高考生物一轮复习 第十三单元 第41讲 微生物的培养和应用课件 苏教版.ppt

第十三单元生物技术实践 第41讲微生物的培养和应用 2015高考导航 1 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的细菌 是否无菌操作影响较小 2012北京 5d 2 培养基中一般都含有水 碳源 氮源和无机盐四种成分 3 筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的惟一氮源 4 土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的 选择培养 是必不可少的 5 统计样品中的活菌一般使用平板划线法 一 微生物培养基的配制1 概念 为人工培养微生物而制备的 提供适合微生物生长 繁殖或积累代谢产物的 称为培养基 2 种类 1 按化学成分可分为 合成培养基和半合成培养基 2 按物理状态可分为液体培养基 半固体培养基和 培养基 是最理想的凝固剂 营养基质 天然培养基 固体 琼脂 3 按功能可分为基础培养基 加富培养基 和鉴别培养基 培养基中加入链霉素 即可抑制 的生长 将 分离出来 培养基中添加 能区分大肠杆菌和产气肠杆菌 3 营养构成 一般都含有水 碳源 提供碳元素的物质 氮源 提供氮元素的物质 和 等 选择培养基 细菌和放线菌 真菌 伊红 美蓝 无机盐 解惑几种天然有机营养物质的主要成分 富含水溶性糖类 有机氮化合物 维生素 盐等 富含有机氮化合物 一些维生素和糖类 富含维生素b类 有机氮化合物和糖类 4 培养基的配制 以细菌基础培养基配制为例 1 步骤配制培养液 分装 包扎 搁置斜面 2 配制原则 根据微生物的种类 培养目的等 如培养基可由简单的无机物组成 生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质 而分类 鉴定用培养基内必须加入已知化学成分的物质 调节ph 灭菌 目的要明确 营养要协调 注意各种营养物质的 ph要适宜 各种微生物适宜生长的ph范围不同 如细菌 放线菌和真菌的最适ph分别为 6 5 7 5 和5 0 6 0 浓度和比例 7 5 8 5 二 无菌操作和接种技术1 灭菌和消毒 1 灭菌指采用强烈的物理或化学方法使物体内外所有的微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施 常用方法有 灭菌和湿热灭菌 2 消毒是用较 的物理或化学方法杀死物体上绝大多数微生物 如煮沸消毒法 巴氏消毒法等 干热 温和 2 接种 1 概念 在 条件下将微生物接入培养基的操作过程 2 工具 接种针和接种环 3 方法 穿刺接种 斜面划线接种和 接种 涂抹平板等 无菌 玻璃刮铲 平板划线 3 无菌操作 微生物接种技术的关键 1 培养微生物用的试管 培养皿和微生物培养基等 在接种之前都需要 2 通常接种操作要在 的附近进行 4 纯化大肠杆菌的方法常用的微生物接种方法有 和涂抹平板法 1 平板划线法 是通过接种环在琼脂固体培养基表面 的操作 将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 灭菌 酒精灯火焰 平板划线法 连续划线 2 涂抹平板法 是将菌液进行一系列的 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 5 微生物的接种过程准备接种 灭菌 试管灭菌 挑取少量菌体 划线接种 培养 梯度稀释 接种环 三 微生物的分离 培养与数量测定1 微生物的分离 1 原理 根据微生物对营养成分 氧气 ph等要求的不同 通过只提供 生长的必需条件 或加入某种抑制剂使非目的微生物不能生长 从而达到分离微生物的目的 或菌苔一般都具有稳定的特征 成为对微生物进行分类 鉴定的重要依据 目的微生物 菌落 2 常用方法 平板分离法 平板划线法 目的 在培养基上得到目的微生物的 菌落 单个 2 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 1 分离原理 土壤中细菌之所以能分解尿素 是由于它们能合成 这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起 作用 以尿素为惟一氮源的培养基能促进分解尿素的细菌的生长和繁殖 并抑制或阻止其他微生物的生长 从而将目的菌分离 2 统计菌落数目 统计样品中的活菌一般用 法 3 实验流程 土壤取样 制备 微生物的培养与观察 细菌的计数 脲酶 催化 涂抹平板 培养基 3 分解纤维素的微生物的分离 1 菌种筛选 方法 原理即 使用以纤维素为惟一碳源的选择培养基 根据 来筛选纤维素分解菌 刚果红染色法 是否产生透明圈 2 筛选流程土壤取样 富含 的环境 选择培养 用选择培养基培养 以增加纤维素分解菌的数量 梯度稀释 涂布平板 将样品涂布于含微晶纤维素粉的鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透明圈的菌落 产生 的菌落周围出现透明圈 纤维素 纤维素酶 c 1 用平板划线法或涂抹平板法纯化大肠杆菌时 可以用相同的培养基 都需要使用接种环进行接种 都需要在火焰旁进行接种 都可以用来计数活菌a b c d 解析 平板划线法或涂抹平板法都使用固体培养基 故 正确 平板划线法采用接种环进行操作 而涂抹平板法采用玻璃刮铲进行操作 故 错误 纯化时 要进行无菌操作 需要在火焰旁接种 避免空气中的微生物混入培养基 故 正确 平板划线法一般用于分离而不是计数 故 错误 a 2 分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是 a 经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上b 富集培养这一步可省略 但培养纤维素分解菌少c 经稀释培养后 用刚果红染色d 对照组可用等量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上 解析 经选择培养后 再经稀释 才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 富集培养可省略 经稀释培养后 用刚果红染色 设置对照能证明经富集培养的确得到了要分离的微生物 d 3 微生物 除病毒外 需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的繁殖 下列有关微生物营养的说法正确的是 a 乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的b 微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子c 培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利d 生长因子一般是酶或核酸的组成成分 微生物本身合成这些生长因子往往不足 1 微生物的营养 微生物的营养与培养基类型 凡能提供所需碳元素的物质 构成生物体细胞的物质和一些代谢产物 有些是异养生物的能源物质 无机化合物 co2 nahco3 有机化合物 糖类 脂肪酸 花生饼粉 石油等 凡能提供所需氮元素的物质 合成蛋白质 核酸以及含氮的代谢产物 无机化合物 n2 nh3 铵盐 硝酸盐 有机化合物 尿素 蛋白胨等 生长必不可少的微量有机物 酶和核酸的组成成分 维生素 氨基酸 碱基等 水不仅是优良的溶剂 而且可维持生物大分子结构的稳定 无机盐是细胞内的成分和调节物质 外界摄入 2 培养基的种类和用途 固体培养基 加入琼脂较多 菌种分离 鉴定 计数 半固体培养基 加入琼脂较少 观察细菌的运动 液体培养基 不加入琼脂 工业生产 连续培养 合成培养基 由已知成分配制而成 培养基成分明确 分类 鉴定 天然培养基 由天然成分配制而成 培养基成分不明确 工业生产 半合成培养基 部分天然物质和部分化学试剂配制而成 兼有天然培养基和合成培养基的优点 加富培养基 营养物质仅适合一种或一类微生物 能使某种微生物的生长 繁殖比其他微生物更加迅速 逐渐淘汰其他微生物 鉴别培养基 添加某种指示剂或化学药剂 菌种的鉴别 选择培养基 添加 或缺少 某种化学成分 菌种的分离 2014 江苏盐城模拟 一种广泛使用的除草剂 含氮有机物 在土壤中不易被降解 长期使用可污染土壤 为修复被该除草剂污染的土壤 可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌 已知该除草剂在水中溶解度低 含一定量该除草剂的培养基不透明 1 制备土壤浸出液时 为避免菌体浓度过高 需将浸出液进行稀释处理 现有一升土壤浸出液 用无菌吸管吸取1ml液样至盛有9ml无菌水的试管中 依次稀释103稀释度 各取0 1ml已稀释103倍的水样分别接种到三个培养基上培养 记录的菌落数分别为55 56 57 则每升原土壤浸出液中菌体数为 5 6 108 2 要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌 从用途方面来看 上述培养皿中培养基的特点是 在无氮固体培养基中添加了该除草剂 3 接种技术的核心是 在划线接种时 连续划线的目的是将聚集的菌种逐步 培养时 只有很少菌落出现 大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是 或有氧条件抑制了这些细菌的生长 防止杂菌污染 保证培养物的纯度 稀释获得单个菌落 培养基中缺少这些细菌可利用的氮源 4 在培养基上形成的菌落中 无透明带菌落利用的氮源主要是 有透明带菌落利用的氮源主要是 据此可筛选出目的菌 实验结果如图显示的a e五种菌株中 是最理想菌株 氮气 该除草剂 e 5 科研人员用放射线处理该细菌获得两个突变株a和b 然后对突变株a和b进行实验 结果如下表所示 突变株a不能在一般培养基上生长的原因是 突变株a和b混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因是 突变株a缺乏合成营养物质甲所需要的酶 突变株a生长需要营养物质甲 突变株b可以提供 突变株b生长需要营养物质乙 突变株a可以提供 解析 因该除草剂为含氮有机物 故所用培养基应是以除草剂为惟一氮源的选择培养基 接种要在酒精灯火焰旁进行 以防止杂菌污染 保证培养物的纯度 在该种选择培养基上固氮和能分解除草剂的微生物均能生长 但固氮微生物菌落周围无透明圈 e菌落周围的透明圈最大 说明该菌落中的微生物分解除草剂的能力强 微生物的纯化培养 平板划线法与涂抹平板法 1 接种环的灼烧 第一次划线前 杀死接种环上的微生物 避免污染培养物 每次划线前 杀死残留菌种 保证每次划线菌种来自上次划线末端 划线结束后 杀死残留菌种 避免污染环境和感染操作者 1 稀释操作时 每支试管及其中的9ml水 移液管等均需灭菌 操作时 试管口和移液管应在离火焰1 2cm处 2 涂抹平板时 玻璃刮铲用体积分数为70 的酒精消毒 取出时 让多余酒精在烧杯中滴尽 然后将沾有少量酒精的玻璃刮铲在酒精灯火焰上引燃 2 灼烧接种环之后 要冷却后再进行取种 以免温度太高杀死菌种 3 划线时最后一区域不要与第一区域相连 4 划线用力要大小适当 防止用力过大将培养基划破 不要将过热的玻璃刮铲放在盛放酒精的烧杯中 以免引燃其中的酒精 酒精灯与培养皿距离要合适 移液管管头不要接触任何物体 在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体 菌落 平板冷凝后倒置培养 使培养基表面的水分更好地挥发 防止皿盖上水珠落入培养基造成污染 高考警示 1 两种接种方法作用不完全相同 平板划线法和涂抹平板法都能使细菌纯化 但平板划线法不易分离出单个菌落 不能计数 涂抹平板法能使单菌落分离 便于计数 2 涂抹平板法的缺点 涂抹平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低 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 划线 涂抹平板 2013 高考新课标全国卷 临床使用抗生素前 有时需要做细菌耐药实验 实验时 首先要从病人身上获取少量样本 然后按照一定的实验步骤操作 以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性 回答下列问题 1 为了从样本中获取致病菌单菌落 可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面 经过选择培养 鉴别等步骤获得 2 取该单菌落适当稀释 用 法接种于固体培养基表面 在37 培养箱中培养24h 使其均匀生长 布满平板 3 为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性 将分别含有a b c d四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置 培养一段时间后 含a的滤纸片周围出现透明圈 说明该致病菌对抗生素a 涂抹平板 敏感 含b的滤纸片周围没有出现透明圈 说明该致病菌对抗生素b 含c的滤纸片周围的透明圈比含a的小 说明 含d的滤纸片周围的透明圈也比含a的小 且透明圈中出现了一个菌落 在排除杂菌污染的情况下 此菌落很可能是抗生素d的 4 根据上述实验结果 为达到抗菌目的 最好应选用抗生素 不敏感 该致病菌对c的敏感性比对a的弱 耐药菌 a 解析 1 实验室中对微生物纯化培养时 常用的接种方法有划线法和涂抹平板法 2 若让已经获得的单个菌落在固体培养基上大量且均匀繁殖 常用玻璃刮铲把稀释的菌液均匀涂满整个平板 3 对某种抗生素越敏感的致病菌 在该抗生素存在的范围内 越不易生存 形成的透明圈就越大 但是 如果在透明圈中还有菌落生存 则说明这个菌落的细菌耐药性很强 4 通过 3 可知 在应用时 要想杀死某致病菌 就得选择能使该致病菌大量死亡 即产生的透明圈大的那种抗生素 1 分离微生物的方法从混合样品中获得某种微生物的方法通常有两种 1 利用该分离对象对某一营养物质有 嗜好 的原理 专门在培养基中加入该营养物质 从而使它成为一种加富培养基 2 利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性 在混合培养物中加入该抑制物 经培养后 原来占优势的微生物生长受抑制 而分离对象却可乘机大大增殖 在数量上占优势 微生物的分离与计数 2 选择培养基及应用实例 1 选择培养基 在培养基中加入某种化学物质 以抑制不需要的微生物的生长 促进需要的微生物的生长 目的是从众多微生物中分离所需要的生物 2 选择培养基应用实例 培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌 培养基中缺乏氮源时 可以分离固氮微生物 因为非固氮微生物不能在此培养基上生存 当培养基的某种营养成分为特定化学成分时 也具有分离效果 如石油是惟一碳源时 可以抑制不能利用石油的微生物的成长 使能够利用石油的微生物生存 达到分离能消除石油污染的微生物的目的 改变微生物的培养条件 可以达到分离微生物的目的 如将培养基放在高温环境中培养能得到耐高温的微生物 3 菌株筛选原理的比较 尿素作为惟一的氮源 纤维素作为惟一的碳源 在培养基中加入酚红指示剂 若指示剂变红 ph升高 说明细菌能分解尿素 刚果红染色法 即刚果红与纤维素形成红色复合物 当纤维素被分解后 培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 4 统计菌落数目的方法 1 显微镜直接计数法 原理 利用特定细菌计数板或血细胞计数板 在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量 方法 用计数板计数 缺点 不能区分死菌与活菌 2 间接计数法 活菌计数法 原理 当样品的稀释度足够高时 培养基表面生长的一个菌落 来源于样品稀释液中的一个活菌 通过统计平板上的菌落数 就能推测出样品中大约含有多少活菌 计算公式 每克样品中的菌株数 c v m 其中 c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 v代表涂布平板时所用的稀释液的体积 ml m代表稀释倍数 操作 设置重复组 增强实验的说服力与准确性 同时为了保证结果准确 一般选择菌落数在30 300的平板进行计数 2014 河南信阳模拟 土壤是 微生物的天然培养基 下面是有关土壤中分解尿素的细菌分离和计数的实验过程 请根据图回答相关问题 1 能分解尿素的细菌代谢类型为 应从富含有机质的土壤表层取土样 2 为分离出土壤中分解尿素的细菌 应该用 的培养基进行分离 并加入 指示剂进行鉴别 异养需氧型 尿素为惟一氮源 酚红 3 若取土样5g 应加入 ml的无菌水配制成稀释10倍的土壤溶液 因土壤中细菌密度很大 需要不断加以稀释 配制成如图所示的不同浓度的土壤溶液 取样稀释前 一定要 以减少误差 将103 107倍的稀释液分别吸取0 1ml加入到固体培养基上 用 将菌液铺平 这种接种方法称为 45 摇匀 振荡 混匀 玻璃刮铲 涂抹平板法 4 将接种的培养皿放置在37 恒温培养箱中培养24 48h 观察并统计具有 现象 的菌落数 结果如下表 其中 倍的稀释比较合适 红色环带 106或105 解析 1 分解尿素的细菌代谢类型为异养需氧型 2 分解尿素的细菌可以尿素为氮源进行生存 所以分离该细菌应该使用以尿素为惟一氮源的选择培养基进行分离 该微生物能将尿素分解成氨 氨会使培养基的ph升高 使酚红变红 所以可加入酚红作为指示剂 3 因为土样为5g 所以需加入45ml的无菌水配制成10倍土壤溶液 样品稀释时一定要摇匀后再吸取样液 以减少误差 接种方法有平板划线法和涂抹平板法两种 其中用玻璃刮铲将菌液铺平的接种方法是涂抹平板法 4 观察时出现红色环带的菌落能分解尿素 其中菌落数在30 300之间进行计数比较合适 误区辨析 易错点1误认为不同生物需要的营养物质不同 点拨 1 微生物需要的营养成分有水 无机盐 碳源 氮源 有些微生物还需要特殊营养物质 如生长因子 2 在人和动物中 营养物质包括水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 维生素六类 3 在植物中 营养物质包括矿质元素 水 二氧化碳三类 易错点2消毒与灭菌混为一谈 点拨 易错点3进行恒温培养时 要将培养皿倒置 点拨 如果正放培养皿 则皿盖上形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开 如果培养皿中已形成菌落 则菌落中的细菌会随水扩散 菌落间相互影响 很难再分成单菌落 达不到分离的目的 因此恒温培养时 培养皿必须倒置 1 微生物培养过程中 要十分重视无菌操作 现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作 防止杂菌污染 请分析下列操作 错误的是 煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢 接种操作要在酒精灯火焰附近进行 无菌繁殖脱毒苗时 要对植物的外植体进行消毒 家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌 培养基要进行高压蒸汽灭菌 加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌a b c d d 解析 无菌操作包括消毒和灭菌 需进行消毒处理的有植物的外植体及操作人员的双手等 需进行灭菌的有器皿 培养基 添加剂 指示剂或染色剂 等 煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢 属于消毒 为防止空气中杂菌污染 接种时要在酒精灯火焰附近进行 家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌 故不能灭菌 培养基常进行高压蒸汽灭菌 故 操作错误 2 请回答下列有关微生物的一些问题 1 微生物的分布