导与练高考生物一轮复习专题2微生物的培养与应用名师优质课件新人教版选修1

1、专题 微生物的培养与应用 课前导学课前导学 要点探究要点探究 课堂自测课堂自测 1.培养基的成分、种类及配制原则。 2.微生物纯化的原理与方法。 3.菌株筛选的原理与方法。 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 营养物质营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。 (3)分类 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 (3)措施 消毒 条件 较为温和的物理或化学方法 结果 仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 (不包括芽孢和孢子 ) 灭菌 强烈的理化 因素 杀死物体内外所有的微生物,包括

2、芽孢和孢子 常用的方法 煮沸煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药剂消毒法 灼烧灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽高压蒸汽灭菌 3.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的步骤:计算称量溶化灭菌灭菌倒平板倒平板。 (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单个细胞细胞,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:平板划线法平板划线法、稀释涂布平板法稀释涂布平板法。 (3)菌种的保藏 短期保存:固体斜面培养基固体斜面培养基上 4 保存,菌种易被污染或产生变异。 长期保存:甘油瓶甘油瓶中-20 在冷冻箱中保藏。 二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数

3、1.菌种筛选:使用尿素尿素是唯一氮源的选择培养基培养。 2.统计菌落数目:常用方法有稀释涂布平板法稀释涂布平板法、 显微镜直接计数法。 3.细菌分离与计数的实验流程:土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。 三、分解纤维素的微生物的分离 1.纤维素酶 (1)组成:纤维素酶是一种复合酶复合酶,它一般包括 C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。 (2)作用 2.菌种筛选 (1)方法:刚果红染色法。 (2)原理 红色复合物红色消失、出现透明圈 即:使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基 ,根据是否产生透明圈是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 3.筛选流程 土壤取样:富含纤维素的环境 选择培养:用选择培养基

4、培养,以增加纤维素分解菌的数量 梯度稀释 涂布平板:将样品涂布于含 CR 的鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透明圈的菌落:产生纤维素酶纤维素酶的菌落周围出现透明圈 1.判断正误 (1)据物理状态的不同,培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型。( ) (2)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。( ) (3)统计样品中的活菌一般用平板划线法。( ) (4)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则说明筛选到分解尿素的细菌。( ) 2.(2012 年山东基本能力测试)除了高温加热以外,其他灭菌方法还有( A A ) A.紫外线照射 B.真空包装 C.用保鲜膜密闭

5、 D.添加防腐剂 3.(2012 广州模拟)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( C C ) 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 4.(2012 北京海淀期中)下列关于微生物培养的叙述,不正确的是( C C ) A.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌入侵 B.高温灭菌的目的是杀死微生物的细胞、孢子、芽孢 C.划线分离可在培养基上获得均匀分布的单菌落 D

6、.稀释涂布平板法易获得单菌落和计数活菌数目 5.为什么在倒平板时,等平板冷却后要将平板倒置? 答案答案: :将平板倒置的目的是防止培养皿盖上的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。水珠滴落到平板上造成污染。 微生物的实验室培养 问题引领: 选择培养基和鉴别培养基分别有什么作用,依据的原理分别是什么? 平板划线法和稀释涂布平板法的原理是否相同?在操作时各有哪些注意事项? 平板划线法每次灼烧接种环的目的分别是什么? 1.培养基的种类 (1)按物理性质分类 培养基 种类 液体培 养基 固体培养基 特点 不加凝 固剂 加凝固剂凝固剂(如琼脂) 工业生产 微生物分离分离、鉴定鉴定,

7、活菌计计数数,菌种保藏 用途 (2)按功能分类 种类 选择培 养基 制备方法 培养基中加入某些化学物质 培养基鉴别 培养基 中加入某种试剂或化学药品 依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中的特定试剂或化学药品反应,产生明显的特征变化产生明显的特征变化 而 设计 鉴别不同种类的微生物 依据某些微生物对某些物质的 抗性抗性而设计 原理 用途 从众多微生物中分离所需的微生物 举例 加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌 伊红美蓝培养基可以鉴别大肠 杆菌 2.培养基的配制原则及注意事项 (2)配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项 倒平板的适宜温度一般在 50 左右,温度过高会烫手,过低培养基又会凝固。 平板需

8、倒置倒置,这样既可使培养基表面的水分更好地挥发,又可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。 3.微生物的纯化培养平板划线法与稀释涂布平板法 方法 平板划线法 (1)接种环的灼烧接种环的灼烧 :第一次划线前:杀死接种环上的微生物 ,避免污染培养物;以后每次划线前 :杀死残留菌种,保证每次划线菌种来自上次划线末端 ;划线结束后 :杀死残留菌种,避免污染环境和感染操作者。 (2)灼烧接种环之后 ,要冷却冷却后再进行操作,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)划线用力要大小适当 ,防止用力过大将培养基划破 稀释涂布平板法 (1)稀释操作时:每支试管及其中的 9 mL

9、 水、移液管等均需 灭菌灭菌;操作时,试管口和移液管应在离火焰火焰 1 cm2 cm 处。 (2)涂布平板时:涂布器用体积分数为 70%70%酒精消毒酒精消毒,取出时,让多余酒精在烧杯中滴尽,然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 ,以免引燃其中的酒精 ;酒精灯与培养皿距离要合适 ,移液管管头不要接触任何物体 注意 事项 目的 在培养基上形成由单个细胞繁殖而来的子细胞群体菌落 【命题视角】 培养基的制备与应用是历年高考的热点,又是微生物培养与应用的基础,其中选择培养基的作用是考查的重点,题目难度不大。 【典例 1】 (2012 南昌一模)尿素是一

10、种重要的农业肥料,需经细菌的分解才能更好地被植物利用。 生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,下列是从土壤中分离分解尿素细菌的有关问题,请分析回答: (1)如图是利用 法进行微生物接种,把聚集的菌种逐步 到培养基的表面。 除此(写一种)。 (2)如果要对培养的菌落进行纯化,在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环,目的是对接种环进行 ,灼烧的接种环冷却后才能接种的原因是 。 方法外,常用的微生物接种方法还有 (3)下面是两种培养基配方 表 1:A 培养基配方 KH2PO4 Na2HPO4 MgSO47H2O 葡萄糖 1.4 g 2.1 g 0.2 g 尿素 琼脂 H2O 纤

11、10.0 g 1.0 g 15.0 g 1 000 mL 表 2:B 培养基配方 维 素 粉 5 g Na HPO MgSO NaNO KH PO KCl 母 7H O 7H O 膏 酵24432422 解 酪 素 水0.5 gH2O 1 g 1.2 g 0.9 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g 1 000 mL 配制培养基的操作步骤是 (用字母顺序回答)。 a.倒平板 b.计算 c.溶化 d.称量 e.灭菌 通常培养基采用 法灭菌,在制备固体培养基的倒平板操作时,平板冷凝后,应将平板倒置,目的是 。 如果要分离土壤中能分解尿素的细菌 ,应选择上述 (填“A”或“B”)配方的培养基,在该

12、培养基中加入 指示剂,可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。 据 B 培养基的成分,所培养微生物的同化作用类型是 。 思维导引思维导引: :1.1.接种接种微生物的接种方法有微生物的接种方法有 哪些哪些? ? 2.2.接种环接种环对接种环灼烧和冷却的目的分对接种环灼烧和冷却的目的分别是什么别是什么? ? 3. 3. 配方配方据作用看据作用看,A,A、B B 培养基属于什么培养基属于什么培养基培养基? ? 解析解析: :(1)(1)图示利用平板划线法进行微生物接种图示利用平板划线法进行微生物接种, ,把聚集的菌种逐步稀释到培养基的表面。除此方把聚集的菌种逐步稀释到培养基的表面。除此方法外法外, ,常

13、用的微生物接种方法还有稀释涂布平板常用的微生物接种方法还有稀释涂布平板法。法。(2)(2)接种环通过灼烧灭菌接种环通过灼烧灭菌, ,灼烧的接种环冷却灼烧的接种环冷却后才能接种的原因是防止高温杀死需接种的微后才能接种的原因是防止高温杀死需接种的微生物。生物。 (3)(3)配制培养基的操作步骤配制培养基的操作步骤: :计算、计算、 称量、称量、溶化、灭菌、倒平板。溶化、灭菌、倒平板。 通常培养基采用高压蒸汽灭菌法灭菌通常培养基采用高压蒸汽灭菌法灭菌, ,在制在制备固体培养基的倒平板操作时备固体培养基的倒平板操作时, ,平板冷凝后平板冷凝后, ,应应将平板倒置将平板倒置, ,目的是防止培养皿皿盖上出

14、现的目的是防止培养皿皿盖上出现的冷凝水污染培养基。如果要分离土壤中能分冷凝水污染培养基。如果要分离土壤中能分解尿素的细菌解尿素的细菌, ,应选择上述以尿素为唯一氮源应选择上述以尿素为唯一氮源的培养基的培养基, ,在该培养基中加入酚红指示剂在该培养基中加入酚红指示剂, ,可初可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。步鉴定出该种细菌能否分解尿素。 B B 培养基的培养基的成分中成分中, ,碳源为有机物碳源为有机物, ,所培养微生物的同化作所培养微生物的同化作用类型是异养型。用类型是异养型。 答案答案: :(1)(1)平板划线平板划线 稀释稀释( (分散、分散、 分离分离) ) 稀释稀释涂布平板法涂布平板

15、法 (2)(2)灭菌灭菌 防止高温杀死需接种的微生物防止高温杀死需接种的微生物 (3)(3)bdceabdcea 高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌 防止培养皿皿盖上出现的防止培养皿皿盖上出现的冷凝水污染培养基冷凝水污染培养基 A A 酚红酚红 异养型异养型 细菌的分离与计数 问题引领: 按物理性质和功能分类,分离细菌使用的培养基属于什么培养基? 如何对培养液中的细菌进行计数? 1.筛选菌株 (1)原理:人为提供有利于目的菌株生长有利于目的菌株生长的条件(包括营养、 温度、pH 等),同时抑制或阻止其他微生物生长抑制或阻止其他微生物生长。 (2)刚果红染色的两种方法的比较 先培养微生 物,再加入刚果红

16、显示出的颜色在倒平板时就加入刚果红 优 反应基本上是点 纤维素分解菌的作用 操作繁琐,加缺 入刚果红溶液点 会使菌落之间操作简便,不存在菌落混杂问题 由于在纤维素粉、琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质 ,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应 ;有些微生物具有降解色素的能力 ,长时间培养会降解刚果红 ,从而形成明显的透明圈。这些微生物与纤维素分解菌不易区分 发生混杂 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血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物 数量。 方法:用计数板计数。 缺点:不能区分死菌与活菌不能区分死菌与活菌。 (2)间接计数法

17、(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。 操作:设置重复组重复组,增强实验的说服力与准确性;为了保证结果准确,一般选择菌落数在3030030300 的平板进行计数。 计算公式:每克样品中的菌株数每克样品中的菌株数=(C=(CV)V)M 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。 3.设置对照 (1)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。 (2)判断选择培养基是否具有筛选作用,需设

18、立基础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。 【命题视角】 本考点常以生产、生活为背景,考查微生物的培养、计数与分离等实际问题及微生物的培养条件,代谢特点和实验室微生物培养规范和操作。 【典例 2】 (2012 武汉 5 月模拟)某些微生物能合成纤维素酶,通过对这些微生物的研究,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。请分析并回答问题: (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)在筛选纤维素分解菌的过程中,

19、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。 (3)在培养纤维素分解菌的过程中,进行平板划线时,每次划线结束后仍然要灼烧接种环,原因是 。 (4)某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 。 解析解析: :(1)(1)根据该微生物能产生纤维素酶的特根据该微生物能产生纤维素酶的特点点, ,在其选择培养基中添加纤维素在其选择培养基中添加纤维素, ,可为其生可为其生长提供碳源。长提供碳源。 (2)(2)利用刚果红染色法来筛选纤利用刚果红染色法来筛选纤

20、维素分解菌维素分解菌, ,刚果红能与培养基中的纤维素刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。形成红色复合物。(3)(3)进行平板划线接种时进行平板划线接种时, ,每次划线后要灼烧接种环是为了及时杀死接每次划线后要灼烧接种环是为了及时杀死接种环上残留的菌种种环上残留的菌种, ,避免细菌污染环境。避免细菌污染环境。 (4)(4)牛胃内是无氧环境牛胃内是无氧环境, ,故应在无氧环境下分故应在无氧环境下分离牛胃中的纤维素分解菌。离牛胃中的纤维素分解菌。 菌落是同种菌体的菌落是同种菌体的集合集合, ,相距很近的细菌可以形成一个菌落相距很近的细菌可以形成一个菌落, ,故故菌落数比活菌数少。菌落数比活菌数

21、少。 答案答案: :(1)(1)纤维素纤维素 碳源碳源 选择选择 (2)(2)刚果红刚果红 (3)(3)及时杀死接种环上残留的菌种及时杀死接种环上残留的菌种, ,避免细菌避免细菌污染环境污染环境 (4)(4)保证无氧环境保证无氧环境 少少( (低低) ) 1.(2012 广东深圳一模)某学者欲研究被石油污染过的土壤中细菌数量,并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是( A A ) A.利用平板划线法对细菌进行计数 B.用以石油为唯一碳源的培养基筛选 C.采用稀释涂布平板法分离菌种 D.称取和稀释土壤时应在火焰旁 解析解析: :平板划线法能对细菌分离纯化平板划线法能对细菌分离纯化, ,但不

22、但不能对细菌进行计数能对细菌进行计数, ,稀释涂布平板法可以稀释涂布平板法可以分离菌种还可进行计数分离菌种还可进行计数,A,A 错误。错误。 2.(2012 北京东城上学期期末检测)下列关于微生物分离和培养的有关叙述,不正确的是( B B ) A.分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度 B.测定土壤样品中的活菌数目,常用显微镜直接计 数法 C.提纯和分离严格厌氧型微生物,一般不用稀释涂布平板法 D.分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一氮源 解析解析: :测定土壤样品中的活菌数目测定土壤样品中的活菌数目, ,一般是一般是利用稀释涂布平板法接种利用稀释涂布平板法接种, ,然后根据培养基然后根据培养基上的菌落数进行计数和计算。上的菌落数进行计数和计算。 3.(2012 赤峰质检)下表为某培养基