选修1.1微生物的利用课件

选修1生物技术实践(IB部分)选修1生物技术实践(IB部分)选修1生物技术实践(IB部分)选修1生物技术实践(IB部分)选修1生物技术实践(IB部分)考

纲

展

示考

情

分

析大肠杆菌的培养和分离

(实验与探究)微生物培养所需要的营养物质;微生物的培养过程;细胞的扩增,利用液体培养进行细菌培养的操作;细菌的分离,用固体平面培养进行细菌的划线培养;细菌培养的条件和操作要求果汁中的果胶和果胶酶

(实验与探究)酶在食品制造方面的应用:探究制作果汁的最佳条件;检测果胶酶活性加酶洗衣粉的使用条件和效果(实验与探究)酶在洗涤方面的应用:观察加酶洗衣粉在洗涤中的效果;探究加酶洗衣粉的最佳使用条件考

纲

展

示考

情

分

析α­淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测

(实验与探究)酶的制备与检测:制备固定化α­淀粉酶;进行淀粉水解的测定果酒及果醋的制作

(实验与探究)制作果酒与果醋的过程泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定

(实验与探究)泡菜腌制原理与方法;测定泡菜中亚硝酸盐含量的方法植物的组织培养

(实验与探究)进行菊花的组织培养;尝试植物激素的应用第一部分微生物的利用二、细菌的分离方法：划线分离法和涂布分离法1.灭菌原因:为了获得纯净的培养物,关键是防止外来杂菌的污染。2.无菌操作的条件(1)各种器皿必须是无菌的;(2)各种培养基必须是无菌的;(3)细菌转移操作的过程必须是无菌的。3.三种常用灭菌方法的比较灭菌方法适用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌接种环、接种针或其他金属用具酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧直至烧红干热灭菌玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌,160～170℃1～2h高压蒸汽灭菌培养基等100kPa,121℃15～30min4.避免被杂菌污染的方法(1)注意灭菌操作原则,灭菌彻底,降低环境污染几率,手和实验服要清洁,减少操作时间,对污染源的改善考虑周到。(2)注意微生物生长条件,如pH、渗透压、温度等。细菌喜中性偏碱的环境,喜蛋白质丰富的营养物质,喜37℃的温度;而霉菌喜中性偏酸的环境,喜糖类丰富的营养物质,喜25～30℃的温度。因此,可以根据不同微生物的“喜好”来减少污染。[特别提醒]

消毒与灭菌项目消毒灭菌条件使用较为温和的理化方法使用强烈的理化因素结果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)杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子适用实验操作的空间、操作者的衣着和手微生物的培养器皿、接种用具和培养基等常用方法煮沸消毒法(如100℃,5～6min),巴氏消毒法(80℃,15min),酒精、氯气、石炭酸等化学药剂消毒法灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌1.某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌,设计实验步骤如下,请给予合理的补充。

(1)采样与培养:将采集的土样混匀后称取1g,置于经过________法灭菌处理的________(填“固体”或“液体”)培养基中,28℃振荡培养。(2)接种与选择:为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行________处理。之后,将菌液涂布接种于以________为唯一碳源的固体培养基上,30℃条件下培养。为避免污染,需将培养皿呈________状态放置。此外,为排除其他因素的影响,提高实验可信度,本步骤需设计________作为空白对照。(3)筛选与纯化:将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围,如果菌落周围的现象是________,则说明此种菌能够________。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,采用________法接种于新的培养基平板,可对菌株进行进一步的纯化。解析:(1)高压蒸汽灭菌法灭菌处理的液体培养基,可避免杂菌污染。(2)为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行系列稀释处理。将菌液涂布接种于以淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养,可达到从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌的目的。为避免污染,需将培养皿呈倒置状态放置。本步骤需设计接种等量无菌水的培养基作为空白对照,可排除其他因素的影响,提高实验可信度。(3)将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围,如果菌落周围的现象是出现透明圈,则说明此种菌能够分泌淀粉酶使淀粉发生水解。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,可采用划线分离法接种于新的培养基平板,对菌株进行进一步的纯化。答案:(1)高压蒸汽灭菌液体(2)系列稀释(或“梯度稀释”)淀粉倒置未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”)(3)出现透明圈分泌淀粉酶使淀粉发生水解划线分离1.划线分离操作中的有关问题(1)在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环,在划线操作结束后,仍然需要灼烧接种环。第一次灼烧每次划线之前灼烧划线结束灼烧目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养物杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境或感染操作者(2)在灼烧接种环之后,要等其冷却后再进行划线,以免接种环温度太高,杀死菌种。(3)在做第二次以及其后的划线操作时,要从上一次划线的末端开始划线。每次划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。2.进行恒温培养时,要将培养皿倒置的原因如果正放培养皿,则水分形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开。如果培养皿中已形成菌落,则菌落中的菌会随水扩散,菌落间相互影响,很难再分成单菌落,达不到分离的目的。因此恒温培养时,培养皿必须倒置。3.培养后判断是否有杂菌污染的方法(1)从菌落的形态看,是否湿润、透明、黏稠,呈何种颜色等等,是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。(2)用显微镜镜检观察其形态、大小,看是否有菌丝、孢子、芽孢等,这也是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。(3)上述方法较难区分同类的不同物种,需要借助化学方法和进一步的形态观察,如用革兰氏染色法,观察有无鞭毛、孢子形态、孢子着生方式、菌丝生长方式、芽孢、毒素及特异生理生化性质等。2.下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程,请回答:(1)A过程配制的是通用细菌培养基,称为________培养基。配制时除了加入特定的营养物质以外,还要加入一定量的氯化钠,以维持________。对培养基酸碱度的调节,应该在B过程的________(前面或后面)。(2)D过程与C过程相比,培养基中增加的物质是________。E过程所需的温度是________。(3)D过程后,一个菌体便会形成一个________,这种分离方法是________的通用方法,也是筛选特定菌株的最简便方法之一。(4)植物组织培养时,先配制MS培养基,再加入一定比例的植物激素,当生长素相对较多时,可促进________。(5)植物组织培养和微生物培养都需要无菌操作,下列不适宜用高压蒸汽灭菌的是________。A.接种环和镊子B.三角瓶和广口瓶C.发芽培养基和生根培养基D.用于培养的幼茎和幼芽解析:LB液体培养基是通用的细菌培养基,LB固体平面培养基则用于划线分离,氯化钠充当溶质的作用是维持培养基的渗透压,调整好酸碱度后才能进行灭菌,若灭菌后再进行调整酸碱度的话,又会产生新的污染。在液体培养基的基础上加入一定量的琼脂就成了固体培养基,培养好后菌种置于4℃冰箱中保存。通过划线分离后一个菌体就会繁殖出一个菌落。生长素多,有助于生根,而细胞分裂素多,则利于生芽。高压蒸汽灭菌常用于培养基、培养器材等的灭菌,而用于培养的幼茎和幼芽则不能进行任何的灭菌操作,否则会导致细胞死亡。答案:(1)LB渗透压前面(2)琼脂4℃

(3)(单)菌落消除污染杂菌(纯化菌种)

(4)生根(5)D1.土样的获得:在有哺乳动物排泄物的地方取得。2.实验步骤3.微生物接种两种常用方法比较比较划线分离法涂布分离法原理通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基上。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的细胞群体,即菌落将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落特点方法简单单菌落更易分开,但操作复杂些目的使培养基上形成单个菌繁殖而来的子细胞群体——菌落[特别提醒]

(1)用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基。琼脂是未被纯化的混合物,内含一定量的含氮化合物,不利于以尿素为氮源的细菌的筛选。(2)培养基中的酸碱指示剂产生颜色变化(变红),标志着存在脲酶水解尿素的作用,从而证明这一菌株可以以尿素为氮源。红色环状区域的大小代表脲酶活性的强弱和含量的多少。红色区域越大,表明菌株利用尿素的能力越强。(3)与全营养培养基上的菌落数比较,尿素培养基上只有少数菌落,这一现象表明能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占有极少数量。3.(2009年高考全国卷Ⅱ)利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现在野生菌株对淀粉的转化效率低,某同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。(1)实验步骤:①配制________(填“固体”“半固体”或“液体”)培养基,该培养基的碳源应为________。②将________接入已灭菌的培养基平板上。③立即用适当剂量的紫外线照射,其目的是________。④菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小。周围出现________现象的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。(2)若已得到2株变异菌株Ⅰ和Ⅱ,其淀粉转化率较高。经测定菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高,菌株Ⅱ的淀粉酶蛋白含量高。经进一步研究发现,突变发生在淀粉酶基因的编码区或非编码区,可推测出菌株Ⅰ的突变发生在________区,菌株Ⅱ的突变发生在________区。解析:本题考查微生物在实践中的应用。(1)用固体培养基对野生菌株进行筛选,筛选的菌株是能够分解玉米淀粉的,所以加入的碳源应该是玉米淀粉。接种培养后用紫外线照射的目的是通过人工诱变,使菌株突变产生催化效率高的突变性菌株。加入碘液后分解效果好的菌株的周围颜色浅的范围大,说明该菌株分解了更多的淀粉。(2)菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高,说明发生突变的部位在能够表达的部位,也就是位于基因的编码区;而菌株Ⅱ只是淀粉酶蛋白含量高,但催化效率并不高,说明突变的部位在不能表达的部位,也就是非编码区。答案:(1)①固体玉米淀粉②野生菌株③对野生菌株进行诱变④浅色范围大(2)编码非编码[例1]

(2012年绍兴质检)研究人员测试新抗生素对某种链球菌杀菌效果,这种链球菌能引起人的咽喉感染,将此链球菌分别接种在三个培养皿中,在2号培养皿中放入一片浸过新型抗生素的圆片,3号作为对照,三只培养皿如图。(1)请对本实验做出假设:________________________。(2)“细菌喜荤,霉菌喜素”,所以该细菌培养基一般用________来配制,制备培养基的操作顺序是________。(用下列字母排序)a.倒置培养基b.计算和称量c.灭菌d.调pH

e.溶解和溶化(3)为能彻底消灭培养基中的其他微生物,科学家研究出间隙灭菌法。其程序是:第一天,将培养基在100℃下维持30分钟,然后在35～37℃下放置24小时;第二天、第三天重复第一天的操作。请分析:①培养基在100℃下维持30分钟的目的是________。②在35℃～37℃下放置24小时后再加热的目的是_________________________________________________________。③怎样证明间隙灭菌法的效果？_________________。(4)对照组培养皿3中的圆片应作怎样的处理？_______________________________________________________。(5)利用________法对培养皿1进行该链球菌接种,把聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。待长出菌落后,利用无菌绒布将培养皿1中的菌落转移到培养皿2和3中,转移过程要注意________。(6)三只培养皿都放在37℃的温度条件下培养24小时,其中1号培养皿的变化结果如图,在2号培养皿中画出假设的变化结果。[解析]

题干中描述本题为了测试新抗生素对某种链球菌杀菌效果,所以可以假设成“新型抗生素能够抑制细菌的生长”,当然也可以假设“新型抗生素对细菌生长无影响”。细菌培养时要用蛋白胨和酵母提取物来配制,还要加入一定量的氯化钠,以维持一定的渗透压。配制培养基时,先计算和称量各种物质,再进行溶解和溶化成溶液,然后再调pH和灭菌,最后倒置培养基。灭菌最终目标是要杀灭或清除环境中一切微生物(包括芽孢和孢子)。3号作为对照不需要加任何抗生素。采用印章法转移菌种时,绒布不能进行转动,才能确保细菌位置不变。若该新型抗生素对细菌生长有抑制作用,则抗生素的周围部位没有菌落的形成,其他部位仍有菌落。[答案]

(1)这种新型抗生素对细菌生长无影响或这种新型抗生素对细菌的生长有抑制作用(写出一种即可)(2)蛋白胨和酵母提取物bedca(3)①杀死活的微生物②杀死24小时中由细菌芽孢萌发而生长的微生物③将培养基在37℃下放置3～5天,如无微生物生长,证明培养基已达到灭菌效果(4)将圆片在不添加任何抗生素的无菌水中浸泡一段时间(5)平板划线或稀释涂布平板不能转动绒布(6)[例2]

(2009年高考宁夏卷)(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑________、________和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容