【名师一号】高考生物 专题一 微生物的培养与应用复习与学科能力课件.ppt

1 专题一微生物的培养与应用 2 教材基础回扣一 培养基1 概念 人们按照微生物对 1 营养物质的不同需求 配制出的供其 2 生长繁殖的营养物质 2 营养构成一般都含有 3 水 4 碳源 氮源 5 无机盐 生长因子 还需满足不同微生物对ph 6 特殊营养物质以及o2的要求 3 二 无菌技术1 消毒 1 特点 使用较为 7 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 8 有害的微生物 不包括芽孢和 9 孢子 2 常用方法 煮沸消毒法 10 巴氏消毒法 化学药剂消毒法 4 2 灭菌 1 特点 指使用强烈的理化因素杀死物体内外 11 所有的微生物包括芽孢和孢子 2 常用方法 12 灼烧灭菌 干热灭菌 13 高压蒸汽灭菌 5 三 微生物培养基的基本技术1 配制培养基称量 混合 溶化 调ph 分装 包扎 2 灭菌 加水 加培养基 密封 排冷气 维持压力 取出倒平板 或搁置斜面 6 3 接种 1 接种过程 洗净双手 点燃酒精灯 接种 贴标签 2 接种工具 包括 14 接种环 涂布器 3 接种方法 平板划线法 15 稀释涂布平板法 4 注意事项 整个操作过程都要在 16 酒精灯火焰旁完成 4 培养 接种后的培养皿放入恒温箱内培养 7 四 菌种保藏1 临时保藏 1 操作 采用 17 固体斜面培养基 菌落长成后 放入 18 4 冰箱中保藏 以后每3 6个月 转移一次新的培养基 2 缺点 保存时间 19 不长 菌种易被 20 污染或产生变异 2 长期保存法 21 甘油管藏法 放在 20 下保存 8 五 土壤中分解尿素细菌的分离与计数1 菌种筛选 1 培养基 22 选择培养基 2 特点 23 尿素是唯一氮源 9 思考 稀释涂布平板法适用于所有微生物研究吗 提示 稀释涂布平板法广泛应用于微生物学的研究 这种技术只统计细菌数 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油镜统计细胞的数目 10 2 统计菌落数目 1 计算方法 24 稀释涂布平板法 25 显微镜直接计数 3 平板计数公式 11 3 设置对照 1 对照实验 是指除了 27 被测试的条件外 其他条件都相同的实验 2 主要目的 排除实验组中 28 非测试因素对实验结果的影响 12 六 分解纤维素的微生物的分离 纤维素分解菌的筛选1 土壤取样 选择富含 29 纤维素的环境 2 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 1 制备鉴别培养基 主要碳源 30 cmc na 2 刚果红染色法 先培养 31 微生物 再加入刚果红进行颜色反应 32 倒平板时加入刚果红 13 3 进一步鉴定 1 为确定得到的菌是否是纤维素分解菌 还需进行 33 发酵产纤维素酶的实验 2 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 34 葡萄糖进行定量测定 14 考点迁移互动考点1微生物的营养物质及功能微生物的化学组成与其他生物大体相同 也是由c h o n p s等元素组成 其中c h o n占细胞干重的90 以上 这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物 这些化合物归纳成碳源 氮源 生长因子 无机盐和水这五大类营养要素 15 16 例析1 1 抗生素可由微生物产生 具有抑菌作用 能在琼脂培养基中扩散 在筛选产生抗生素的菌种时 先在琼脂培养基平板上划线接种一种从土壤中获得的甲菌 在27 下培养3天 形成菌落 然后接种乙 丙 丁三种致病菌 图a 继续在同样条件下培养3天 结果如下图b 分析结果 得出的结论是 17 甲菌产生了抗生素 丁菌的生长被丙菌产生的抗生素抑制 乙菌的生长被甲菌产生的抗生素抑制 丙菌产生的抗生素抑制了乙菌的生长a b c d 18 解析 乙 丙 丁三种致病菌不会产生抗生素 否则靠近乙 丙 丁的甲菌落不能生长 从图b来看 乙菌的生长被抑制 最可能的原因是甲菌产生了抗生素 此种抗生素只能抑制乙菌的生长 而对丙 丁两种细菌没有影响 选项正确 答案为a 答案 a 19 例析1 2 可以作为硝化细菌碳源 氮源和能源的是 a co2 nh3 光能b ch2o n2 nh3c co2 nh3 nh3d ch2o nh3 n2 解析 本题考查的如下几个知识点 硝化细菌的新陈代谢类型 是化能自养型微生物 硝化细菌合成有机物所需能量来源是 来自氧化分解外界环境中的nh3 合成有机物所需的碳源 是二氧化碳 nh3氧化分解的产物是no 3 也就是硝化细菌的氮源 答案 c 20 方法技巧 微生物最常利用的碳源是糖类 尤其是葡萄糖 最常利用的氮源是铵盐 硝酸盐 对异养微生物来说 含c h o n的化合物既是碳源又是氮源 能源 微生物之所以需要补充生长因子 往往是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限 21 互动探究1 根据各类微生物的形态结构特点和新陈代谢类型 利用选择培养基和鉴别培养基 结合显微镜镜检以及菌落特征可以把混杂在一起的大肠杆菌 硝化细菌 乳酸菌 酵母菌 金黄色葡萄球菌 圆褐固氮菌 尿细菌 纤维杆菌分离开来 下面是分离筛选的方法步骤 请根据各个步骤的条件 填写横线上的内容 首先配制一系列不同性质的固体培养基 然后进行高温灭菌 再将上述微生物的混合液分别接种到各种培养基上培养 22 1 利用无氮培养基可以筛选出 2 用不含有有机碳源的选择培养基可筛选 3 酵母菌的筛选需要在常规培养基中另加入 4 用含较高浓度食盐的培养基可选择出 或者根据菌落的颜色呈现 色 将其挑取单独培养 圆褐固氮菌 硝化细菌 青霉素 金黄色葡萄球菌 金黄 23 5 利用伊红 美蓝培养基培养混合菌 菌落呈 色并带有金属光泽的是 挑取该菌落单独培养 结合显微镜镜检和进一步用伊红 美蓝鉴别培养基培养来确定 6 在无氧环境下培养混合菌 可以生长 加入一定浓度的乳酸 使培养基的ph充分降低 可抑制 的生长 利用菌落的特征 结合显微镜镜检 选取生长优势的菌落 即可分离出 深紫 大肠杆菌 大肠杆菌 乳酸菌 酵母菌 大肠杆菌 酵母菌 乳酸菌 24 7 利用只含纤维素为碳源的液体培养基可筛选 8 若筛选尿细菌 则配制的培养基的特点是 纤维杆菌 氮源只含尿素 25 考点2无菌技术及菌种保藏1 无菌技术 1 消毒和灭菌的区别 26 特别提醒 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 27 2 无菌技术具体操作 对实验操作的空间 操作者的衣着和手进行清洁和消毒 将用于微生物培养的器皿 接种用具和培养基等进行灭菌 为避免周围环境中微生物的污染 实验操作应在酒精灯火焰附近进行 实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触 28 2 纯化大肠杆菌以及菌种的保藏 1 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 2 纯化大肠杆菌 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 这个菌落就是一个纯化的细菌菌落 方法 平板划线法 稀释涂布平板法 29 3 菌种的保藏 短期保存 固体斜面培养基上4 冰箱保存 菌种易被污染或产生变异 长期保存 20 甘油管在冷冻箱中保藏 30 深化拓展 微生物培养中几种实验操作的注意事项1 倒平板 1 培养基灭菌后 需冷却至50 左右时才能倒平板 2 左手拿培养皿 右手拿锥形瓶 左手拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙 不要完全打开 31 3 整个操作在酒精灯火焰旁进行 避免杂菌污染 4 平板冷凝后要倒置的原因 防止皿盖上的冷凝水落入培养基 造成污染 5 若倒平板时 培养基溅在皿盖和皿底之间的部位 这个平板应丢弃 32 2 平板划线操作 1 第一次划线及每次划线之前都需要灼烧灭菌 划线操作结束仍需灼烧接种环 每次灼烧目的如下表 33 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 画线用力要大小适当 防止用力过大将培养基划破 3 稀释涂布平板 1 稀释操作时 每支试管及其中9ml水 移液管均需灭菌 操作时 试管口和移液管应在离火焰1 2cm处 34 2 涂布平板时 涂布器用70 酒精消毒 取出时 多余酒精在烧杯中滴尽 沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃 不要将过热的涂布器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 移液管头不要接触任何物质 35 例析2 回答下列问题 1 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 温度 酸碱度 易培养 生活周期短 36 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 灭菌 消毒 损伤dna的结构 比例合适 37 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 鉴定 或分类 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 38 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 灭菌 解析 大肠杆菌体积小 结构简单 变异类型容易选择 易培养 生活周期短 常作为遗传学研究的实验材料 微生物培养操作中要保证在无菌条件中进行 39 互动探究2 1 关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 下列叙述错误的是 a 操作顺序为计算 称量 溶化 倒平板 灭菌b 将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯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5 10min后将平板倒过来放置 40 解析 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 不能颠倒 牛肉膏容易吸潮 所以当牛肉膏溶化并与称量纸分离后 用玻璃棒取出称量纸 待培养基冷却到50 用手触摸锥形瓶刚刚不烫手 并且培养基处于溶化状态 平板冷却几分钟后还需倒置 答案 a 41 互动探究2 2 下表为牛肉膏 蛋白胨培养基的成分列表 据此回答 42 1 蛋白胨在培养基中的作用是 2 要用此材料配制观察细菌菌落状况的培养基 还需添加的成分是 3 表中各成分含量确定的原则是 提供碳源 氮源 生长因子 琼脂 或凝固剂 所培养微生物对各营养成分的需要量 43 4 培养基配制好后 分装前应进行的工作是 5 从配制培养基到培养完成 所采用的预防杂菌感染的方法是 6 若培养所用的培养基为平板培养基 将菌种接种到平板上的方法常用的有 调ph 高压蒸汽灭菌 灼烧接种环 酒精棉球擦手 棉塞塞试管口 在火焰旁接种 平板划线法和稀释涂布平板法 44 考点3土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1 实验原理 1 筛选菌株 提供有利于目的菌株生长的条件 如营养 温度 ph等 同时抑制其他微生物的生长 常用选择培养基筛选 45 2 统计菌落数目 方法 稀释涂布平板法 统计活菌数 显微镜直接计数法不能排除死菌 46 计算方法 每克样品中的菌落数 c v mc 某一稀释度下平板上生长的平均菌落数v 涂布平板所用稀释液的体积m 稀释倍数 3 设置对照 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 47 2 实验流程 48 例析3 2011 安徽调研 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 将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 49 解析 确定对照组无菌后 选择菌落数在30 300的平板进行计数 d错 a是培养基的灭菌方法 b设置了一系列对照实验 c是细菌的培养方法 a b c三个选项均正确 答案 d 50 方法技巧 分离分解尿素的细菌的实验设计原则 1 设立重复组 统计某一稀释度下平板上的菌落数时 要至少涂布3个平板作重复组 增强实验结果的说服力与准确性 51 2 对照原则 判断培养基中是否有杂菌污染 需将未接种的培养基同时进行培养 判断选择培养基是否具有筛选作用 需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养 观察两种培养基上菌落数目 进行对比得出结论 52 互动探究3 1 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 53 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 因此 不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值 答案 d 54 互动探究3 2 在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时 甲组实验用氮源只含尿素的培养基 乙组实验用氮源除尿素外还含硝酸盐的培养基 其他成分都相同 在相同条件下操作 培养与观察 则乙组实验属于 a 空白对照b 标准对照c 相互对照d 条件对照 55 解析 本题考查实验设计的有关知识 本实验甲组为实验组 乙组为对照组 给实验组某种处理 给对照组另一条件的处理为条件对照 答案 d 56 考点4分析纤维素的微生物的分离实验原理 即 可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 57 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的数量 梯度稀释 58 涂布平板 将样品涂布于鉴别含cr的纤维素分解菌的固体培养基 挑选产生透明圈的菌落 产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈 59 两种常用刚果红 cr 染色法的比较 60 61 例析4 某研究性学习小组的同学 为了从土壤中筛选纤维素分解菌 利用下列材料和用具进行了实验 请完善下列实验步骤 提示 刚果红能与纤维素形成红色复合物 纤维素分解菌在含有刚果红和纤维素的培养基上形成有透明圈的菌落 材料用具 采集的土样 研钵 配制纤维素分解菌培养基的各种原料 琼脂 纤维素粉 刚果红溶液 培养箱 无菌水 62 实验步骤 利用培养纤维素分解菌培养基的各种原料 琼脂及 配制固体培养基 灭菌 将采集的土壤样品在研钵中研碎后 制成土壤匀浆 利用无菌操作方法把土壤匀浆 到培养基上 放在培养箱内培养一段时间 用显微镜观察纤维素分解菌时 要从 挑取材料制成临时装片 纤维素粉和刚果红溶液 加入无菌水 点接或接种 周围有透明圈的菌落 63 解析 分解纤维素分解菌的培养基中要加入纤维素做碳源 加入刚果红溶液 刚果红能与纤维素形成红色复合物 纤维素分解菌在含有刚果红和纤维素的培养基上培养 纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解刚果红 纤维素复合物 产生透明圈 采集的土壤样品在研钵中研碎后加入无菌水 制成土壤匀浆 利用无菌操作方法把土壤匀浆点接或接种到培养基上 放在培养箱内培养 纤维素分解菌产生的纤维素酶分解刚果红 纤维素复合物 产生了透明圈 挑取周围有透明圈的菌落制成临时装片可观察到纤维素分解菌 64 互动探究4 1 分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是 稀释倒平板法 涂布平板法 单细胞挑取法 选择培养分离a b c d 65 解析 分离土壤中纤维素分解菌 先进行选择培养 再进行梯度稀释 涂布平板培养 单细胞挑取以获得纯系培养 稀释倒平板法是先进行梯度稀释 然后分别取不同稀释液少许 与已熔化并冷却至50 左右的琼脂培养基混合 摇匀后 倒入灭菌的培养皿中 制成含菌的琼脂平板 保温一定时间即可出现菌落 涂布平板法是先将熔化的培养基倒入无菌培养皿 制成无菌平板 冷却凝固后 将一定量的某一稀释度的样品液涂布在整个平板表面 经培养后形成单个菌落 答案 b 66 互动探究4 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 但培养的纤维素分解菌少c 经稀释培养后 用刚果红染色d 对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上 67 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欲分离的微生物 答案 a 68 技巧热点探究关于营养缺陷型微生物体内物质转化过程的分析在本章有关题目中 有一类关于突变后的微生物营养问题 即失去某种必需的物质转化或合成途径后 怎样在培养基中添加才能使微生物恢复正常的生长 其中关于合成该物质的一系列转化链上的某环节突变 是同学们较难判断的问题 常见于如