高考生物 第2讲 微生物的培养和利用课件 新人教版选修1 .ppt

第2讲微生物的培养和利用2015备考 最新考纲1 微生物的分离和培养 2 某种微生物数量的测定 3 培养基对微生物的选择作用 4 利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用 考点1微生物的实验室培养 5年15考 2013新课标全国 卷 四川理综 江苏卷 2012北京卷 浙江 山东 2011天津 一 培养基1 概念 人们按照微生物对 的不同需求 配制出的供其 的营养基质 营养物质 生长繁殖 水 无机盐 碳源 氮源 特殊营养物质 o2 3 培养基的种类及用途 液体 半固体 固体 微生物的运动 分离与鉴 天然 合成 定 选择 鉴别 青霉素 高浓度的食盐 伊红 美蓝 深紫色 金属光泽 特别提醒自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同 自养微生物所需的碳源 氮源来自含碳 含氮的无机物 而异养微生物需要的碳源 氮源来自含碳 含氮的有机物 因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型 含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源 也能作为能源物质 提供能量 如nh3既作为硝化细菌的氮源也作为能源 二 无菌技术 3 消毒和灭菌比较 温和 不能 强烈 能 三 微生物的纯化培养及菌种的保藏1 原理在培养基上将细菌稀释或分散成 个细胞 使其长成单个的菌落 这个菌落就是一个纯化的细菌菌落 2 制备固体培养基的流程 称量 灭菌 倒平板 单 3 纯化大肠杆菌的方法常用的微生物接种方法有 和 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 如下图示 平板划线法 稀释涂布平板法 连续划线 2 稀释涂布平板法 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 进行培养 如下图所示 系列稀释操作 如下图所示 梯度稀释 涂布平板操作 如下图所示 3 两种纯化细菌的方法的比较4 培养接种后的培养皿放入恒温箱内培养 分离 不能 可以 特别提醒 1 配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项 倒平板的适宜温度是50 左右 温度过高会烫手 过低培养基又会凝固 平板需倒置 这样既可使培养基表面的水分更好地挥发 又可防止皿盖上的水珠落入培养基 造成污染 2 平板划线操作的注意事项 第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环 灼烧接种环 待其冷却后才能伸入菌液 以免温度太高杀死菌种 划线时最后一区不要与第一区相连 划线用力大小要适当 防止用力过大将培养基划破 微生物培养与分离的考查1 2013 江苏 某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理 下列叙述正确的是 a 培养基分装到培养皿后进行灭菌b 转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线c 接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养d 培养过程中每隔一周观察一次 解析本题考查微生物的分离和培养过程中的操作要求和培养条件等相关知识 意在考查考生的知识运用能力和实验处理能力 培养微生物的过程中应先灭菌再倒平板 a错误 每一次划线前都要进行接种环的灼烧灭菌 b正确 接种后的培养皿应在恒温培养箱中进行培养 光照会影响温度等条件 培养过程中观察间隔的时间一般不超过24h 答案b 微生物实验室培养的拓展应用2 2013 新课标全国 理综 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 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 最好选用抗生素 解析 1 在微生物的培养过程中 常用来分离微生物的方法是稀释涂布平板法或平板划线法 2 为了使微生物在培养基上能够均匀分布 一般用稀释涂布平板法将微生物接种在培养基上 3 在抗药性检验过程中 如果在菌落周围出现透明圈 说明此种抗生素可抑制该细菌 透明圈的大小表示此种抗生素抗菌效果的强弱 据此可判断抗菌效果强弱依次是a c b d的透明圈中出现了一个菌落 说明该菌落对此种抗生素具有耐药性 答案 1 平板划线稀释涂布 或涂布 平板 2 稀释涂布平板 涂布 3 敏感不敏感该致病菌对c的敏感性比对a的弱耐药菌 4 a 归纳比较1 培养基的配制原则 1 目的要明确 配制时应根据微生物的种类 培养目的等确定配制的培养基种类 2 营养要协调 注意各种营养物质的浓度和比例 3 ph要适宜 细菌为6 5 7 5 放线菌为7 5 8 5 真菌为5 0 6 0 培养不同微生物所需ph不同 2 培养基的营养构成 1 各种培养基的具体配方不同 但一般都含有水 碳源 氮源和无机盐 2 不同培养基还要满足不同微生物对ph 特殊营养物质以及氧气的要求 3 微生物和动植物营养要素的比较 考点2分解尿素的细菌的分离与计数 5年9考 2012浙江卷 2010全国 重庆卷 安徽卷 一 实验原理1 分离原理土壤中细菌之所以能分解尿素 是由于它们体内能合成 这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到 作用 2 筛选菌株的原理微生物的选择培养 在选择培养基的配方中 把尿素作为培养基中的唯一氮源 原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长 脲酶 催化 二 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数量 方法 用血球计数板计算 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 操作 a 设置重复组 增强实验的说服力与准确性 b 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 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 三 实验流程土壤取样 微生物的培养与观察 细菌的 注意事项 1 在同一稀释度下 至少对3个平板进行重复计数 然后求出平均值 并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目 如果某个平板的菌落数与其他差别甚远 说明该平板操作过程中出现失误 应舍弃 2 统计的菌落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 因此 统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示 样品的稀释 计数 思维激活判断正误 1 只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 2 筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源 3 统计样品中的活菌一般用平板划线法 4 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂 若指示剂变蓝 则说明筛选到分解尿素的细菌 答案 1 2 3 4 微生物分离与计数的考查 2012 浙江自选 17 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 请回答下列有关问题 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c 体积分数为70 酒精浸泡d 过滤 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 解析此题考查微生物的分离与培养知识 1 幽门螺杆菌 hp 含有脲酶 能以尿素为氮源 在加入尿素和酚红指示剂的培养基中培养hp 由于尿素经脲酶的降解可产生碱性的nh3 nh3能使培养基中的酚红由红黄色变成红色 故菌落周围会出现红色环带 2 由于尿素加热会分解 对尿素溶液进行灭菌最好用g6玻璃砂漏斗过滤 3 微生物的分离和培养步骤是 配制培养基 灭菌 倒平板 接种 培养 为获得单菌落 接种操作前应先将菌液稀释 然后将菌液涂布到培养基平面上即可 4 微生物培养时需将培养皿倒置并放在恒温培养箱中 若不倒置培养 则无法形成单菌落 5 幽门螺杆菌能将14c标记的尿素分解为nh3和14co2 故临床上常用14c呼气试验检测人体内幽门螺杆菌的存在 答案 1 脲酶红 2 d 3 接种涂布单 4 恒温培养箱无法形成单菌落 5 尿素 拓展归纳 考点3分解纤维素的微生物的分离 5年4考 2013四川卷 2010全国 卷 宁夏卷 重庆卷 3 筛选方法 1 方法 刚果红染色法 即通过是否产生 来筛选纤维素分解菌 2 培养基 以 为唯一碳源的选择培养基 4 筛选流程土壤取样 梯度稀释 将样品涂布到 的培养基上 挑选产生 的菌落 1 土壤取样 选择富含 的环境 2 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上a 制备鉴别培养基 主要碳源是 b 刚果红染色法 透明圈 纤维素 选择培养 鉴别纤维素分解菌 透明圈 纤维素 cmc na a 先培养 再加入刚果红进行颜色反应b 时加入刚果红 3 进一步鉴定a 为确定得到的菌是否是纤维素分解菌 还需进行 的实验b 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 进行定量测定 微生物 倒平板 发酵纤维素酶 葡萄糖 5 分离纤维素分解菌的几个关键步骤 1 分离纤维素分解菌的实验中先用 再用 选择培养基为 培养基 以纤维素作为 的微生物可以正常生长 而其他绝大多数微生物不能正常生长 因培养基中无凝固剂 为 培养基 利用液体培养基能使营养成分充分消耗 以增加纤维素分解菌的浓度 2 鉴别培养基含琼脂 为 培养基 因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落 刚果红染色法应用的就是此培养基 选择培养基 鉴别培养基 液体 碳源和能源 液体 固体 易错警示 对选择培养基的选择方法区分不清 1 在培养基中加入某种化学物质 例如 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌 这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入 2 改变培养基中的营养成分 例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物 石油作为唯一碳源时 可以分离出能消除石油污染的微生物 3 改变微生物的培养条件 例如 将培养基放在高温环境下培养 可以得到耐高温的微生物 菌种筛选的拓展应用 2013 四川理综 普通酵母菌直接利用淀粉的能力很弱 有人将地衣芽孢杆菌的 淀粉酶基因转入酵母菌中 经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种 过程如图甲所示 1 图甲中 过程 需要的酶有 为达到筛选目的 平板内的固体培养基应以 作为唯一碳源 过程需重复几次 目的是 2 某同学尝试过程 的操作 其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示 该同学的接种方法是 推测该同学接种时可能的操作失误是 3 以淀粉为原料 用工程酵母菌和普通酵母菌在相同的适宜条件下密闭发酵 接种 菌的发酵罐需要先排气 其原因是 4 用凝胶色谱法分离 淀粉酶时 在色谱柱中移动速度较慢的蛋白质 相对分子质量较 解析本题综合考查基因工程 微生物的培养 蛋白质的分离等相关知识 意在考查考生的理解能力和综合运用能力 1 由题目所给信息可以直接看出 工程酵母菌比普通酵母菌利用淀粉的能力强 在以淀粉为唯一碳源的培养基上 工程酵母菌可以正常增殖 而普通酵母菌不能正常增殖 2 微生物接种最常用的方法是平板划线法和稀释涂布平板法 根据图乙菌落分布情况可确定该同学所采用的接种方法是后者 由图乙中菌落过于集中可推测该同学接种时可能的操作失误是涂布不均匀 3 在以淀粉为原料的培养液中 普通酵母菌繁殖慢 发酵产生气体少 工程酵母菌繁殖快 发酵产生气体多 4 当相对分子质量不同的蛋白质通过凝胶时 相对分子质量较大的蛋白质不易进入凝胶内部的通道 只能在凝胶外部移动 路程较短 移动速度较快 相对分子质量较小的蛋白质容易进入凝胶内部的通道 路程较长 移动速度较慢 答案 1 限制性核酸内切酶 dna连接酶淀粉进一步筛选纯化获得分解淀粉能力强的酵母菌 2 稀释涂布平板法涂布不均匀 3 工程酵母工程酵母菌分解淀粉产生葡萄糖的能力强 导致酒精发酵产生co2的速率更快 4 小 归纳总结1 两种菌株筛选原理的比较 2 选择培养基与鉴别培养基的比较 3 选择培养基应用实例 1 选择培养基在培养基中加入某种