高中生物 专题2 微生物的利用复习方略配套课件 新人教版选修1.ppt

专题2微生物的利用 一 微生物的实验室培养1 培养基 1 概念 人们按照微生物对 的不同需求 配制出供其 的营养基质 2 营养构成 一般都含有水 和无机盐 此外还要满足微生物生长对ph 以及 的要求 3 种类 按照物理性质可分为 培养基和 培养基 营养物质 生长繁殖 碳源 氮源 特殊营养物质 氧气 液体 固体 2 无菌技术 1 含义 指在培养微生物的操作中 所有防止杂菌污染的方法 2 关键 防止外来杂菌的入侵 煮沸消毒法 紫外线消毒法 灼烧灭菌 高压蒸汽灭菌 3 大肠杆菌的纯化培养 1 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 最常用的细菌培养基 培养基 配制步骤 计算 溶化 倒平板 2 纯化大肠杆菌 纯化大肠杆菌 其关键的步骤是 纯化培养方法 法和 法 纯化培养原理 想方设法在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的 即可获得较纯的菌种 牛肉膏蛋白胨 称量 灭菌 接种 平板划线 稀释涂布平板 菌落 3 菌种的保存 对于频繁使用的菌种 可以采用 的方法 对于需要长期保存的菌种 可以采用 的方法 点拨 酒精消毒时 70 的酒精杀菌效果最好 原因是 浓度过高 使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜 乙醇分子不能渗入其中 浓度过低 杀菌力减弱 制备培养基过程中要进行调ph操作 必须在灭菌之前溶化之后进行 临时保藏 甘油管藏 二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数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 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 微生物的培养与观察 细菌的 脲酶 催化 稀释涂布平板 样品的稀释 计数 点拨 培养后 由于细菌产生的脲酶向周围扩散 将培养基中的尿素分解 产生的氨使培养基呈碱性 酚红指示剂变红 这表明以尿素为氮源的细菌分泌了脲酶 并分解了尿素 圆形红色区域越大 表明这种细菌利用尿素的能力越强 脲酶活性越强 含量越多 三 分解纤维素的微生物的分离1 纤维素与纤维素酶 1 纤维素 纤维素是一种 在棉花 木材 作物秸秆中含量较高 2 纤维素酶 组成 纤维素酶是一种复合酶 一般认为它至少包括三种组分 即 作用 多糖 c1酶 cx酶和葡萄糖苷酶 纤维二糖 2 纤维素分解菌的筛选 1 原理 2 培养基 以 为惟一碳源的选择培养基 纤维素 3 实验流程 点拨 选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度 确保能够从样品中分离到所需要的微生物 选择培养所用的选择培养基必须是液体培养基 利于稀释涂布操作 鉴别纤维素分解菌的鉴别培养基必须是固体培养基 利于观察菌落的特征 培养基的配制 1 培养基的成分 1 碳源 含义 能提供碳元素的物质 作用 构成生物体的物质 异养生物的能源物质 主要来源 无机物 co2 nahco3 有机物 糖类 脂肪酸 石油 花生粉饼等 2 氮源 含义 能提供氮元素的物质 作用 合成蛋白质 核酸以及含氮代谢产物 主要来源 无机物 n2 nh3 铵盐 硝酸盐 有机物 尿素 牛肉膏 蛋白胨等 3 生长因子 含义 生长不可少的微量有机物 作用 酶和核酸的成分 主要包括 维生素 氨基酸 碱基等 4 水 含量 在生物体内含量很高 在低等生物体内含量更高 作用 不仅是优良的溶剂 而且可维持生物大分子结构的稳定 主要来源 培养基 大气 代谢产物等 5 无机盐 含义 为微生物提供除c h o以外的各种重要元素 包括大量元素和微量元素 作用 细胞内的组成成分 生理调节物质 某些化能自养菌的能源 酶的激活剂 主要来源 培养基 大气等 2 常见的消毒和灭菌方法 高考警示钟 自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同 1 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 2 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 典例训练1 2011 新课标全国卷 有些细菌可分解原油 从而消除由原油泄漏造成的土壤污染 某同学欲从污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株 回答问题 1 在筛选过程中 应将土壤样品稀释液接种于以 为惟一碳源的固体培养基上 从功能上讲 该培养基属于 培养基 2 纯化菌种时 为了得到单菌落 常采用的接种方法有两种 即 和 3 为了筛选出高效菌株 可比较单菌落周围分解圈的大小 分解圈大说明该菌株的降解能力 4 通常情况下 在微生物培养过程中 实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌 和 无菌技术要求实验操作应在酒精灯 附近进行 以避免周围环境中微生物的污染 解题指南 1 考查实质 本题以筛选菌株为情境考查培养基的配制 接种方法 无菌技术等知识点 2 解题关键 熟悉微生物操作的基本原理 基本技术和操作流程 明确无菌技术的要素 解析 实验目的是为了筛选出可以分解原油的高效菌株 因此在筛选的时候选择培养基的碳源为原油 纯化分离微生物的方法有两种 平板划线法和稀释涂布平板法 灭菌的方法有灼烧灭菌 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 答案 1 原油选择 2 平板划线法稀释涂布平板法 3 强 4 干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰 互动探究 1 若在该培养基中加入青霉素 能更好地起到筛选作用吗 提示 不能 分析 青霉素培养基往往是真菌选择培养基 在加青霉素的培养基中 细菌生长被抑制 因而不能筛选出能高效降解原油的菌株 细菌 2 细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽 酒精 火焰灼烧等几种不同的处理方法 这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌 提示 培养基 手 接种环 分析 高压蒸汽灭菌的设备 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 变式备选 关于灭菌和消毒的理解 不正确的是 a 灭菌是指杀死物体内外所有的微生物 包括芽孢和孢子b 消毒和灭菌实质上是相同的c 接种环用灼烧法灭菌d 常用的灭菌方法有加热法 紫外线法 化学药品法 解析 选d 逐项分析如下 微生物的纯化培养技术1 原理在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞 使其长成单个的菌落 这个菌落就是纯化的细菌菌落 2 微生物接种方法 1 平板划线法 平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中 在线的开始部分 微生物往往连在一起生长 随着线的延伸 菌数逐渐减少 最后可能形成纯种的单个菌落 如下图 2 稀释涂布平板法 10倍系列稀释操作 将分别盛有9ml水的6支试管灭菌 并按101 106的顺序编号 用移液管吸取1ml培养的菌液 注入101倍稀释的试管中 用手指轻压移液管上的橡皮头 吹吸3次 使菌液与水充分混匀 从101倍稀释的试管中吸取1ml稀释液 注入102倍稀释的试管中 重复 步混匀操作 依次类推 直到完成最后1支试管的稀释 高考警示钟 平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同 1 第一次操作 杀死接种环上原有的微生物 2 每次划线之前 杀死上次划线后接种环上残留的菌种 使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端 3 划线结束后 杀死接种环上残存的菌种 避免细菌污染环境和感染操作者 典例训练2 从自然界微生物中筛选某菌种的一般步骤是 采集菌样 富集培养 纯种分离 性能测定 1 不同微生物的生存环境不同 获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样 然后再按一定的方法分离 纯化 培养噬盐菌的菌样应从 环境中采集 2 富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件 使其群落中的数量大大增加 从而分离出所需微生物的培养方法 对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择 的培养基 并在 条件下培养 3 接种前要对培养基进行 处理 在整个微生物的分离和培养中 一定要注意在 条件下进行 4 如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图 请分析接种的具体方法 获得图a效果的接种方法是 图b效果的接种方法是 一同学在纯化土壤中的细菌时 发现培养基上的菌落连成一片 最可能的原因是 应当怎样操作才可避免此种现象 5 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 至少答两项 解题指南 1 知识储备 1 菌种筛选的原理和方法 2 微生物纯化培养的具体方法和情境分析 2 解题关键 了解选择培养基配制的一般规律和具体应用 并结合实验现象分析纯化培养的接种方法 解析 1 筛选菌种应从适于目的菌种生长 繁殖的环境中寻找 故培养噬盐菌应从高盐环境中采集 2 富集培养时培养基及培养条件应能促进目的菌的生长 繁殖 3 微生物的分离及培养中必须保证无菌 包括培养基的灭菌和操作过程的灭菌等 4 纯化培养中接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法 前一种方法形成的菌落分布较均匀 后一种方法形成的菌落分布不均匀 先划线的部分菌落密集甚至相连 后划线的部分菌落分布稀疏 5 探究温度对酶活性的影响时 温度为自变量 酶活性为因变量 其他变量如底物和酶的用量 ph 反应时间等均为无关变量 答案 1 海滩等高盐 2 以淀粉为惟一碳源高温 3 高压蒸汽灭菌无菌 4 稀释涂布平板法平板划线法菌液浓度过高增大稀释倍数 或培养过程被杂菌污染严格无菌操作 或用接种环划下一区域前接种环没有灭菌每划一个新区域前都要对接种环进行灭菌处理 原因与操作要对应 5 温度纤维素的量与浓度 反应时间 ph 变式备选 如图表示平板划线法分离纯化细菌示意图 根据所学生物学知识 完成下列问题 1 微生物所需的营养成分一般包括 水和无机盐 2 培养微生物时 除考虑微生物生长所需的营养外 还要考虑微生物生长所需的温度 以及是否需要o2等 3 对培养基进行灭菌时 多采用 法 而对接种环或涂布器灭菌时则用 法 4 平板划线时 为保证每次划线都从上次划线末端的微生物浓度开始 所以每次划线前都要 平板划线结束后 最后一次划的线不能与第一次划的线 5 脲酶可以将尿素分解为nh3 从而使尿素溶液ph升高 这可用 试剂来检验 用纤维素作惟一碳源的培养基培养微生物 得到的纤维素分解菌中可能还混有 解析 1 2 培养基中一般含有水 无机盐 碳源 氮源等物质 培养基中除含有营养物质外还需提供适宜的温度 ph o2等 3 培养基常采用高压蒸汽灭菌 玻璃器皿常采用干热灭菌 接种环等金属器具常采用灼烧灭菌 4 考查平板划线法的操作方法 如果划线相重合则不能分离出纯种 5 酚红可检验碱性溶液 用纤维素作惟一碳源的培养基培养微生物 得到纤维素分解菌 但自养微生物可以利用空气中的co2作为碳源 也能生存 需要进一步分离 答案 1 碳源氮源 2 ph 3 高压蒸汽灭菌灼烧灭菌 4 对接种环灼烧灭菌相交 相接 相连 交叉等 5 酚红自养微生物 硝化细菌 微生物的筛选与计数1 筛选菌株 1 原则 人为提供有利于目的菌生长的条件 同时抑制或阻止其他微生物的生长 2 菌株筛选原理的比较 2 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 技巧点拨台 选择培养基的选择方法 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 石油作为惟一碳源时 可以分离出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 典例训练3 在培养基中加入尿素 惟一氮源 以分离出能分解尿素的细菌 这种加入尿素的培养基在功能上属于 a 选择培养基b 固体培养基c 液体培养基d 鉴别培养基 解题指南 1 知识储备 明确培养基的分类依据 2 解题关键 明确尿素的作用 注意分类依据 解析 选a 选择培养基是从功能上对培养基进行分类的 b c所述的培养基是根据培养基的物理状态进行分类的 d所述培养基用于鉴别不同类型的微生物 题述培养基能分离出以尿素为氮源的细菌 故是一种选择培养基 变式训练 在缺乏氮源的培养基上 大部分微生物无法生长 在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌 在培养基中加入10 的酚可以抑制细菌和霉菌 利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出 a 乳酸菌 金黄色葡萄球菌 放线菌b 固氮细菌 大肠杆菌 放线菌c 固氮细菌 霉菌 放线菌d 固氮细菌 金黄色葡萄球菌 放线菌 解析 选c 固氮细菌可以在无氮培养基上生长 青霉素可以抑制细菌和放线菌 但不会抑制霉菌的生长 加入10 的酚的培养基可以抑制细菌和霉菌的生长 但不会抑制放线菌的生长 变式备选 通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物 在碳源为纤维素的培养基上 大部分微生物无法生长 在培养基中加入青霉素 可以抑制细菌和放线菌 利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出 大肠杆菌 霉菌 放线菌 纤维素分解菌a b c d 解析 选a 本题考查了微生物分离知识 纤维素分解菌可以利用纤维素 大部分微生物却不能 培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌 但霉菌能够生长 1 关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述中 错误的是 a 操作顺序为计算 称量 溶化 倒平板 灭菌b 牛肉膏溶化并与称量纸分离后 用玻棒取出称量纸c 待培养基冷却至50 左右时 进行倒平板d 待平板冷却凝固约5min 10min后 将平板倒过来放置 解析 选a 本题考查牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备过程 其顺序为 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 故a项错误 2 可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 a 以尿素为惟一氮源的培养基中加入酚红指示剂b 以尿素为惟一氮源的培养基中加入二苯胺试剂c 以尿素为惟一氮源的培养基中加入苏丹 试剂d 以尿素为惟一氮源的培养基中加入双缩脲试剂 解析 选a 在以尿素为惟一氮源的培养基中 不能分解尿素获得氮源的细菌不能生长 而分解尿素的细菌能利用尿素作氮源 将尿素分解为氨 使ph升高 若培养基中加入酚红指示剂 指示剂将变红 此培养基既属于选择培养基 又属于鉴别培养基 3 2012 合肥模拟 对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是 a 用液体培养基可获得大量菌体b 纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长c 用液体培养基可以充分利用培养基中的营养物质d 用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌 解析 选a 对土壤中纤维素分解菌进行选择培养的目的 一是除去土壤中的其他微生物 起到分离作用 二是对分离的纤维素分解菌进行培养 增加细菌的浓度 起到 浓缩 的作用 所以要用液体培养基 而不是固体培养基 4 2012 宿州模拟 下表表示在不同培养基中细菌的生长繁殖情况 e f g h i j