1.1发酵工程的培养基导学案（有解析）-2024-2025学年高二下学期生物苏教版选择性必修3

（1）发酵工程的培养基
——高二生物学苏教版（2019）选择性必修三课前导学
一、发酵工程的灭菌方法
1.无菌技术
(1)定义：在操作过程中，保持物品与操作区域的_______状态并不被微生物污染的技术。
(2)核心：灭菌。
2.灭菌方法、原理及应用
灭菌方法 原理 应用(特点)
化学试剂 灭菌法 甲醛、氯、高锰酸钾等化学试剂能破坏微生物的_________，具有杀菌作用 不用于_______的灭菌(灭菌剂可能会与培养基中的一些成分发生作用)
射线灭菌法 利用______________等产生的高能粒子进行灭菌 一般用于_______的灭菌(射线的穿透力弱)
干热灭菌法 利用干热空气灭菌(_______法)；利用火焰灼烧灭菌(_______法) 干热空气灭菌法主要用于要求保持_____的实验器具；火焰灼烧法常用于____等操作过程
湿热灭菌法 利用_______进行灭菌，蒸汽的穿透力大，与较低温的物体表面接触时可放出大量能量，菌体蛋白质易凝固 培养基及容器的灭菌；相同温度下湿热灭菌比干热灭菌更有效
过滤除菌法 通过_______微生物从而达到除菌目的 大量制备_______；产品提取过程中用于处理料液获得无菌产品
二、发酵工程的灭菌设备
1．______________箱
2．______________锅
3.空气除菌设备
三、发酵工程的无菌操作器具
1．接种器具
(1)接种的概念：在_______条件下将微生物接入_______的操作过程。
(2)常用的接种器具：_______、_______、接种环等。
2．转移器具：_________________________________________________。
3.超净工作台：是一种经过_______而形成高洁净操作环境的设备。
四、微生物接种和传代的无菌技术
1.菌种的保存
(1)保存条件： 。
(2)原理：在人工创造的条件下，降低 ，使细胞基本处于 ，即微生物的生长繁殖受到 但又不至于 。
2.接种方法： (适用于厌氧菌)和 (常用的菌种传代和低温下保存菌种的方法)。
3.实例：斜面接种和 。
五、微生物分离、纯化和培养的无菌技术
1.平板划线法分离和纯化微生物
(1)平板划线法：把含有多种微生物的杂菌样品，通过在特定的琼脂平板表面划线稀释，从而获得 的方法。
(2)纯化微生物：由单个微生物增殖形成的菌落，就是这种微生物的纯种菌落。
(3)平板划线法的操作
平板划线法分离和培养酵母菌菌落示意图
2.稀释涂布平板法分离和纯化微生物
（1）稀释涂布平板法：将待分离的材料做一系列的 ，再取一定量的某一稀释度的菌液涂布平板，然后用 将菌液均匀地涂布在整个平板表面，使其中的微生物充分分散，培养后在平板培养基表面形成多个 。
（2）用途：可用于菌种的分离和纯化以及 。
（3）涂布平板操作
3．混合平板法分离和纯化微生物
(1)操作：将稀释的少量菌悬液与50 ℃左右的培养基混合均匀后倒入无菌培养皿中，再将培养皿置于合适温度下培养。
(2)结果：培养基 均可长出单个菌落。
4．分离土壤中分解尿素的细菌并进行计数
(1)实验原理
①通过提供要研究的微生物增殖生长的必需条件，或加入某些抑制剂抑制其他微生物的增殖生长，可分离和纯化所需的微生物。
②在高度稀释的条件下，于固体培养基上培养该微生物，形成单个菌落。单个菌落即为纯化培养物，通过对菌落数量的统计，可以计算出样品中的含菌数。
(2)实验步骤
__________________________________________________________________。
1.细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧、干热灭菌等几种不同的处理，这些方法依次用于杀死哪些部位的杂菌( )
A.接种环、手、培养基、涂布器 B.高压锅、手、接种环、培养基
C.培养基、手、接种环、试管 D.接种环、手、高压锅、培养皿
2.下列关于酵母菌纯培养的叙述正确的是( )
A.实验中为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行
B.除了第一次划线需将接种环灼烧灭菌外，后续不用灼烧即可划线
C.通过酵母菌的纯培养获得的酵母菌的代谢产物叫作纯培养物
D.吸管、培养皿、培养基、金属用具等可以采用干热灭菌法进行灭菌
3.无菌技术在微生物培养中至关重要，下列相关叙述正确的是( )
A.无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒不能灭菌
B.吸管、培养皿、金属用具等可放入干热灭菌箱进行灭菌
C.使用后的培养基应立即丢弃，以免污染实验室其他微生物
D.巴氏消毒法能杀死牛奶中所有微生物，且不破坏牛奶的营养成分
4.下列关于纤维素酶和纤维素分解菌的叙述，正确的是( )
A.纤维素酶是一种由葡萄糖首尾相连而成的多糖类物质
B.纤维素酶可用于水解植物细胞的细胞壁，其中葡萄糖苷酶将纤维素分解为纤维二糖
C.刚果红与纤维素形成透明复合物，所以可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌
D.分离纤维素分解菌的实验流程为：土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
5.李雷观看校文艺演出前没有明显尿意，但为了避免中途去厕所，在进场前去排了一次尿。下列叙述正确的是( )
A.没有尿意时李雷大脑皮层对膀胱无调控作用
B.李雷通过大脑皮层调控脊髓实现有意识排尿
C.李雷主动排尿的神经调节方式是非条件反射
D.排尿时李雷支配膀胱的交感神经兴奋性提高
6.下列叙述正确的是( )
A.微生物的培养基中都必须加入碳源、氮源、无机盐、水及特殊营养物质
B.无菌技术包括对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
C.微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、氧气、渗透压的影响
D.固体培养基中的琼脂可为微生物的生长提供能量
7.许多生物学实验十分重视无菌操作，防止杂菌污染。下列操作正确的是( )
A.对无菌室、超净台和实验员可采用紫外线杀菌
B.家庭制作酸奶时，要将容器和鲜牛奶进行灭菌
C.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌
D.灼烧灭菌法杀死微生物的营养体和芽孢
8.圆褐固氮菌能将大气中的氮气转化为氨，用于合成蛋白质等含氮的有机物，是异养需氧型的原核生物。某兴趣小组对土壤中的圆褐固氮菌进行计数，请回答相关问题：
（1）要想获得圆褐固氮菌的菌种最好选择____________（填“表层”或“深层”）的土壤。
（2）在培养圆褐固氮菌的培养基中不需要加入的成分是____________；该培养基从功能上划分，属于____________培养基。
（3）在配制含琼脂的培养基和倒平板的过程中，下列器材不需要的是____________（填序号）。
①酒精灯
②接种环
③高压蒸汽灭菌锅
④棉塞
（4）本实验采用的接种方法是____________，其统计结果一般用____________数而不是活菌数来表示；接种好的平板放入38℃恒温箱中培养，每隔12h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，其原因是____________。
（5）在培养过程中将未接种菌种的空白平板与正常接种菌种的平板同时培养，这样做的目的是：____________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌；用酒精擦拭双手是消毒的一种方法；火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环、接种环等金属用具；干热灭菌一般适用于玻璃器皿的灭菌，如试管。C符合题意。故选C。
2.答案：A
解析：实验中为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行，A正确;平板划线法操作时，每次划线前后都需要灼烧接种环，B错误；由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，C错误；培养基不适合用干热灭菌法灭菌，D错误。
3.答案：B
解析：A、无菌技术中，若处理对象为液体，可以采用高压蒸汽灭菌，A错误；B、吸管、培养皿、金属用具等可以使用干热灭菌法，将灭菌物品放入干热灭菌箱进行灭菌，B正确；C、使用后的培养基应进行灭菌处理后再丢弃，以免污染环境，C错误；D、巴氏消毒法大约是70°C，巴氏消毒法可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，基本不破坏牛奶的营养成分，D错误。故选B。
4.答案：D
解析：A.纤维素是一种由葡萄糖首尾相连的多糖类物质而不是纤维素酶，纤维素酶的本质是蛋白质，故A错误;B.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以纤维素酶可以水解植物细胞壁，但是，其中的葡萄糖酶可以将纤维二糖分解成葡萄糖，故B错误;C.刚果红可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而筛选纤维素分解菌，故C错误;D.分离纤维素分解菌的流程，首先要进行土壤取样，然后进行选择培养，而后稀释涂布平板，最后挑选菌落，故D正确。
5.答案：B
解析：A、无尿意也能排尿说明机体活动受大脑皮层及其他中枢的分级调节，A错误；
B、排尿中枢位于脊髓，大脑皮层的高级中枢能控制脊髓的低级中枢，所以人能有意识地控制排尿，B正确；
C、李雷是在没有尿意的情况下主动排尿，该过程信号是由大脑皮层发出的，没有经过完整的反射弧，不属于反射，C错误；
D、排尿过程中，副交感神经处于兴奋状态，会使膀胱缩小，D错误。
故选B。
6.答案：C
解析：A、培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，分离自生固氮菌的培养基中，不需加入氮源，A错误；B、操作者的衣着和手只能进行消毒，不能灭菌，要考虑物体的耐受程度，B错误；C、对于微生物的生长来说，在营养物质供应充分的基础上，pH适宜、渗透压浓度适宜及适宜的氧气对于其生长繁殖都是有利的，C正确；D、琼脂属于凝固剂，不能为微生物提供能量，D错误。故选C。
7.答案：D
解析：A、对无菌室、超净台可采用紫外线杀菌，对实验员可用酒精擦拭双手进行消毒，A错误；B、家庭制作酸奶时，要将容器进行灭菌，鲜牛奶不进行灭菌以免杀死乳酸菌，B错误；C、加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌，否则可能会污染培养基，C错误；D、灼烧灭菌法可杀死物体内外所用的微生物（包括微生物的营养体、芽孢和孢子），D正确。故选D。
8.答案：表层；氮源；选择；②；稀释涂布平板法；菌落；防止因培养时间不足导致遗漏菌落数目；检测培养基是否被杂菌污染（或培养基是否灭菌合格）
解析：（1）据题干信息可知：圆褐固氮菌是好氧细菌，需要氧气，且还需要空气中的氮气作为氮源，故要想获得圆褐固氮菌的菌种最好选择氧气含量较高的表层土壤。
（2）因圆褐固氮菌能将大气中的氮气转化为氨，用于合成含氮有机物，故在培养圆褐固氮菌的培养基中不需要加入氮源；该培养基从功能上划分，属于选择培养基。
（3）平板培养基配制的基本流程为：计算→称量→溶化（包括琼脂）→调节PH→分装→灭菌→倒平板→（冷却后）倒置平板，不需要接种环接种。故选②。
（4）结合信息可知，该实验还需对菌落进行计数，故采用的接种方法为稀释涂布平板法；为防止因培养时间不足导致遗漏菌落数目，应每隔12h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。
（5）将未接种菌种的空白平板与正常接种菌种的平板同时培养的目的是检测培养基是否被杂菌污染（或培养基是否灭菌合格）。