2024年高考生物二輪復(fù)習(xí)第一篇專(zhuān)題10考向1微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學(xué)案

PAGE5-考向1微生物的培育與應(yīng)用(2024·全國(guó)Ⅰ卷)[生物——選修1:生物技術(shù)實(shí)踐]某種物質(zhì)S(一種含有C、H、N的有機(jī)物)難以降解,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,只有某些細(xì)菌能降解S。探討人員依據(jù)下圖所示流程從淤泥中分別得到能高效降解S的細(xì)菌菌株。試驗(yàn)過(guò)程中須要甲、乙兩種培育基,甲的組分為無(wú)機(jī)鹽、水和S,乙的組分為無(wú)機(jī)鹽、水、S和Y?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)試驗(yàn)時(shí),盛有水或培育基的搖瓶通常采納________________的方法進(jìn)行滅菌。乙培育基中的Y物質(zhì)是__________________。甲、乙培育基均屬于________________培育基。

(2)試驗(yàn)中初步估測(cè)搖瓶M中細(xì)菌細(xì)胞數(shù)為2×107個(gè)/mL,若要在每個(gè)平板上涂布100μL稀釋后的菌液,且保證每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè),則至少應(yīng)將搖瓶M中的菌液稀釋__________倍。

(3)在步驟⑤的篩選過(guò)程中,發(fā)覺(jué)當(dāng)培育基中的S超過(guò)某一濃度時(shí),某菌株對(duì)S的降解量反而下降,其緣由可能是________________________________(答出1點(diǎn)即可)。

(4)若要測(cè)定淤泥中能降解S的細(xì)菌細(xì)胞數(shù),請(qǐng)寫(xiě)出主要試驗(yàn)步驟__。

(5)上述試驗(yàn)中,甲、乙兩種培育基所含有的組分雖然不同,但都能為細(xì)菌的生長(zhǎng)供應(yīng)4類(lèi)養(yǎng)分物質(zhì),即__________________。

1.審要求:(1)確定滅菌方法、推斷培育基類(lèi)型。(2)已知菌落數(shù)目計(jì)算細(xì)菌的稀釋倍數(shù)。(3)分析S的降解量下降緣由,設(shè)計(jì)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目。2.解題流程:陷阱1:混淆培育基的類(lèi)型及作用:(1)固體培育基(含瓊脂):能形成單菌落,一般用于單克隆菌株篩選。(2)液體培育基:是為了得到大量的細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物,如富集培育時(shí)選擇液體培育基。陷阱2:不能科學(xué)地對(duì)細(xì)菌計(jì)數(shù):微生物的接種方法最常用的有兩種:稀釋涂布平板法和平板劃線法,但對(duì)菌落計(jì)數(shù)只能選擇稀釋涂布平板法。人類(lèi)正面臨人口膨脹、陸地資源削減和環(huán)境惡化等全球性問(wèn)題,傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已很難適應(yīng)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì),生物反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生。微生物作為生物反應(yīng)器具有諸多優(yōu)點(diǎn),但也存在生產(chǎn)過(guò)程易染菌、大量消耗淡水等缺點(diǎn)?？茖W(xué)家安排從自然環(huán)境中篩選耐高溫、耐鹽堿的微生物菌株來(lái)解決這些缺點(diǎn)。(1)__________,是獲得純凈的培育物的關(guān)鍵。傳統(tǒng)生物制造利用微生物生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí),須要對(duì)試驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行____________,對(duì)用于培育微生物的器皿、接種用具和培育基等進(jìn)行__________。

(2)科學(xué)家應(yīng)在________________的環(huán)境條件下篩選目的菌株。將相應(yīng)環(huán)境中取得的樣液利用________________法接種到培育基中,以獲得單菌落用于進(jìn)一步分別純化。

(3)對(duì)分別的微生物作進(jìn)一步的鑒定,常須要借助生物化學(xué)的方法。如在以________為唯一氮源的培育基中加入________,可用來(lái)鑒定分解尿素的細(xì)菌;在以________為唯一碳源的培育基中加入________,可用來(lái)鑒定纖維素分解菌。

(4)用篩選得到的耐高溫、耐鹽堿菌種作為生物反應(yīng)器,生產(chǎn)過(guò)程不易染菌,緣由是:

____________。

1.培育基的成分、類(lèi)型和條件:2.無(wú)菌技術(shù)的關(guān)鍵與方法:3.細(xì)菌純化培育的過(guò)程:1.選擇培育基和鑒別培育基的作用不同:(1)選擇培育基是允許特定種類(lèi)微生物生長(zhǎng)。(2)鑒別培育基是加入能與目的菌的無(wú)色代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑(如剛果紅、伊紅美藍(lán))。2.消毒和滅菌的原理不同:(1)消毒:只能殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物。(2)滅菌:能殺死全部的微生物,包括芽孢和孢子。微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分物質(zhì)(1)碳源:①供應(yīng)細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量,供應(yīng)合成產(chǎn)物的碳架。②對(duì)于大多數(shù)化能異養(yǎng)微生物,碳源兼有能源功能。(2)氮源:①供應(yīng)細(xì)胞原生質(zhì)和其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)中的氮源,一般不作為能源運(yùn)用。②對(duì)于硝化細(xì)菌來(lái)說(shuō)氮源兼有氮源和能源雙重功能。(3)無(wú)機(jī)鹽:細(xì)胞中某些困難化合物和結(jié)構(gòu)的重要組成成分。(4)水:良好的溶劑,參加細(xì)胞中的生化反應(yīng);為細(xì)胞供應(yīng)液體環(huán)境,運(yùn)輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物。專(zhuān)題10生物技術(shù)實(shí)踐考向1:///研磨真題·解高考密碼///【解析】本題主要考查培育基的類(lèi)型及其應(yīng)用、無(wú)菌技術(shù)和微生物的分別與計(jì)數(shù)。(1)常用高壓蒸汽滅菌法處理盛有水或培育基的搖瓶。由圖中③④過(guò)程可知,甲為液體培育基,乙為固體培育基,所以乙培育基中須要加入的Y為瓊脂。甲和乙培育基可以用于篩選能降解S的菌株,因此均屬于選擇培育基。(2)若要在每個(gè)平板上涂布100μL稀釋后的菌液,且每個(gè)平板上長(zhǎng)出的菌落數(shù)不超過(guò)200個(gè),依據(jù)計(jì)算公式:細(xì)菌細(xì)胞數(shù)=(C÷V)×M可知,稀釋倍數(shù)M=2×107×V÷C=2×107÷1000×100÷200=104。(3)當(dāng)培育基中的S超過(guò)某一濃度后,可能會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng),從而造成其對(duì)S的降解量下降。(4)要測(cè)定淤泥中能降解S的細(xì)菌的細(xì)胞數(shù),可以取淤泥加無(wú)菌水制成菌懸液,稀釋涂布到乙培育基上,培育后進(jìn)行計(jì)數(shù)。(5)甲和乙培育基均含有水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源等成分。答案:(1)高壓蒸汽滅菌瓊脂選擇(2)104(3)S的濃度超過(guò)某一值時(shí)會(huì)抑制菌株的生長(zhǎng)(4)取淤泥加入無(wú)菌水,稀釋涂布到乙培育基上,培育后計(jì)數(shù)(5)水、碳源、氮源和無(wú)機(jī)鹽///新題預(yù)料·技法演練場(chǎng)///【解析】(1)防止雜菌入侵是獲得純凈的培育物的關(guān)鍵。傳統(tǒng)生物制造利用微生物生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí),須要對(duì)試驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒,對(duì)用于培育微生物的器皿、接種用具和培育基等進(jìn)行滅菌。(2)依據(jù)題目信息,若要獲得目的菌,應(yīng)在高溫、高鹽、高堿的環(huán)境條件下進(jìn)行培育和篩選,為了分別和純化目的菌,可采納平板劃線法或稀釋涂布平板法進(jìn)行接種和培育。(3)微生物的鑒定常用鑒別培育基,在以尿素為唯一氮源的培育基中加入酚紅指示劑,視察是否變紅,可用來(lái)鑒定分解尿素的細(xì)菌;在以纖維素為唯一碳源的培育基中加入剛果紅,視察是否有透亮圈產(chǎn)生,可用來(lái)鑒定纖維素分解菌。(4)由于在生產(chǎn)過(guò)程設(shè)置高溫、鹽堿的培育條件,此條件下雜菌一般無(wú)法存活,所以用篩選得到的耐高溫、耐鹽堿菌