高考生物一轮复习-第2课时-微生物的培养与应用课件-新人教版选修1

1、第第2课时课时 微生物的培养与应用微生物的培养与应用课前落实课前落实知识点一 微生物的分离与培养 1.培养基判一判 (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)在配制培养基时，除满足营养需求外，还应考虑pH、O2及特殊营养物质的需求。( ) 2.无菌技术连一连3.纯化大肠杆菌(1)制备固体培养基的流程：(2)纯化大肠杆菌的方法：常用的微生物接种方法有_和_。平板划线法：是通过接种环在琼脂固体培养基表面_操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的_，然后将不

2、同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面。知识点二 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 1.菌种筛选 (1)选择培养基，允许_的微生物生长，同时_其他种类微生物生长的培养基。 (2)分离土壤中分解尿素的细菌，所选用的选择培养基中含有的氮源是_。2.统计菌落数目(1)稀释涂布平板法。(2)显微镜直接计数法：联样后在显微镜下直接观察计数。3.设置对照为了证实培养基是否被杂菌污染，设置的对照组应是：将不接种微生物的培养基置于恒温箱中培养。4.分离菌种的鉴定(1)方法：通过检测培养基pH的变化来判断。(2)原理：在细菌分解尿素的化学反应中，细菌分泌的脲酶将尿素分解成了氨，氨使培养基中碱性增强，pH升

3、高。知识点三 分解纤维素的微生物的分离 1.纤维素酶 (1)组成：一种_酶，它至少包括三种组分，即_。 2.筛选方法 (1)方法：刚果红染色法，即通过是否产生_来筛选纤维素分解菌。 (2)培养基：以_为唯一碳源的选择培养基。 (2)作用：纤维素 _ 葡萄糖C1酶Cx酶葡萄糖 苷酶 3.实验流程自我校对知识点一 1.(1) (2) (3)2.b a a、 b、3.(1)称量 灭菌 倒平板 (2)平板划线法 稀释涂布平板法 连续划线 梯度稀释知识点二 1.(1)特定种类 抑制或阻止 (2)尿素2.(1)菌落 活菌知识点三 1.(1)复合 C1、Cx、葡萄糖苷酶 (2)纤维二糖2.(1)透明圈 (2

4、)纤维素3.纤维素 选择培养基 纤维素酶考点透析考点透析考点一 微生物的实验室培养核心突破 1.培养基的类型 (1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。 (2)分类和应用：分类、鉴定培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)合成培养基工业生产含化学成分不明确的天然物质天然培养基化学成分微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种固体培养基观察微生物的运动、分类、鉴定加凝固剂，如琼脂半固体培养基工业生产不加凝固剂液体培养基物理性质用途特点培养基种类分类依据用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，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培养、分离出特定微

5、生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物，如可用伊红美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)2.无菌技术(1)获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：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器具进行灭菌。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

6、用具与周围的物品相接触。 (2)消毒和灭菌：培养基及容器的灭菌高压蒸汽灭菌:121 条件下，灭菌1530 min玻璃器皿、金属工具的灭菌干热灭菌：160170 下灭菌12 h接种工具的灭菌灼烧灭菌：酒精灯火焰使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物 (包括芽孢和孢子)灭菌接种室紫外线消毒法：30 W紫外灯照射30 min如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等化学药剂消毒法一些不耐高温的液体，如牛奶巴氏消毒法：7075 煮30 min或在80 煮15 min一般物品煮沸消毒法：在100 煮沸56 min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(不包括芽孢和孢子)消毒

7、应用的范围常用方法概念项目说明：酒精消毒时，体积分数为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。知能拓展 自养微生物与异养微生物 (1)自养微生物和异养微生物的营养比较。有些微生物需要铵盐、硝酸盐、蛋白质等糖类、脂肪酸等异养型微生物一般不需要NH3、铵盐、硝酸盐等CO2、NaHCO3等含碳无机物自养型微生物生长因子氮源碳源营养类型(2)分类依据。自养微生物与异养微生物类型划分的主要依据是能否以无机碳作为生长的主要或唯一碳源，而与氮源无关。自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物作为碳源进

8、行代谢生长。(3)自养微生物的能源。利用光能，如蓝藻等；依靠物质氧化过程中释放的能量，如硝化细菌，能利用NH3氧化过程中释放的化学能，NH3既作为氮源，又作为能源。(4)异养微生物的能源：主要来源于有机物的氧化分解，碳源不仅为异养微生物提供构成细胞的物质，而且提供完成整个生命活动所需的能量。 (5)微生物的类型：大肠杆菌有机物有机物化能异养型硝化细菌无机物CO2化能自养型红螺菌光能有机物光能异养型蓝藻光能CO2光能自养型代表菌能源主要(或唯一)碳源营养类型针对训练1.(2012北京)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是( )A.将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中

9、B.将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上C.将转基因植物叶片接种到无菌培养基上D.将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上答案 C解析 植物组织培养中的外植体必须在严格的无菌环境中进行培养，而且操作的各环节都要注意严格灭菌，必须无菌操作，C对；葡萄酒的制作原理是利用酵母菌无氧发酵时产生酒精，在无氧条件下，大部分微生物都不能生存，随着发酵的进行，酒精度增大，也有杀菌的作用；而制作腐乳时，主要是将毛霉等微生物接种在豆腐上，此过程的加盐、加卤汤等操作均有一定的杀菌作用；选择培养基只能允许目的菌生长，会抑制其他杂菌生长，因此不是严格无菌操作时A、B、D选项的情况下比C选项受影响要小。2.(2011江苏)除了

10、高温加热以外，其它灭菌方法还有 ( )A.紫外线照射 B.真空包装C.用保鲜膜密闭D.添加防腐剂答案 A解析 此题考查灭菌的方法。灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)。本题中真空包装、添加防腐剂、用保鲜膜密闭都起到了抑菌的作用，紫外线照射使细菌的蛋白质变性，核酸受破坏，是灭菌方法。考点二 生物技术实践土壤中分解尿素的细菌的分离与计数核心突破 1.筛选菌株的原理 微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。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，在显微镜

11、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。 (2)间接计数法(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：a.设置重复组，增强实验的说服力与准确性。b.为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。计算公式：每克样品中的菌株数(CV)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.细菌分离与计数的实验流程土壤取样样品稀释取样涂布微生物的培养观察并记录结果细菌计

12、数 记录数据表格：菌数/克土壤菌落数/平板平均值321平均值321平均值321106105104稀释度 4.课题延伸菌种的进一步鉴定 (1)原理：CO(NH2) 2+H2O CO2+2NH3；由于NH3的产生，培养基碱性增强，pH升高，因此可通过检测pH的变化来判断该化学反应是否发生。 (2)方法：以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH升高，说明该种细菌能分解尿素。脲酶针对训练3.(2012南通)自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。实验步骤：(1)

13、制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。(2)为了得到更加准确的结果，你选用_法接种样品。(3)适宜温度下培养。结果分析：(1)测定大肠杆菌数目时，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是_，其理由是_。A.一个平板，统计的菌落数是230B.两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240C.三个平板，统计的菌落数分别是210、50和520，取平均值260D.四个平板，统计的菌落数分别是210、300、240和50，取平均值250(2)一同学在稀释倍数为105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每毫升样品中的菌数是_(涂布

14、平板时所用稀释液的体积为0.1 mL)。(3)用这种方法测定的大肠杆菌密度，实际活菌数量要比测得的数量_，因为_。答案 实验步骤：(2)稀释涂布平板结果分析：(1)D 在设计实验时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性；在分析实验结果时，要考虑所设置的重复组的结果是否相当(2)2.34108(3)多 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落解析 本题考查微生物的计数方法，可从两种接种方法的优缺点和统计菌落数目时应注意的问题入手解答该题。为了得到更加准确的结果，应用稀释涂布平板法接种样品。(1)选取多个菌落数相差不大的平板计数，取其平均值。(2)2340.1

15、1052.34108。(3)因为菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成，所以实际活菌数量要比测得的数量多。考点三 分解纤维素的微生物的分离核心突破 1.筛选原理 2.实验流程 3.两种刚果红染色法的比较由于在纤维素粉、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操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂缺点 操作简便，不存在菌落的混杂问题 显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 优点 配制CR溶液(质量浓度为10 mg/mL) 灭菌按照1 mL C

16、R溶液/200 mL培养基比例混匀倒平板培养透明圈培养基长出菌落覆盖CR溶液(质量浓度为1 mg/mL) 倒出CR溶液加入NaCl溶液(物质的量浓度为1 mol/L)倒掉NaCl溶液产生透明圈过程在倒平板时就加入刚果红先培养微生物，再加入刚果红方法1015 min15 min针对训练4.(2012山东六校联考)纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题：(1)在筛选纤维素分解菌的过程中，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。甲同学在实验时得到了如图所示的结果，则纤维素分解菌位于( )A. B.C.D.(2)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离

17、醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，最主要实验条件差别是_，该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比细菌的实际数目_。(3)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中，为了抵制外界酸和碱对酶活性的影响，采取的措施是向提取液和分离液中添加_。若探究纤维素酶活性的最适温度，如何设置对照？_。答案 (1)刚果红 A(2)分离纤维素分解菌需保证无氧环境 小(低)(3)缓冲溶液 系列不同的温度梯度之间相互对照解析 (1)刚果红与纤维素形成的红色复合物在纤维素被分解后将不再形成，则在培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(2)牛胃是一个厌氧的环境，所以其中的纤维素分解菌与需氧的醋酸菌培养条件有所不同。因是活

18、菌计数法，所以部分死亡菌无法计数。另外当两个或多个细菌连在一起时平板上只观察到一个菌落，所以偏小。(3)探究最适温度可设置一系列的温度梯度相互对照，其他无关变量要适宜。u方法技能方法技能微生物的培养和分离 以培养基为核心的命题很常见，称作“培养基分析型”试题。这类试题往往涉及以下一些内容： (1)培养基基本成分分析，应当注意牛肉膏、蛋白胨等成分可提供碳源、氮源及生长因子。 (2)培养基用途的分析，结合微生物的营养代谢类型，分析适合培养哪一类微生物。 (3)成分增减变化分析，常涉及改变某一种成分，培养基的类型、用途的变化。【典例1】 (2011新课标全国)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造

19、成的土壤污染。某同学欲从受原油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_为唯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_。(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。【课堂笔记】 _【解析】 (1)要获得分解原油的细菌，只有在以原油为唯一碳源的培养基中，这种细菌可以大量繁

20、殖，而其他细菌不能生存，此种培养基属于选择培养基。(2)纯化菌种常用平板划线法和稀释涂布平板法。(3)在以原油为唯一碳源的培养基上，在菌落周围的原油被分解而形成分解圈，分解圈越大，说明该菌株降解能力越强。(4)实验室灭菌有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌，实验操作要在酒精灯火焰附近的无菌区进行。【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 火焰易错警示对题目中给出的信息、材料不会推断分析【典例2】 现有两种固体培养基，已知其配制时所加的成分如下表： 2% 纯淀粉 0.5% 葡萄糖 0.5% 0.5% CaCO3 0.01% 0.01% CaS

21、O42H2O 0.02% 0.02% NaCl 0.02% 0.02% MgSO47H2O 0.02% 0.02% KHSO4 含量 含量 成分 乙培养基 甲培养基 用这两种培养基分别分离土壤中的两种微生物，你认为它们适于分离( )A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌；乙培养基适于分离异养型自生固氮菌B.甲培养基适于分离酵母菌，乙培养基适于分离真菌C.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌；乙培养基适于分离自养型自生固氮菌D.甲培养基适于分离异养型共生细菌；乙培养基适于分离异养型共生固氮菌 【课堂笔记】 _【解析】 根据所提供的甲、乙两种培养基的成分分析，两者之间的主要差别是：甲培养基有葡萄糖和淀粉

22、作为有机碳源和能源，也有少量的无机碳源(CaCO3)；乙培养基无有机碳源和能源。两者之间的共同点是：都不含氮源。说明这两种培养基分别适于培养异养型自生固氮微生物和自养型自生固氮微生物。【答案】 C【纠错笔记】 (1)例如选择培养基特定条件或特定C、N源只有该种或该类微生物能存活或利用。如纤维素粉做碳源时选择分离出分解纤维素的微生物，无任何氮源的培养基选择固氮微生物；高盐、强酸、无氧等特定条件选择耐盐、耐酸、厌氧的微生物；加抗生素的培养基选择真菌；根据是否含有机碳选择自养、异养微生物。(2)根据划线法得到的培养基上菌落的生成及分布情况，推断分析微生物是否产生抗生素及相互抑制现象。u高考随堂1.(

23、2011重庆)下列有关细菌培养的叙述，正确的是( )A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌B.在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长C.向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长D.在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动答案 D解析 菌落就是由单个细菌或同种细胞繁殖成的具有一定形态结构特征的子细胞群体，一个菌落就是一个种群，所以单个菌落就只有一种细菌。青霉素能抑制细菌的细胞壁的形成从而抑制细菌的繁殖。破伤风杆菌是厌氧型的生物。半固体培养基中可以观察细菌的运动。2.(2009安徽)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

24、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0.1 mL，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2448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答案 D解析 检测土壤中细菌总数，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，取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上，将实验组和对照组平板倒置，37 恒温培养2448小时，在确定对照组无菌后，选择菌落数在30300的一组平板为代表进行计数。3.(2007宁夏)某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进

25、行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察与计数。请回答与此实验相关的问题。(1)培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了_和_。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是_和_。(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_。(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于_中培养，培养的温度设定在37 。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实验。(4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越_。(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐_细菌，这种培养基被称为_。答案 (1)氮源(碳源不作要求) 碳源 无机盐 水(2)高压蒸汽灭菌(3)恒温培养箱 无菌水(4)多 高(5)盐(或NaCl) 选择培养基解析 蛋白胨来源于动物原料，含有维生素、糖和有机氮等营养物质，此培养基主要是为微生物提供氮源，微生物的培养基一般都要含有水、碳源、氮