高三高考生物一轮复习课件 【知识精讲+对点专练】 微生物的培养与应用

第30讲

微生物的实验室培养与应用情景一：在自制果酒时，常利用水果上的野生型酵母菌进行发酵。这样的发酵方式效率往往较低，而且在早期发酵时，其它杂菌也在繁殖，产生一些可能有害的物质，影响果酒品质。如果在发酵液中加入纯化的菌种，可以提高发酵的效率。在此我们尝试用微生物培养技术，从果酒中分离、纯化酵母菌。任务一.尝试从果酒分离纯化酵母菌，并归纳总结微生物实验室培养的基础知识。1.为培养微生物（包括酵母菌）提供营养件——培养基⑴.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。培养酵母菌的培养基：__________________________________配制三原则：目的要明确，营养要协调、pH要适宜营养物质生长繁殖教材P83教材P83马铃薯琼脂培养基（或麦芽汁琼脂培养基）⑵.培养基类型分类依据培养基种类特点用途物理性质

培养基不含_工业生产（或选择培养）

培养基含____________微生物的.分类依据培养基种类特点用途举例应用功能选择培养基利用加入（或缺少）特定物质等方法，允许特定微生物的________，同时_______其它微生物的________从众多微生物中___所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基加入某种指示剂或化学药品，进而产生特定的颜色或其他变化

不同种类的微生物用伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌液体固体琼脂琼脂（凝固剂）生长抑制生长、繁殖分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏分离鉴别常见选择培养基举例：①缺少

的培养基可以筛选出（自生）固氮微生物。②含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出

。③无有机碳源的培养基可筛选出

。氮源真菌（酵母菌、霉菌）自养微生物⑶.分析培养基的主要成分成分作用来源构成生物体的细胞的物质和一些代谢产物，有些也是异养生物的能源物质无机碳源：______、NaHCO3等（自养型）；有机碳源：糖类、牛肉膏等（异养型）______________________无机氮源：_______________________等；有机氮源：蛋白胨等为微生物提供无机营养，调节培养基的pH等无机化合物：KH2PO4、K2HPO4、NaCl等良好的溶剂，参与化学反应等培养基、代谢产物合成蛋白质、核酸、含氮代谢产物等物质碳源氮源无机盐水CO2N2、NH3、铵盐、硝酸盐

除了上述主要营养物质外，还需要满足微生物生长对________________

的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加____

；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至

；在培养细菌时，一般需要将培养基调至

；在培养厌氧微生物时，需要提供____的条件。pH、特殊营养物质以及氧气素酸性中性或弱碱性无氧维生注意：归纳：几种微生物的营养和能量来源2.防止菌的入侵——无菌技术⑴.分离纯化酵母菌中用到消毒和灭菌的方法有哪些？这些方法的总体目的是什么？⑵.归纳常用的消毒和灭菌的方法项目条件结果常用方法应用范围消毒较为____________

等的方法仅杀死物体表面或内部一部分微生物煮沸消毒法日常用品__________

的液体（如牛奶）_______________操作空间、操作者的衣物和手等紫外线消毒法接种室、接种箱或超净工作台超净工作台防止杂菌污染入侵，获得纯净的培养物巴氏消毒法化学药物消毒法温和的物理化学不耐高温（2）归纳常用的消毒和灭菌的方法项目条件结果常用方法应用范围灭菌强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子__________培养基、容器等__________玻璃器皿、金属用具等___________接种工具等高压蒸汽灭菌法干热灭菌法灼烧灭菌法其他操作①做好消毒和灭菌工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具与___________接触。②为了避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作都应在超净工作台上并在

附近进行。周围的物品酒精灯火焰选择无菌技术的原则：一要考虑无菌技术的效果，灭菌的效果比消毒要好；二要考虑操作对象的承受能力，活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用灭菌。4.菌种的保藏方法主要方法临时保藏法甘油管藏法保藏对象频繁使用的菌种

的菌种方法步骤先接种到试管的

培养基上培养，然后放入

的冰箱中转入灭菌后的

中，混匀后放在

冷冻箱中保存长期保藏固体斜面甘油3.微生物的接种方法主要有：_____________________________平板划线法、稀释涂布平板法4℃－20℃倒平板待培养基不烫手时，在____________旁边进行倒平板，待平板凝固将其倒置.灭菌灭菌前调节_____，用____________法对培养基灭菌加热，称量牛肉膏要放在

上称量；防吸潮，动作要快制备牛肉膏蛋白胨固体培养基称量纸pH高压蒸汽灭菌酒精灯火焰溶化加入牛肉膏（连同称量纸）、蛋白胨、NaCl、

，最后加蒸馏水定容据配方计算各成分的用量计算琼脂注意事项：(1)培养基要冷却到50℃左右时开始倒平板。温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。(2)倒平板时，要用左手的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，以免杂菌污染培养基。(3)平板冷凝后，要将平板倒置。因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(1).平板划线法(具体操作)1．将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。2．在火焰旁冷却接种环。同时，拔出装出酵母菌培养液的棉塞。3．将试管口通过火焰。4．在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。5．将试管口通过火焰，并塞上棉塞。6．在火焰旁打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划3～5条平行线，盖上盖子。7．灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次的划线与第一次的划线相连。完成以上操作后进行：培养、观察、挑选菌落(1).平板划线法(具体操作)注意：1.取菌种之前、每次划线之前及整个划线操作结束时，都需灼烧接种环：项目第一次操作每次划线之前划线结束目的_________________________杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于____________

，使每次划线菌种数目减少_________________________________________________________杀死接种环上原有的微生物上次划线的末端杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者2.第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？提示能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的菌落（纯培养物）。3.平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？提示最后一次划线已经将酵母菌稀释成单个细胞，如果与第一次划线相连，则增加了酵母菌数目，得不到纯化的效果。4.接种环灼烧后，要冷却后才能接触菌液，以免

。

划线时用力要大小适当，防止用力过大

。温度太高杀死菌种将培养基划破⑵.稀释涂布平板法的操作①.梯度稀释用移液器（或移液管）取1mL菌液加入盛有9mL无菌水的试管中，即得101倍稀释液，如图，依次得稀释倍数为101～106的稀释液。①取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。②将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。③将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。④用涂布器将菌液均匀地涂布在选择培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。完成以上操作后进行：培养、观察、挑选菌落②.涂布平板项目平板划线法稀释涂布平板法分离结果

关键操作接种环在固体培养基表面连续划线①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作接种用具接种环涂布器优点可观察菌落特征（分离、鉴定）可以计数，也可观察菌落特征（分离、鉴定）缺点不能计数操作复杂，需要涂布多个平板共同点小结：两种纯化（或接种）方法的比较都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征。情景三：土壤中微生物的“大本营”，其中有许多可以利用的细菌、真菌、放线菌等，包括能分解尿素的细菌如何分离土壤中这些微生物？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？菌落计数与菌种鉴定当平板上的____________时才统计菌落数作最终结果，并计算出单位体积的细菌数目1.实验原理配制以_______为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌；分解尿素的细菌合成的脲酶可以将尿素分解产氨，使培养基

，能使

指示剂变红。2.实验流程系列稀释和制备培养基稀释目的：选用一定稀释范围的样品溶液培养，保证获得菌落数为30～300个的平板进行计数制备以尿素为唯一氮源的培养基和牛肉膏蛋白质培养（对照）涂布平板与培养观察用_______________方法接种（包括对照组、平行重复组），做好记号于皿底，置于30～37℃，培养1～2天，并观察。取潮湿、近中性的、距地表约________的土壤土壤取样pH上升酚红3～8cm尿素稀释涂布平板菌落数目稳定3.结果分析与评价对照的培养皿中无菌落生长对照的培养皿中有菌落生长30～300两种对照设置对照组的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。设置平等重复组以增强实验的说服力和准确性。小结：两种微生物计数方法的比较项目间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微镜直接计数法)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利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量项目间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微镜直接计数法)公式每克样品中的菌落数＝

×M每毫升原液所含细菌数：每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数缺点当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分细胞死活结果比实际值偏小比实际值偏大注：细菌的数目还可以通过滤膜法来测定。刚果红染色纤维素分解菌的浓度纤维素任务四：阅读教材，归纳纤维素分解菌的分离与鉴定的实验原理、实验操作流程等1.实验原理：⑴.纤维素分解菌产生的纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶CX酶和葡萄糖苷酶；⑵.选择培养与分离鉴别目的菌都要制备以______为唯一（主要）碳源的培养基，但是前者是液体培养基，用以增加___________________，后者用固体培养基，用以鉴别目的菌并挑选产生透明圈的菌落；⑶.筛选纤维素分解菌的方法：

法红色复合物透明圈纤维素葡萄糖纤维二糖C1酶、CX酶葡萄糖苷酶2.实验流程进一步实验富含纤维素的环境土壤取样梯度稀释制备系列稀释液涂布平板与培养观察将菌液涂布在鉴别纤维素分解菌的固体培养基（平板）上，并在适宜条件培养挑选菌落用刚果红染色法筛选，挑选产生透明圈的菌落选择培养用以纤维素为唯一碳源的选择培养基（液体培养基），增加纤维素分解菌的浓度（数量）。需进行发酵产纤维素酶的实验刚果红染色法方法一方法二过程优点缺点先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应在倒平板时就加入刚果红显示颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作繁琐，加入刚果红会使菌落之间发生混杂操作简便，不存在菌落混杂问题出现假阳性反应

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈。有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。方法一中NaCl溶液的作用：漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。方法二出现假阳性反应的原因：小结：菌株筛选原理的比较土壤中分解尿素的细菌筛选分解纤维素的微生物尿素作为唯一氮源纤维素作为唯一碳源常用选择培养基进行筛选，即提供有利于目的菌株生长的条件，如营养、温度、

等,同时抑制其他微生物的生长刚果红

染色法,即在含纤维素的培养基中加入刚果红染液,刚果红与培养基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被分解后,该复合物不能形成，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈白僵菌高孢粉是一种高效的生物杀虫剂,应用于多种林木和农作物害虫的防治。白僵菌分生孢子附着在寄主表皮、气孔或消化道上,遇适宜条件开始萌发,生出芽管。同时它会产生脂肪酶、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,布满虫体全身。请回答下列问题：（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___________处采集。（2）

按功能分,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）

白僵菌纯化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。纯种分离感病昆虫选择碳源平板划线法稀释涂布平板法灭菌蛋白质和核酸

(2021·聊城模拟)对某品牌的一次性口罩中的微生物进行检测,通过分析微生物的种类和数量来确定口罩的合格性。回答下列问题：

固体4200不符合

特殊营养物质不能区分死菌与活菌伊红-美蓝

实验思路：________________________________________________________________________________________________________________________________预期结果和结论：_________________________________________________________________________________________________________________。（3）某些自养微生物能利用空气中的CO2作为碳源。生物兴趣小组从样品中分离出一种细菌X,请设计实验探究细菌X能否利用空气中的CO2作为碳源，写出实验思路并预期结果和结论。

将细菌X接种到无碳源的培养基上,置于适宜的环境中培养一段时间后，观察有无菌落的形成。若有菌落形成,则细菌能利用空气中的CO2作为碳源；否则,细菌能利用空气中CO2的作为碳源[解析]要想探究该结论（细菌X能否利用空气中的作为碳源）,应将细菌接种在无碳源的培养基进行培养，能利用空气中CO2的作为碳源的细菌就能在该培养基上形成菌落。

(2021·重庆质检)某生态农业示范区为使农作物秸秆垃圾资源化,准备用纤维素分解菌处理秸秆后用于酒精发酵。研究人员按下图相关工艺流程从土壤样品中分离出纤维素分解菌,并进行扩大培养。请回答下列问题：（1）为保证分离得到纤维素分解菌,所取的土壤样品应具有什么特点？_____________。富含纤维素[解析]纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，因此为保证分离到纤维素分解菌,所取的土壤样品应该富含纤维素。（2）

选择培养时,应选择_______（填“液体”或“固体”）培养基,原因是____________________________________________________________。液体液体培养基能够振荡培养，让微生物