生物选修1_专题2_微生物的培养与应用导学案(高三复习)

1 课题 生物选修课题 生物选修 1 1 专题专题 2 2 微生物的培养与应用导学案微生物的培养与应用导学案 一 微生物的实验室培养 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 养基质叫培养基 按物理性质可分为 培养基和 培养基 2 营养构成 各种培养基一般都含有 和 从细胞的化学元素组成来看 培养基中都含有这些营养成分的原因是 3 在上述主要营养物质的基础上 还要满足微生物生长对 以及 的要求 例如 培养乳酸杆菌时需在培养基中添加 培养霉菌 时需将培养基 PH 调至 培养细菌时需将 PH 调至 培养 厌氧微生物则需提供 条件 2 无菌技术 1 获得纯净培养物的关键是 具体操作如下 对实验操作的 操作者的 和 进行 将用于微生物培养的 和 等器具进行 为避免周围环境中微生物的污染 实验操作应在 附近进行 实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与 相接触 2 消毒和灭菌 消毒是指 不包括芽孢 和孢子 日常生活中常用的方法有 不耐高温的液体用 人们也常使用 如酒精 氯气 石炭酸 煤酚皂溶液等 消毒 消毒 灭菌是指 包括芽孢 和孢子 常用的方法有 无菌技术除了防止培养物被污染外 还能 利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤 避免 物品装入高压蒸汽灭菌锅灭菌后 要首先打开排气阀 煮沸并排除锅内冷空气 其目 的是 随后关闭排气阀继续加热 气压升至 温度为 并维持 min 最后切断热源 使温度自然降温 气压务必 降至 时打开锅盖 其目的是防止 3 实验操作 1 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 2 基本操作步骤 调 pH 相关问题 a 在制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的称量操作中 动作要迅速 原因是防 止 b 溶化操作中需要不断用玻璃棒搅拌的目的是 c 牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供的营养 物质有 和 d 倒平板操作时 待培养基冷却至 左右时在酒精灯火焰附近操作进行 e 倒平板时 瓶口通过火焰的目的是 f 平板冷凝后 要将平板倒置的目的 g 若皿盖和皿底之间粘有培养基 则该平板 能 不能 培养微生物 原因是 h 配制斜面培养基作用是 试管要加塞棉塞的目的是 2 纯化大肠杆菌 微生物接种最常用的是 法和 法 平板划线法是 的操作 将聚集的菌种逐步 分散到培养基的表面 a 取菌种前灼烧接种环的目的是 b 除第一次划线外 其余划线前都要灼烧接种环的目的是 c 取菌种和划线前都要求接种环 后进行 其目的是 d 最后灼烧接种环的目的是 e 在第 1 次划线后都从上次划线 端开始的目的是 稀释涂布平板法则是将菌液进行一系列的梯度 然后将 进行培养 当稀释倍数足够高时 即可获得单个细菌形成的 a 移液管需要经过 b 操作中试管口和移液管应在 c 整个操作过程中不能使用 移液管 4 结果分析与评价 培养未接种培养基的作用是 若有菌落形成 说明 3 在某培养基上出现了 3 种特征不同的菌落 原因有 或 等 频繁使用的菌种利用 保存 即利用固体斜面培养基培养后 保存在 冰箱中 每 3 6 个月转种培养一次 缺点是 长期保存菌种的方法是 即将菌种与 等量体积混合后保 存在 冷冻箱中 二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1 研究思路 1 筛选菌株 尿素是一种重要的氮肥 但农作物不能直接吸收利用 需要先通过土 壤中的某些能合成 的细菌将尿素分解为 实验室中微生物筛选的原理 人为提供有利于 生长的条件 包括营养 温度 pH 等 同时 或 其他微生物生长 选择培养基 在微生物学中 将允许 种类的微生物生长 同时 或 其他种类微生物生长的培养基 称作选择培养基 配制选择培养基的依据 根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选 择的目的 例如 培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物 培养基中不加 入氮元素 可以选择培养 的微生物 加入高浓度的食盐可选择培养金 黄色葡萄球菌等 2 统计菌落数目 测定微生物数量的常用方法有 和 后一种方法难以分辨细菌的死活 稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理 当样品的 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 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 的平板进行计数 利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 统计的菌落数比活菌的实际数目 这是因为当两个或多个细胞在一起时 平 板上观察到的只是 菌落 因此 统计结果一般用 来表示 3 设置对照 设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响 提高 实验结果的 例如为了排除培养基是否被杂菌污染了 需以培养 的培养基作为空白对照 2 实验设计 1 实验流程 2 实验过程 土壤土壤取样 从肥沃 湿润的土壤中取样 应先 3 cm 左右 再取样 菌落计数土壤取样涂布平板与培养 4 样品的稀释 分离不同的微生物采用不同的稀释度 其原因是 其目的是保证获得 的平板 细菌稀释度为 放线菌稀释度为 真菌稀释度为 涂布平板与培养 培养不同微生物往往需要不同培养温度 细菌一般 培 养 1 2d 放线菌一般在 培养 5 7d 霉菌一般在 的温度下培养 3 4d 菌落计数 在菌落计数时 每隔 h 统计一次菌落数目 选取 时的记录作为结果 以防止因 而导致遗漏 菌落的数目 菌落的特征包括 等方面 3 结果分析与评价 1 对分离的菌种作进一步的鉴定 还需要借助 的方法 2 在细菌分解尿素的化学反应中 细菌合成的 将尿素分解成了氨 氨会使 培养基的碱性 PH 因此 我们可以通过检测培养基 变化来 判断该化学反应是否发生 3 在以 为唯一氮源的培养基中加入 指示剂 培养某种细菌后 如果 PH 升高 指示剂将变 说明该细菌能够 三 分解纤维素的微生物的分离 三 分解纤维素的微生物的分离 1 1 基础知识 1 纤维素和纤维素酶 纤维素的化学组成 三种元素 是一种 糖 纤维素酶的作用 纤维素酶是一种 一般认为它至少包括三种组分 即 酶 酶 酶 前两种酶使纤维素分解成 第三种酶将纤维二糖分解成 2 纤维素分解菌的筛选 筛选方法 染色法 能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选 筛选原理 刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成 但并不和水解 后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应 当纤维素被 分解后 红色复合物无 法形成 出现以 为中心的 我们可以通过 来筛选纤维素分解菌 2 实验设计 1 实验流程 土壤取样 梯度稀释 将样品涂布到 上 2 实验操作 5 土壤取样 采集土样时 应选择 的环境 选择培养 a 选择培养的目的 增加 以确保能够 从样品中分离到所需要的微生物 b 制备选择培养基 纤维素分解菌选择培养基属于 培养基 原因是 c 培养基选择作用机制是 d 若设置一个对照实验说明选择培养的作用 应控制的变量是 e 选择培养的操作 称取土样 20g 在无菌条件下加入装有 30mL 培养基的摇瓶中 将 摇瓶置于 上 在 下振荡培养 1 2d 至培养基变 3 梯度稀释 依次将培养液进行等比稀释 倍 4 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 将稀释度为 104 106的菌悬液各取 0 1 mL 涂布在平板培养基上 30 倒置培养 每个稀释度下需涂布 个平板 5 刚果红染色法分离 染色方法 方法一 先 再加入刚果红进行颜色反应 方法二 在 时就加入刚果红 挑选产生 的菌落 一般即为分解纤维素的菌落 3 结果分析与评价 1 为了确定分离得到的是纤维素分解菌 还需要进行 实验 纤维素 酶的发酵方法有 发酵和 发酵 2 纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 含量 进行定量测定 课题 生物选修课题 生物选修 1 1 专题专题 2 2 微生物的培养与应用导学案答案微生物的培养与应用导学案答案 知识梳理知识梳理 一 微生物的实验室培养 一 微生物的实验室培养 1 1 营养物质营养物质 生长繁殖生长繁殖 液体液体 固体固体 2 碳源碳源 氮源氮源 水水 无机盐无机盐 C C H H O O N N P P S S 是构成细胞原生质的基本元素 约占原生质总量的是构成细胞原生质的基本元素 约占原生质总量的 9797 以上 以上 3 pHpH 特殊营养物质特殊营养物质 氧气氧气 维生素维生素 酸性酸性 中性或微碱性中性或微碱性 无氧无氧 2 1 防止外来杂菌的入侵防止外来杂菌的入侵 空间空间 衣着衣着 手手 清洁和消毒清洁和消毒 器皿器皿 接种用具接种用具 培养基培养基 灭菌灭菌 酒精灯火焰酒精灯火焰 周围的物品周围的物品 2 使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使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 生物生物 煮沸消毒法煮沸消毒法 巴氏消毒法巴氏消毒法 化学药剂化学药剂 紫外线紫外线 使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 灼烧灭菌灼烧灭菌 干热灭菌干热灭菌 高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌 防止感染实验操作者防止感染实验操作者 妨碍热空气流通妨碍热空气流通 有利于锅内温度升高有利于锅内温度升高 100kPa100kPa 121 121 1515 3030 零零 6 容器中的液体暴沸容器中的液体暴沸 3 1 计算计算 称量称量 溶化溶化 灭菌灭菌 倒平板倒平板 a 牛肉膏吸收空气中水分牛肉膏吸收空气中水分 b 防止琼脂糊底而导致烧杯破裂防止琼脂糊底而导致烧杯破裂 c 糖糖 维生素维生素 有机氮有机氮 d 5050 e 消灭瓶口的杂菌 防止杂菌感染培养基消灭瓶口的杂菌 防止杂菌感染培养基 f 防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面防止培养基冷却过程中形成的水滴落到培养基表面 g 不能不能 空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖 并污染皿内培养基空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖 并污染皿内培养基 h 增大接种面积增大接种面积 保持通气并防止杂菌感染保持通气并防止杂菌感染 2 平板划线平板划线 稀释涂布平板稀释涂布平板 通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线 稀释稀释 a 消灭接种环上的微生物消灭接种环上的微生物 b 消灭接种环上残留的菌种消灭接种环上残留的菌种 c 冷却冷却 防止高温杀死菌种防止高温杀死菌种 d 防止细菌污染环境和操作者防止细菌污染环境和操作者 e 末末 获得由单个细菌形成的标准菌落获得由单个细菌形成的标准菌落 稀释稀释 不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 标准菌落标准菌落 a 灭菌灭菌 b 离火焰离火焰 1 1 2cm2cm 处处 c 同一支同一支 4 对照对照 培养基灭菌不彻底培养基灭菌不彻底 培养基灭菌不彻底培养基灭菌不彻底 杂菌感染杂菌感染 临时保藏法临时保藏法 4 4 保存时间较短 容易发生污染和变异保存时间较短 容易发生污染和变异 甘油管藏法甘油管藏法 无菌甘油无菌甘油 2020 二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1 1 脲酶脲酶 氨和氨和 COCO2 2 目的菌珠目的菌珠 抑制抑制 阻止阻止 特定特定 抑制抑制 阻止阻止 自养自养 能固氮的微生物能固氮的微生物 2 稀释涂布平板法稀释涂布平板法 显微镜直接计数显微镜直接计数 稀释度稀释度 细菌细菌 30 30030 300 恰当的稀释度恰当的稀释度 低低 一个一个 菌落数菌落数 3 非测试因素非测试因素 可信度可信度 无杂菌污染无杂菌污染 2 1 样品的稀释样品的稀释 2 铲去表层土铲去表层土 不同微生物在土壤中含量不同不同微生物在土壤中含量不同 菌落数在菌落数在 3030 300300 之间 适于计数之间 适于计数 10104 4 10105 5 10106 6 10103 3 10104 4 10105 5 10102 2 10103 3 10104 4 3030 3737 2525 2828 2525 2828 2424 菌落数目稳定菌落数目稳定 培养时间不足培养时间不足 形状形状 大小大小 隆起程度隆起程度 颜色颜色 3 1 生物化学生物化学 2 脲酶脲酶 增强增强 升高升高 pHpH 3 尿素尿素 酚红酚红 红红 分解尿素分解尿素 三 分解纤维素的微生物的分离 三 分解纤维素的微生物的分离 1 1 1 C C H H O O 多多 复合酶复合酶 C C1 1 C CX X 葡萄糖苷葡萄糖苷 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖 2 刚果红刚果红 7 红色复合物红色复合物 纤维素酶纤维素酶 纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈 是否产生透明圈是否产生透明圈 2 1 选择培养选择培养 鉴别纤维素分解菌的培养基鉴别纤维素分解菌的培养基 挑选产生透明圈的菌落挑选产生透明圈的菌落 2 富含纤维素富含纤维素 a 纤维素分解菌的浓度纤维素分解菌的浓度 b 液体液体 无凝固剂 或无琼脂 无凝固剂 或无琼脂 c 以纤维素粉为唯一碳源 只有纤维