2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)課件：發(fā)酵工程

第十單元生物技術(shù)與工程第40講發(fā)酵工程[課標要求]1.闡明在發(fā)酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的前提。2.闡明無菌技術(shù)是在操作過程中,保持無菌物品與無菌區(qū)域不被微生物污染的技術(shù)。3.舉例說明通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方可有目的地培養(yǎng)某種微生物。4.概述平板劃線法和稀釋涂布平板法是實驗室中進行微生物分離和純化的常用方法。5.概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法。6.舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。7.闡明發(fā)酵工程利用現(xiàn)代工程技術(shù)及微生物的特定功能,工業(yè)化生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品。8.舉例說明發(fā)酵工程在醫(yī)藥、食品及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要的應(yīng)用價值。1.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用(1)發(fā)酵:是指人們利用

,在適宜的條件下,將原料通過微生物的

轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程?？键c一傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵工程的應(yīng)用微生物代謝(2)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)。固體半固體有氧或無氧(3)傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作。①腐乳制作。a.原理:蛋白質(zhì)

。脂肪

。b.腐乳制作過程中起主要作用的微生物:毛霉是一種絲狀

,其代謝類型是

型。小分子的肽和氨基酸甘油和脂肪酸真菌異養(yǎng)需氧②泡菜的制作。a.菌種來源:植物體表面天然的

。b.原理:在

條件下,乳酸菌將葡萄糖分解成

。反應(yīng)簡式:

。乳酸菌無氧乳酸C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量c.制作流程。5％～20％八成沒過全部菜料注滿水溫度項目制作果酒制作果醋發(fā)酵菌種酵母菌醋酸菌代謝類型異養(yǎng)

型異養(yǎng)

型發(fā)酵原理有氧條件下,酵母菌通過有氧呼吸大量繁殖:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量;無氧條件下,酵母菌通過無氧呼吸產(chǎn)生酒精:C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+能量O2、糖源充足時:C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O+能量;O2充足、缺少

時:C2H5OH+O2CH3COOH+H2O+能量③果酒和果醋的制作。a.果酒制作和果醋制作的比較。兼性厭氧需氧糖源對氧的需求前期

,后期

一直需氧產(chǎn)物檢測聞氣味、品嘗、酸性條件下的重鉻酸鉀(橙色→灰綠色)酸堿指示劑(pH試紙)、聞氣味、品嘗需氧不需氧b.制作流程。體積分數(shù)為70％的酒精清水1/318～3030～352.發(fā)酵工程及其應(yīng)用(1)發(fā)酵工程。利用微生物的

,通過現(xiàn)代工程技術(shù),規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品。特定功能(2)發(fā)酵工程基本環(huán)節(jié)。誘變育種基因工程育種菌種培養(yǎng)基發(fā)酵設(shè)備微生物數(shù)量產(chǎn)物濃度過濾、沉淀產(chǎn)物的性質(zhì)(3)啤酒的工業(yè)化生產(chǎn)流程。淀粉酶失活釋放淀粉酶大多數(shù)微生物酒精和CO2糖漿食品工業(yè)生產(chǎn)

,如醬油、各種酒類生產(chǎn)各種各樣的

,如檸檬酸、味精生產(chǎn)

,如果膠酶、脂肪酶醫(yī)藥工業(yè)生產(chǎn)各種藥物、疫苗農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)

,如根瘤菌肥、固氮菌肥生產(chǎn)

,如井岡霉素生產(chǎn)微生物飼料,如用

制成的微生物飼料其他方面利用纖維廢料發(fā)酵生產(chǎn)

等能源物質(zhì);對極端微生物的研究(4)發(fā)酵工程的應(yīng)用。傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品食品添加劑酶制劑微生物肥料微生物農(nóng)藥單細胞蛋白酒精、乙烯[正誤辨析]1.制作腐乳需利用毛霉產(chǎn)生的酶分解豆腐中的蛋白質(zhì)等物質(zhì)。(

)2.制作果酒、果醋和腐乳過程都應(yīng)防止微生物的生長、繁殖。(

)提示:制作果酒、果醋和腐乳過程都需要特定微生物的生長、繁殖?！獭?.在制作泡菜的過程中,亞硝酸鹽的含量變化情況是逐漸增加的。(

)提示:泡菜制作的過程中,隨著泡菜發(fā)酵中產(chǎn)生的乳酸增加,亞硝酸鹽的含量會先增加,后逐漸下降。4.腌制初期泡菜壇內(nèi)會長出一層白膜,這是乳酸菌大量繁殖的結(jié)果。(

)提示:在泡菜制作過程中,泡菜發(fā)酵液的營養(yǎng)豐富,其表面往往含有適量的氧氣,適合酵母菌生長繁殖,產(chǎn)膜酵母菌的生長繁殖會在泡菜壇的液面形成一層白膜。××5.雖然青霉素是抗生素,但在青霉素生產(chǎn)過程中仍然需要嚴格滅菌。(

)6.單細胞蛋白是從微生物細胞中提取出來的。(

)提示:單細胞蛋白是發(fā)酵獲得的微生物菌體?！獭羀教材微點思考]1.(選擇性必修3P6“探究·實踐”拓展)分析制作泡菜時,鹽水為什么要煮沸后冷卻?提示:煮沸有兩大作用,一是除去水中氧氣,二是殺滅鹽水中的微生物。冷卻是防止高溫殺死植物體表面天然的乳酸菌。2.(選擇性必修3P7“探究·實踐”拓展)(1)在果酒制作中應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗?為什么?提示:應(yīng)該先沖洗葡萄,然后再除去枝梗,以避免除去枝梗時引起葡萄破損,增加被雜菌污染的機會。(2)果酒制作時,發(fā)酵瓶裝入葡萄汁后留有約1/3空間的目的是什么?提示:先讓酵母菌進行有氧呼吸快速繁殖,耗盡氧氣后再進行酒精發(fā)酵;其次,防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出。3.(選擇性必修3P8正文拓展)傳統(tǒng)發(fā)酵食品品質(zhì)不一,主要原因是

。4.(選擇性必修3P23正文拓展)發(fā)酵罐中攪拌葉輪進行攪拌的作用是什么?提示:葉輪的攪拌不僅使氣泡與發(fā)酵液混合,而且使微生物細胞與發(fā)酵液中營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸。菌種差異、雜菌情況不明和發(fā)酵過程的控制缺乏標準等1.果酒制作中發(fā)酵裝置及各部件的作用2.泡菜腌制過程中,乳酸菌、乳酸和亞硝酸鹽相對含量(或數(shù)量)的變化(1)發(fā)酵初期:還有O2,乳酸菌活動受抑制,因此數(shù)量較少,產(chǎn)生的乳酸也較少。此時,硝酸鹽還原菌的作用增強,亞硝酸鹽含量增加。(2)發(fā)酵中期:乳酸菌數(shù)量增多,產(chǎn)生的乳酸增多,導(dǎo)致pH下降,乳酸的積累使硝酸鹽還原菌的活動受到抑制,部分亞硝酸鹽被分解,含量開始下降。(3)發(fā)酵后期:乳酸繼續(xù)積累,pH繼續(xù)下降,乳酸菌活動也受到抑制,數(shù)量開始減少。硝酸鹽還原菌被完全抑制,亞硝酸鹽含量下降至相對穩(wěn)定。1.(2023·山東卷)以下是以泡菜壇為容器制作泡菜時的4個處理:①沸鹽水冷卻后再倒入壇中;②鹽水需要浸沒全部菜料;③蓋好壇蓋后,向壇蓋邊沿的水槽中注滿水;④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量。下列說法正確的是(

)A.①主要是為了防止菜料表面的醋酸桿菌被殺死B.②的主要目的是用鹽水殺死菜料表面的雜菌C.③是為了使氣體只能從泡菜壇排出而不能進入D.④可檢測到完整發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量逐漸降低√傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)①鹽水煮沸是為了滅菌,冷卻之后使用是為了保證乳酸菌等微生物的生命活動不受影響;②鹽水需要浸沒全部菜料,造成無氧環(huán)境,有利于乳酸菌無氧呼吸;③蓋好壇蓋后,向壇蓋邊沿的水槽中注滿水,是為了密封發(fā)酵,壇內(nèi)的氣體從壇沿水槽內(nèi)的水中間歇性溢出,而外面的氣體不能進入壇內(nèi);④檢測泡菜中亞硝酸鹽的含量,腌制泡菜過程中亞硝酸鹽的含量先增多后減少。解析2.(2022·江蘇卷改編)在制作發(fā)酵食品的學(xué)生實踐中,控制發(fā)酵條件至關(guān)重要。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A.泡菜發(fā)酵后期,盡管乳酸菌占優(yōu)勢,但仍有產(chǎn)氣菌繁殖,需開蓋放氣B.制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3,制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料C.葡萄果皮上有酵母菌和醋酸菌,制作好葡萄酒后,可直接通入無菌空氣制作葡萄醋D.果酒與果醋發(fā)酵時溫度宜控制在18～25℃,泡菜發(fā)酵時溫度宜控制在30～35℃√乳酸菌屬于厭氧菌,開蓋放氣會影響乳酸菌發(fā)酵,因此不能開蓋放氣;制作果酒的葡萄汁不宜超過發(fā)酵瓶體積的2/3,是為了發(fā)酵初期讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖,同時為了防止發(fā)酵過程中發(fā)酵液溢出,制作泡菜的鹽水要淹沒全部菜料,以保證乳酸菌進行無氧呼吸;醋酸菌為好氧菌,且發(fā)酵溫度高于果酒的發(fā)酵溫度,因此制作好葡萄酒后,除通入無菌空氣,還需要適當(dāng)提高發(fā)酵裝置的溫度;果酒發(fā)酵時溫度宜控制在18～30℃,果醋發(fā)酵時溫度宜控制在30～35℃,泡菜的制作溫度低于30～35℃。解析3.泡菜中亞硝酸鹽含量超過一定值會與胺反應(yīng)產(chǎn)生致癌物,泡菜制作過程中亞硝酸鹽峰值一般出現(xiàn)在第5天?，F(xiàn)用不同濃度的食醋對泡菜進行處理,測定其亞硝酸鹽的含量變化,結(jié)果如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.本實驗亞硝酸鹽峰值出現(xiàn)在第3天,推測原因可能為溫度更為適宜B.不同濃度的食醋不僅影響亞硝酸鹽的峰值還影響峰值出現(xiàn)的時間C.濃度為0.60%的食醋對泡菜中亞硝酸鹽產(chǎn)生的抑制效果相對明顯D.健康飲食應(yīng)選擇食用在此條件下腌制10d左右的酸菜√根據(jù)題干“泡菜制作過程中亞硝酸鹽峰值一般出現(xiàn)在第5天”,而本實驗亞硝酸鹽峰值出現(xiàn)在第3天,推測原因可能為溫度更為適宜;根據(jù)題圖分析可知,本實驗亞硝酸鹽峰值均出現(xiàn)在第3天;根據(jù)題圖分析可知,濃度為0.60%的食醋對泡菜中亞硝酸鹽產(chǎn)生的抑制效果相對明顯;根據(jù)題圖分析可知,腌制10d左右的酸菜亞硝酸鹽的含量基本為0,所以健康飲食應(yīng)選擇食用在此條件下腌制10d左右的酸菜。解析4.(2022·山東卷)青霉菌處在葡萄糖濃度不足的環(huán)境中時,會通過分泌青霉素殺死細菌,以保證自身生存所需的能量供應(yīng)。目前已實現(xiàn)青霉素的工業(yè)化生產(chǎn),關(guān)于該生產(chǎn)過程,下列說法錯誤的是(

)A.發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖B.可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量C.選育出的高產(chǎn)菌株經(jīng)擴大培養(yǎng)后才可接種到發(fā)酵罐中D.青霉素具有殺菌作用,因此發(fā)酵罐不需嚴格滅菌√發(fā)酵工程及其應(yīng)用充足的葡萄糖,不利于青霉菌合成青霉素,故發(fā)酵液中的碳源不宜使用葡萄糖;青霉菌的代謝類型為異養(yǎng)需氧型,可用深層通氣液體發(fā)酵技術(shù)提高產(chǎn)量;選育出的高產(chǎn)青霉素菌株經(jīng)擴大培養(yǎng)純化后,才可接種到發(fā)酵罐中進行工業(yè)化生產(chǎn);為了防止細菌、其他真菌等微生物的污染,獲得純凈的青霉素,發(fā)酵罐仍需嚴格滅菌。解析5.(2024·湖南長沙模擬)我國科學(xué)家運用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H,其以糖蜜(甘蔗榨糖后的廢棄液,含較多蔗糖)為原料,在實驗室通過發(fā)酵生產(chǎn)出PHA等新型高附加值可降解材料,從而提高了甘蔗的整體利用價值。具體的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.為了篩選出耐高濃度蔗糖的菌株H,可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為唯一碳源,并不斷提高其濃度B.為統(tǒng)計培養(yǎng)液中H菌的數(shù)目,可在培養(yǎng)過程中定期取樣并用稀釋涂布平板法進行計數(shù)C.發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是分離、提純產(chǎn)物D.若在適宜營養(yǎng)物濃度、溫度和pH條件下發(fā)酵,菌株H細胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達到預(yù)期且產(chǎn)生了少量的乙醇,可以通過增加攪拌器的轉(zhuǎn)速等方式改善√發(fā)酵工程的中心環(huán)節(jié)是在發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵;若在適宜營養(yǎng)物濃度、溫度和pH條件下發(fā)酵,菌株H細胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達到預(yù)期且產(chǎn)生了少量的乙醇,這說明發(fā)酵過程中氧氣不足,使菌種進行無氧呼吸產(chǎn)生了乙醇,可以通過增加攪拌器的轉(zhuǎn)速(增加氧氣)等方式改善。解析6.(2022·湖北卷)廢水、廢料經(jīng)加工可變廢為寶。某工廠利用果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料生產(chǎn)蛋白質(zhì)的技術(shù)路線如圖所示。下列敘述正確的是(

)A.該生產(chǎn)過程中,一定有氣體生成B.微生物生長所需碳源主要來源于沼氣池廢料C.該生產(chǎn)工藝利用微生物厭氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)D.沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前需要滅菌處理√據(jù)題圖可知,該生產(chǎn)過程中有釀酒酵母的參與,酵母菌呼吸作用會產(chǎn)生二氧化碳,故該生產(chǎn)過程中,一定有氣體生成;分析題圖可知,微生物生長所需的碳源主要來源于果糖生產(chǎn)廢水和沼氣池廢料中的含碳有機物;分析題圖可知,該技術(shù)中有使用連續(xù)攪拌反應(yīng)器的過程,該操作可以增加微生物與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積,此外也可增大溶解氧含量,故據(jù)此推測該生產(chǎn)工藝是利用微生物的有氧發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì);沼氣池廢料和果糖生產(chǎn)廢水在加入反應(yīng)器之前不需要滅菌處理。解析考點二微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)1.培養(yǎng)基(1)概念:人們按照微生物對

的不同需求,配制出的供其

的營養(yǎng)基質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖(2)種類。液體抑制或阻止(3)配方:各種培養(yǎng)基一般都含有水、

、氮源和

,此外還要滿足微生物生長對

、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及

的需求。如下表:碳源微生物對培養(yǎng)基的需求乳酸桿菌培養(yǎng)基中添加

霉菌將培養(yǎng)基調(diào)至

細菌將培養(yǎng)基調(diào)至

厭氧微生物提供

的條件2.無菌技術(shù)(1)含義:在培養(yǎng)微生物的操作中,所有防止雜菌污染的方法。無機鹽pHO2維生素酸性中性或弱堿性無氧(2)常用方法。雜菌污染巴氏消毒法所有的微生物濕熱滅菌灼燒滅菌3.微生物的純培養(yǎng)(1)概念辨析。固體培養(yǎng)基一定形態(tài)結(jié)構(gòu)(2)酵母菌的純培養(yǎng)。①方法步驟。濕熱滅菌干熱滅菌50℃酒精燈火焰平板劃線24～48②倒平板的具體操作步驟。稍大于倒過來(1)平板倒置培養(yǎng)的原因是平板冷凝后,皿蓋上會凝結(jié)水珠,平板倒置后,既可避免培養(yǎng)基表面的水分過快地揮發(fā),又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基,造成污染。(2)整個操作過程要在酒精燈火焰旁進行,避免雜菌污染。③平板劃線具體操作。灼燒火焰旁火焰棉塞第一次末端倒置平行線(1)灼燒接種環(huán),待其冷卻后才能伸入菌液,以免溫度太高殺死菌種。(2)第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始,能使微生物的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少,最終得到由單個細菌繁殖而來的菌落。(3)劃線用力大小要適當(dāng),防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。(4)操作第一步即取菌種之前及每次劃線之前都需要將接種環(huán)進行火焰灼燒滅菌,劃線操作結(jié)束時,仍需灼燒接種環(huán),每次灼燒的目的如下表:操作第一次操作每次劃線之前劃線結(jié)束目的殺死接種環(huán)上原有的微生物殺死上次劃線后接種環(huán)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(shù)目減少殺死接種環(huán)上殘存的菌種,避免微生物污染環(huán)境和感染操作者[正誤辨析]1.培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽,有時還需要加入一些特殊的物質(zhì)。(

)2.消毒的原則是既殺死材料表面的微生物,又減少消毒劑對細胞的傷害。(

)3.在培養(yǎng)細菌時,要將培養(yǎng)基調(diào)至中性或弱酸性。(

)提示:在培養(yǎng)細菌時,一般需要將培養(yǎng)基調(diào)到中性或弱堿性?！痢獭?.用平板劃線法接種時,每次劃線之前都需蘸取菌液。(

)提示:除第一次劃線外,其他各次劃線之前不需蘸取菌液,菌種來源于上一次所劃線的末端。5.菌種分離和菌落計數(shù)都可以使用固體培養(yǎng)基。(

)×√[教材微點思考]1.(選擇性必修3P12～13“探究·實踐”拓展)平板劃線法劃線過程中,不能將最后一次的劃線與第一次的劃線相連,為什么?提示:平板劃線法通過依次在上一次劃線末端再次劃線達到菌種稀釋,獲得單菌落的目的。若將最后一次的劃線與第一次的劃線相連則無法達到這一目的。2.(選擇性必修3P12～13“探究·實踐”拓展)接種結(jié)束后,為什么要將一個未接種的培養(yǎng)基和接種后的培養(yǎng)基放在一起培養(yǎng)?提示:培養(yǎng)未接種培養(yǎng)基的作用是做對照,未接種的培養(yǎng)基經(jīng)過培養(yǎng)后無菌落生長,說明培養(yǎng)基的制備是成功的,若有菌落形成,說明培養(yǎng)基滅菌不徹底,或培養(yǎng)基被污染了,需要重新制備。1.常見物品的消毒或滅菌方法方法常用方法應(yīng)用范圍消毒煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高溫的液體,如牛奶化學(xué)藥劑消毒法用酒精擦拭雙手,用氯氣消毒水源紫外線消毒法接種室、接種箱、超凈工作臺等滅菌灼燒滅菌法接種工具干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具濕熱滅菌法培養(yǎng)基及容器消毒和滅菌都是通過一定的理化手段,使病原體的蛋白質(zhì)或核酸變性,失去活性。只是作用的條件不同,抑菌殺菌的程度不同2.幾種微生物的營養(yǎng)和能量來源微生物碳源氮源能源藍細菌CO2光能硝化細菌CO2NH3NH3的氧化根瘤菌糖類等有機物N2有機物酵母菌糖類、蛋白質(zhì)等有機物蛋白質(zhì)等有機物1.(2022·湖北卷)滅菌、消毒、無菌操作是生物學(xué)實驗中常見的操作。下列敘述正確的是(

)A.動、植物細胞DNA的提取必須在無菌條件下進行B.微生物、動物細胞培養(yǎng)基中需添加一定量的抗生素以防止污染C.為防止蛋白質(zhì)變性,不能用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行滅菌D.可用濕熱滅菌法對實驗中所使用的微量離心管、細胞培養(yǎng)瓶等進行滅菌√培養(yǎng)基的配制及無菌技術(shù)動、植物細胞DNA的提取不需要在無菌條件下進行;動物細胞培養(yǎng)基中需添加一定量的抗生素以防止污染,保證無菌環(huán)境,而微生物的培養(yǎng)不能使用抗生素;一般用濕熱滅菌法對牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行滅菌,以防止雜菌污染;可用濕熱滅菌法對實驗中所使用的微量離心管、細胞培養(yǎng)瓶等進行滅菌,以防止雜菌污染。解析A.(NH4)2SO4可作為硝化細菌的氮源和能源B.培養(yǎng)基中的Na2CO3是硝化細菌的主要碳源C.K2HPO4和NaH2PO4能維持培養(yǎng)基的pHD.硝化細菌能清除水體中的銨態(tài)氮及亞硝態(tài)氮2.(2023·山東濰坊質(zhì)檢)硝化細菌是化能自養(yǎng)菌,通過的氧化過程獲取菌體生長繁殖所需的能量,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有重要作用。如表是分離硝化細菌的培養(yǎng)基配方,下列說法錯誤的是(

)√成分含量成分含量(NH4)2SO40.5gNaH2PO40.25gFeSO40.03gNa2CO31gMgSO40.03g瓊脂5%K2HPO40.75g蒸餾水定容至1000mL由題干信息可知,硝化細菌能夠通過的氧化過程獲取菌體生長繁殖所需的能量,故(NH4)2SO4可作為硝化細菌的氮源和能源;由題干信息分析可知,硝化細菌是化能自養(yǎng)菌,以培養(yǎng)基中的為氮源和能源,能夠?qū)⒍趸己退铣蔀樘穷?故硝化細菌的碳源是二氧化碳;K2HPO4和NaH2PO4屬于無機鹽,能夠調(diào)節(jié)和維持微生物細胞的滲透壓和維持培養(yǎng)基的pH;由題干信息可知,硝化細菌能進行的氧化過程,故可用硝化細菌清除水體中的銨態(tài)氮及亞硝態(tài)氮。解析微生物的純培養(yǎng)3.(2020·江蘇卷)為純化菌種,在鑒別培養(yǎng)基上劃線接種纖維素降解細菌,培養(yǎng)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(

)A.倒平板后需間歇晃動,以保證表面平整B.圖中Ⅰ、Ⅱ區(qū)的細菌數(shù)量均太多,應(yīng)從Ⅲ區(qū)挑取單菌落C.該實驗結(jié)果因單菌落太多,不能達到菌種純化的目的D.菌落周圍的纖維素被降解后,可被剛果紅染成紅色√倒平板后無須間歇晃動;圖中Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)的細菌數(shù)量太多,Ⅲ區(qū)的細菌數(shù)量較少,可從Ⅲ區(qū)挑取單菌落;Ⅲ區(qū)中存在單菌落,該實驗結(jié)果能達到菌種純化的目的;剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物,但不能和纖維素水解后的纖維二糖和葡萄糖形成紅色復(fù)合物,因此菌落周圍的纖維素被降解后,不能被剛果紅染成紅色。解析4.鯨魚死亡后會沉入海底,俗稱“鯨落”?！蚌L落”后期會形成一個以厭氧菌和硫細菌等為主體的生態(tài)系統(tǒng)。厭氧菌以“鯨落”肌肉中的脂肪為食,同時產(chǎn)生一些硫化氫等硫化物。硫細菌將硫化物氧化成硫酸鹽,并以該過程中釋放的能量合成有機物。請回答相關(guān)問題。(1)培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中一般都會含有水、無機鹽、氮源和碳源,培養(yǎng)“鯨落”群落中厭氧菌的碳源必須是

。要培養(yǎng)硫細菌,培養(yǎng)基中的成分需要特殊配制,主要體現(xiàn)在

,這種培養(yǎng)基可以用來專一性培養(yǎng)硫細菌,所以稱為

培養(yǎng)基。

脂肪碳源必須是含碳無機物(或碳酸鹽),同時加入硫化物選擇(1)厭氧菌以“鯨落”肌肉中的脂肪為食,屬于異養(yǎng)微生物,故培養(yǎng)“鯨落”群落中厭氧菌的碳源必須是脂肪,“硫細菌將硫化物氧化成硫酸鹽,并以該過程中釋放的能量合成有機物”,即硫細菌為化能自養(yǎng)生物,所以要培養(yǎng)硫細菌,培養(yǎng)基中的成分需要特殊配制,主要體現(xiàn)在碳源必須是含碳無機物(或碳酸鹽),同時加入硫化物。這種人為提供有利于目的菌株生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度、pH等),同時抑制或阻止其他微生物生長的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基。解析(2)在分離“鯨落”中的微生物時要制備固體培養(yǎng)基,在倒平板操作后,將平板倒置,這樣做的目的是

。防止培養(yǎng)皿蓋上凝結(jié)的水珠落入培養(yǎng)基造成污染,防止培養(yǎng)基表面的水分過快地揮發(fā)(2)在倒平板操作后,將平板倒置,這樣做的目的是防止培養(yǎng)皿蓋上凝結(jié)的水珠落入培養(yǎng)基造成污染,還可防止培養(yǎng)基表面的水分過快地揮發(fā)。解析(3)為了研究“鯨落”中含有微生物的情況,需將“鯨落”提取物加水稀釋,然后將稀釋水樣用涂布器分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面進行培養(yǎng),這種方法稱為

。下面所示的四種菌落分布情況中,不可能由該方法得到的是

(填字母)。

稀釋涂布平板法D(3)使用涂布器涂布接種微生物的方法為稀釋涂布平板法。稀釋涂布平板法接種的微生物會在培養(yǎng)基上形成均勻分布的菌落,而平板劃線法接種的微生物在劃線的起始部分菌落連在一起生長,由題圖可知,A、B、C均形成了均勻分布的單個菌落,接種方法是稀釋涂布平板法,而D中菌落是連在一起生長的,是通過平板劃線法接種的。解析(4)若想得到“鯨落”中某目標菌種,可用平板劃線法進行純化。若圖甲是接種培養(yǎng)后的菌落分布圖,對應(yīng)的平板劃線操作示意圖為

。圖甲中的③更易獲得單菌落,判斷依據(jù)是

。丙每次劃線的菌種都來自上一次劃線的末端,最后一次劃線細菌數(shù)目最少,結(jié)束時更容易獲得單菌落(4)進行平板劃線操作時,下一次劃線要從上一次劃線的末端開始,因此,對應(yīng)的平板劃線操作示意圖為丙,由于在平板劃線法的過程中,每次劃線的菌種都來自上一次劃線的末端,最后一次劃線細菌數(shù)目最少,結(jié)束時更容易獲得單菌落,所以圖中③區(qū)域更易獲得單菌落。解析1.選擇培養(yǎng)基考點三微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)抑制或阻止尿素高溫2.稀釋涂布平板法(1)系列稀釋操作。取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中,依次等比稀釋。(2)涂布平板操作。0.1冷卻計數(shù)原理當(dāng)樣品的

時,培養(yǎng)基表面生長的一個

,來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的

,就能推測出樣品中大約含有多少活菌計數(shù)標準為了保證結(jié)果準確,一般選擇菌落數(shù)為

的平板進行計數(shù)計數(shù)方法在同一稀釋度下,應(yīng)至少對3個平板進行重復(fù)計數(shù),然后求出

,統(tǒng)計結(jié)果往往比實際數(shù)目

稀釋度足夠高3.微生物的數(shù)量測定(1)利用稀釋涂布平板法計數(shù)。單菌落菌落數(shù)30～300平均值少計數(shù)原理利用特定的細菌計數(shù)板或

,在顯微鏡下觀察、計數(shù),然后再計算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量優(yōu)點是一種常用的、

的測定微生物數(shù)量的方法缺點統(tǒng)計的結(jié)果一般是死菌數(shù)和活菌數(shù)的總和血細胞計數(shù)板(2)利用顯微鏡直接計數(shù)法計數(shù)?？焖僦庇^4.土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)(1)實驗原理。脲酶尿素稀釋度(2)操作步驟。菌落數(shù)目30～300溫度時間穩(wěn)定(3)實驗結(jié)果分析與評價。30～300[正誤辨析]1.篩選分解尿素的細菌的培養(yǎng)基以尿素為唯一氮源,且為固體培養(yǎng)基。(

)2.利用稀釋涂布平板法統(tǒng)計菌落數(shù)目時,統(tǒng)計的菌落數(shù)就是活菌的實際數(shù)。(

)提示:由于兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落,所以統(tǒng)計結(jié)果小于實際數(shù)?！痢?.統(tǒng)計菌落數(shù)目時為保證結(jié)果準確,一般選擇菌落數(shù)目最多的平板進行統(tǒng)計。(

)提示:一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進行計數(shù)。4.利用稀釋涂布平板法和平板劃線法均可實現(xiàn)細菌的分離和計數(shù)。(

)提示:稀釋涂布平板法可實現(xiàn)菌落計數(shù),而平板劃線法不能計數(shù)?！痢?.利用顯微鏡直接計數(shù)法統(tǒng)計的細菌數(shù)量就是活菌的數(shù)量。(

)提示:在顯微鏡下觀察計數(shù),統(tǒng)計的結(jié)果一般是死菌數(shù)和活菌數(shù)之和,大于真實值。6.培養(yǎng)分解尿素的細菌,培養(yǎng)基的pH會增大。(

)×√7.若實驗組菌落平均數(shù)為37個/平板,空白對照平板上有3個菌落,則本組菌落數(shù)的平均值為34個/平板。(

)提示:在完全正確的操作情況下,空白對照組中不應(yīng)出現(xiàn)菌落,若空白對照組出現(xiàn)菌落,說明操作過程中存在雜菌污染,屬于實驗失誤,所有實驗數(shù)據(jù)均不應(yīng)采用。8.剛果紅與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物,可以通過是否產(chǎn)生透明圈來分離纖維素分解菌。(

)×√[教材微點思考]1.(選擇性必修3P18“相關(guān)信息”)血細胞計數(shù)板和細菌計數(shù)板的主要區(qū)別是什么?提示:前者常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等的計數(shù);后者可對細菌等較小的細胞進行觀察和計數(shù)。2.(選擇性必修3P18正文拓展)為什么測定活菌的數(shù)量不能用平板劃線法?提示:由于在所劃的線中,一般只有最后一次劃線的末端才會形成只由一個細菌形成的單菌落,而其他一些菌落往往由兩個或多個細菌繁殖而成,而在計數(shù)時一個菌落對應(yīng)著一個細菌,這樣在劃線所得的平板中,菌落數(shù)目遠低于活菌的實際數(shù)值,所以不能用平板劃線法測定活菌數(shù)量。3.(選擇性必修3P18～19“探究·實踐”拓展)利用稀釋涂布平板法純化分解尿素的細菌時,經(jīng)培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上出現(xiàn)多種菌落,可能的原因有哪些?提示:出現(xiàn)多種菌落的可能原因有培養(yǎng)基制備過程中被雜菌污染;接種過程中,無菌操作不符合要求;系列稀釋時,無菌操作不符合要求等。1.選擇培養(yǎng)基的四種制作方法(1)加入某些特定的物質(zhì)(前提是培養(yǎng)基具備全部營養(yǎng)成分)。(2)改變培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分。(3)利用培養(yǎng)基“特定化學(xué)成分”分離。(4)通過某些“特殊環(huán)境”分離。2.平板劃線法和稀釋涂布平板法的比較項目平板劃線法稀釋涂布平板法分離結(jié)果關(guān)鍵操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線①一系列的梯度稀釋;②涂布平板操作接種用具接種環(huán)涂布器優(yōu)點可以觀察菌落特征,對混合菌進行分離可以計數(shù),可以觀察菌落特征缺點不能計數(shù)操作復(fù)雜,需要涂布多個平板共同點都要用到固體培養(yǎng)基;都需進行無菌操作;都會在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落;都可用于觀察菌落特征3.兩種微生物計數(shù)方法的比較項目稀釋涂布平板法顯微鏡直接計數(shù)法原理當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時,培養(yǎng)基表面生長的一個單菌落,來源于樣品稀釋液中的一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù),就能推測出樣品中大約含有多少活菌利用特定的細菌計數(shù)板或血細胞計數(shù)板,在顯微鏡下觀察、計數(shù),然后再計算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量公式每克樣品中的菌落數(shù)=(C÷V)×M,C:某稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù),V:涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL),M:稀釋倍數(shù)每毫升原液所含細菌數(shù):每小格內(nèi)平均細菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)缺點當(dāng)兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落不能區(qū)分細胞死活結(jié)果比實際值偏小比實際值偏大1.(2023·山東卷)平板接種常用在微生物培養(yǎng)中。下列說法正確的是(

)A.不含氮源的平板不能用于微生物培養(yǎng)B.平板涂布時涂布器使用前必須進行消毒C.接種后未長出菌落的培養(yǎng)基可以直接丟棄D.利用以尿素為唯一氮源的平板能分離出合成脲酶的微生物√微生物的選擇培養(yǎng)不含氮源的平板可用于固氮菌的培養(yǎng);平板涂布時涂布器使用前必須浸在酒精中,然后在火焰上灼燒滅菌,這種操作屬于滅菌,不屬于消毒;使用后的培養(yǎng)基即使未長出菌落也要在丟棄前進行滅菌處理,不能直接丟棄,以免污染環(huán)境;脲酶可以催化尿素分解,在以尿素為唯一氮源的平板上,能合成脲酶的微生物可以分解尿素獲得氮源而進行生長繁殖,不能合成脲酶的微生物因缺乏氮源而無法生長,因此以尿素為唯一氮源的平板能分離出合成脲酶的微生物。解析2.(2023·江西景德鎮(zhèn)期中)聚羥基脂肪酸酯(PHA)是由嗜鹽細菌合成的一種胞內(nèi)聚酯,它具有類似于合成塑料的理化特性,且廢棄后易被生物降解,可用于制造無污染的“綠色塑料”。科學(xué)家從某咸水湖中尋找生產(chǎn)PHA菌種的流程圖如下。下列說法不正確的是(

)A.步驟②可用稀釋涂布平板法接種到含鹽量較高的選擇培養(yǎng)基上B.步驟③需要將接種后的培養(yǎng)基放入恒溫箱中倒置培養(yǎng)C.步驟④所用到的培養(yǎng)基應(yīng)加入瓊脂,以便挑取單菌落獲得純化菌株D.挑取菌落時,應(yīng)挑取多個菌落并分別測定嗜鹽細菌的PHA含量√PHA是由嗜鹽細菌合成的一種胞內(nèi)聚酯,要篩選嗜鹽細菌,步驟②可用稀釋涂布平板法接種到含鹽量較高的選擇培養(yǎng)基上;步驟④擴大培養(yǎng)應(yīng)選用液體培養(yǎng)基,液體培養(yǎng)基中不應(yīng)加入瓊脂;要挑選