1、2012高三生物總復習教案 第40講 微生物的利用教學案【考綱要求】 微生物的利用 考綱要求具體內容(1)進行微生物的分離和培養(2)測定某種微生物的數量(3)研究培養基對微生物的選擇作用(4)探討微生物的利用 實驗內容(1)培養基的配制(2)高壓蒸汽滅菌和干熱滅菌(3)倒平板操作(4)平板劃線操作和稀釋涂布平板法(5)應用選擇培養基分離某種特定的微生物 實驗與探究能力【考點分析】考點試卷類型分值題型(1)進行微生物的分離和培養(2)測定某種微生物的數量(3)研究培養基對微生物的選擇作用(4)探討微生物的利用(1)培養基的配制(2)高壓蒸汽滅菌和干熱滅菌(3)倒平板操作(4)平板劃線操作和稀釋

2、涂布平板法(5)應用選擇培養基分離某種特定的微生物2007 寧夏15非選擇題2007 江蘇2選擇題2007 山東8非選擇題2007 江蘇3選擇題2007 廣東15非選擇題2007 寧夏15非選擇題2008 廣東10非選擇題2008 廣東10非選擇題2009 廣東10非選擇題2009 遼寧、寧夏15非選擇題2009 上海9非選擇題【考點預測】從近幾年高考試題看，微生物的營養、培養基的種類和配制、進行微生物的培養與分離等內容是命題的素材。培養基的種類與配制是本模塊的重點內容，今年高考命題可能會從下面三個方面展開： 1培養基及其無菌技術 2應用選擇培養基分離某種特定的微生物 3有關的實驗原理、方法、

3、步驟和預測 本專題內容側重考查學生的實際應用能力，由于很多課題的開展具有一定的難度，從考試的角度上講也很難實現動手能力的考查。從近幾年掰課標地區生物試題看注重考查基礎知識，同時進行簡單應用的考查。考查知識點分布主要集中在微生物的營養、培養基種類和配制、程序及其注意事項、無菌技術、微生物的選擇和鑒別培養等。以非選擇題為主，為選做題之一。【知識梳理】一、 微生物的實驗室培養1、培養基2、無菌技術3、試驗操作二、土壤中分解尿素的細菌分離與計數1、試驗設計2、設置對照3、篩選菌株三、分解纖維素的微生物的分離1、纖維素2、試驗設計【重點解析】微生物的實驗室培養1、 微生物的營養物質及功能 碳源 氮源 生

4、長因子 水無機攔概念凡能為微生物提供所需碳元素的營養物質凡能為微生物提供所需氮元素的營養物質微生物生長不可缺少的微量有機物來源無機碳源：C02、NaHC03等；有機碳源：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等無機氮源：N2、氨、銨鹽、硝酸鹽等；有機氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等酵母膏、蛋白胨、動植物組織提取液作用 主要用于構成微生物的細胞物質和一些代謝產物；異養微生物的主要能源物質主要用于合成蛋白質、核酸以及含氮的代謝產物酶和核酸的組成成分溶劑、生化反應的介質酶的成分、調節滲透壓等說明不同種類的微生物，對碳源的需要差別較大。例：甲基營養菌只利用甲醇、甲烷；假單胞菌利用90多種含碳化合物對于異養微

5、生物，含C、H、0、N的化合物既是碳源，又是氮源微生物需要補充生長因子是由于缺乏合成這些物質所需要的酶或合成能力有限2、 培養基的種類劃分標準培養基種類特點用途按物理性質 液體培養基不加凝固劑工業生產固體培養基加凝固劑，(如瓊脂)微生物分離、鑒定，活菌計數，保藏菌種按用途選擇培養基培養基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物的生長，促進所需要的微生物的生長培養、分離出特定微生物如培養酵母菌和霉菌，可在培養基中加入青霉素；培養金黃色葡萄球菌，可在培養基中加入高濃度食鹽鑒別培養基根據微生物的代謝特點，在培養基中加入某種指示劑或化學藥品鑒別不同種類的微生物，如可用伊紅一美藍培養基鑒別飲用水或乳制品

6、中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤) 3、 無菌技術消毒與滅菌 概念 常用方法 應用的范圍消毒使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法：在100煮沸56 min一般物品巴氏消毒法：7075煮30 min或在80煮15min對于一些不耐高溫的液體，如牛奶化學藥劑消毒法如用體積分數7075的酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等紫外線消毒：30 W紫外燈照射30 min接種室空氣滅菌使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物(包括芽孢和孢子)灼燒滅菌：酒精燈火焰接種工具的滅菌干熱滅菌：160l70下滅菌12 h玻璃器皿、金屬工

7、具的滅菌高壓蒸汽滅菌：121100 kPa條件下，滅菌1530 min培養基及容器的滅菌4制備牛肉膏蛋白胨固體培養基操作分析 (1)培養基需冷卻至50時開始倒平板 原因：瓊脂是一種多糖，在98以上熔化，在44以下凝固，倒平板時高于50則會燙手，低于50時若不能及時操作，瓊脂就會凝固。 估計培養基溫度的方法是：培養基從滅菌鍋中取出冷卻一段時間后用手觸摸，感覺上以剛不燙手為準。 (2)平板倒置原因：平板皿蓋上會凝結水珠，培養基表面的溫度也較高，平板倒置后，既可使培養基表面的水分更好地揮發，又可防止肛蓋上的水珠落入培養基，造成污染。5純化大腸桿菌操作過程中的注意事項 微生物的接種方法中最常用的是平板

8、劃線法和稀釋涂布平板法。 (1)平板劃線法 操作第一步即取菌種之前及每次劃線之前接種環都需要進行火焰灼燒滅菌，劃線操作結束時，仍需灼燒接種環，每次灼燒目的如下表：第一次操作 每次劃線之前 劃線結束目的殺死接種環上原有的微生物殺死上次劃線后接種環上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于上次劃線的末端，使每次劃線菌種數目減少殺死接種環上殘存的菌種，避免細菌污染環境和感染操作者從第二次以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始，能使細菌的數目隨著劃線次數的增加而逐漸減少，最終得到由單個細菌繁殖而來的菌落。(2)稀釋涂布平板法 稀釋涂布平板的操作比較復雜，且各個細節均需保證“無菌”應特別注意： 酒精燈與培

9、養皿的距離要合適。 吸管頭不要接觸任何其他物體。吸管要在酒精燈火焰周圍使用。例1某小組同學為了調查湖水中細菌的污染情況而進行了實驗。實驗包括制備培養基、滅菌、接種及培養、菌落觀察計數。請回答與此實驗相關的問題。 (1)培養基中含有蛋白胨、淀粉分別為細菌培養提供了 和 。除此之外，培養基還必須含有的基本：成分是 和 。 (2)對培養基進行滅菌，應該采用的方法是 。 (3)為了盡快觀察到細菌培養的實驗結果，應將接種了湖水樣品的平板置于 中培養，培養的溫度設定在37 。要使該實驗所得結果可靠，還應該同時在另一平板上接種 作為對照進行實驗。 (4)培養20小時后，觀察到平板上有形態和顏色不同的菌落，這

10、說明湖水樣品中 種細菌。一般說來，菌落總數越多，湖水遭受細菌污染的程度越 。 (5)如果提高培養基中NaCl的濃度，可以用于篩選耐 細菌，這種培養基被稱為 。解析：(1)蛋白胨主要是為細菌提供氮源，淀粉只能為細茵提供碳源，其實，兩者還都能為細菌提供能源。雖然各種培養基的具體配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽。(2)培養基常用高壓蒸汽滅菌，接種環等用灼燒滅茵，玻璃器皿等適于用干熱滅菌。(3)適宜的溫度條件下微生物繁殖速度快，恒溫箱可通過設定維持適宜的溫度；對照組應接種不含細菌的樣品，比如接種無菌水。(4)每一種類型的菌落就表示有一種類型的細菌。茵落總數與湖水遭受細菌污染的程度呈正相關。

11、(5)加入NaCl可制作篩選耐鹽細菌的選擇培養基。蛋白質中含有氮元素和碳元素，為細菌的生長提供了氮源和碳源，而淀粉只能提供碳源。培養基一般采用高壓蒸汽進行滅茵。不同的微生物形成的茵落不同，有多種茵落即有多種細菌；污染越重，茵落總數就越多。耐鹽細茵可以在高濃度的NaCl培養基中生存，而其他的細菌則很難生存。答案：(1)氮源(碳源不作要求) 碳源 無機鹽 水(2)高壓蒸汽滅菌 (3)恒溫培養箱無菌水 (4)多高 (5)鹽(或NaCl)選擇性培養基例2苯酚是工業生產排放的有毒污染物質，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選出只能降解利用

12、苯酚的細菌菌株，篩選的主要步驟如圖所示，為土壤樣品。請問答下列問題： (1)中培養目的菌株的選擇培養基中應加入 作為碳源，中不同濃度碳源的培養基 (A影響；B不影響)細菌的數量，如果要測定中活細菌數量，常采用 法。(2)為對照，微生物在中不生長，在中生長，與培養基的主要區別在于 使用 法可以在上獲得單菌落。采用固體平板培養細菌時為什么進行倒置培養? (3)如何比較不同菌株降解苯酚能力的大小?(4)實驗過程中如何防止其他微生物的污染？解析：本題以實驗材料作為背景考查微生物培養及相關實驗分析和設計能力等。根據實驗目的知，從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細菌菌株，說明苯酚是該種細菌的碳源。如何比

13、較不同菌株降解苯酚能力的大小?該問中應注意自變量為不同菌株，苯酚的濃度是無關變量。由于苯酚顯酸性，不同菌株的菌種降解苯酚的能力不同，pH值會不同。可考慮用pH試紙來檢測作為因變量。實驗中為防止微生物污染，應從制備培養基到接種與培養等全部實驗過程保持無菌操作，如用于微生物培養的器皿、接種工具和培養基等進行滅菌等。答案：(1)苯酚A影響稀釋涂布平板法。 (2)的培養基沒有加入苯酚作為碳源，培養基中加入苯酚作為碳源稀釋涂布平板法或平板劃線法 以防止培養基冷凝后形成的水珠滴落在培養基上污染培養基。(3)5支潔凈培養瓶一分別加入相同培養基(加等量的苯酚，用pH試紙檢測這5支瓶內培養基的pH值，用苯酚調試

14、使它們的pH值相等，苯酚是唯一的碳源)一分別接種5種等量的來自不同菌株的菌種一在相同的適宜條件下培養相同的時間一再用pH試紙檢測這5支瓶內培養基的pH值。苯酚顯酸性，不同菌株的菌種降解苯酚的能力不同，5支；瓶內培養基中的苯酚被分解的量不同，所以pH值不同。用pH試紙檢測這5支瓶內培養基的pH值，從而比較不同菌株降解苯酚能力的大小。 (4)從制備培養基到接種與培養等全部實驗過程保持無菌操作：a對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。b將用于微生物培養的器皿、接種工具和培養基等進行滅菌。c實驗操作應在酒精燈的火焰附近進行。d實驗操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍的物品接觸。【實戰

15、訓練】 材料：飼料原料中的磷元素有相當一部分存在于植酸中，豬、禽等動物由于缺乏有關酶，無法有效利用植酸，造成磷源浪費，而且植酸隨糞便排除后易造成環境有機磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飼料添加劑之一。（09廣東卷）1.（10分）生物技術實踐（1）商品化植酸酶主要來自微生物。在產酶菌株篩選過程中，常在基本培養基中添加不溶于水的植酸鈣制成固體平板，植酸鈣被植酸酶分解后可在平板上產生 ，可根據其大小選擇目的菌株，所得菌株需要進一步測定植酸酶活性。活性測定可以植酸鈉作為底物，活性可用一定條件下單位時間 表示。（2）利用上述所得菌株制備植酸酶的流程如下圖：中的主要成分為 ；中

16、包含多種酸酶等多種蛋白質。請寫出一種純化得到植酸酶的方法及其依據。（3）為建設基因工程菌，可用PCR等技術從上述菌株中克隆植酸酶基因。PCR反應包含多次循環，每次循環包括三步： 。反應過程中打開模板DNA雙鏈的方法是 。（4）除植酸酶外，微生物還應用在 的生產中。答案：（1）透明圈 植酸鈉的消耗量（肌醇和磷酸的生成量）（2）小分子雜質 凝膠色譜法：根據蛋白質之間分子大小，吸附性質等差異進行純化。（或電泳法：根據蛋白質之間電荷，分子大小等差異進行純化。）（3）變性，復性，和延伸 加熱（4）蛋白酶，脂肪酶，纖維素酶解析：本題考查對微生物的分離和培養，蛋白質的純化，酶活性鑒定等知識，結合實際應用。（

17、09遼寧、寧夏卷）2.【生物選修1生物技術實踐】（15分）（1）在大腸桿菌培養過程中，除考慮營養條件外，還要考慮_、_和滲透壓等條件。由于該細菌具有體積小、結構簡單、變異類型容易選擇、_、_等優點，因此常作為遺傳學研究的實驗材料。（2）在微生物培養操作過程中，為防止雜菌污染，需對培養基和培養皿進行_（消毒、滅菌）；操作者的雙手需要進行清洗和_；靜止空氣中的細菌可用紫外線殺滅，其原因是紫外線能使蛋白質變性，還能_。（3）若用稀釋涂布平板法計數大腸桿菌活菌的個數，要想使所得估計值更接近實際值，除應嚴格操作、多次重復外，還應保證待測樣品稀釋的_。（4）通常，對獲得的純菌種還可以依據菌落的形狀、大小等

18、菌落特征對細菌進行初步的_。（5）培養大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養基是否被污染。對于固體培養基應采用的檢測方法是_。（6）若用大腸桿菌進行實驗，使用過的培養基及其培養物必須經過_處理后才能丟棄，以防止培養物的擴散。答案：（1）溫度 酸堿度 易培養 生活周期短（2）滅菌 消毒 損傷DNA的結構（3）比例合適（4）鑒定(或分類)（5）將未接種的培養基在適宜的溫度下放置適宜的時間，觀察培養基上是否有菌落產生.（6）滅菌解析：（1）大腸桿菌具有體積小、結構簡單、變異類型容易選擇、易培養、生活周期短等優點，培養過程中，除考慮營養條件外，還要考慮溫度、酸堿度和滲透壓等條件。（2）滅菌使用強烈的理化因素

19、殺死物體內外所有的微生物，所以對培養基和培養皿進行滅菌，消毒使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物，操作者的雙手需要進行清洗和消毒， 紫外線能使蛋白質變性，還能損傷DNA的結構。（3）稀釋涂布平板法是將菌液進行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養基的表面，進行培養，應保證樣品稀釋的比例適合。（4）對獲得的純菌種還可以依據菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的鑒定。（5）培養大腸桿菌時，在接種前需要檢測培養基是否被污染。對于固體培養基應采用的檢測方法是將未接種的培養基在適宜的溫度下放置適宜的時間，觀察培養基上是否有菌落產生。（6）因

20、為有的大腸桿菌會釋放一種強烈的毒素，并可能導致腸管出現嚴重癥狀，使用過的培養基及其培養物必須經過滅菌處理后才能丟棄，以防止培養物的擴散。（09上海卷）3 .（9分）氯苯化合物是重要的有機化工原料，原因不易降解，會污染環境。某研究小組依照下列實驗方案（圖1）篩選出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培養基配方如表1。（1）配制號固體培養基時，除添加號液體培養基成分外，還應添加1%的_。（2）培養基配制時，滅菌與調PH的先后順序是_。（3）從用途上來說，號培養基和號培養基分別屬于_培養基和_培養基。在號培養基中，為SP1菌提供氮源的成分是_。（4）在營養缺乏或環境惡劣時，SP1的菌體會變成一個圓形的休眠體，這種休眠體被稱為_。（5）將SP1菌接種在含不同濃度氯苯的號培養液中培養，得到生長曲線（如圖2）。從圖2可知SP1菌在_培養條件下最早停止生長，其原因是_。答案：（1）瓊脂（2）先調PH，后滅菌（3）通用 選擇 硝酸銨（4）芽孢（5）20mg/L氯苯 硝酸最早耗盡解析：本題主要考查微生物相關知識。（1）固體培養基必須含有適量的瓊脂；（2）配置培養基時應先調PH后滅菌；（3）號培養基是為了獲得更多的菌株，屬于通用培養基，號培養基是為選擇出SP1菌株屬于選擇培養基，號培養基成分中含N物質為硝酸銨，則應由它為SP1菌株提供氮源；（4）在惡劣環境下一些菌體會形成芽孢休眠體，來度過不良環境；（5