【金版教程】高考生物一轮复习 1 微生物的利用课件 新人教版选修1.ppt

选修一生物技术实践 专题一微生物的利用 1 培养基的概念 人们按照微生物对的不同需求 配制出供其生长繁殖的 2 培养基的成分 一般都含有水 提供碳元素的物质 提供氮元素的物质 和无机盐 还需要满足微生物生长对 特殊营养物质以及的要求 营养物质 营养基质 碳源 氮源 ph 氧气 1 为什么倒平板后等平板冷却后要将平板倒置 提示 将平板倒置的目的是防止培养皿盖上的水珠滴落到平板上造成污染 稀释涂布平板法测定微生物的生长情况及应用可在培养物生长的不同阶段用稀释涂布平板法进行测定 将培养物进行一系列稀释并接种到平板培养 统计培养后平板上的菌落数 就可以计算出原培养物的密度 平板上的菌落应该是彼此分散开的 菌落数最好在30 300个 计算公式 每毫升的细菌数 平板上的菌落数 样品的稀释倍数 注 平板上的菌落来自1ml稀释液 举例 稀释1000倍的平板上有38个菌落 原培养物含有 38 1000 3 8 104个细菌细胞 ml 稀释涂布平板法广泛应用于微生物学的研究 这种技术只统计活菌数 而且需要培养一段时间形成菌落后才能计数 因此 这种方法不宜用于某些食品工业的质量控制 因为有些食品如牛奶易腐败变质 不宜延搁这么长的时间 这时可使用直接的方法 如使用显微镜直接统计细胞的数目 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 3 措施 1 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤 计算 溶化 倒平板 2 纯化大肠杆菌的原理 在培养基上将聚集的菌种稀释分散成单个细胞 形成单个菌落 此菌落是由一个细胞繁殖而来的子细胞群体 称量 灭菌 3 接种技术 平板划线法和稀释涂布平板法 1 平板划线法 是通过接种环在琼脂固体培养基表面操作 将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 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 连续划线 梯度稀释 2 平板划线法为什么要把第一次以后的每一次划线的起点放在上一次划线的末端 提示 目的是使每一次划线后菌体数目减少 培养之后形成的菌落是由单个菌体繁殖而成 小贴士 1 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1 菌种筛选 使用是唯一氮源的选择培养基培养 2 统计菌落数目 常用方法有 显微镜直接计数法 3 设置对照 指设置除了以外 其他条件都相同的实验 目的是排除实验组中对实验结果的影响 提高实验结果的可信度 4 实验流程 土壤取样 制备 微生物的培养与观察 细菌的计数 尿素 稀释涂布平板法 被测试的条件 非测试因素 培养基 2 分解纤维素的微生物的分离 1 纤维素酶的组成 是一种复合酶 至少包括三种组分 即c1酶 cx酶和酶 2 纤维素酶的作用 3 筛选方法 刚果红染色法 即通过是否产生来筛选纤维素分解菌 葡萄糖苷 透明圈 4 实验操作步骤 1 培养基的种类 1 按物理性质分类 2 按功能分类 2 培养基的配制原则 1 目的要明确 根据微生物的种类 培养目的选择不同的原料配制培养基 2 营养要协调 配制培养基时要注意各营养物质的浓度和比例 ph要适宜 3 平板划线操作的注意事项 1 第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌 2 灼烧接种环之后 要冷却后才能伸入菌液 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 划线用力大小要适当 防止用力过大将培养基划破 平板划线法几次灼烧灭菌的目的比较 如图是微生物平板划线示意图 划线的顺序为12345 下列操作方法正确的是 a 操作前不用做任何处理b 划线操作须在火焰上进行c 在5区域中才可以得到所需菌落d 在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌 解析 每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种 使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端 从而通过划线次数的增加 使每次划线时菌种的数目减少 以便得到菌落 划线后灼烧接种环 能及时杀死接种环上残留的菌种 避免细菌污染环境和感染操作者 答案 d 1 筛选原理配制选择培养基 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 其他微生物则不能在此培养基上生长 2 统计菌落数目 1 理论依据 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 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 2 计算方法 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稀释液的体积 ml m代表稀释倍数 3 统计的菌落数往往比活菌的实际数目低 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 为使结果接近真实值 要设置重复组 取其平均值 可将同一稀释度的样品接种到三个或三个以上的平板上 经涂布 培养计算出菌落平均数 3 设置对照可排除实验组中非测试因素对实验结果的影响 提高实验结果的可信度 4 实验流程 1 以尿素为唯一氮源的培养基作为实验组 制备牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组 用来判断选择培养基是否具有选择作用 2 以培养基加土壤样品进行培养为实验组 培养基不加土壤样品进行培养为对照组 判断培养基是否被污染 5 课题延伸由于分离分解尿素的细菌的选择培养基上可能生长着以尿素分解菌代谢产物为氮源的其他微生物 因此还需借助生物化学方法对分离细菌作进一步鉴定 1 原理 细菌合成的脲酶将尿素分解成nh3 使培养基碱性增强 ph升高 因此 可通过检测ph的变化来判断该化学反应是否发生 2 方法 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂 培养某种细菌 若ph升高 则指示剂变红 说明该种菌能分解尿素 下表为两种微生物的培养基配方a组 b组 上述两种培养基中的物质溶解后 均用蒸馏水定容至1000ml 1 如果要对土壤中分解尿素的细菌进行分离 则需要选择上述哪种培养基 该培养基中的碳源是 能分离尿素分解菌的原因是 2 在分离尿素分解菌所用的培养基中可加入 指示剂 根据指示剂的颜色可鉴定某种细菌能否分解尿素 若有分解尿素的细菌 培养基将会呈现 3 从功能上来看 上述两种培养基均属于 培养基 从物理性质来看 a属于 培养基 思路点拨 解析 培养基a中 氮源只有尿素 所以只有能分解尿素的微生物才能从中获得氮源 分解尿素的细菌在分解尿素过程中产生氨 会使ph升高 酚红指示剂变红 因为培养基a中有凝固剂 琼脂 所以属于固体培养基 培养基b中 纤维素是唯一的碳源 所以也属于选择培养基 答案 1 培养基a葡萄糖培养基中尿素为唯一氮源 只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖 2 酚红红色 3 选择固体 1 筛选原理即 可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 2 实验流程土壤取样 富含纤维素的环境 选择培养 用选择培养基培养 以增加纤维素分解菌数量 梯度稀释 涂布平板 将样品涂布于鉴别培养基上 挑选产生透明圈的菌落 3 两种常用刚果红 cr 染色法的比较 纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素 回答下列问题 1 在筛选纤维素分解菌的过程中 通常用 染色法 这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选 甲同学在实验时得到了如图所示的结果 则纤维素分解菌位于 a b c d 2 乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数 与分离醋酸菌相比 进行培养时除了营养不同外 最主要的实验条件差别是 该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目 3 丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中 为了抵制外界酸和碱对酶活性的影响 采取的措施是向提取液和分离液中添加 若探究纤维素酶活性的最适温度 如何设置对照 解析 1 刚果红与纤维素形成的红色复合物在纤维素被分解后将不再形成 则在培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 2 牛胃是一个厌氧的环境 所以其中的纤维素分解菌与需氧的醋酸菌培养条件有所不同 因是活菌计数法 所以部分死亡菌无法计数 另外当两个或多个细菌连在一起时平板上只观察到一个菌落 所以偏小 3 探究最适温度可设置一系列的温度梯度相互对照 其他无关变量要适宜 答案 1 刚果红a 2 保证无氧环境小 低 3 缓冲溶液不同的温度梯度之间相互对照 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 2 选择培养基应用实例 1 培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌 2 培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌 3 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 4 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 如石油是唯一碳源时 可以抑制不能利用石油的微生物的生长 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 5 改变微生物的培养条件 也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只能得到耐高温的微生物 2012 江苏镇江调研 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 固氮细菌a b c d 解析 缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长 而固氮细菌能生长 在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌 霉菌能生长 在培养基中加入10 的酚可以抑制细菌和霉菌 放线菌能生长 答案 a 特定微生物的数量测定1 为了保证结果准确 一般选择菌落数在30 300的平板上进行计数 2 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 3 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 统计结果用菌落数而不是活菌数来表示 2012 广东中山一中测试 用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数 在对应稀释倍数为106的培养基中 得到以下几种统计结果 正确的是 a 涂布了一个平板 统计的菌落数是230b 涂布了两个平板 统计的菌落数是215和260 取平均值238c 涂布了三个平板 统计的菌落数分别是21 212和256 取平均值163d 涂布了三个平板 统计的菌落数分别是210 240和250 取平均值233 解析 在设计实验时 一定要涂布至少3个平板作为重复组 才能增强实验的说服力与准确性 所以a b不正确 c项虽涂布了3个平板 但是 其中1个平板的计数结果与另两个相差太远 说明在操作过程中可能出现了错误 此时 不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值 答案 d 微生物的实验室培养过程微生物的实验室培养过程涉及培养基的配制 灭菌 接种 培养 观察等过程 其中配制培养基时要注意各种营养要素的均衡以及ph的适宜 这是基础 配制好培养基后 要进行灭菌 倒平板 接种后要对培养基进行倒置培养 这些过程都是我们在微生物实验室培养中需要注意的问题 另外我们还要对为什么这样操作 说出原因 2012 烟台诊断 某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行实验 实验包括制备培养基 灭菌 接种及培养 菌落观察与计数 请回答与此实验相关的问题 1 培养基中含有的蛋白胨 淀粉分别为细菌培养提供了 和 除此之外 培养基还必须含有的基本成分是 和 2 对培养基进行灭菌 应该采用的方法是 3 为了尽快观察到细菌培养的实验结果 应将接种了湖水样品的平板置于 中培养 培养的温度设定在37 要使该实验所得结果可靠 还应该同时在另一平板上接种 作为对照进行实验 4 培养20h后 观察到平板上有形态和颜色不同的菌落 这说明湖水样品中有 种细菌 一般说来 菌落总数越多 湖水遭受细菌污染的程度越 5 如果提高培养基中nacl的浓度 可以用于筛选耐 细菌 这种培养基被称为 解析 3 小题易回答错误 错误原因是不知道如何处理对照实验 该实验中对照组为空白对照 因此应接种无菌水 蛋白胨来源于动物原料 含有维生素 糖和有机氮等营养物质 在培养基中主要是作为氮源 微生物的培养基各种配方一般都要含有水 碳源 氮源 无机盐 实验室的灭菌方法一般有 灼烧灭菌法 适合于接种工具的灭菌 干热灭菌法 适合于耐高温的 需要保持干燥的物品的灭菌 高压蒸汽灭菌法 适合于培养基等物体的灭菌 要想使微生物快速地繁殖 就要置于适宜的条件下 特别是温度 所以要置于恒温箱中 对照实验就是要设置一个无菌的培养基加以比较 进行观察 不同的细菌形成的菌落具有不同的形态 细菌菌落的特征是识别不同细菌的主要依据 菌落是由一个细菌细胞繁殖而来的 菌落多则说明细菌的数目就多 加入了特定的物质 用于筛选各种特定细菌的培养基就是选择培养基 例如加入了nacl就可以用于筛选耐盐细菌 答案 1 氮源 碳源不作要求 碳源无机盐水 2 高压蒸汽灭菌 3 恒温箱无菌水 4 多高 5 盐 或nacl 选择培养基 1 2009 安徽理综 下列是关于 检测土壤中细菌总数 实验操作的叙述 其中错误的是 a 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基 经高温 高压灭菌后倒平板b 取104 105 106倍的土壤稀释液和无菌水各0 1ml 分别涂布于各组平板上c 实验组和对照组平板倒置 37 恒温培养24 48小时d 确定对照组无菌后 选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数 解析 检测土壤中细菌总数 用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基 经高温 高压灭菌后倒平板 取104 105 106倍的土壤稀释液和无菌水各0 1ml 分别涂布于各组平板上 将实验组和对照组平板倒置 37 恒温培养24 48小时 在确定对照组无菌后 选择菌落数在30 300的一组平板为代表进行计数 答案 d 2 2011 课标全国 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 某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出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 为唯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 解析 本题主要考查生物技术实践中微生物的培养与分离 意在考查考生对相关知识的灵活运用能力 1 欲筛选出能降解原油的菌株 培养基中应只含有原油而无其他碳源 这样不能降解原油的细菌在此培养基上不能生存 这类培养基属于选择培养基 2 分离纯化菌种时 接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法 使聚集在一起的微生物分散成单个细胞 从而能在培养基表面形成单个的菌落 以便于纯化菌种 3 降解原油能力越强的菌株 在菌落周围形成的分解圈越大 4 实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌 如接种环 干热灭菌 如培养皿 和高压蒸汽灭菌 如培养基 等 无菌技术要求在整个实验过程中操作都在酒精灯火焰附近进行 以避免周围微生物的污染 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 3 2009 宁夏理综 1 在大肠杆菌培养过程中 除考虑营养条件外 还要考虑 和渗透压等条件 由于该细菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料 2 在微生物培养操作过程中 为防止杂菌污染 需对培养基和培养器皿进行 消毒 灭菌 操作者的双手需进行清洗和 静止空气中的细菌可用紫外线杀灭 其原因是紫外线能使蛋白质变性 还能 3 若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数 要想使所得估计值更接近实际值 除应严格操作 多次重复外 还应保证待测样品稀释的 4 通常 对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状 大小等菌落特征对细菌进行初步的 5 培养大肠杆菌时 在接种前需要检测培养基是否被污染 对于固体培养基应采用的检测方法是 6 若用大肠杆菌进行实验 使用过的培养基及培养物必须经过 处理后才能丢弃 以防止培养物的扩散 解析 1 大肠杆菌具有体积小 结构简单 变异类型容易选择 易培养 生活周期短等优点 培养过程中 除考虑营养条件外 还要考虑温度 酸碱度和渗透压等条件 2 灭菌是用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 所以对培养基和培养皿进行灭菌 消毒是用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 操作者的双手需要进行清洗和消毒 紫外线能使蛋白质变性 还能损伤dna的结构 3 稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释 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 应保证样品稀释的比例适合 4 对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状 大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定 5 培养大肠杆菌时 在接种前需要检测培养基是否被污染 对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间 观察培养基上是否有菌落产生 6 因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素 并可能导致肠管出现严重症状 使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃 以防止培养物的扩散 答案 1 温度酸碱度易培养生活周期短 2 灭菌消毒损伤dna的结构 3 比例合适 4 鉴定 或分类 5 将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间 观察培养基上是否有菌落产生 6 灭菌 4 2010 广东生物 苯酚是工业生产排放的有毒污染物质 自然界中存在着降解苯酚的微生物 某工厂产生的废水中含有苯酚 为了降解废水中的苯酚 研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株 筛选的主要步骤如图所示 为土壤样品 请回答下列问题 1 中培养目的菌株的选择培养基中应加入 作为碳源 中不同浓度碳源的培养基 a 影响 b 不影响 细菌的数量 如果要测定 中活细菌数量 常采用 法 2 为对照 微生物在 中不生长 在 中生长 与 培养基的主要区别在于 使用 法可以在 上获得单菌落 采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养 3 如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小 4 实验过程中如何防止其他微生物的污染 解析 1 从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株 其培养基中必须添加苯酚作为碳源 碳源的浓度不同 培养基中生存的细菌的数量也不同 采用平板菌落计数 活菌计数或菌落计数 可以测定活细菌数量 2 与 培养基的区别主要是 中添加的是除 苯酚 以外的碳源 中添加的碳源只有苯酚 使用平板分离 稀释涂布平板或平板划线分离 法可以在平板培养基上获得单菌落 采用固体平板培养细菌时要倒置培养 目的是避免培养过程中产生的水分影响微生物的生长 3 4 见答案 答案 1 苯酚a平板菌落计数 活菌计数或菌落计数 2 含除苯酚外的其他碳源 以苯酚为唯一碳源平板分离 稀释涂布平板或平板划线分离 避免培养过程产生的水分影响微生物的生长 3 用同样苯酚浓度的培养液培养不同菌株 一定时间后 测定培养液中苯酚含量 4 培养基灭菌 接种环境灭菌 接种过程无菌操作 1 2012 聊城高考模拟 有些微生物能合成纤维素酶 通过对这些微生物的研究 使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精 用纤维素酶处理服装面料等 研究人员用化合物a 硝酸盐 磷酸盐以及微量元素配制的培养基 成功地筛选到能产生纤维素酶的微生物 分析回答问题 1 培养基中加入的化合物a是 为微生物的生长提供 这种培养基属于 培养基 2 为了筛选出能产生纤维素酶的微生物 向培养基中加入 3 在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前 可用液体培养基培养 增加微生物的浓度 若获得纯净的菌株 常采用平板划线的方法进行接种 此过程所用的接种工具是 操作时采用 灭菌的方法 还可用 方法操作 4 实验结束后 使用过的培养基应该进行灭菌处理才能掉 这样做的目的是 解析 在对微生物进行选择培养时 要针对微生物利用的营养物质的特点 满足微生物需要的某一种营养要素 其他微生物不能利用这一营养物质 就能从多种微生物中进行选择培养 要分离分解纤维素的微生物 就应该在培养基中加入纤维素作为碳源 不能利用纤维素的微生物在这样的培养基上不能生长 所以该培养基为选择培养基 在筛选分解纤维素的微生物时 加入刚果红作为指示剂 刚果红能与纤维素形成红色的复合物 当纤维素被分解后 红色消失形成了透明圈 在平板划线法进行接种时 常用接种环作为接种工具 操作时采用灼烧灭菌 接种的方法除了平板划线法外 还可以用稀释涂布平板法进行操作 实验结束后 为了防止微生物污染实验环境 需要对培养基进行灭菌处理后倒掉 答案 1 纤维素碳源选择 2 刚果红 3 接种环灼烧稀释涂布平板 4 防止造成环境污染 2 2012 北京东城一模 某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌 设计实验步骤如下 请给予合理的补充 1 采样与培养 将采集的土样混匀后称取1g 置于经过 法灭菌处理的 填 固体 或 液体 培养基中 28 振荡培养 2 接种与选择 为避免培养液中菌体浓度过高 需将培养液进行 处理 之后 将菌液涂布接种于以 为唯一碳源的固体培养基上 30 条件下培养 为避免污染 需将培养皿呈 状态放置 此外 为排除其他因素的影响 提高实验可信度 本步骤需设计 作为空白对照 3 筛选与纯化 将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围 如果菌落周围的现象是 则说明此种菌能够 从平板中挑取实验效果明显的目的菌株 采用 法接种于新的培养基平板 可对菌株进行进一步的纯化 解析 1 对培养基的灭菌方式是高压蒸汽灭菌 因为后面要进行涂布 所以应该用液体培养基来培养 2 降低培养液菌体浓度一般用稀释的方法 由于题目要求选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌 所以培养基就应以淀粉为唯一碳源 倒置可以避免培养基受污染 为排除其他因素影响 需要设置未接种