第1章 主干知识排查-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第三册教师用书（浙科版2019）

主干知识排查 一、微生物的培养需要适宜条件 1．培养基的主要成分：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等，作为碳源的物质可为有机物，也可为无机碳，如CO2。 2．培养基的理化特性影响微生物的生长：培养基需满足目标微生物的代谢需求，同时需要提供适当的pH。“细菌喜荤，霉菌喜素”，细菌培养基中要含有较高的有机氮，常用蛋白胨和酵母提取物等配制，霉菌培养基一般用可溶性淀粉加无机物配制；细菌通常要求在中性偏碱的环境中生长，霉菌要求在中性偏酸的环境中生长。 3．培养基按物理特征分为液体培养基和固体培养基，按化学成分分为合成培养基和天然培养基。液体培养基不加凝固剂(如琼脂)，常用于大规模快速繁殖某种微生物；固体培养基加入凝固剂，常用于微生物的分离、鉴定、活菌计数(平板)、菌种保存(斜面)等。 4．灭菌和无菌操作技术可以排除非目标微生物的干扰。 5．消灭实验器具和培养基中可能存留的各种类型的微生物用高压灭菌法，在微生物实验中常用121 ℃(1 kg/cm2压力)对实验器具和培养基进行15～20 min的灭菌处理。接种环和涂布器灭菌常采用灼烧灭菌法。 6．较高温度下会分解的物质如尿素，可进行过滤除菌，再在超净工作台内添加到培养基中；对含葡萄糖的培养基，可采用适当降低温度、压力(112_℃，500_g/cm2)以及延长时间(30 min)的高压灭菌方法灭菌。 7．消毒：采用较温和的物理、化学方法，仅杀死物体表面或内部一部分不需要的微生物。 灭菌：采用强烈的物理、化学方法，杀灭物体表面以及内部的一切微生物，包括芽孢和孢子。 二、纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得 1．分离微生物的方法有平板划线法和稀释涂布平板法；测定微生物数量的方法有稀释涂布平板法和显微镜计数法。 2．平板划线法：蘸取液体培养物或挑取固体表面微生物→在固体培养基表面进行连续平行划线、扇形划线或多次连续平行划线，在划线的尾部能得到单菌落。 3．平板划线法都只用接种环蘸取一次菌液，平板划线操作的第一步是灼烧接种环，这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，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，是为了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。 4．稀释涂布平板法：菌液梯度稀释→取不同稀释度菌液0.1 mL加在固体培养基表面→涂布器均匀涂布→适当稀释度下得到单菌落。 5．判断液体培养基成功接种酵母菌的依据：与对照组相比，液体培养基由于酵母菌的增殖而变浑浊，可推断液体培养基中接种酵母菌成功。 6．稀释涂布平板法对微生物计数的公式：每毫升菌液中微生物细胞的数量＝某一稀释倍数下至少3个培养皿的平均菌落数÷菌液稀释液体积×稀释倍数。 7．显微镜计数中，要“先盖片再滴液”。 计数时取样方法：“五点取样”(五个中方格，共计80 个小方格)，压线细胞计数原则“数上不数下”“数左不数右”。计算公式：酵母细胞个数/mL＝80个小方格细胞总数/80×400×10_000×稀释倍数。 8．选择培养基：在培养基中添加(或减去)某种化学成分，使得只有某些特定的微生物能够生长，其他微生物均不能生长，即“选择所需，淘汰不需”。用途：快速筛选出目标微生物或特定细胞。 9．鉴别培养基：“鉴定所需”，其他非目标微生物也可以生长，但目标微生物会发生特征性的变化。 10．能分解尿素的微生物的分离与计数实验原理： (1)当培养基中只有尿素作为氮源时，只有能分泌脲酶的微生物才能在该培养基中生长。 (2)微生物分解尿素产生的氨会使培养基的碱性增强，可利用酚红指示剂鉴定尿素分解菌。 (3)菌落周围呈红色，圆形红色区域越大，这种菌利用尿素的能力越强。 11．培养未接种的培养基目的是检查培养基制备是否合格；全营养培养基接种目的是检测选择培养基是否有选择作用。 三、发酵工程为人类提供多样的生物产品 1．利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋原理： (1)果酒：酵母菌在无氧条件下，通过厌氧呼吸，将葡萄糖氧化为乙醇和二氧化碳。 (2)果醋：醋酸菌在有氧条件下可将乙醇氧化为醋酸。 2．在葡萄酒的制作过程中，应先进行冲洗，然后再去除葡萄的枝梗，且冲洗时不能反复冲洗。 3．发酵工程的基本环节：菌种的选育→菌种的扩大培养→接种→发酵过程的控制→发酵产品的分离和提纯。 4．分离或提纯发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤。如果发酵的产品是菌体本身，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果发酵产品是微生物的代谢产物，则可采用真空发酵、吸附发酵、萃取发酵等方法进行提取。 5．发酵工程的特点：生产条件温和，原料丰富且价格低廉，废弃物对环境影响小且容易处理。 6．对发酵条件进行调控以满足微生物生长的需要，需要对温度、pH、溶解氧等发酵条件进行严格控制，同时添加必要的营养组分，保证发酵生产高效顺利进行。 1．固体培养基表面的微生物生长速度比液体培养基中慢，原因是细胞与固体培养基的接触面积较小，细胞与环境间物质交换速度相对较慢。 2．平板中培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置，原因是可以防止水分过快蒸发，又可以防止冷凝后形成的水滴落在培养基中造成污染。 3．在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，原因是划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 4．如何判断培养基是否被杂菌污染：培养未接种的培养基，观察是否有菌落生长；如果有，说明培养基被杂菌污染。 5．细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值偏小，原因是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落；显微镜计数法计数的结果比实际值偏大，原因是显微镜下无法区分细胞的死活，统计结果一般是活菌数和死菌数的总和。 6．判断选择培养基是否起到筛选作用的方法：配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，观察选择培养基上的菌落数目是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目。 7．现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请你给出实验方案：用“纤维素作为唯一碳源”的选择培养基进行培养，并在培养基中加入刚果红试剂进行鉴定。在培养基上形成透明圈的菌落即为纤维素分解菌。 8．果酒、果醋发酵时，瓶中的葡萄的总体积不要超过矿泉水瓶体积的1/2，原因是留有1/2的空间，其中的氧气能促进酵母菌快速繁殖；酵母菌发酵会产生CO2，葡萄过多可能导致发酵液溢出。 9．将吸管长臂端插入水中的作用： (1)防止O2进入； (2)防止空气中的杂菌污染； (3)排出CO2，平衡发酵瓶内压强。 10．如图为制作果酒和果醋的发酵装置图，排气口要通过一个长而弯曲的胶管(b)与瓶身相连，这样做的目的是避免空气中其他微生物进入发酵装置。进行醋酸发酵和酒精发酵时，对图中哪一处操作有差异？请具体指明：使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口(a)；制作果醋时，应将充气口(a)连接气泵，输入氧气(无菌空气)。 11．泡菜制作原理是利用附生在蔬菜表面的植物乳杆菌、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。这些微生物一般为厌氧、兼性厌氧或微好氧菌。 12．对于新配制的泡菜原料，若加入一些陈泡菜汁，可以缩短腌制时间，这是因为陈泡菜汁中有较多的发酵菌。 13．泡菜制作时，用水密封泡菜坛的目的是给泡菜坛内创造无氧环境。在发酵后期，乳酸菌数量减少，原因是乳酸的积累使坛中pH下降，抑制了乳酸菌的生命活动。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 主干知识排查 第一章 发酵工程 <<< 一、微生物的培养需要适宜条件 1.培养基的主要成分：水、　　　　、　　　、　　　、生长因子等，作为碳源的物质可为有机物，也可为无机碳，如CO2。 2.培养基的理化特性影响微生物的生长：培养基需满足目标微生物的代谢需求，同时需要提供适当的pH。“细菌喜荤，霉菌喜素”，细菌培养基中要含有较高的有机氮，常用　　　　和酵母提取物等配制，霉菌培养基一般用　　　　　　加无机物配制；细菌通常要求在　　　　　的环境中生长，霉菌要求在　　　　　的环境中生长。 知识梳理 无机盐 碳源 氮源 蛋白胨 可溶性淀粉 中性偏碱 中性偏酸 3.培养基按物理特征分为液体培养基和固体培养基，按化学成分分为合成培养基和天然培养基。液体培养基不加凝固剂(如琼脂)，常用于大规模 　　　　某种微生物；固体培养基加入凝固剂，常用于微生物的_____、　　　、 　　　　　(平板)、 　　　　　(斜面)等。 4.灭菌和无菌操作技术可以排除非目标微生物的干扰。 5.消灭实验器具和培养基中可能存留的各种类型的微生物用高压灭菌法，在微生物实验中常用 ℃(1 kg/cm2压力)对实验器具和培养基进行_________ min的灭菌处理。接种环和涂布器灭菌常采用 　　灭菌法。 快速繁殖 分离 鉴定 活菌计数 菌种保存 121 15～20 灼烧 6.较高温度下会分解的物质如尿素，可进行　　　除菌，再在超净工作台内添加到培养基中；对含葡萄糖的培养基，可采用适当降低　　　、________________________以及延长时间(30 min)的高压灭菌方法灭菌。 7.消毒：采用较温和的物理、化学方法，仅杀死物体表面或内部一部分不需要的微生物。 灭菌：采用强烈的物理、化学方法，杀灭物体表面以及内部的一切微生物，包括芽孢和孢子。 过滤 温度 压力(112 ℃，500 g/cm2) 二、纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得 1.分离微生物的方法有平板划线法和稀释涂布平板法；测定微生物数量的方法有稀释涂布平板法和显微镜计数法。 2.平板划线法：蘸取液体培养物或挑取固体表面微生物→在固体培养基表面进行　　　　　划线、扇形划线或多次连续平行划线，在________ ______能得到单菌落。 连续平行 划线的 尾部 3.平板划线法都只用接种环蘸取一次菌液，平板划线操作的第一步是灼烧接种环，这是为了 ；每次划线前灼烧接种环是为了_______________________________________ _______________________________________________________，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐 　　　，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，是为了____________________________ ______________________________。 4.稀释涂布平板法：菌液梯度稀释→取不同稀释度菌液0.1 mL加在固体培养基表面→涂布器均匀涂布→适当稀释度下得到单菌落。 避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 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于上次划线的末端 减少 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 5.判断液体培养基成功接种酵母菌的依据：与对照组相比，液体培养基由于酵母菌的增殖而变 　　，可推断液体培养基中接种酵母菌成功。 6.稀释涂布平板法对微生物计数的公式：每毫升菌液中微生物细胞的数量＝某一稀释倍数下至少3个培养皿的平均菌落数÷菌液稀释液体积×稀释倍数。 7.显微镜计数中，要“先盖片再滴液”。 计数时取样方法：“______取样”(五个中方格，共计80 个小方格)，压线细胞计数原则“数上不数下”“数左不数右”。计算公式：酵母细胞个数/mL＝_______________ _______________________________。 浑浊 五点 80个小方格细胞 总数/80×400×10 000×稀释倍数 8.选择培养基：在培养基中　　　　　　　某种化学成分，使得只有某些　　　的微生物能够生长，　　　微生物均不能生长，即“选择所需，淘汰不需”。用途：快速筛选出　　　　　　或特定细胞。 9.鉴别培养基：“鉴定所需”，其他非目标微生物也可以生长，但目标微生物会发生特征性的变化。 添加(或减去) 特定 其他 目标微生物 10.能分解尿素的微生物的分离与计数实验原理： (1)当培养基中只有　　　作为氮源时，只有能分泌　　　的微生物才能在该培养基中生长。 (2)微生物分解尿素产生的氨会使培养基的碱性增强，可利用__________ 鉴定尿素分解菌。 (3)菌落周围呈红色，圆形红色区域越大，这种菌利用尿素的能力越　　。 11.培养未接种的培养基目的是检查培养基制备是否合格；全营养培养基接种目的是检测选择培养基是否有选择作用。 尿素 脲酶 酚红指示剂 强 三、发酵工程为人类提供多样的生物产品 1.利用酵母菌、醋酸菌制作果酒和果醋原理： (1)果酒：酵母菌在　　　条件下，通过厌氧呼吸，将葡萄糖氧化为______和　　　　　。 (2)果醋：醋酸菌在　　　条件下可将乙醇氧化为　　　。 2.在葡萄酒的制作过程中，应先进行冲洗，然后再去除葡萄的枝梗，且冲洗时不能反复冲洗。 无氧 乙醇 二氧化碳 有氧 醋酸 3.发酵工程的基本环节：菌种的选育→菌种的　　　　　→接种→发酵过程的控制→发酵产品的　　　　　　。 4.分离或提纯发酵产品是工业发酵制取产品必经的步骤。如果发酵的产品是菌体本身，可采用　　　　　　等方法将菌体从培养液中分离出来；如果发酵产品是微生物的代谢产物，则可采用　　　　　、吸附发酵、__________等方法进行提取。 5.发酵工程的特点：生产条件　　　，原料　　　且价格低廉，废弃物对环境影响　　且容易处理。 扩大培养 分离和提纯 过滤、沉淀 真空发酵 萃取发酵 温和 丰富 小 6.对发酵条件进行调控以满足微生物生长的需要，需要对____________ _________等发酵条件进行严格控制，同时添加必要的　　　　　，保证发酵生产高效顺利进行。 温度、pH、 溶解氧 营养组分 1.固体培养基表面的微生物生长速度比液体培养基中慢，原因是_______ ____________________________________________________________。 2.平板中培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置，原因是___________ ____________________________________________________________。 3.在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线，原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________。 长句表达 细胞与固体培养基的接触面积较小，细胞与环境间物质交换速度相对较慢 可以防止水分过快蒸发，又可以防止冷凝后形成的水滴落在培养基中造成污染 划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落 4.如何判断培养基是否被杂菌污染：_______________________________ ________________________________________。 5.细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值______，原因是_________________________________________________ _______；显微镜计数法计数的结果比实际值　　　，原因是__________ ________________________________________________________。 6.判断选择培养基是否起到筛选作用的方法：_______________________ _________________________________________________________________________________。 培养未接种的培养基，观察是否有菌落生长；如果有，说明培养基被杂菌污染 偏小 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落 偏大 显微镜下无法区分细胞的死活，统计结果一般是活菌数和死菌数的总和 配制牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，观察选择培养基上的菌落数目是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目 7.现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请你给出实验方案：___________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 8.果酒、果醋发酵时，瓶中的葡萄的总体积不要超过矿泉水瓶体积的1/2，原因是_________________________________________________________ _________________________________________。 9.将吸管长臂端插入水中的作用： (1) ； (2)　　　　　　　　　　　； (3) 　　　　　　　　　　　　　　。 用“纤维素作为唯一碳源”的选择培养基进行培养，并在培养基中加入刚果红试剂进行鉴定。在培养基上形成透明圈的菌落即为纤维素分解菌 留有1/2的空间，其中的氧气能促进酵母菌快速繁殖；酵母菌发酵会产生CO2，葡萄过多可能导致发酵液溢出 防止O2进入 防止空气中的杂菌污染 排出CO2，平衡发酵瓶内压强 10.如图为制作果酒和果醋的发酵装置图，排气口要通过一个长而弯曲的胶管(b)与瓶身相连，这样做的目的是______________________________ _______。进行醋酸发酵和酒精发酵时，对图中哪一处操作有差异？请具体指明：_______________________________________________________ ___________________________________________。 避免空气中其他微生物进入发酵 装置 使用该装置制作果酒时，应该关闭充气口(a)；制作果醋时，应将充气口(a)连接气泵，输入氧气(无菌空气) 11.泡菜制作原理是利用附生在蔬菜表面的　　　　　　、短乳杆菌和明串珠菌等发酵制成的。这些微生物一般为　　　、兼性厌氧或微好氧菌。 12.对于新配制的泡菜原料，若加入一些陈泡菜汁，可以缩短腌制时间，这是因为　　　　　　　　　　　　　。 13.泡菜制作时，用水密封泡菜坛的目的是 。在发酵后期，乳酸菌数量减少，原因是_____________________________ ______________________。 植物乳杆菌 厌氧 陈泡菜汁中有较多的发酵菌 给泡菜坛内创造无氧环境 乳酸的积累使坛中pH下降，抑制了乳酸菌的生命活动 第一章 发酵工程 <<< $$