（江苏专用）2020版高考生物总复习 第42讲 微生物的分离和培养课件.pptx

第42讲微生物的分离和培养 考点一微生物的实验室培养 考点二微生物的分离与计数 总纲目录 高考再现 考点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 营养物质的不同需求 配置出供其 生长 繁殖的营养基质 2 成分 一般都含有 水 碳源 氮源 无机盐 还要满足不同微生物对 pH 特殊营养物质以及 氧气的需求 3 分类 a 按物理性质分 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 b 按化学成分分 天然培养基 合成培养基 c 按功能分 选择培养基 鉴别培养基 2 无菌技术 1 消毒和灭菌的比较 2 适用对象 3 大肠杆菌的纯化培养 1 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基步骤 计算 称量 溶化 灭菌 倒平板 2 纯化大肠杆菌常用方法 1 平板划线法 通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作 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 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 4 菌种的保存方法1 对于频繁使用的菌种 可以采用临时保藏的方法 2 对于需要长期保存的菌种 可以采用甘油管藏的方法 1 为了防止污染 接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落 2 配制培养基时 除满足营养需求外 还应考虑pH O2及特殊营养物质的需求 3 倒平板时 应将打开的皿盖放到一边 以免培养基溅到皿盖上 4 对异养微生物来说 含C H O N的有机化合物既是碳源 又是氮源 能源 5 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 又减少消毒剂对细胞的伤害 6 用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时都需要使用接种针进行接种 如图是采用纯化微生物的两种接种方法接种后培养的效果图 请分析 1 获得A效果的接种方法是 获得B效果的接种方法是 2 一同学在纯化土壤中的细菌时 发现培养基上的菌落连成了一片 最可能的原因是 3 接种操作要在火焰附近进行的原因是 答案 1 稀释涂布平板法平板划线法 2 菌液浓度过高 或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌 3 火焰附近存在着无菌区域 1 牛肉膏蛋白胨培养基的配制 注意 1 熔化后需先调节pH 再分装后灭菌 2 检查培养基制作是否合格 将未接种的培养基在恒温箱中保温1 2天 若无菌落生长 说明配置成功 否则需要重新配置 2 平板划线法操作注意事项 第一次划线及每次划线之前都需灼烧接种环 划线操作结束时 仍需灼烧接种环 每次灼烧目的如表所示 接种环灼烧后 要冷却后才能接触菌种 以免温度太高杀死菌种 划线时最后一区域不要与第一区域相连 划线时用力要大小适当 防止用力过大将培养基划破 3 稀释涂布平板法操作及注意事项 系列稀释操作 如图1 图1 涂布平板操作 如图2 图2 注意事项a 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l 2cm处 移液管头不要接触任何物体 b 涂布平板时 涂布器用体积分数为70 的酒精消毒 取出时 多余酒精在烧杯中滴尽 后将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 以免点燃其中的酒精 酒精灯与培养皿距离要合适 移液管头不要接触任何物品 1 2019江苏盐城模拟 某化工厂的污水池中含有一种有害的难以降解的有机化合物A 研究人员用化合物A 磷酸盐 镁盐以及微量元素等配制的培养基 成功筛选到能高效降解化合物A的细菌 目的菌 实验的主要步骤如图所示 下列有关叙述错误的是 考向一培养基及无菌技术 A 培养基中加入化合物A作为唯一碳源 目的是筛选目的菌B 实验培养过程中进行振荡培养 可使目的菌和培养液充分接触C 实验操作过程中 获得纯净 目的菌 的关键是防止外来杂菌污染D 将从固体培养基上得到的目的菌重复多次上述实验的目的是获得大量菌种 答案D本实验的目的是 筛选到能高效降解化合物A的细菌 因此培养基中加入化合物A作为唯一碳源 目的是筛选目的菌 A正确 实验培养过程中进行振荡培养 可使目的菌和培养液充分接触 B正确 实验操作过程中 获得纯净 目的菌 的关键是防止外来杂菌污染 C正确 将菌种接种到固体培养基培养的目的是分离菌种 在液体培养基培养的目的才是获得大量菌种 D错误 2 下列关于微生物分离与培养的叙述正确的是 D A 高压灭菌加热结束时 打开放气阀使压力表指针回到零后 再开启锅盖B 为了防止污染 接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落C 离体培养的植物组织必须进行灭菌处理D 频繁使用的菌种 可用斜面培养基保藏在4 的冰箱中 解析高压灭菌加热结束时 当压力表的压力降到零时 再打开排气阀 旋松螺栓打开盖子 如果提前打开排气阀 锅内压力突然下降 灭菌容器内液体会冲出容器 造成污染 A错误 接种时 接种环经火焰灭菌冷却后挑取菌落 不能趁热挑取 以免杀死微生物 B错误 离体培养的植物组织需要消毒 不能灭菌 C错误 频繁使用的菌种 可用斜面培养基保藏在4 的冰箱中临时保藏 D正确 技能提炼1 自养型微生物和异养型微生物的营养比较 2 选择培养基的常见制备方法及应用 3 高压蒸汽灭菌锅及其使用 考向二微生物的分离纯化 3 2018江苏南通模拟 下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌的叙述 正确的是 B 都需要用固体培养基 都需要使用接种针进行接种 都需要在火焰旁进行接种 都可以用菌落数来计数活菌A B C D 解析 平板划线法和稀释涂布平板法都需要用固体培养基来培养菌种 正确 平板划线法需要接种环或接种针接种 稀释涂布平板法需要涂布器 错误 为防止杂菌污染 操作时都需要在火焰旁进行接种 正确 平板划线法不能用于计数活菌 只能用于分离菌种 稀释涂布平板法可以用来计数活菌 错误 B正确 4 2018江苏海安高中月考 下图为实验室培养和纯化大肠杆菌的部分操作步骤 下列说法正确的是 A 步骤 中待培养基冷却后才能盖上培养皿盖B 步骤 中接种环共需5次灼烧处理C 步骤操作时都需要在酒精灯火焰旁进行D 将接种后的图 平板放入培养箱中培养时无需倒置 答案C倒完平板后应立即盖上培养皿 待冷却后将平板倒过来放置 A错误 接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌 所以完成步骤 中5次划线操作前都要灼烧灭菌 接种结束后还需灼烧灭菌1次 防止造成污染 由此可见 完成步骤 共需灼烧接种环6次 B错误 步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行 防止被杂菌污染 C正确 划线接种结束后 将平板倒置后放入培养箱中培养 有利于表面的水分更好的挥发和防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染 D错误 题后悟道1 倒平板的注意事项 培养基需冷却至50 时才开始倒平板 倒平板时高于50 则会烫手 低于50 时若不能及时操作 培养基会凝固 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 需要使锥形瓶的瓶口通过火焰灼烧灭菌 防止瓶口的微生物污染培养基 平板冷凝后 要将平板倒置 平板倒置后 既可以使培养基表面的水分更好地挥发 又可以防止皿盖上的冷凝水落入培养基 造成污染 在倒平板过程中 如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位 这个平板应丢弃 2 两种接种方法比较 考点二微生物的分离与计数 一 统计菌落数目 1 常用方法 稀释涂布平板法 2 统计依据 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 就能推测出样品大约含有多少活菌 3 平板选择菌落计数时一般选菌落数在 30 300的平板进行计数 计数公式为每克样品中的菌株数 C V M 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 二 分解尿素的细菌的鉴定1 分解尿素的细菌合成的 脲酶将尿素分解成 氨 使培养基的 碱性增强 2 在以 尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌 若指示剂变红 可确定该种细菌能够分解尿素 三 纤维素分解菌的筛选 1 纤维素酶的组成 是一种复合酶 它至少包括三种组分 即C1酶 Cx酶和葡萄糖苷酶 2 纤维素酶的作用纤维素纤维二糖葡萄糖 3 纤维素分解菌的筛选 1 筛选方法 刚果红染色法 2 筛选原理 刚果红可以与纤维素形成红色复合物 当纤维素被纤维素酶分解后 刚果红 纤维素的复合物就无法形成 培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 1 检测酵母菌数量可采用平板划线法或稀释涂布平板法计数 2 检测土壤中细菌总数实验操作中 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 3 只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 4 纤维素分解菌的选择培养基中只含有纤维素一种碳源 5 筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中 尿素是唯一的氮源 6 刚果红可以与纤维素形成透明复合物 所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 研究人员在刚果红培养基平板上 筛选到了几株有透明降解圈的菌落 如图 刚果红可与形成红色复合物 但不与其降解产物发生这种反应 图中降解圈大小与纤维素酶的有关 图中降解纤维素能力最强的菌株是 答案纤维素量和活性菌2 1 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1 分离的原理 土壤中的细菌之所以能够分解尿素 是因为它们体内能合成脲酶 这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起催化作用 2 分离的方法 使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养 3 实验流程 土壤取样 富含有机质的土壤表层土 样品的稀释 通常选用一定稀释范围的样品液进行培养 以 保证获得菌落数在30 300 适于计数的平板接种 用稀释涂布平板法接种 培养 细菌 30 37 培养1 2天放线菌 25 28 培养5 7天霉菌 25 28 培养3 4天 观察 根据菌落的特征区分微生物 计数 统计菌落的数目 计算 根据公式计算单位体积中的菌体数 4 分解尿素的细菌的鉴别分解尿素的细菌 CO NH2 H2OCO2 2NH3 酚红指示剂变红色 2 分解纤维素的微生物的分离 1 纤维素分解菌的筛选原理 刚果红可以与纤维素形成红色复合物 但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应 纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素 从而使菌落周围形成透明圈 2 分离方法 刚果红染色法 3 实验流程 土壤取样 富含纤维素的环境 选择培养 用富含纤维素的选择培养基培养 以增加纤维素分解菌的浓度 梯度稀释 制备系列稀释液 目的是使纤维素分解菌的细胞分散开 以获得单 个菌落涂布平板 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透明圈的菌落 4 涉及的微生物技术主要有 培养基的制作 无菌操作技术 稀释涂布平板法 土壤取样等 3 微生物的两种计数方法的比较 特别提醒 选择菌落数在30 300的平板 的两个提醒 1 只得到1个菌落数在30 300的平板是错误的 原因是不符合实验的重复原则 易受到偶然因素的影响 2 得到3个或3个以上菌落数在30 300的平板也不一定正确 原因是如果不同平板间差异较大 如得到3个平板 菌落数分别是230 34 240 虽然菌落数均在 30 300 但由于34与另外两个平板差异较大 应找出原因并重新实验 1 下图甲为纤维单胞菌 能产生纤维素酶 的获取过程 下列有关叙述错误的是 考向微生物的筛选与计数 A 培养基都应以纤维素为唯一碳源B 图中所用培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌C 所用的接种方法可对培养的微生物进行计数D 可用刚果红染料鉴定 看菌落周围是否出现透明圈 答案C培养液中以纤维素作为唯一碳源时 只有能利用该物质的微生物才能生长繁殖 A正确 对培养基的灭菌利用的是高压蒸汽灭菌法 对接种环采用火焰灼烧法进行灭菌 B正确 的接种方法是平板划线法 利用平板划线法可对微生物进行接种 纯化 分离 但是不能对微生物进行计数 计数一般采用稀释涂布平板法 C错误 当纤维素被纤维素酶分解后 刚果红 纤维素的复合物就无法形成 培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌 D正确 2 下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的过程示意图 有关叙述错误的是 A 在配制步骤 的培养基时 应先调pH后高压蒸汽灭菌B 步骤 纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散 可以获得单细胞菌落C 步骤 采用涂布平板法接种 并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素D 步骤 挑取 中不同种的菌落分别接种 比较细菌分解尿素的能力 答案C配制培养基时 应先调pH后高压蒸汽灭菌 A正确 步骤 纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌通过涂布平板法分散 获得单细胞菌落 B正确 步骤 筛选分解尿素的细菌 培养基中应以尿素为唯一氮源 C错误 步骤 挑取 中不同种的菌落分别接种 比较细菌分解尿素的能力 D正确 归纳拓展1 选择微生物接种方法的原则 1 纯化微生物 平板划线法和稀释涂布平板法均可 2 计数微生物 只能选择稀释涂布平板法 2 筛选微生物的两种选择培养基 1 以尿素为唯一氮源的培养基 选择培养分解尿素的细菌 2 富含纤维素的培养基 选择培养纤维素分解菌 3 筛选微生物的三种方法 1 单菌落挑取法 利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面 直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物 2 选择培养法 利用选择培养基对微生物进行选择培养 直接获得目的微生物 3 鉴定培养法 利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征 然后筛选目的微生物 4 鉴别特定微生物的两种培养基 1 添加酚红指示剂的培养基 分解尿素的细菌可使该培养基变红 2 富含纤维素 刚果红的培养基 纤维素分解菌的菌落周围存在不变红色的透明圈 1 2016江苏单科 25 3分 漆酶属于木质素降解酶类 在环境修复 农业生产等领域有着广泛用途 如图是分离 纯化和保存漆酶菌株的过程 相关叙述正确的是 多选 高考再现 A 生活污水中含有大量微生物 是分离产漆酶菌株的首选样品B 筛选培养基中需要加入漆酶的底物 通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C 在涂布平板上长出的菌落 再通过划线进一步纯化D 斜面培养基中含有大量营养物 可在常温下长期保存菌株 答案BC产漆酶的微生物主要生活在木质素含量较高的环境中 生活污水中含有大量的微生物 不是分离产漆酶菌株的首选样品 筛选产漆酶微生物的培养基中应加入木质素等漆酶降解的底物 因不同菌种的菌落特征不同 故可通过菌落特征挑选产漆酶的菌落 图示显示 通过涂布平板法进行初步筛选 再通过平板划线法进一步纯化 微生物长期保存应用甘油管藏法 保存温度为 20 2 2015江苏单科 19 2分 做 微生物的分离与培养 实验时 下列叙述正确的是 D A 高压灭菌加热结束时 打开放气阀使压力表指针回到零后 开启锅盖B 倒平板时 应将打开的皿盖放到一边 以免培养基溅到皿盖上C 为了防止污染 接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D 用记号笔标记培养皿中菌落时 应标记在皿底上 解析本题考查微生物的分离与培养的相关知识 高压灭菌加热结束时 需先切断电源 让灭菌锅内温度降至100 以下 压力表的指针回到零时 再打开锅盖 A错误 倒平板时 应将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙 而不能将培养皿盖完全打开 以防污染 B错误 接种环经火焰灭菌后需待冷却后挑取菌落 C错误 3 2018江苏单科 31 8分 酵母的蛋白质含量可达自身干重的一半 可作为饲料蛋白的来源 有些酵母可以利用工业废甲醇作为碳源进行培养 这样既可减少污染又可降低生产成本 研究人员拟从土壤样品中分离该类酵母 并进行大量培养 下图所示为操作流程 请回答下列问题 1 配制培养基时 按照培养基配方准确称量各组分 将其溶解 定容后 调节培养基的 及时对培养基进行分装 并进行灭菌 2 取步骤 中不同梯度的稀释液加入标记好的无菌培养皿中 在步骤 中将温度约 在25 50 或80 中选择 的培养基倒入培养皿混匀 冷凝后倒置培养 3 挑取分离平板中长出的单菌落 按步骤 所示进行划线 下列叙述合理的有 a 为保证无菌操作 接种针 接种环使用前都必须灭菌b 划线时应避免划破培养基表面 以免不能形成正常菌落c 挑取菌落时 应挑取多个菌落 分别测定酵母细胞中甲醇的含量d 可以通过逐步提高培养基中甲醇的浓度 获得甲醇高耐受株 4 步骤 中 为使酵母数量迅速增加 培养过程中需保证充足的营养和供应 为监测酵母的活细胞密度 将发酵液稀释1000倍后 经等体积台盼蓝染液染色 用25 16型血细胞计数板计数5个中格中的细胞数 理论上色细胞的个数应不少于 才能达到每毫升3 109个活细胞的预期密度 答案 1 pH高压蒸汽 湿热 2 50 3 a b d 4 氧气无30 解析本题主要考查微生物的培养与计数的相关知识 1 培养基在定容后 分装前需要调节pH 分装后还需要进行高压蒸汽 湿热 灭菌 2 倒平板时温度不宜过高 以防烫伤 同时温度也不能太低 以防培养基凝固而无法形成平板 因此倒平板时温度应选择50 左右 3 平板划线时 需保证无菌操作 以防混入杂菌而影响分离结果 因此操作过程中所用的接种针 接种环在使用之前都必须灭菌 划线时不能划破培养基表面 以免影响菌落的正常形态进而影响后期观察 挑取菌落时 应挑取单个菌落 通过逐步提高培养基中甲醇的浓度 可获得利用甲醇能力强的菌株 即甲醇高耐受株 4 为扩大培养过程 欲使酵母数量迅速增加 应为酵母菌提供充足的营养和O2 台盼蓝染液能将死的酵母菌染成蓝色 而活的酵母菌不能被染色 假设5个中方格中有x个活酵母菌 由题意可知 x 5 10 4 1000 2 3 109 由此解得x 30 4 2017江苏单科 31 7分 苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中 对环境有严重危害 小明同学准备依据下图操作步骤 从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株 请回答下列问题 1 酚降解菌富集培养基含有蛋白胨 K2HPO4 MgSO4 苯酚和水 其中可作为碳源的有 2 将采集到的样品接种培养 苯酚用量应随转接次数增加而逐渐 以达到富集酚降解菌的目的 若上图平板中菌落过于密集 应进一步 以便于菌落计数与分离 制备平板培养基时除了需要水 营养物质外 还必须添加 3 如图为连续划线法示意图 在图中 填图中序号 区域更易获得单菌落 4 采用比色测定法 使用苯酚显色剂 检测降解后的废水中苯酚残留量 先制作系列浓度梯度并进行显色反应 表中1 5号比色管的苯酚浓度应分别为 如果废水为50mg L苯酚溶液 降解后约有21 的苯酚残留 则需将残留液稀释 填序号 5 10 20 倍后 再进行比色 答案 1 蛋白胨 苯酚 2 增加稀释涂布凝固剂 3 4 0 0 2 0 4 0 6 0 8 解析本题考查微生物分离的相关知识 1 酚降解菌培养基中的蛋白胨和苯酚为酚降解菌生长提供碳源 2 转接的目的之一是富集降解苯酚能力强的酚降解菌 随转接次数增多 培养基中的苯酚含量应逐渐增加 若平板中菌落过于密集 则需进一步稀释 降低菌体密度后再涂布培养 以便于菌落分离与计数 制备平板培养基时 需添加琼脂等凝固剂 3 连续划线时 在划线的末端菌体密度最低 即在划线的末端最易获得单菌落 4 1号比色管应为空白对照组 由6号比色管中苯酚浓度知 1 5号