2024届高考生物一轮复习学案第十单元生物技术与工程第1课时发酵工程的培养基与无菌技术苏教版

这是一份2024届高考生物一轮复习学案第十单元生物技术与工程第1课时发酵工程的培养基与无菌技术苏教版，共11页。学案主要包含了易错辨析，填空默写等内容，欢迎下载使用。

考点一 发酵工程的培养基
培养基
(1)概念：主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等__________的营养基质。
(2)类型
①按成分分类
②按物理状态分类
③按用途分类：________培养基和特殊培养基
(3)成分
考向 培养基配制及其作用
1．(多选)现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分和含量如下表，假设用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物，甲、乙适合分离的微生物是( )
A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌
B．甲培养基适于分离异养型自生固氮菌
C．乙培养基适于分离自养型自生固氮菌
D．乙培养基适于分离异养型自生固氮菌
2．在微生物培养的过程中，需要通过选择培养或鉴别培养的方法来筛选出目标菌种。下列与之相关的叙述中，不正确的是( )
A．纤维素分解菌能够分解刚果红染料，从而使菌落周围出现透明圈
B．尿素分解菌能够将尿素分解为氨，从而使酚红指示剂变红
C．在培养基中加入抗生素能够筛选出具有相应抗性的菌株
D．在含有碳酸钙的培养基上生长的乳酸菌菌落周围会出现“溶钙圈”
3．(2023·江苏无锡高三模拟)培养微生物需要提供适宜的培养基。下列关于培养微生物的培养基的叙述，错误的是( )
A．培养基为目标微生物提供适宜的生长环境
B．培养基的成分需根据微生物的代谢特点而定
C．培养基需满足各种微生物生长繁殖的需求
D．培养基通常需包含水、无机盐、碳源、氮源等营养物质
考点二 发酵工程的无菌技术
1．发酵工程的灭菌方法
(1)化学试剂灭菌法：采用________灭菌的方法。一般不用于培养基灭菌。
(2)射线灭菌法：利用紫外线等产生的____________进行灭菌的方法。
(3)干热灭菌法：包括____________灭菌法和____________法等。
(4)湿热灭菌法：利用____________进行灭菌的方法。
(5)过滤除菌法：通过______________________从而达到除菌目的的方法。
2．发酵工程的灭菌设备
(1)电热鼓风干燥箱：________灭菌设备常用于空的____________、金属用具和其他耐高温的物品的灭菌。
(2)高压蒸汽灭菌锅：________灭菌设备，其使用包括加水、________、加热、排空冷空气、____________、出锅等步骤。
(3)空气除菌设备。
3．发酵工程的无菌操作器具
(1)接种器具
①接种：是指在________条件下将微生物接入____________的操作过程。
②常用的工具有________________________等，在涂布平板接种时要用____________，穿刺接种时要用接种针，在____________或在平板培养基上进行____________时要用接种环。
(2)转移器具
①移液管：用来准备移取一定________的溶液或________化学试剂的量器。
②微量取液器：取液量________时使用，分为固定容量的和可调容量的两种。
③超净工作台：是一种经过空气净化而形成____________操作环境的设备。优点是操作________。
4．微生物接种和传代的无菌技术
(1)穿刺接种：常用于________微生物。
(2)斜面接种：常用的菌种传代和低温下______菌种的方法。
(3)斜面接种和培养酵母菌
①主要目的：____________、扩大培养和________________等。
②主要步骤：准备接种→________________→试管口灭菌→挑取少许菌种→____________→培养。
5．微生物分离、纯化和培养的无菌技术
(1)两种纯化方法的比较
(2)酵母菌纯培养的操作步骤
请思考以下问题：
①平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
②在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养一段时间，这样做的目的是________________________________。
③平板划线第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
④平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
①分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成________，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到________作用。
②统计菌落数目一般用____________法。
③计数：统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中________个活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在________的平板进行计数。
④公式：__________________________________________。
延伸应用 筛选能高效降解尿素的细菌(目的菌)的培养基成分如下表所示：
(1)该培养基是如何实现对分解尿素的细菌的筛选的？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)如何证明该选择培养基的确起到了筛选作用？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)如何证明所用的选择培养基没有受到环境污染？
________________________________________________________________________
(4)若甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的该细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。
①甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
②乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？
________________________________________________________________________
考向一 发酵工程灭菌的方法设备与无菌技术操作器具
4．下列有关使用高压蒸汽灭菌锅的操作，错误的是( )
A．加水时，水面应与三角搁架平齐
B．加盖时，将排气软管插入内层灭菌桶的排气槽内
C．加热时，待冷空气完全排尽后关上排气阀
D．切断电源后，打开排气阀使压力表降到零后开盖
5．微生物培养时常利用无菌技术避免杂菌的污染，下列相关叙述错误的是( )
A．配制好的培养基应放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
B．实验中避免已灭菌处理的材料用具与周围物品接触
C．接种前后的接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧
D．实验结束后对实验室喷洒石碳酸同时配合紫外线照射
考向二 微生物接种和传代、分离、纯化和培养的无菌技术
6．(2023·江苏南通高三模拟)下图为微生物的实验室培养的有关操作，下列相关叙述错误的是( )
A．步骤①中，需将接种工具灼烧至变红，以杀灭杂菌
B．步骤②中，将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远
C．图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释，经培养后获得单个菌落
D．接种后应将培养皿倒置培养，培养后可以根据结果进行微生物计数
7．(2018·江苏，31)酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半，可作为饲料蛋白的来源。有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养，这样既可减少污染又可降低生产成本。研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母，并进行大量培养。下图所示为操作流程，请回答下列问题：
(1)配制培养基时，按照培养基配方准确称量各组分，将其溶解、定容后，调节培养基的________，及时对培养基进行分装，并进行____________灭菌。
(2)取步骤②中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中，在步骤③中将温度约________(在25 ℃、50 ℃或80 ℃中选择)的培养基倒入培养皿混匀，冷凝后倒置培养。
(3)挑取分离平板中长出的单菌落，按步骤④所示进行划线。下列叙述合理的有____________。
a．为保证无菌操作，接种针、接种环使用前都必须灭菌
b．划线时应避免划破培养基表面，以免不能形成正常菌落
c．挑取菌落时，应挑取多个菌落，分别测定酵母细胞中甲醇的含量
d．可以通过逐步提高培养基中的甲醇的浓度，获得甲醇高耐受株
(4)步骤⑤中，为使酵母数量迅速增加，培养过程中需保证充足的营养和________供应。为监测酵母的活细胞密度，将发酵液稀释1 000倍后，经等体积台盼蓝染液染色，用25×16型血球计数板计数5个中格中的细胞数，理论上________色细胞的个数应不少于________，才能达到每毫升3×109个活细胞的预期密度。
1．(2021·山东，14)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是( )
A．甲菌属于解脂菌
B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
2.(2021·山东，20)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是( )
A．乙菌的运动能力比甲菌强
B．为不影响菌的运动需选用液体培养基
C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
3.(2020·江苏，19)为纯化菌种，在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌，培养结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A．倒平板后需间歇晃动，以保证表面平整
B．图中Ⅰ、Ⅱ区的细菌数量均太多，应从Ⅲ区挑取单菌落
C．该实验结果因单菌落太多，不能达到菌种纯化的目的
D．菌落周围的纤维素被降解后，可被刚果红染成红色
4．(2020·江苏，31)产脂肪酶酵母可用于含油废水处理。为筛选产脂肪酶酵母菌株，科研人员开展了相关研究。请回答下列问题：
(1)常规微生物实验中，下列物品及其灭菌方法错误的是________(填编号)。
(2)称取1.0 g某土壤样品，转入99 mL无菌水中，制备成菌悬液，经________________后，获得细胞密度不同的菌悬液。分别取0.1 mL菌悬液涂布在固体培养基上，其中10倍稀释的菌悬液培养后平均长出了46个酵母菌落，则该样本中每克土壤约含酵母菌____________个。
(3)为了进一步提高酵母菌产酶能力，对分离所得的菌株，采用射线辐照进行________育种。将辐照处理后的酵母菌涂布在以________为唯一碳源的固体培养基上，培养一段时间后，按照菌落直径大小进行初筛，选择直径________的菌落，纯化后获得A、B两突变菌株。
(4)在处理含油废水的同时，可获得单细胞蛋白，实现污染物资源化。为评价A、B两菌株的相关性能，进行了培养研究，结果如图。据图分析，应选择菌株____________进行后续相关研究，理由是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．(2022·全国乙，37)化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。
回答下列问题：
(1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有______________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______________；用菌株C生产S的最适碳源是______________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要______________________(答出2点即可)等营养物质。
(3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是___________________
__________________________________________________________________________。
(4)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：____________________________________________________。
(5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是__________________________
________________________________________________________________________。
一、易错辨析
1．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害( )
2．倒平板就是等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置( )
3．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上( )
4．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落( )
5．分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低( )
二、填空默写
1．培养基的化学成分包括________________________________等。
2．选择培养基是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．平板冷凝后，要将平板倒置的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
4．在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线的原因是__________________________。
5．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的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．同一稀释度下，应至少对________个平板进行重复计数，然后求出平均值。
7．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以________作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
8．当_______________________________，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。培养基种类
成分
优点
缺点
用途
天然培养基
_____________或___________以及它们的提取物或粗消化物
取材便利、____________、配制简便
营养成分难以控制，实验结果的重复性较差
工业化生产
合成培养基
准确称量的高纯度________加______
化学成分________，实验可重复性好
配制过程繁琐，成本较高
研究与育种
培养基种类
特点
用途
________培养基
不含________，呈________状态
工业生产
________培养基或半固体培养基
含______________，呈________或半固体状态
微生物的分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏
特殊培养基种类
选择培养基
鉴别培养基
________培养基
用途
将某种或某类______
_________从混杂的微生物中分离出来
快速____________不同微生物，也用于________和筛选产生某种____________的菌种
用于培养营养要求比较苛刻的________微生物。可增加所需微生物的________
成分
含义
作用
来源
碳源
构成生物体的细胞的物质和一些代谢产物，有些也是异养生物的能源物质
无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、牛肉膏等
氮源
无机氮源：N2、NH3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：蛋白胨等
无机盐
为微生物提供除碳、氮之外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素
为微生物提供无机营养，调节培养基的pH等
无机化合物：KH2PO4、
K2HPO4、NaCl等
水
生物体含量最高的无机化合物
良好的溶剂，参与化学反应等
培养基、代谢产物
成分
KH2PO4
MgSO4·
7H2O
NaCl
CaSO4·
2H2O
CaCO3
葡萄糖
纯淀粉
甲培养基
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
0.5%
2%
乙培养基
0.02%
0.02%
0.02%
0.01%
0.5%
－
－
项目
平板划线法
稀释涂布平板法
分离结果
关键操作
接种环在固体培养基表面连续划线
①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作
接种用具
接种环
涂布器
优点
可以观察菌落特征，对混合菌进行分离
可以计数，可以观察菌落特征
缺点
不能计数
操作复杂，需要涂布多个平板
共同点
都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
H2O
1.4 g
2.1 g
0.2 g
10.0 g
1.0 g
15.0 g
定容至1 000 mL
编号
①
②
③
④
物品
培养基
接种环
培养皿
涂布器
灭菌方法
高压蒸汽
火焰灼烧
干热
臭氧
碳源
细胞干重(g/L)
S产量(g/L)
葡萄糖
3.12
0.15
淀粉
0.01
0.00
制糖废液
2.30
0.18