考点71 微生物的培养和应用-备战2022年高考生物考点一遍过.doc
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1、考点71 微生物的培养和应用高考频度: 难易程度: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)营养组成:一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外,还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。(3)种类:按照物理性质可分为液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)不同对象的无菌操作方法(连线)3大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基操作步骤倒平板的方法及注意事项a请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程:丙乙甲丁。b甲、乙、丙中的灭菌方法是
2、灼烧灭菌。c丁中的操作需要等待平板冷却凝固才能进行。(2)纯化大肠杆菌的方法纯化培养原理:想方设法在培养基上得到由一个细菌繁殖而来的肉眼可见的菌落,即可获得较纯的菌种。纯化大肠杆菌的关键步骤是接种。常用的微生物接种方法有两种a平板划线法:是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的表面。b稀释涂布平板法:是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。系列稀释操作(如图所示):涂布平板操作(如图所示):(3)菌种的保存方法对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法
3、。4土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)分离原理:土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。(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:土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。5分解纤维素的微生物的分离(1)纤维素酶组成:纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。作用纤维素纤维二糖葡萄糖(2)纤维素分解菌的筛选原理筛选方法:刚果红染色法,即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。培养基:以纤维素为唯一碳源的选择培养基。实验流程考向一 培养基及其制备方法分析1下
4、表为某培养基的配方,下列叙述正确的是成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水含量10 g10 g2 g0.4 g0.065 g1 000 mLA从物理性质看该培养基属于液体培养基,从用途看该培养基属于选择培养基B该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨C该培养基缺少提供生长因子的物质D该培养基调节合适的pH后就可以接种使用【参考答案】B【试题解析】分析表中成分可知,该培养基中没有凝固剂,为液体培养基,该培养基的营养成分齐全,但存在伊红、美蓝等鉴别物质,属于鉴别培养基,A项错误;该培养基中的蛋白胨既是唯一的氮源,也是碳源,而葡萄糖是绝大多数生物最常利用的碳源,B项正确;该培
5、养基中存在的无机盐和蛋白胨中的某些物质可以看作是生长因子,C项错误;培养基调节完pH还要进行灭菌等操作后,才能使用,D项错误。解题必备1培养基的配制原则(1)目的要明确: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。2微生物对主要营养物质的需求特点不同种类的微生物代谢特点不同,因此对培养基中营养物质的需求也不同。(1)自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐,碳源可来自大气中的CO2,氮源可由含氮无机盐提供。(2)异养型微生物所需
6、的营养物质主要是有机物,即碳源必须由含碳有机物提供,氮源也主要是由有机物提供,部分异养型微生物也可以利用无机氮源。2如下表所示为培养某种微生物的培养基的配方,请回答:成分NaNO3K2HPO4MgSO4·7H2OFeSO4(CH2O)琼脂H2O含量3 g1.5 g0.5 g0.01 g30 g10 g1 000 mL(1)依物理性质,该培养基属于_培养基。(2)根据培养基原料,所培养微生物的同化作用类型是_。(3)该培养基中的碳源是_。(4)不论何种培养基,在配好之后倒平板之前都要先进行的_;倒平板时,一般需冷却至_左右,并在_操作。(5)若用该培养基培养分解尿素的细菌,应除去物质_
7、,并加入物质_【答案】(1)固体(2)异养型(3)(CH2O)(4)灭菌 50 酒精灯附近(5)NaNO3 尿素【解析】(1)该培养基的配制使用了凝固剂琼脂,依物理性质属于固体培养基。(2)根据题目所给的培养基配方,所培养微生物生长所需的碳源是有机碳源(CH2O)可推知,其同化作用类型是异养型。(3)根据培养基的配方,该培养基中的碳源是(CH2O)。(4)培养基在配好之后倒平板之前,都要先灭菌,防止杂菌污染;倒平板时温度以触摸装有培养基的锥形瓶刚刚不烫手为宜,即需冷却至50 左右;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。(5)若用该培养基培养分解尿素的细菌,应以尿素为唯一
8、氮源,故除去物质NaNO3,并加入物质尿素。考向二 无菌技术的操作3在培养微生物时必须进行无菌操作,以下操作错误的是A各种器皿灭菌前均需用牛皮纸或报纸包好B实验用具经灭菌后即可放在超净台上备用C将培养基转移到三角瓶和试管中时必须用三角漏斗DG6玻璃砂漏斗使用前要在121下进行高压蒸汽灭菌【参考答案】B【试题解析】A、各种器皿灭菌前均需用牛皮纸或报纸包好,培养皿可以几个包在一起,A正确;B、实验用具经灭菌后取出后放在超净台上,需要打开紫外灯和过滤风灭菌30min,B错误;C、将培养基转移到三角瓶和试管中时必须用三角漏斗,以防止污染,C正确;D、有些不能加热灭菌的化合物,只能用G6玻璃砂漏斗过滤,
9、G6玻璃砂漏斗使用前要在121下进行高压蒸汽灭菌15min,D正确。解题技巧消毒和灭菌的辨析项目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的灭菌4细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理,这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌A接种环、手、培养基B高压锅、手、接种环C培养基、手、接种环D接种环、手、高压锅【答
10、案】C【解析】灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力,对于培养基、操作器皿和接种环等都需要灭菌。消毒仅指杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害,如操作者的手和衣着需要消毒处理。高压蒸汽通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧可以迅速彻底地灭菌,适用于微生物的接种工具,如接种环。考向三 大肠杆菌的纯化方法及过程分析5下图中甲是稀释涂布平板法中的部分操作,乙是平板划线法的操作结果。下列叙述中错误的是A甲中涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能取菌液B对于浓度较高的菌液,如甲中的稀释倍数仅为102,则所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成C
11、乙培养皿中所得的菌落都符合要求D乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端【参考答案】C【试题解析】灼烧后的涂布器如果没有冷却就接触菌种,会将菌体杀死,A正确。稀释倍数过低会导致多个菌体聚集在一起繁殖成菌落,B正确。平板划线法中最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成,这种菌落才符合要求,C错误。连续划线中,除了第一次划线外,每一次划线的起点是上一次划线的末端,目的是使得菌体密度越来越小,保证最后划线末端处的菌落是由单一的细胞或孢子繁殖而成,D正确。归纳整合两种纯化细菌方法的比较项目优点缺点适用范围平板划线法可以观察菌落特征,对混合菌进行分离不能计数适用于好氧菌稀释涂布平板法可
12、以计数,可以观察菌落特征吸收量较少,较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延适用于厌氧菌和兼性厌氧菌6从自然界筛选嗜盐菌的一般步骤是:采集菌样富集培养纯种分离性能测定。(1)培养嗜盐菌的菌样应从_环境采集。(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件,使其在群落中的数量大大增加,从而分离出所需微生物的培养方法。对嗜盐产淀粉酶微生物的富集培养应选择以_为唯一碳源的培养基,并在高盐条件下培养。在富集培养过程中,需将锥形瓶放在摇床上振荡,一方面使菌株与培养液充分接触,提高营养物质的利用率;另一方面能_。(3)下面两图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解,请分析接种的具体
13、方法。获得图A效果的接种方法是_。获得图B效果的接种方法是_,该方法在第二次划线及其后划线总是从上次划线的末端开始的原因是_。(4)采用固体平板培养细菌时要倒置培养的目的是_。【答案】(1)高盐 (2)淀粉 增加培养液中的溶氧量 (3)稀释涂布平板法 平板划线法 线条末端细菌的数目比线条起始处要少 (4)防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基(或避免培养基中水分的过快挥发) 【解析】(1)嗜盐菌适于生活在高盐的环境中,因此培养嗜盐菌的菌样,应从高盐环境采集。(2)分离产淀粉酶微生物,要从富含淀粉的环境中寻找,若同时使该微生物具备嗜盐的特性,还需从嗜盐环境中寻找,因此对嗜盐产淀粉酶微生物的
14、富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基,并在高盐条件下培养。在富集培养过程中,将锥形瓶放在摇床上振荡,除了使菌株与培养液充分接触、以提高营养物质的利用率外,还能增加培养液中的溶氧量,以保证微生物对氧的需求。(3)图A中的菌落分布均匀,因此接种方法是稀释涂布平板法;图B中菌落明显分区分布,且有划痕,所以接种方法是平板划线法。由于划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,所以在第二次划线及其后的划线总是从上次划线的末端开始,以便使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(4)采用固体平板培养细菌时,为了防止平板冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基(或避免培养
15、基中水分的过快挥发),需要倒置培养。考向四 选择培养基成分及配制方法的分析7为了分离以尿素为氮源的微生物,配制某培养基的成分如下:葡萄糖、氯化钠、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水和尿素溶液。下列叙述错误的是A该培养基既有选择功能,又有鉴别功能B配制该培养基时,要用无菌水,不能用蒸馏水C除尿素外,其余成分配制好后经500g/cm2高压蒸汽灭菌D尿素溶液要用经高压蒸汽灭菌过的G6玻璃砂漏斗过滤除菌【参考答案】B【试题解析】A、该培养基以尿素作为唯一的氮源,可以起着选择作用,同时加入了酚红指示剂,所以可以其鉴别作用,所以该培养基既有选择功能,又有鉴别功能,A正确;B、配置培养基用蒸馏水,配置好后需要灭
16、菌,B错误;CD、该培养基含有葡萄糖,为防止葡萄糖碳化,需要经500g/cm2高压蒸汽灭菌,尿素加热会分解所以只能用G6玻璃砂漏斗过滤除菌,CD正确。技法提炼选择培养基的制作方法(1)在培养基全部营养成分具备的前提下,加入物质:依据某些微生物对某些物质的抗性,在培养基中加入某些物质,以抑制不需要的微生物,促进所需要的微生物生长,如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长,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、放线菌的生长,从而分离得到酵母菌和霉菌。(2)通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的:培养基中缺乏氮源时,可分离自生固氮微生物,
17、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的CO2制造有机物生存。(3)利用培养基的特定化学成分分离特定微生物:如当石油是唯一碳源时,可抑制不能利用石油的微生物的生长,使能够利用石油的微生物生存,从而分离出能消除石油污染的微生物。(4)通过某些特殊环境分离微生物:如在高盐环境中可分离耐盐菌,其他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的微生物,其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。8杀虫脒,又名氯苯脒,是一种有机氮农药,具有高效广谱杀虫杀螨的作用,但长期使用容易导致土壤污染,为探究能降解杀虫脒的细菌进行了以
18、下实验。(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、_、水、无机盐四类,该实验所用的培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,其原因是_,从功能上讲,该培养基属于_培养基。(2)微生物接种的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,这两种方法在功能上的区别是_,此外,_也是测定微生物数量的常用方法。(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、干热灭菌和_。培养基一般不使用干热灭菌的原因是_。【答案】(1)氮源 只有能利用杀虫脒的微生物才能正常生长和繁殖 选择(2)稀释涂布平板法可以用于
19、统计样品中活菌数目 显微镜直接计数(3)强(4)高压蒸汽灭菌 湿度低会破坏培养基中的营养成分【解析】(1)微生物培养基一般都含有碳源、氮源、水、无机盐;因本题要探究能降解杀虫脒的细菌,该实验所用的培养基只能以杀虫脒作为唯一氮源,因为只有能利用杀虫脒的微生物才能正常生长和繁殖,从功能上讲,该培养基属于选择培养基。(2)平板划线法和稀释涂布平板法都可以接种,但是稀释涂布平板法除了接种,还能用于统计样品中活菌数目;此外,显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。(3)分解圈大说明该菌株的降解能力强,是需要的高效菌株。(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、干热灭菌和高压
20、蒸汽灭菌法,培养基含有水,采用干热灭菌会将水蒸干,干热温度为170 会将培养基中的营养物质改变,如糖糊化发黑生成有毒的物质,导致无法培养微生物,因此不适合对培养基进行灭菌。考向五 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数9下列有关“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验”的叙述,不正确的是A用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解菌,指示剂不变红B分解尿素的细菌能产生脲酶,将尿素分解产生氨和二氧化碳C统计尿素分解菌的数目时,以菌落数在30300的平板进行计数D将实验组和对照组平板倒置,3035 恒温培养2448小时【参考答案】A【试题解析】用尿素为唯一氮源、加有酚红指示剂的培养基培养尿素分解
21、菌,尿素分解菌将尿素分解为氨和二氧化碳,氨使培养基碱性增强,指示剂变红,A项错误,B项正确。统计尿素分解菌的数目时,以菌落数在30300的平板进行计数,小于30说明稀释倍数太大,菌液浓度分布不均,各平板之间菌落数差异会很大,造成误差;大于300菌落的生长受到抑制,并且难以区分各个菌落,造成误差,C项正确。为排除培养基制备过程中可能造成的污染,应设置不接种菌液的对照组平板,将实验组和对照组平板倒置,目的是防止皿盖上的冷凝水珠滴落在培养基上,细菌的培养一般需要3035 恒温培养2448小时,D项正确。易错警示稀释涂布平板法计数微生物的注意问题用稀释涂布平板法计数微生物时,要求选择菌落数在30300
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