高考生物复习生物技术实践第2讲微生物的培养与应用材料

第2讲微生物培养与应用第1页[最新考纲]

1.微生物分离和培养2.某种微生物数量测定3.培养基对微生物选择作用4.利用微生物发酵来生产特定产物以及微生物在其它方面应用第2页1．无菌操作技术包含消毒和灭菌。消毒包含煮沸消毒、巴氏消毒、化学药剂消毒和紫外线消毒等；灭菌包含灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌。2．培养基制备包含计算、称量、溶化、灭菌、倒平板等步骤，倒置平板目标是预防培养皿盖上水滴滴入培养基造成污染。3．大肠杆菌纯化包含平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法要求屡次划线，稀释涂布平板法要求菌液要充分地稀释。第3页4．微生物计数要求制作多个平板，且选择能长出30～300个菌落平板进行计数。5．尿素分解菌和纤维素分解菌分离都利用了选择培养基，前者所用培养基中尿素是唯一氮源，后者所用培养基中纤维素是唯一碳源。第4页[课前导学]1．培养基概念：人们按照微生物对____________不一样需求，配制出供其生长繁殖____________。知识点一微生物试验室培养营养物质营养基质第5页2．方法与步骤【答案】固体氮源无机盐称量灭菌温和强烈全部芽孢平板划线稀释涂布平板第6页3．无菌技术方法、类型和对象[连一连]【答案】①②⑥—b—Ⅰ、Ⅱ

③④⑤—a—Ⅲ、Ⅳ第7页4．大肠杆菌纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基过程：计算→______→溶化→灭菌→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_____________，形成单个菌落，此菌落是由一个细胞繁殖而来子细胞群体。(3)微生物惯用接种方法：____________和稀释涂布平板法，接种过程依然是__________操作。称量单个细胞平板划线法细胞群体第8页第9页【答案】B【解析】分析表中成份可知，该培养基中没有凝固剂，为液体培养基，该培养基营养成份齐全，但存在伊红、美蓝等判别物质，属于判别培养基，A错误；该培养基中蛋白胨既是唯一氮源，也是碳源，而葡萄糖是绝大多数生物最常利用碳源，B正确；该培养基中存在无机盐和蛋白胨中一些物质能够看作是生长因子，C错误；培养基调整完pH还要进行灭菌等操作后才能使用，D错误。第10页2．以下相关微生物培养叙述中，不正确是()A．取得纯净培养物关键是预防杂菌污染B．单菌落分离是消除污染杂菌通用方法C．培养基都必须使用高压蒸汽灭菌法灭菌D．倒置平板预防培养皿盖上冷凝水滴落【答案】C【解析】微生物培养中取得纯净培养物关键是预防杂菌污染，通常能够采取稀释涂布平板法和平板划线法进行单菌落分离，以消除污染杂菌；培养基都需要灭菌，但要依据实际情况选择灭菌方法，假如培养基营养物质在高温条件下易分解，则不能使用高压蒸汽灭菌法；倒平板后需将培养皿倒置，以预防培养基蒸气冷凝成水滴入培养基而污染。第11页[课前导学]1．土壤中分解尿素细菌分离与计数知识点二微生物筛选和计数菌种筛选使用以尿素为唯一______选择培养基分离方法______________法试验流程土壤取样→___________→培养与观察菌种判定以尿素为唯一氮源培养基中加入______指示剂氮源稀释涂布平板样品稀释酚红2．分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成__________，这种物质在把尿素分解成无机物过程中起__________作用。脲酶催化第12页3．分解纤维素微生物分离【答案】复合纤维二糖刚果红透明圈刚果红纤维素梯度透明圈第13页[小题通关]1．某学者欲从被石油污染过土壤中分离出能分解石油细菌，并从中筛选出分解石油能力较强菌株，基本操作过程为采集菌种→选择培养→纯种分离→性能测定。以下叙述错误是()A．应选取以石油为唯一碳源选择培养基B．可经过屡次选择培养方式来到达分离和纯化目标菌目标C．单菌落周围分解圈小菌株降解能力强D．接种后需将平板倒置且需一个未接种培养基作对照【答案】C【解析】降解石油能力越强菌株，在菌落周围形成分解圈越大。第14页2．使用液体选择培养基培养纤维素分解菌目标是()①用液体选择培养基可取得大量纤维素分解菌②用液体培养基便于稀释涂布平板③纤维素分解菌只能在液体培养基中生长④用液体培养基可判别纤维素分解菌A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】A【解析】使用液体选择培养基培养纤维素分解菌，首先能够取得大量纤维素分解菌，另首先便于稀释涂布平板。纤维素分解菌也能够在固体培养基上生长；判别纤维素分解菌使用是固体培养基。第15页1．培养基中营养成份：培养基普通都含有水、无机盐、碳源、氮源和生长因子，另外，还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气要求。微生物试验室培养营养要素起源功效碳源无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物①组成细胞中物质和一些代谢产物；②有些既是碳源又是能源有机碳源糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等第16页营养要素起源功效氮源无机氮源NH3、铵盐、硝酸盐、N2等将无机氮合成含氮代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸等合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物生长因子维生素、氨基酸、碱基①酶和核酸组成成份；②参加代谢过程中酶促反应第17页2．培养基种类及应用划分标准培养基种类特点应用按物理性质分液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂(如琼脂)观察微生物运动、分类判定固体培养基微生物分离、判定、活菌计数、菌种保藏按用途分选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要微生物生长，促进所需微生物生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；以尿素为唯一氮源培养基用于分离分解尿素细菌)判别培养基依据微生物代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品判别不一样种类微生物(如可用伊红—美蓝培养基判别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌)第18页划分标准培养基种类特点应用按化学成份分天然培养基含化学成份不明确天然物质工业生产合成培养基培养基成份明确(用化学成份已知化学物质配成)分类、判别第19页3．微生物纯化培养方法平板划线法稀释涂布平板法操作平板划线法中细胞分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上划线和移动过程中。在线开始部分，微生物往往连在一起生长，伴随线延伸，菌数逐步降低，最终可能形成纯种单个菌落①将分别盛有9mL水6支试管灭菌，并按101～106次序编号；②用移液管吸收1mL培养菌液，注入101倍稀释试管中。用手指轻压移液管上橡皮头，吹吸3次，使菌液与水充分混匀；③从101倍稀释试管中吸收1mL稀释液，注入102倍稀释试管中，重复②步混匀操作。依次类推，直到完成最终1支试管稀释第20页方法平板划线法稀释涂布平板法注意事项(1)接种环灼烧：①第一次划线前灼烧：杀灭接种环上微生物，防止污染培养物；②每次划线前灼烧：杀死残留菌种，确保每次划线菌种来自上次划线末端；③划线结束后灼烧：杀死残留菌种，防止污染环境和感染操作者(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种(3)划线时最终一区域不要与第一区域相连(4)划线用力要大小适当，预防用力过大将培养基划破(1)稀释操作时：每支试管及其中9mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2cm处(2)涂布平板时：①涂布器用体积分数为70%酒精消毒，取出时，让多出酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少许酒精涂布器在酒精灯火焰上引燃；②不要将过热涂布器放在盛放酒精烧杯中，以免引燃其中酒精；③酒精灯与培养皿距离要适当，移液管管头不要接触任何物体第21页方法平板划线法稀释涂布平板法目标在培养基上形成由单个菌种繁殖而来子细胞群体——菌落培养平板冷凝后倒置培养，使培养基表面水分愈加好地挥发，预防皿盖上水珠落入培养基造成污染第22页

消毒和灭菌比较项目条件结果惯用方法应用范围消毒较为温和物理或化学方法仅杀死物体表面或内部对人体有害微生物煮沸消毒法日惯用具巴氏消毒法不耐高温液体化学药剂消毒法用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源灭菌强烈理化原因杀死物体内外全部微生物，包含芽孢和孢子灼烧灭菌法接种工具干热灭菌法玻璃器皿、金属工具高压蒸汽灭菌法培养基及容器灭菌第23页1．回答以下相关微生物培养问题：(1)如表是某培养液成份含量表，该培养液培养微生物同化作用类型是________；若用此培养液培养固氮微生物，则应除去成份是______________，应加入物质是________________。考查微生物营养成份编号成份含量①(NH4)HCO30.5g②KH2PO43.0g③CaSO40.5g④FeCl20.5g⑤维生素少许⑥水1000mL第24页第25页④培养基配制好后，分装前应进行工作是________________________。⑤从配制培养基直到培养完成，所采取预防杂菌污染方法是__________、__________、__________等。(3)微生物接种方法很多，最惯用是______________和______________。【答案】(1)自养型(NH4)HCO3(或①)有机物(2)①碳源氮源维生素(或磷酸盐等)②琼脂(凝固剂)③所培养微生物对各营养成份需求量④调整pH⑤高压蒸汽灭菌烧灼接种环酒精棉擦手(或棉塞塞试管口、在火焰旁接种)(3)平板划线法稀释涂布平板法第26页【解析】(1)由该培养液中不含有机碳源，可判断培养生物同化类型为自养型；若用此培养液培养固氮微生物，则应除去氮源NH4HCO3，但需加入有机物提供碳源。(2)依据所培养微生物对各营养成份需求量配制培养基成份，若需观察细菌菌落情况需用固体培养基，还需添加琼脂(凝固剂)；微生物培养时需对培养基、接种工具进行无菌处理，并进行严格无菌操作。(3)惯用微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。第27页2．金黄色葡萄球菌是一个含有高度耐盐性微生物，可引发人类患肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时，可破坏菌落周围红细胞，使其褪色。下列图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌操作流程，请回答相关问题：考查微生物纯化培养第28页(1)按细胞结构分类，金黄色葡萄球菌属于________生物；从培养过程分析，金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。(2)7.5%NaCl肉汤培养基为微生物提供营养成份包含________________，用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养主要目标是_______________________。(3)操作中在血平板上接种方法是____________，接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。(4)在制备血平板时需将pH调整至________(填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌，待培养基________后，再加入适量血液。按培养基功效分类，血平板属于____________培养基。第29页(5)经屡次规范操作、重复试验，血平板上均出现________________菌落，初步证实鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供给商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，所以，要对本操作进行完善，完善方案是______________________。【答案】(1)原核有氧(2)碳源、氮源、水和无机盐增加金黄色葡萄球菌数量(3)平板划线法灼烧(4)微碱性冷却判别(5)周围存在透明圈设置不加鲜牛奶但其它操作均相同对照组第30页【解析】(1)金黄色葡萄球菌是一个细菌，属于原核生物；培养过程无密闭处理，故它进行有氧呼吸。(2)7.5%NaCl肉汤培养基可为微生物提供生长所需要碳源、氮源、水和无机盐。用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加高度耐盐性金黄色葡萄球菌数量。(3)图示用接种工具是接种环，说明在血平板上接种方法是平板划线法；接种工具在接种前后都要进行灭菌处理。(4)金黄色葡萄球菌生长环境为弱碱性，培养基在灭菌前要先调整pH，因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞，使其褪色，血平板上出现周围存在透明圈菌落，说明有金黄色葡萄球菌，故血平板是判别培养基。(5)为增强试验结论严谨性，应增加空白对照组。第31页

微生物纯化三种路径(1)单菌落挑取法：利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接依据微生物菌落特征利用单菌落挑取方法来取得目标微生物。(2)选择培养法：利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接取得目标微生物。(3)判定培养法：利用判别培养基使目标微生物菌落展现特有特征，然后筛选目标微生物。第32页1．判定分解尿素细菌和分解纤维素细菌方法微生物分离与计数项目土壤中尿素分解菌分离试验土壤中纤维素分解菌分离试验土壤采样采集土壤应该选择含有尿素土壤采集土样应选择富含纤维素环境选择培养选择土样，将土样放在含有尿素作为唯一氮源培养基上进行选择培养取土样，在无菌条件下装入锥形瓶，在一定条件下振荡培养1～2d，直到培养液浑浊；选择培养目标是增加纤维素分解菌纯度，确保分离得到所需微生物第33页项目土壤中尿素分解菌分离试验土壤中纤维素分解菌分离试验梯度稀释选取一定稀释范围样品液进行培养以确保菌落数在30～300依次将培养液稀释101～107倍判定方法在以尿素为唯一氮源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，说明该种菌能分解尿素刚果红染色法，即在含有纤维素培养基中，加入刚果红时，刚果红与培养基中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透明圈第34页2．选择培养基制作方法(1)在培养基全部营养成份具备前提下，依据一些微生物对一些物质抗性，在培养基中加入一些物质，以抑制不需要微生物生长，促进所需要微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制各种细菌生长，但不影响金黄色葡萄球菌生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌生长，从而可分离得到酵母菌和霉菌。(2)经过改变培养基营养成份到达分离微生物目标。如培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中CO2制造有机物得以生存。第35页(3)利用培养基特定化学成份分离特定微生物。如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油微生物生长，使能够利用石油微生物生存，从而分离出能消除石油污染微生物。(4)经过一些特殊环境分离微生物。如在高盐环境中可分离耐盐菌，其它菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温微生物，其它微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。第36页

微生物筛选过程中必要两种对照培养基及其作用对照组作用现象结论未接种培养基有没有杂菌污染判断未接种培养皿中无菌落生长未被杂菌污染接种牛肉膏蛋白胨培养基选择培养基筛选作用确实认牛肉膏培养基上菌落数大于选择培养基上菌落数选择培养基含有筛选作用第37页3．统计菌落数目标方法(1)显微镜直接计数法①原理：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样品中微生物数量。②缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)①原理：当样品稀释度足够高时，培养基表面生长一个菌落，起源于样品稀释液中一个活菌。经过统计平板上菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。第38页②操作：a．设置重复组，增强试验说服力及准确性。b．为了确保结果准确，普通选择菌落数在30～300之间平板进行计数。③计算公式：每克样品中菌株数＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长平均菌落数，V代表涂布平板时所用稀释液体积(mL)，M代表稀释倍数。注意：统计菌落数往往比活菌实际数目小。这是因为当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到只是一个菌落。第39页1．研究被石油污染过土壤中细菌数量，并从中筛选出能分解石油细菌。为了分离和纯化高效分解石油细菌，科研人员利用被石油污染过土壤进行如图A所表示试验。考查微生物分离与计数图A

图B

第40页第41页(3)步骤⑤后取样测定石油含量目标是____________________________。对步骤⑤中某瓶中细菌计数方法有两种，一个方法是________________，其菌落数可代表活菌数；另一个方法是________________，该方法