新人教版高中生物選修1微生物的培養(yǎng)與應用

1、名校名 推薦微生物的培養(yǎng)與應用課時安排： 1 課時課題目標：1了解有關(guān)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識，進行無菌技術(shù)的操作，進行微生物的培養(yǎng)。2研究培養(yǎng)基對微生物的選擇作用，進行微生物數(shù)量的測定。3簡述纖維素酶的種類及作用，從土壤中分離出分解纖維素的微生物，討論這類微生物的應用價值。課題重點：1無菌技術(shù)的操作。2對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制。3從土壤中分離分解纖維素的微生物。課題難點：1無菌技術(shù)的操作。2對分解尿素的細菌的計數(shù)。3從土壤中分離分解纖維素的微生物?？键c點撥：一、相關(guān)知識（一）基本概念培養(yǎng)基、無菌技術(shù)、牛肉膏蛋白胨、滅菌、接種環(huán)；篩選菌種、尿素、細菌的分離與計數(shù)；纖維素、纖維素酶（二）知識網(wǎng)絡(luò)微

2、生物的營養(yǎng)及功能培養(yǎng)基基礎(chǔ)知識無菌技術(shù)微生物的實驗室培養(yǎng)實驗操作制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基純化大腸桿菌結(jié)果分析與評價課題延伸篩選菌株研究思路統(tǒng)計菌落數(shù)目設(shè)置對照實驗設(shè)計實驗器材土壤中分解尿素的細操作步驟菌的分離與計數(shù)操作提示無菌操作做好標記規(guī)劃時間結(jié)果分析與評價課題延伸相關(guān)鏈接基礎(chǔ)知識纖維素與纖維素酶1纖維素分解菌的篩選名校名 推薦分解纖維素的微生物的分離實驗流程土壤取樣選擇培養(yǎng)基操作步驟剛果紅染色（三）疑難解析1大腸桿菌（ Escherichiacoli ）革蘭氏陰性短桿菌，大小0.5 1 3 微米。周身鞭毛，能運動，無芽孢。大腸桿菌是單細胞原核生物，具有原核生物的主要特征：細胞核為擬核，無核膜

3、，細胞質(zhì)中缺乏象高等動植物細胞中的線粒體、葉綠體等具膜結(jié)構(gòu)的細胞器，核糖體為 70S，以二分裂方式繁殖。能發(fā)酵多種糖類產(chǎn)酸、產(chǎn)氣，是人和動物腸道中的正常棲居菌，嬰兒出生后即隨哺乳進入腸道，與人終身相伴，其代謝活動能抑制腸道內(nèi)分解蛋白質(zhì)的微生物生長，減少蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物對人體的危害，還能合成維生素 B 和 K，以及有殺菌作用的大腸桿菌素。正常棲居條件下不致病。但若進入膽囊、膀胱等處可引起炎癥。在腸道中大量繁殖，幾占糞便干重的 1/3 。兼性厭氧菌。在環(huán)境衛(wèi)生不良的情況下，常隨糞便散布在周圍環(huán)境中。若在水和食品中檢出此菌，可認為是被糞便污染的指標，從而可能有腸道病原菌的存在。因此，大腸菌群數(shù)（或大腸

4、菌值）常作為飲水和食物（或藥物）的衛(wèi)生學標準。大腸桿菌的抗原成分復雜，可分為菌體抗原（O）、鞭毛抗原（ H）和表面抗原（ K），后者有抗機體吞噬和抗補體的能力。根據(jù)菌體抗原的不同，可將大腸桿菌分為150 多型，其中有 16 個血清型為致病性大腸桿菌，常引起流行性嬰兒腹泄和成人肋膜炎。大腸桿菌是研究微生物遺傳的重要材料，如局限性轉(zhuǎn)導就是1954 年在大腸桿菌K12 菌株中發(fā)現(xiàn)的。萊德伯格（ Lederberg ）采用兩株大腸桿菌的營養(yǎng)缺陷型進行實驗， 奠定了研究細菌接合方法學上的基礎(chǔ)，以及基因工程的研究。2尿素是人工合成的第一個有機物， 廣泛存在于自然界中， 如新鮮人糞中含尿素 0.4 。尿素產(chǎn)

5、量約占我國目前氮肥總產(chǎn)量的 40，是僅次于碳銨的主要氮肥品種之一。尿素作為氮肥始于 20 世紀初。 20 世紀 50 年代以后，由于尿素含氮量高 (45 46) ，用途廣泛和工業(yè)流程的不斷改進，世界各國發(fā)展很快。我國從20 世紀 60 年代開始建立中型尿素廠。19861992 年，我國尿素產(chǎn)量均在 900 萬噸以上。目前占氮肥總產(chǎn)量的 40。尿素分子式是 CO(NH2)2，因為在人尿中含有這種物質(zhì)， 所以取名尿素。尿素含氮 (N)46 ，是固體氮肥中含氮量最高的。工業(yè)上用液氨和二氧化碳為原料，在高溫高壓條件下直接合成尿素，化學反應如下。 2NH3+CO2NH2COONH4CO(NH2)2+N2

6、O尿素易溶于水，在 20時 100 毫升水中可溶解 105 克，水溶液呈中性反應。尿素產(chǎn)品有兩種。結(jié)晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強。粒狀尿素為粒徑 12 毫米的半透明粒子， 外觀光潔，吸濕性有明顯改善。20時臨界吸濕點為相對濕度 80，但 30時，臨界吸濕點降至 72.5 ，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開存放。目前在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)，其吸濕性大大下降。尿素是生理中性肥料，在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長期施用沒有不良影響。但在造粒中溫度過高會產(chǎn)生少量縮二脲，又稱雙縮脲，對作物有抑制作用。我國規(guī)定肥料用尿素縮二脲含量應小于0.5 ?？s二脲含量超過1時，不能做種肥，苗肥和葉面肥

7、，其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。尿素是有機態(tài)氮肥，經(jīng)過土壤中的脲酶作用，水解成碳酸銨或碳酸氫銨后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前 48 天施用。施用：尿素適用于作基肥和追肥，有時也用作種肥。尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)的，不能被2名校名 推薦土壤吸附，應防止隨水流失；轉(zhuǎn)化后形成的氨也易揮發(fā)，所以尿素也要深施覆土。3土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)(1) 篩選菌株：特殊的無機環(huán)境，例如高溫、 pH、紫外線、高壓、光照、氧氣、鹽度等進行篩選所需菌株。選擇培養(yǎng)基，包括特殊的營養(yǎng)，加入抑制或殺死其他微生物的化學物質(zhì)，加入鑒別性培養(yǎng)的化學物質(zhì)進行篩選。(2) 統(tǒng)計菌落數(shù)目：有直接計

8、數(shù)法、活菌計數(shù)法和生理指標法等。(3) 對照：包括空白對照、標準對照、自身對照和相互對照，對照實驗要遵循單一變量原則。4分解纖維素的微生物的分離(1) 纖維素含量最高的為棉花，為有機高分子化合物，分子式為 (C6H10O5)n 水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖。纖維素、半纖維素、果膠等為膳食纖維。(2) 纖維素酶為復合酶，包括 C1酶、 Cx 酶和葡萄糖苷酶，可水解纖維素，各種細菌、真菌和少數(shù)放線菌可產(chǎn)生纖維素酶。(3) 采用選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基篩選纖維素分解菌。(4) 發(fā)酵分固體發(fā)酵和液體發(fā)酵，通過發(fā)酵產(chǎn)物對選出的微生物進行鑒別。5微生物營養(yǎng)的類型營 養(yǎng) 類 型能 源氫供基 本 碳 源實例體光能自養(yǎng)

9、型CO藍細菌、紫硫細菌、（ 光能 無 機 營養(yǎng)光無機物綠硫細菌、藻類2型）光能異養(yǎng)型CO2 及簡單有機紅螺菌科的細菌 （紫（ 光能 有 機 營養(yǎng)光有機物物色無硫細菌）型）化能自養(yǎng)型* 無機硝化細 菌、硫化細（ 化能 無 機 營養(yǎng)無機物CO菌、鐵細菌、氫細菌、物2型）硫黃細菌等化能異養(yǎng)型有 機絕大多 數(shù)細菌和全（ 化能 有 機 營養(yǎng)有機物有機物物部真核微生物型）4+2222+*NH、 NO、S、HS、H 、Fe等。三 考點例析例 1(2003 年江蘇卷 ) 發(fā)酵工程的第一個重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種。消滅雜菌，獲得純種的方法包括 ( ) ：A根據(jù)微生物對碳源需要的差別，使用不同碳源的培養(yǎng)基B根

10、據(jù)微生物中缺乏生長因子的種類，在培養(yǎng)基中增減不同的生長因子C根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸D. 根據(jù)微生物對抗菌素敏感性的差異，在培養(yǎng)基中加入不同的抗生素解析：由于不同的微生物對碳源、氮源、無機鹽、生長因子的需求不同，可以根據(jù)微生物的生長需求來配制特殊的培養(yǎng)基以獲得單一純種，也可以根據(jù)其對抗生素的敏感性不同，加入不同的抗生素來獲得單一純種。答案： A、B、D例 2（06 年高考重慶卷）下列所述環(huán)境條件下的微生物，能正常生長繁殖的是（ ）A在缺少生長素的無氮培養(yǎng)基中的圓褐固氮菌3名校名 推薦B在人體表皮擦傷部位的破傷風桿菌C新配制的植物礦質(zhì)營養(yǎng)液中的酵母菌D在滅菌后的動物細胞