高中生物配套中图选修微生物培养技术

高中生物配套课件中图选修微生物培养技术第一页，共45页。第一页，共45页。

微生物培养基项目内容概念根据微生物生长繁殖和代谢的需要，将各种营养物质混合在一起，配制成的适合微生物生存的营养基质营养成分碳源、氮源、水、无机盐、生长因子等配制原则目的要明确、营养要协调、pH要适宜固体平板培养基配制过程原料称量、溶解→调节pH→分装、包扎→灭菌→倒平板分类平板培养基将溶化后的固体培养基基质倒入无菌培养皿，冷却凝固后制成的培养基选择培养基能让特定的微生物生长，抑制其他微生物生长，从而将所需要的微生物从混杂的微生物群体中分离出来的培养基第二页，共45页。第二页，共45页。【高考警示钟】自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同(1)自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。(2)含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。第三页，共45页。第三页，共45页。

消毒与灭菌项目条件结果常用的方法消毒相对温和的理化方法杀死环境或物体上的病原微生物和有害微生物的营养细胞射线消毒法和化学药剂消毒法灭菌强烈的理化因素杀死环境或物体内外所有的微生物高温灭菌法第四页，共45页。第四页，共45页。

微生物的分离方法1.平板划线法、稀释涂布平板法、稀释混合平板法(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其生长成单个的菌落，则这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。(2)目的：分离由一个细菌繁殖而来的菌落。(3)菌落判断的依据：形状、大小、边缘、隆起度、颜色等。(4)平板划线法与稀释涂布平板法比较：第五页，共45页。第五页，共45页。项目平板划线法稀释涂布平板法不同点工具接种环涂布器过程相同点接种环灭菌↓试管口灭菌↓沾取混合菌液↓接种(连续划线和交叉划线)制涂布器↓涂布器涂布培养液↓无菌滤纸覆盖①工具灭菌、酒精灯火焰旁操作②工具灭菌冷却后才可使用第六页，共45页。第六页，共45页。(5)实例：从酒曲中分离酵母菌。2.选择培养基分离法(1)原理：使分离对象大量繁殖，抑制其他微生物的生长。(2)适用范围：分离的微生物在混合样品中数量较少时。(3)实例：分离分解纤维素的细菌。第七页，共45页。第七页，共45页。

微生物的数量测定方法名称显微镜直接计数法间接计数法——稀释平板计数法操作步骤

优点制成悬液↓显微镜下计数↓计算出单位体积内的微生物总数配制均匀的系列稀释液↓使其均匀分布于培养基内↓统计培养基中出现的菌落数①所需设备简单②能观察到微生物的形态特征①能观察到菌落的特征②在含菌数较少的情况下也可完成第八页，共45页。第八页，共45页。方法名称显微镜直接计数法间接计数法——稀释平板计数法缺点计算公式难以计数微小的细菌每克样品中菌数=某稀释倍数的菌落平均数细菌培养时所用的稀释液体积×稀释倍数第九页，共45页。第九页，共45页。

培养基及其配制【典例训练1】(2011·新课标全国卷)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，某同学欲从污染的土壤中筛选出能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_____为惟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_____。第十页，共45页。第十页，共45页。(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。第十一页，共45页。第十一页，共45页。【解题指南】1.考查实质：本题以筛选菌株为情境考查培养基的配制、接种方法、无菌技术等知识点。2.解题关键：熟悉微生物操作的基本原理、基本技术和操作流程，明确无菌技术的要素。第十二页，共45页。第十二页，共45页。【解析】实验目的是为了筛选出可以分解原油的高效菌株，因此在筛选的时候选择培养基的碳源为原油。纯化分离微生物的方法有两种：平板划线法和稀释涂布平板法；灭菌的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。第十三页，共45页。第十三页，共45页。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第十四页，共45页。第十四页，共45页。【互动探究】(1)若在该培养基中加入青霉素，能更好地起到筛选作用吗？提示：不能。分析：青霉素培养基往往是真菌选择培养基，在加青霉素的培养基中，细菌生长被抑制，因而不能筛选出能高效降解原油的菌株(细菌)。第十五页，共45页。第十五页，共45页。(2)细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理方法，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌？提示：培养基、手、接种环。分析：高压蒸汽灭菌的设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧，可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。第十六页，共45页。第十六页，共45页。

微生物的纯培养【典例训练2】从自然界微生物中筛选某菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。(1)不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养噬盐菌的菌样应从______环境中采集。(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件，使其群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择______的培养基，并在______条件下培养。第十七页，共45页。第十七页，共45页。(3)接种前要对培养基进行______处理。在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在______条件下进行。(4)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析接种的具体方法。第十八页，共45页。第十八页，共45页。获得图A效果的接种方法是______，图B效果的接种方法是______。一同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是______，应当怎样操作才可避免此种现象？_____________________________。(5)如果探究温度对纤维素酶活性的影响，自变量是______，应该保持______等不变(至少答两项)。第十九页，共45页。第十九页，共45页。【解题指南】1.知识储备(1)菌种筛选的原理和方法；(2)微生物纯化培养的具体方法和情境分析。2.解题关键：了解选择培养基配制的一般规律和具体应用，并结合实验现象分析纯化培养的接种方法。第二十页，共45页。第二十页，共45页。【解析】(1)筛选菌种应从适于目的菌种生长、繁殖的环境中寻找，故培养噬盐菌应从高盐环境中采集。(2)富集培养时培养基及培养条件应能促进目的菌的生长、繁殖。(3)微生物的分离及培养中必须保证无菌，包括培养基的灭菌和操作过程的灭菌等。(4)纯化培养中接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，前一种方法形成的菌落分布较均匀，后一种方法形成的菌落分布不均匀，先划线的部分菌落密集甚至相连，后划线的部分菌落分布稀疏。(5)探究温度对酶活性的影响时，温度为自变量，酶活性为因变量，其他变量如底物和酶的用量、pH、反应时间等均为无关变量。第二十一页，共45页。第二十一页，共45页。答案：(1)海滩等高盐(2)以淀粉为惟一碳源高温(3)高压蒸汽灭菌无菌(4)稀释涂布平板法平板划线法菌液浓度过高增大稀释倍数(或培养过程被杂菌污染严格无菌操作；或用接种环划下一区域前接种环没有灭菌每划一个新区域前都要对接种环进行灭菌处理)(原因与操作要对应)(5)温度纤维素的量与浓度、反应时间、pH第二十二页，共45页。第二十二页，共45页。【变式训练】上海同济大学任杰教授研制的“玉米塑料”可以代替传统的化工塑料制成一次性餐具。玉米塑料的成分是一种高分子材料聚乳酸，其生产流程大致如图，请根据生产流程图回答问题：(1)玉米浆发酵工程需要在______环境条件下进行。(2)研究人员为了提高生产效率，需要获得纯正的乳酸菌。从土壤中提纯分离乳酸菌所用的培养基从功能上看属于______培养基。接种乳酸菌最常用的是平板划线法和______法等，若用平板划线法，接种过程结束后仍然要灼烧接种环的目的是______。第二十三页，共45页。第二十三页，共45页。(3)培养基配方中除了提供水、碳源、氮源和无机盐外，还要满足微生物对_____、_____以及氧气的要求。(4)为了判断培养基的制作是否合格，需要将接种乳酸菌的甲培养基和一个_____的乙培养基都放在恒温箱中培养，分别观察并记录结果。若乙培养基中长出了菌落，说明_____。第二十四页，共45页。第二十四页，共45页。【解析】(1)发酵过程中利用乳酸菌产生乳酸，故需在无氧环境中进行。(2)获得特定菌的培养基是选择培养基，接种方法除平板划线法之外常用稀释涂布平板法或稀释混合平板法，结束后灼烧接种环的目的是灭菌。(3)考查微生物培养的条件。(4)考查培养基是不是已被污染需培养后看有无菌落生成。答案：(1)无氧(2)选择稀释涂布平板(或稀释混合平板法)杀死接种环上的残留菌种(3)pH特殊营养(4)未接种培养基已被污染第二十五页，共45页。第二十五页，共45页。1.饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以被动物吸收利用的磷酸盐等。如图是科研人员从作物根部土壤中分离产生植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答：第二十六页，共45页。第二十六页，共45页。(1)培养基中除了添加植酸钙以外，应含有_____、_____、水、无机盐等基本营养物质。(2)为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行__________，其中，培养基的制备过程中灭菌之前要进行_____。(3)接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成_____。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的_____就能大致推测出样品中的活菌数。(4)由于植酸钙不溶解，使培养基形成白色浑浊状态。产生植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产生植酸酶。实验结果显示A～E五种菌株中，_____是产生植酸酶的理想菌株。(5)获得目的菌以后，若要用于植酸酶的生产，还需要进行____。第二十七页，共45页。第二十七页，共45页。【解析】(1)从土壤中分离培养植酸酶的菌株的过程中，培养基中加入植酸钙，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长，此外还要有充足的碳源和氮源等营养物质。(2)实验的灭菌方法一般有：灼烧灭菌(接种环、接种针或其他金属用具)、干热灭菌(玻璃器皿和金属用具等)、高压蒸汽灭菌(培养基和培养皿)。其中，培养基的制备过程中灭菌之前要调pH。(3)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。(4)根据题干提供的信息，E的周围形成的透明区域最大，是产生植酸酶的理想菌株。(5)获得目的菌以后，若要用于植酸酶的生产，还需要进行扩大培养。第二十八页，共45页。第二十八页，共45页。答案：(1)碳源氮源(2)(高压蒸汽)灭菌调pH(3)单个菌落菌落数(4)E(5)扩大培养第二十九页，共45页。第二十九页，共45页。2.(2012·济南模拟)白僵菌高孢粉是国家林业局推广的高效生物杀虫剂之一，应用于多种林木和农作物害虫的防治。白僵菌分生孢子在寄主表皮、气孔或消化道内，遇适宜条件开始萌发，生出芽管，同时产生脂肪酶、蛋白酶、几丁质酶等溶解昆虫的表皮，通过芽管入侵虫体，在虫体内生长繁殖，消耗寄主体内养分，产生各种毒素，形成大量菌丝和孢子，布满昆虫全身。请回答下面的问题：第三十页，共45页。第三十页，共45页。(1)从自然菌样中筛选较理想的生产用菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→_____→性能测定。白僵菌的菌样应从_____采集。(2)分离白僵菌菌种的培养基属于_____培养基。在配制白僵菌培养基时常加入蔗糖、硫酸铵、硝酸钾等成分，蔗糖属于_____营养物质。(3)白僵菌纯培养常用的接种方法是_____和_____。(4)分离与培养过程中，培养基和接种工具都要进行_____处理，利用高温可以使微生物的_____等物质发生变性。第三十一页，共45页。第三十一页，共45页。【解析】(1)白僵菌寄生在昆虫体内，因此应从患病昆虫体内采集白僵菌，采集的步骤应包括采集菌样、富集培养、纯种分离、性能测定等环节，以保证采集到的纯种有既定的生物学功能。(2)分离特殊微生物应采用选择培养基，在配制白僵菌培养基时加入的蔗糖为白僵菌提供碳源。(3)微生物纯培养时常用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法、稀释混合平板法。(4)在微生物的培养与分离过程中，培养基和接种工具都要进行灭菌，操作者要进行消毒；灭菌是采用物理或化学方法使微生物的蛋白质和核酸变性，从而达到彻底杀死全部微生物的目的，消毒则采用较温和的方法，杀死微生物的部分个体。第三十二页，共45页。第三十二页，共45页。答案：(1)纯种分离患病昆虫(2)选择碳源(3)平板划线法稀释涂布平板法稀释混合平板法(任答两个即可)(4)灭菌蛋白质和核酸第三十三页，共45页。第三十三页，共45页。3.在农业生产研究上，常常需要进行微生物的培养和计数。(1)如图是利用_____法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步_____分散到培养基的表面。第三十四页，共45页。第三十四页，共45页。(2)分析下面培养基的配方：NaNO3、KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、KCl、H2O。若此培养基用于培养分解尿素的细菌，则应除去上述_____成分，并加入_____，以补充_____源。(3)三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下统计结果：甲同学涂布了两个平板，统计的菌落数是236和260，取平均值248；乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是210、240和250，取平均值233；丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163；在三位同学的统计中，只有一位同学的统计是正确的，指出另两位同学的统计为什么不正确。(4)若在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为233，那么每毫升样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2mL)______。第三十五页，共45页。第三十五页，共45页。【解析】本题考查微生物的培养和计数。图示为用平板划线法进行微生物接种，通过多次划线将微生物分散；分解尿素的细菌是用尿素为氮源的异养微生物，尿素分解菌是异养微生物，给出的培养基缺少有机碳源和氮源；统计某一稀释度下平板上的菌落数，一般要统计3个平板，再计算出平板菌落数的平均值，如果没有操作上的失误，这三个平板上的菌落数应该差别不太大；根据每克样品中的菌数=某稀释倍数下的菌落平均数×稀释倍数÷细菌培养时所用的稀释液体积(mL)。第三十六页，共45页。第三十六页，共45页。答案：(1)平板划线稀释(2)NaNO3尿素和葡萄糖氮、碳(3)甲同学只涂布了两个平板，实验数据说服力不够；丙同学虽然涂布了三个平板，但其中一个平板的计数结果与另两个相差太远，说明操作过程出现错误，实验数据缺乏正确性。(4)1.17×109第三十七页，共45页。第三十七页，共45页。4.(2010·重庆高考)炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病。炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的宿主专一性，通过实验确诊。(1)细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。(2)细菌鉴定：实验流程如图所示第三十八页，共45页。第三十八页，共45页。①对配制的液体培养基等需采取_____方法灭菌；实验所用液体培养基的碳源为_____(填“无机碳”或“有机碳”)。②挑选可疑菌落制片后，用_____观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。③接种可疑菌后，35℃培养24小时，液体培养基变浑浊，原因是_____。对照组试管中应加入_____，与实验组同时培养6小时后，若实验组液体培养基的浑浊度比对照组_____(填“高”或“低”)，则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。④对排除的疑似患者及易感人群，可接种炭疽杆菌疫苗，刺激机体产生相应抗体，与产生抗体相关的细胞除T淋巴细胞、B淋巴细胞外，还有_____。第三十九页，共45页。第三十九页，共45页。【解析】本题考查灭菌方法、培养基成分等知识。具体分析如下：①高压蒸汽灭菌法是培养基灭菌的常用方法。炭疽杆菌属异养生物，故其碳源应为有机碳。②观察微生物需借助显微镜。③培养基在接种了炭疽杆