2017版高考生物大一轮复习-第十二单元-生物技术实践-第43讲-微生物的培养与应用讲义(共15页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第43讲微生物的培养与应用1.微生物的分离和培养2.培养基对微生物的选择作用3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物学生用书P295)一、微生物的实验室培养1培养基(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)营养构成:一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。(3)种类:按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。2无菌技术(1)含义:指在培养微生物的操作中,所有防止杂菌污染的方法。(2)关键:防止外来杂菌的入侵。(3)方法3大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体
2、培养基计算称量溶化灭菌倒平板。(2)纯化大肠杆菌关键的步骤是接种。纯化培养方法:平板划线法和稀释涂布平板法。纯化培养原理:在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落,即可获得较纯的菌种。二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数1分离原理:土壤中细菌之所以能分解尿素,是由于它们能合成脲酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起催化作用。以尿素为唯一氮源的培养基能促进分解尿素的细菌的生长和繁殖,并抑制或阻止其他微生物的生长,从而将目的菌分离。2统计菌落数目:统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。3实验流程:土壤取样制备培养基微生物的培养与观察细菌的计数。三、分解纤维素的微生物的分离1纤维素酶(1
3、)组成:纤维素酶是一种复合酶,它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。(2)作用2菌种筛选(1)方法:刚果红染色法。(2)原理 纤维素分解菌 红色复合物红色消失、出现透明圈。即:使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。3筛选流程土壤取样:富含纤维素的环境选择培养:用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的数量梯度稀释涂布平板:将样品涂布于含CR的鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落:产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈1(2016北京海淀区期末)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。()2将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的细菌,是否无菌
4、操作影响较小。()3培养基分装到培养皿后进行灭菌。()4从有机废水中分离微生物用于废水处理时,接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养。()5外植体消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害。()6(2015高考四川卷T3D)用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30300菌落数的平板。()7(2016山东青岛市期末)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中,尿素是唯一的氮源。()8分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的酸碱度降低。()9土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是必不可少的。()10在富含纤维素的培养基中加入刚果红染色剂,若出现周围存在透明圈的菌
5、落,则说明筛选到了分解纤维素的微生物。()考点一培养基及微生物的纯化培养技术学生用书P2961培养基的种类(1)按物理状态分类培养基种类特点用途液体培养基不加凝固剂工业生产固体培养基加凝固剂(如琼脂)微生物分离、鉴定,活菌计数,菌种保藏半固体培养基观察微生物的运动、分类、鉴定(2)按功能分类种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些化学物质依据某些微生物对某些物质的特殊需求或抗性而设计从众多微生物中分离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培养基中加入某种指示剂或化学药品产生特定的颜色或其他变化鉴别不同种类的微生物用伊红美蓝培养基鉴别大肠杆菌2.培养基的配制原则(1)目的
6、要明确:配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。(2)营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。(3)pH要适宜:细菌为6.57.5,放线菌为7.58.5,真菌为5.06.0,培养不同微生物所需pH不同。3消毒与灭菌条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高温的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的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括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4.大肠杆菌的纯化(1)原理:在培养基上将细菌稀释或分
7、散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是纯化的细菌菌落。(2)纯化微生物的接种方法比较项目平板划线法稀释涂布平板法关键操作接种环在固体平板培养基表面连续划线一系列的梯度稀释;涂布平板法操作注意事项每次划线前后均需灼烧接种环稀释度要足够高,为确保实验成功可以增加稀释度菌体获取在具有显著的菌落特征的菌落中挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体优点可以根据菌落的特点获得某种微生物的单细胞菌落既可以获得单细胞菌落,又能对微生物计数缺点不能对微生物计数操作复杂,需要涂布多个平板1.认清不同生物需要的营养物质不同(1)微生物需要的营养成分有水、无机盐、碳源、氮源,有些微生物还需要特殊营养物质,
8、如生长因子。(2)在人和动物中,营养物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。(3)在植物中,营养物质包括矿质元素、水、二氧化碳三类。 2平板划线操作的注意事项(1)操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要对接种环进行火焰灼烧灭菌,划线操作结束时,仍需灼烧接种环,每次灼烧目的如下表:第一次操作每次划线之间划线结束目的杀死接种环上原有的微生物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上次划线的末端,使每次划线菌种数目减少杀死接种环上残存的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者(2)灼烧接种环,待其冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种。(3)第二次及其以后的划线操作总
9、是从上一次划线末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(4)划线时最后一区不要与第一区相连。(5)划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。 (2016山东烟台市统考)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题:(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是_。 (2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接种环通过_灭菌。在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是_。
10、(3)示意图A和B中,_表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振荡培养能提高培养液中_的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高_的利用率。(5)该小组从(3)B培养基中获得甲、乙、丙三种微生物,并分别用、三种培养基来培养。甲、乙、丙都能在中正常生长繁殖,甲能在中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在中正常生长繁殖,甲、丙都不能。培养基的成分如下:成分粉状硫10 gKH2PO44 gFeSO40.5 g蔗糖10 g(NH4)2SO4
11、0.4 gH2O 100 mLMgSO4 9.25 gCaCl2 0.5 g则甲是_微生物,乙是_微生物,丙是_微生物。解析:(1)为了检测培养基平板灭菌是否合格,可在涂布接种前,随机取灭菌后的空白平板先行培养一段时间。(2)接种环、接种针等金属用具可直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,以达到迅速彻底灭菌的目的。在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,其目的是将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(3)比较A和B可以看出:A培养基中细菌的分布呈线性,是用平板划线法接种培养后得到的结果;B培养基中细菌均匀分布,是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)振荡培养可以提高培养液中溶
12、解氧的含量,还可以使菌体与培养液充分接触,提高了营养物质的利用率,因此振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。(5)从表格中可看出,培养基中无氮源,中无碳源,中为完全培养基。由此可知能在中生存的甲只能是固氮微生物,能在中生存的乙是自养微生物,丙只在中存活,为异养微生物。答案:(1)检测培养基平板灭菌是否合格(2)灼烧将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落(3)B(4)溶解氧营养物质(5)固氮自养异养考点二微生物的计数方法学生用书P2981两种计数方法的比较比较项目间接计数法(稀释涂布平板法)直接计数法(显微计数法)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
13、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公式每克样品中的菌落数(CV)MC:某稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数每毫升原液所含细菌数:每小格平均细菌数400104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2.设置对照和重复比较项目对照重复目的排除非测试因素对实验结果的影响排除偶然因素对实验结果的影响实例空白对照:确定培养基制作是否合格同一稀释度涂布至少3个平板“选择菌落数在3030
14、0的平板”的两个提醒用稀释涂布平板法计数微生物时,要求选择菌落数在30300的平板进行计数。解题时易出现以下误解:(1)只得到1个菌落数在30300的平板是错误的。错误的原因是不符合实验的重复原则,易受到偶然因素的影响。(2)得到3个或3个以上菌落数在30300的平板,也不一定正确,这可能有两种情况:不同平板间差异较大,如得到3个平板,菌落数分别为230、34、240,虽然菌落数均在“30300”,这也是不正确的,因为“34”与“230”“240”差异太大,应重新实验找出原因。不同平板之间差异不大,是符合要求的,用其平均值作为估算的最终结果。可见,并不是只要得到3个“菌落数在30300的平板”
15、即可,而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30300的平板”且无较大差异,说明实验操作合格,才能按照计算公式进行计算。 牛奶是微生物生长的良好培养基。牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒,以杀死有害微生物。为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况,做如图所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL生牛奶稀释液至盛有9 mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复2次。请回答下列有关问题:(1)巴氏消毒的方法是_,使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是_。(2)取最终的牛奶稀释液0.1 mL滴在培养基上进行涂布,应选择的涂布工具是下图中的_。(3)图中所示方法为稀释培养法,理想情况下,培养一段时间后可在
16、培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了3个培养皿,菌落数分别为35个、33个、34个,则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为_个,运用这种方法统计的结果往往较实际值_(填“偏大”或“偏小”),原因是_。(4)从生牛奶取样培养得到的菌落中,混有各种杂菌,从中检测大肠杆菌的方法是在培养基中加入_,菌落具有_特征的可以认定为大肠杆菌。答案:(1)7075 煮30分钟(或80 煮15分钟)牛奶的营养成分不被破坏(2)B(3)3.4106偏小个别菌落可能是由2个或多个细菌形成的(4)伊红美蓝(金属光泽的紫)黑色考点三微生物的筛选与鉴别学生用书P2991微生物的鉴别方法(1)菌落特征鉴别法:根据微生物在固体
17、平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别。(2)指示剂鉴别法:如以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种微生物后,培养基变红说明该种微生物能够分解尿素。(3)染色鉴别法:如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物。2筛选微生物的三种方法(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,直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物。(2)选择培养法:利用选择培养基对微生物进行选择培养,直接获得目的微生物。(3)鉴定培养法:利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征,然后筛选
18、目的微生物。3筛选微生物的两个实例比较比较项目土壤中分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离方法利用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行选择培养利用富含纤维素的选择培养基进行选择培养原理只有分解尿素的细菌能够合成脲酶,才能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长因为培养基中含有丰富的纤维素,因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖鉴别在培养基中加入酚红指示剂,指示剂变红说明菌落中的菌体为分解尿素的细菌刚果红染色法,周围出现透明圈的菌落为分解纤维素的微生物的菌落(2016陕西长安一中等五校一模)研究者初步筛选到能合成纤维素酶的菌株MC1,回答以下问题:(1)为了获得能合成纤维素酶的单菌落,
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- 2017 高考 生物 一轮 复习 第十二 单元 生物技术 实践 43 微生物 培养 应用 讲义 15
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