专题2　微生物的培养与应用一轮复习课件.ppt

专题2微生物的培养与应用,第四十四课时课题13微生物的实验培养、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数、分解纤维素的微生物的分离,1微生物的分离和培养2.培养基对微生物的选择作用3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物,【回扣教材】,考点一培养基,1培养基的定义：人们按照微生物对的不同需求，配制出供其的营养物质。,营养物质,生长繁殖,2类型：培养基按照可分为液体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂后，制成琼脂固体培养基，是实验室最常用的培养基之一。微生物在固体培养基表面生长，可以形成的_。,物理性质,琼脂,肉眼可见,菌落,3营养物质：各种培养基一般都含有水、_源、_源和无机盐四种营养物质。满足微生物生长还需要适宜的_(培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至或性)、氧气的要求(根据微生物的需求提供有氧或无氧环境)、物质(如培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加等)。,碳,氮,中性,微碱,特殊营养,维生素,pH,【知识拓展】,几种微生物的营养能量来源,【典例精析】,【例1】关于微生物营养物质的叙述中，正确的是()A是碳源的物质不可能同时是氮源B凡碳源都提供能量C除水以外的无机物只提供无机盐D无机氮源也能提供能量,D,【解析】不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于A、B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；NaHCO3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。,考点二无菌技术,【回扣教材】,获得纯净培养物的关键是防止外来的入侵，要注意以下几个方面：,杂菌,(1)对实验操作的、操作者的和进行和。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行。(3)为避免周围环境中微生物的污染，应在酒精灯进行。(4)实验操作时应避免处理的材料用具与的物品相接触。,空间,衣着,手,清洁,消毒,灭菌,实验操作,火焰附近,已经灭菌,周围,【知识拓展】,消毒与灭菌的比较,【典例精析】,【例2】(2012北京)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是()A将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中B.将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上C将转基因植物叶片接种到无菌培养基上D将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上,C,【解析】在酿制葡萄酒的过程中，如果灭菌不彻底会影响葡萄酒的品质，但影响不大；在制作腐乳的过程中，发酵过程有多种微生物的参与，所以该过程不进行严格的无菌操作对结果影响不大；在植物组织培养过程中，如果灭菌不彻底，杂菌产生的物质会影响外植体的生长，甚至杀死外植体，导致培养失败，对结果影响最大；土壤浸出液本身就含有大量的杂菌，另外在选择培养基上只能生存我们所要筛选的细菌，所以无菌操作不严格，对结果影响也不会太大。,考点三纯化大肠杆菌以及菌种的保藏,【回扣教材】,1制作牛肉膏蛋白胨固体培养基(1)方法步骤：、称量、溶化、。(2)倒平板操作的步骤：将灭过菌的培养皿放在的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。右手拿锥形瓶，将迅速通过火焰。,计算,灭菌,倒平板,火焰旁,瓶口,用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(约1020mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。等待平板，大约需510min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。,冷却凝固,2纯化大肠杆菌(1)微生物接种的方法最常用的是法和法。(2)平板划线法是通过在琼脂固体培养基表面的操作。,平板划线,稀释涂布平板,接种环,连续划线,(3)稀释涂布平板法是将进行一系列的稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到培养基的表面，进行培养。分为和两步。,菌液,梯度,琼脂固体,系列稀释操作,涂布平板操作,(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物成单个，从而能在培养基形成单个的。,分散,细胞,表面,菌落,(5)平板划线法操作步骤：将接种环放在火焰上，直到接种环。在火焰旁接种环，并打开盛有菌液的试管的棉塞。,灼烧,烧红,冷却,将通过火焰。将的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将通过火焰，并塞上棉塞。左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条，盖上皿盖。注意不要划破。灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的_开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意将最后一区的划线与第一区相连。将平板放入培养箱中培养。,试管口,已冷却,试管口,平行线,培养基,末端,不要,倒置,(6)涂布平板操作的步骤：将浸在盛有酒精的烧杯中。取菌液(不超过0.1mL)，滴加到培养基表面。将沾有少量酒精的涂布器在火焰上，待酒精后，810s。用涂布器将菌液地涂布在培养基表面。3菌种的保存(1)对于频繁使用的菌种，可以采用保藏的方法。临时保藏方法,涂布器,少量,引燃,燃尽,均匀,冷却,临时,将菌种接种到试管的固体上，在的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入的冰箱中保藏。以后每个月，都要重新将菌种从旧的培养基上到新鲜的培养基上。缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易或产生。(2)对于需要保存的菌种，可以采用管藏的方法。在3mL的甘油瓶中，装入1mL甘油后。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在的冷冻箱中保存。,斜面培养基,合适,4,36,转移,被污染,变异,长期,甘油,灭菌,20,【典例精析】,【例3】炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病，炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的寄主专一性，通过实验确诊。(1)细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。(2)细菌鉴定：实验流程如图所示,对配制的液体培养基等需要采取方法灭菌；实验所用液体培养基的碳源为(填“无机碳”或“有机碳”)。挑选可疑菌落制片后，用观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。接种可疑菌后，35培养24小时，液体培养基变浑浊，原因是。对照组试管中应加入，与实验组同时培养6小时后，若实验组液体培养基的浑浊度比对照组_(填“高”或“低”)，则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。,有机碳,显微镜,细菌大量繁殖,等量生理盐水,低,获得纯净培养物的关键是的入侵，微生物接种的方法最常用的是法和法。,防止外来杂菌,平板划线,稀释涂布平板,【解析】本题以炭疽病为背景，主要考查了微生物培养等知识。液体培养基通常采取高压蒸汽灭菌方法进行灭菌。由于炭疽杆菌为异养型生物，故所用培养基中的碳源为有机碳源。由于炭疽杆菌形体微小，必须借助显微镜才能进行观察。接种可疑菌后，适宜条件下，细菌大量繁殖从而使液体培养基变浑浊。在对照实验中要遵循单因子变量原则，同时排除生理盐水等无关变量的干扰，故对照组要加等量生理盐水。由于实验组中培养的噬菌体侵染炭疽杆菌，使炭疽杆菌大量死亡，从而使实验组的浑浊度比对照组低。,【例4】(2012海南)关于大肠杆菌的叙述，正确的是()A四环素能抑制细胞中蛋白质的合成B经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株C细胞中只含有A、T、C、G四种碱基DT2噬菌体感染菌体，不会导致菌体裂解,A,【解析】四环素通过抑制细菌蛋白质的合成从而抑制细菌繁殖，A正确；要想获得能产生人胰岛素的高产菌株，只有通过基因工程来实现，B不正确；大肠杆菌细胞中含有DNA和RNA两种核酸，含有A、G、C、T、U五种碱基，C不正确；T2噬菌体感染菌体后，在菌体内大量增殖，则会使菌体裂解，子代噬菌体释放出来，D不正确。,【回扣教材】,(2)实验室中筛选：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括、_、等)，同时或其他微生物生长。(3)选择培养基在微生物学中，将允许种类的微生物生长，同时抑制或阻止微生物生长的培养基，称作培养基。2统计菌落数目测定微生物数量的常用方法有法和法。,营养,温度,pH,抑制,阻止,特定,其他种类,选择,稀释涂布平板,显微镜直接计数,3设置对照(1)设置对照的主要目的是排除中对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。(2)判断培养基中是否有杂菌污染：。(3)判断选择培养基是否具有筛选作用：_。,实验组,非测试因素,将未接种的培养基在相同的条件下进行培养,对照培养基(营养物质齐全)接种后培养观察菌落数目,【典例精析】,【例5】选择培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件，使仅适应该条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。选择条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面，下图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。,(1)本实验所需培养基为，碳源为。(2)实验原理是_。,选择培养基,对羟基苯甲酸,(3)重复培养的目的是_。(4)的菌落中大部分是降解的微生物。(5)为组，为组，设置的目的是_。(6)采用法，接种到的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是_。,对羟基苯甲酸,对照,实验,说明通过选择培养的确得到了欲分离的目标微生物,单菌落挑取,【考查类型】本题主要考查选择培养基及对照实验有关的知识。【解析】本题立意较新，需灵活运用所学知识解决与实验分析有关的问题。,考点五土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,【回扣教材】,1实验设计实验设计包括，所需、_，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。2操作提示(1)无菌操作取土样用的小铁铲和盛土样的信封在都需要灭菌。应在称取土壤。在附近将称好的土样锥形瓶中，塞好棉塞。,实验方案,仪器,材料,用具和药品,使用前,火焰旁,火焰,倒入,在土壤溶液的过程中，每一步都要在_操作。(2)做好标记本实验使用的平板和试管比较多。为避免混淆，最好在就做好。例如，在标记培养皿时应注明、以及平板上培养样品的等。3课题延伸本课题对能分解尿素的细菌进行了初步的筛选。对分离纯化的菌种作进一步的鉴定，还需要借助_的方法。在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的将尿素分解成了，pH，以尿素为唯一氮源的培养基加入，如果pH升高，可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。,稀释,火焰旁,使用前,标记,培养基种类,培养日期,稀释度,生物化学,脲酶,氨,升高,酚红指示剂,指示剂变红,【典例精析】,【例6】(2012浙江)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：,请回答：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现色环带。(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是灭菌。A高压蒸汽B紫外灯照射C70%酒精浸泡D过滤,D,脲酶,红,(3)步骤X表示。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得菌落。(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在中。若不倒置培养，将导致。(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的分解为NH3和14CO2。,接种,涂布,单,恒温培养箱,无法形成单菌落,尿素,【解析】(1)幽门螺杆菌含有脲酶，能分解尿素为菌体提供氮源，因此在配制培养基时要加入尿素；加入酚红指示剂的目的是检验是否有Hp存在，若有Hp存在会分解尿素，培养基pH会升高，酚红指示剂将变红。(2)由于尿素在高温下会分解，所以对尿素溶液的灭菌要采用G6玻璃漏斗过滤的方法。(3)在实验操作过程中要先灭菌、倒平板，再进行接种。接种时先将菌液稀释，再涂布到培养基平面上，以获得单菌落。(4)培养时需将培养皿倒置并放在恒温箱中培养，倒置培养的目的也是为了获得单一菌落。(5)如果人体感染了Hp，能将尿素分解为NH3和CO2，因而标记尿素中的C，可通过呼吸产物来判断是否感染Hp。,1纤维素：是一种由首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的物质。_是自然界中纤维素含量最高的天然产物。有些微生物能分解利用纤维素，因为它们能够产生。2纤维素酶：是一种复合酶，一般包括酶、_酶和酶。前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶能将纤维二糖分解成。,葡萄糖,【回扣教材】,多糖类,棉花,纤维素酶,C1,CX,葡萄糖苷,葡萄糖,考点六分解纤维素的微生物的分离,3筛选纤维素分解菌的方法是。该方法可以通过反应直接筛选。其原理是：刚果红可以与纤维素形成，当纤维素被分解后，红色复合物无法形成，出现以为中心的，我们可以根据来筛选纤维素分解菌。4纤维素分解菌大多分布在富含的环境中，也可以将富含纤维素的物质埋在土壤中，经过30天左右，再从已腐烂的物质埋藏处筛选。5在将样品稀释涂布到的培养基上之前，可以用增加纤维素分解菌的浓度。培养时要在培养。,刚果红染色法,颜色,红色复合物,纤维素酶,纤维素分解菌,透明圈,是否产生透明圈,纤维素,纤维素分解菌,鉴别纤维素分解菌,选择培养基,摇床上振荡,6常用的刚果红染色法有两种：一种是_，再加入；另一种是。7为确定得到的是纤维素分解菌，尚需进行_的实验，纤维素酶的发酵方法有_发酵和发酵两种。纤维素酶的测定方法一般采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的_进行定量测定。,刚果红染色,在倒平板时就加入刚果红,发酵产纤维素酶,液体,固体,葡萄糖,【知识拓展】,1实验原理,即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。2实验流程,3.两种常用刚果红(CR)染色法的比较,纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度。能产生纤维素酶的微生物能以纤维素作为碳源和能源，在培养基中正常生长，其他绝大多数生物不能正常生长。,鉴别培养基含有琼脂，为固体培养基，刚果红染色法就是应用的此培养基。为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。,【例7】研究分解纤维素的微生物，对于人们在工业生产中应用有着积极的意义。请回答：(1)分离纤维素分解菌的实验流程：土壤取样梯度稀释将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。上述实验中的培养基属于选择培养基，如果设计一个对照实验，可以将其中的纤维素粉换成_，如果菌落数明显多于选择培养基，即可说明选择培养基的作用。A尿素B蛋白质C葡萄糖D蔗糖,【典例精析】,C,(2)如何证明选择培养基没有被杂菌污染？,选取未接种的培养基与接种样品的培养基，同时培养，如果在未接种的培养基培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。,(3)在用平板计数法对分离的纤维素分解菌数目统计时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为。,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,(4)如果探究温度对纤维素酶活性的影响，自变量是_，应该保持_等不变。,温度,【考查类型】本题考查分解纤维素的微生物的分离实验有关的知识。【解析】(1)欲证明该培养基是否起到了选择作用，可将碳源由纤维素粉换为葡萄糖，若在后一种培养基上生长的菌落更多，则可表明前一种培养基起到了选择作用。(2)欲证明选择培养基未被杂菌污染，可将一未接种的选择培养基置于与接种培养基相同条件下培养，如果未接种的选择培养基上无菌落生长，则表明培养基未被杂菌污染。(3)由于一个菌落可能由两个或多个连在一起的细胞共同繁殖所产生，故统计的菌落数可能会低于实际活菌数。(4)若要探究温度对纤维素酶活性的影响应以温度作自变量，而纤维素酶量、反应时间、pH等条件均属无关变量。,【方法归纳】(1)稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为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。(2)判断某个选择培养基是否具有选择作用时，应设立牛肉膏蛋白胨基础培养基进行对照；若判断所使用的培养基灭菌是否彻底，应设立不接菌种的该培养基进行空白对照。在微生物的分离及培养中经常用到这两种对照。,课时练习四十四,一、选择题(每小题只有一个正确选项),1(2012上海)相对真细菌而言，古细菌对某些抗生素表现出较高的耐药性，原因是古细菌()往往生活在极端条件下转录不受利福平抑制细胞壁合成不受青霉素干扰某些菌种的蛋白质耐高温ABCD,B,【解析】利福平的作用机理是通过抑制依赖DNA的RNA聚合酶，使此酶失去活性，从而影响了细菌的RNA合成，起到抑菌和杀菌作用；青霉素药理作用是干扰细菌细胞壁的合成。而古细菌还不具有真细菌的这些生理功能。古细菌生活在极端条件和蛋白质耐高温与对抗生素的耐药性无关。,2获得纯净培养物的关键是()A将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌B接种纯种细菌C适宜条件下培养D防止外来杂菌的入侵,D,3为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作。其中操作正确的是()将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养。静置一段时间后，用吸管从锥形瓶中吸取培养液。在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片。用滤纸吸除血球计数板边缘多余培养液。将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数。ABCD,D,【解析】错：在从锥形瓶中吸取酵母菌液时，要将锥形瓶轻轻地振荡使酵母菌能均匀地分布在溶液中；错：在血球计数板上滴加溶液时应该是从一侧进行滴加而不是在中央滴加。,4微生物生长最快时的培养温度叫最适生长温度，在此条件下微生物分裂用时最短。但科学工作者在青霉素的发酵过程处于30恒温培养的提高了14.7%。这说明()A最适生长温度就是生长量最高时的培养温度B最适生长温度就是发酵速度最快时的培养温度C最适生长温度就是某一代谢产物产量最高时的温度D不同的生理变化过程存在着不同的最适温度,D,【解析】题意已说明“最适生长温度”是指微生物生长最快时的培养温度，所以A、B、C错。,5以下微生物使用多种无机盐的溶液即可培养的是()A根瘤菌B纤维素分解菌C蓝藻D真菌,C,【解析】A、B、D项中的微生物属异养型，培养基中需提供现成的有机物；蓝藻是自养微生物，能将无机物合成有机物提供自身生长发育所需营养和能量。,6对两种不同营养缺陷型大肠杆菌进行如下图所示的培养。在基本培养基中涂布A和B的混合物，出现少数菌落，这些菌落的菌株属于以下哪一项(),A,AMet，bio，Thr，LeuBMet，bio，Thr，LeuCMet，bio，Thr，LeuDMet，bio，Thr，Leu,【解析】在基本培养基上只涂布菌株A时无菌落生长，说明其是甲硫氨酸和生物素缺陷型，同理说明菌株B是苏氨酸和亮氨酸缺陷型，即答案为A。,7下列关于培养基的叙述，错误的是()A氮源、无机盐、水等是微生物生长不可缺少的营养要素B根据微生物对碳源需要的差别，使用不同碳源的培养基C可在培养基中加入磷酸氢二钾或磷酸二氢钾，用于维持pH的相对稳定D制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌,D,【解析】制备牛肉膏蛋白胨固体培养基正确的操作顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。,8细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧几种不同的灭菌处理，这些方法可依次用于杀灭哪些部位的细菌()A接种针、手、培养基B手、培养基、接种针C培养基、手、接种针D接种针、培养基、手,C,9某同学在做细菌培养实验过程中发现：某种细菌(记作S)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他认为，最可能的原因是S细菌产生了一种不利于其他细菌生存的物质。为验证这一假设，实验组和对照组均使用相同的培养基，正确的接种方法应是()A实验组接种S细菌，对照组接种其他细菌B实验组接种其他细菌，对照组接种S细菌C实验组接种其他细菌，对照组不接种，一段时间后，除去其他细菌，两组再分别接种相同的S细菌D实验组接种S细菌，对照组不接种，一段时间后，除去S细菌，两组再分别接种相同的其他细菌,D,【解析】根据实验目的可知，实验的变量是S细菌所产生的物质，所以实验组先接种S细菌，一段时间后去除S细菌，其产生的物质残留在培养基中，而对照组不接种，然后再分别接种相同的其他细菌来检验抑制物质是否存在。,10影响微生物生长的主要环境因素是()A阳光、温度、水分B温度、水分、pHC水分、pH、氧D温度、pH、氧,D,二、非选择题,11(2012重庆)乙醇可部分替代石油燃料，利用纤维素酶、酵母菌等可将纤维素转化成乙醇，耐高温纤维素酶可以加速催化纤维素的水解，从而有利于酵母菌发酵产生乙醇。某研究小组将产纤维素酶的菌株，通过诱变和高温筛选获得新菌株，为探究新菌株所产纤维素酶能否耐受80高温，进行了以下实验：,80水浴保温,适量纤维素液,斐林试剂或班氏糖定性试剂,结果与结论：若，则表明该纤维素酶能耐受80高温；若，则表明该纤维素酶不能耐受80高温。,试管1内呈蓝色，试管2内有砖红色沉淀产生,试管1和2内均呈蓝色,【解析】根据实验是探究纤维素酶能否耐受80高温，所以应先对纤维素酶用80高温处理