谢产物的作用或直接获取代谢产物
5.小李尝试制作果酒,他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行实验(如右图),恰当的做法是( )
A.加入适量的醋酸菌
B.一直打开阀b通气
C.一直关紧阀a,偶尔打开阀b几秒钟
D.把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验
选C 在该发酵装置中有发酵底物(葡萄糖),但没有发酵生物(酵母菌),故应在装置中放入适量的酵母菌。
将阀a一直关紧是为了防止氧气进入发酵装置;
偶尔打开阀b几秒钟,是为了排出发酵产生的过多二氧化碳。
如果一直打开阀b通气,则可使氧气进入发酵装置而影
响发酵。
酵母菌发酵需要的最适温度在18℃~25℃,4℃时温度太低,将影响发酵的速率。
6.下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述,正确的是( )
A.腐乳制作所需要的适宜温度最高
B.果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C.使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D.使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
选D 果醋制作所需要的适宜温度最高,为30~35℃;
果醋制作所用的菌种(醋酸菌)为好氧细菌,只进行有氧呼吸;
腐乳制作所用的菌种主要是毛霉;
酵母菌、醋酸菌、毛霉等菌种都具有细胞壁,都既有DNA又有RNA,细胞中都有核糖体。
一、微生物的营养
营养要素
来源
功能
碳
源
无机
碳源
CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物
①构成细胞和合成一些代谢产物
②有些既是碳源又是异养微生物的能源
有机
糖、脂肪、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等
氮
氮源
NH3、铵盐、硝酸盐、N2等
合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物
牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸等
生长因子(特殊营养物质)
维生素、氨基酸、碱基
①酶和核酸的组成成分
②参与代谢过程中的酶促反应
水和无机盐
外界摄入
水不仅是优良溶剂而且可维持生物大分子的稳定;
无机盐是细胞内的成分和调节物质等
二、微生物的分离与计数
1.土壤中分解尿素的细菌的分离
(1)筛选菌株:
利用选择培养基筛选。
(2)过程:
土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。
2.分解纤维素的微生物的分离
(1)原理:
②
即:
可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
(2)流程:
土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。
3.鉴定方法
鉴定分解尿素的细菌
含酚红指示剂的尿素为唯一氮源的培养基→细菌→指示剂变红,则该菌能分解尿素
鉴定纤维素分解菌
4.计数方法
(1)显微镜直接计数法:
利用特定细菌计数板或血球计数板,在显微镜下计数一定容积样品中的细菌数量。
该方法不能区分细菌的死活。
(2)间接计数法(活菌计数法):
常用稀释涂布平板法。
稀释涂布平板法的理论依据是:
当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落即代表一个活菌。
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,每个稀释倍数涂布3个平板进行计数,取平均值。
一、选择题
海淀期中)下列关于微生物培养的叙述,不正确的是( )
A.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵
B.高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子、芽孢
C.划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落
D.稀释涂布平板法易获得单菌落和计数活菌数目
选C 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵;
高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子、芽孢;
稀释涂布平板法易获得单菌落和计数活菌数目;
划线分离可在培养基上获得单菌落但不是均匀分布的。
2.从土壤中分离以尿素为氮源的细菌,下列实验操作不正确的是( )
A.将土壤用无菌水稀释,制备10-3~10-5土壤稀释液
B.将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上
C.用加入刚果红指示剂的选择培养基筛选分解尿素的细菌
D.从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株
选C 从土壤中分离以尿素为氮源的细菌时,将土壤用无菌水稀释,制备土壤稀释液,将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上,用加入酚红指示剂的鉴别培养基可以鉴别分解尿素的细菌;
从周围出现红色环带的菌落中挑取能够分泌脲酶的菌株。
北京西城模拟)组氨酸缺陷型沙门氏菌是由野生菌种突变形成的,自身不能合成组氨酸。
将其接种在缺乏组氨酸的平板培养基上进行培养,有极少量菌落形成。
2氨基芴是一种致突变剂,将沾有2氨基芴的滤纸片放到上述平板培养基中,再接种组氨酸缺陷型沙门氏菌进行培养,会有较多菌落出现。
以下叙述不正确的是( )
A.在接种前,2氨基芴和滤纸片须进行灭菌处理
B.若用划线法接种可以根据菌落数计算活菌数量
C.基因突变的可逆性与是否存在致突变剂无关
D.此方法可以用于检测环境中的化学致突变剂
选B 在微生物培养过程中,培养基、实验材料、实验用具都要进行灭菌处理;
计算活菌的数目常用稀释涂布法,而不是用划线法;
2氨基芴可使沙门氏菌中野生型增多,缺陷性型减少,如果再由野生型突变为缺陷型,则与该突变剂无关;
根据菌落的变化情况,可推测环境中的化学致突变剂。
4.用葡萄制作果酒和果醋是一个连续的过程,下列有关的叙述中,错误的是( )
A.制作果酒和果醋的连续过程中要保持温度
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