2013届高三一轮复习课件选1-1.ppt
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1、选修一选修一 生物技术实践生物技术实践 专题一微生物的利用专题一微生物的利用最新考纲最新考纲热点提示热点提示1.微生物的分离与培养微生物的分离与培养2某种微生物数量的测定某种微生物数量的测定3培养基对微生物的选择作培养基对微生物的选择作用用4利用微生物发酵来生产特利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方定的产物以及微生物在其他方面的应用。面的应用。1.培养基的种类、营养要求及培养基的种类、营养要求及配制原则配制原则2无菌技术的具体操作及应无菌技术的具体操作及应用用3运用相关技术解决微生物运用相关技术解决微生物的分离与培养等实际问题的分离与培养等实际问题1培培养养基基的的概概念念:人人们
2、们按按照照微微生生物物对对 的的不不同同需求,配制出供其生长繁殖的需求,配制出供其生长繁殖的 。2培培养养基基的的成成分分:一一般般都都含含有有水水、(提提供供碳碳元元素素的的物物质质)、(提提供供氮氮元元素素的的物物质质)和和无无机机盐盐。还还需需要要满满足足微生物生长对微生物生长对 、特殊营养物质以及、特殊营养物质以及 的要求。的要求。营养物质营养物质营养基质营养基质碳源碳源氮源氮源pH氧气氧气1:为什么倒平板后等平板冷却后要将平板倒置?为什么倒平板后等平板冷却后要将平板倒置?提提示示:将将平平板板倒倒置置的的目目的的是是防防止止培培养养皿皿盖盖上上的的水水珠珠滴滴落落到到平板上造成污染。
3、平板上造成污染。稀释涂布平板法测定微生物的生长情况及应用稀释涂布平板法测定微生物的生长情况及应用 可可在在培培养养物物生生长长的的不不同同阶阶段段用用稀稀释释涂涂布布平平板板法法进进行行测测定定。将将培培养养物物进进行行一一系系列列稀稀释释并并接接种种到到平平板板培培养养,统统计计培培养养后后平平板板上上的的菌菌落落数数,就就可可以以计计算算出出原原培培养养物物的的密密度度。平平板板上上的的菌菌落落应应该是彼此分散开的,菌落数最好在该是彼此分散开的,菌落数最好在30300个。个。计计算算公公式式:每每毫毫升升的的细细菌菌数数平平板板上上的的菌菌落落数数样样品品的的稀稀释释倍数倍数(注:平板上的
4、菌落来自注:平板上的菌落来自1 mL稀释液稀释液)举举例例:稀稀释释1000倍倍的的平平板板上上有有38个个菌菌落落,原原培培养养物物含含有有:3810003.8104个细菌细胞个细菌细胞/mL。稀稀释释涂涂布布平平板板法法广广泛泛应应用用于于微微生生物物学学的的研研究究。这这种种技技术术只只统统计计活活菌菌数数,而而且且需需要要培培养养一一段段时时间间形形成成菌菌落落后后才才能能计计数数。因因此此,这这种种方方法法不不宜宜用用于于某某些些食食品品工工业业的的质质量量控控制制,因因为为有有些些食食品品如如牛牛奶奶易易腐腐败败变变质质,不不宜宜延延搁搁这这么么长长的的时时间间。这这时时可可使使用
5、用直直接的方法,如使用显微镜直接统计细胞的数目。接的方法,如使用显微镜直接统计细胞的数目。1含含义义:指指在在培培养养微微生生物物的的操操作作中中,所所有有防防止止杂杂菌菌污污染染的的方法。方法。2关键:关键:。防止外来杂菌的入侵防止外来杂菌的入侵3措措施施 1 制制 备备 牛牛 肉肉 膏膏 蛋蛋 白白 胨胨 固固 体体 培培 养养 基基 的的 步步 骤骤:计计 算算 溶化溶化 倒平板。倒平板。2纯纯化化大大肠肠杆杆菌菌的的原原理理:在在培培养养基基上上将将聚聚集集的的菌菌种种稀稀释释分分散散成成单单个个细细胞胞,形形成成单单个个菌菌落落,此此菌菌落落是是由由一一个个细细胞胞繁繁殖殖而而来来的
6、子细胞群体。的子细胞群体。称量称量灭菌灭菌3接种技术接种技术平板划线法和稀释涂布平板法平板划线法和稀释涂布平板法(1)平板划线法:是通过接种环在琼脂固体培养基表面平板划线法:是通过接种环在琼脂固体培养基表面 操操作作,将将聚聚集集的的菌菌种种逐逐步步稀稀释释分分散散到到培培养养基基的表面。的表面。(2)稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的稀释涂布平板法:是将菌液进行一系列的 ,然然后后将将不不同同稀稀释释度度的的菌菌液液分分别别涂涂布布到到琼琼脂脂固固体体培养基的表面。培养基的表面。连续划线连续划线梯度稀释梯度稀释2:平平板板划划线线法法为为什什么么要要把把第第一一次次以以后后的的每每一一次次
7、划划线线的的起起点点放在上一次划线的末端?放在上一次划线的末端?提提示示:目目的的是是使使每每一一次次划划线线后后菌菌体体数数目目减减少少,培培养养之之后后形形成的菌落是由单个菌体繁殖而成。成的菌落是由单个菌体繁殖而成。小贴士小贴士 1土壤中分解尿素的细菌的分离与计数土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)菌种筛选:使用菌种筛选:使用 是唯一氮源的选择培养基培养。是唯一氮源的选择培养基培养。(2)统统计计菌菌落落数数目目:常常用用方方法法有有 、显显微微镜镜直接计数法。直接计数法。(3)设设置置对对照照:指指设设置置除除了了 以以外外,其其他他条条件件都相同的实验,目的是排除实验组中都相同的实验
8、,目的是排除实验组中 对对实实验验结果的影响,提高实验结果的可信度。结果的影响,提高实验结果的可信度。(4)实实验验流流程程:土土壤壤取取样样制制备备 微微生生物物的的培培养养与与观察观察细菌的计数。细菌的计数。尿素尿素稀释涂布平板法稀释涂布平板法被测试的条件被测试的条件非测试因素非测试因素培养基培养基2分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离(1)纤纤维维素素酶酶的的组组成成:是是一一种种复复合合酶酶,至至少少包包括括三三种种组组分分,即即C1酶、酶、CX酶和酶和酶。酶。(2)纤维素酶的作用纤维素酶的作用(3)筛选方法:刚果红染色法,即通过是否产生筛选方法:刚果红染色法,即通过是否产
9、生 来筛选纤维素分解菌。来筛选纤维素分解菌。葡萄糖苷葡萄糖苷透明圈透明圈(4)实验操作步骤实验操作步骤 1培养基的种类培养基的种类(1)按物理性质分类按物理性质分类 培养基种类培养基种类特点特点用途用途液体培养基液体培养基不加凝固剂不加凝固剂工业生产工业生产固体培养基固体培养基加凝固剂加凝固剂(如琼脂如琼脂)微生物分离、鉴定,微生物分离、鉴定,活菌计数,菌种保活菌计数,菌种保藏藏(2)按功能分类按功能分类 种类种类制备方法制备方法原理原理用途用途举例举例选择选择培养培养基基培养基中培养基中加入某些加入某些化学物质化学物质依据某些微生物对依据某些微生物对某些物质的抗性而某些物质的抗性而设计设计从
10、众多微从众多微生物中分生物中分离所需的离所需的微生物微生物加入青霉加入青霉素分离得素分离得到酵母菌到酵母菌和霉菌和霉菌鉴别鉴别培养培养基基培养基中培养基中加入某种加入某种指示剂或指示剂或化学药品化学药品依据微生物产生的依据微生物产生的某种代谢产物与培某种代谢产物与培养基中的特定指示养基中的特定指示剂或化学药品反应,剂或化学药品反应,产生明显的特征变产生明显的特征变化而设计化而设计鉴别不同鉴别不同种类的微种类的微生物生物伊红伊红美美蓝培养基蓝培养基可以鉴别可以鉴别大肠杆菌大肠杆菌2.培养基的配制原则培养基的配制原则(1)目目的的要要明明确确:根根据据微微生生物物的的种种类类、培培养养目目的的选选
11、择择不不同同的的原料配制培养基。原料配制培养基。(2)营营养养要要协协调调:配配制制培培养养基基时时要要注注意意各各营营养养物物质质的的浓浓度度和和比例、比例、pH要适宜。要适宜。3平板划线操作的注意事项平板划线操作的注意事项(1)第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环灭菌。(2)灼灼烧烧接接种种环环之之后后,要要冷冷却却后后才才能能伸伸入入菌菌液液,以以免免温温度度太太高杀死菌种。高杀死菌种。(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连。划线时最后一区域不要与第一区域相连。(4)划线用力大小要适当,防止用力过大将培养基划破。划线用力大小要适当,防止
12、用力过大将培养基划破。平板划线法几次灼烧灭菌的目的比较平板划线法几次灼烧灭菌的目的比较 第一次操作第一次操作每次划线之每次划线之前前划线结束划线结束目目的的杀死接种环杀死接种环上原有的微上原有的微生物,避免生物,避免污染培养物污染培养物杀死上次划杀死上次划线后接种环线后接种环上残留的菌上残留的菌种,使下次种,使下次划线的菌种划线的菌种直接来源于直接来源于上次划线的上次划线的末端,使每末端,使每次划线菌种次划线菌种数目减少数目减少杀死接种环杀死接种环上残存的菌上残存的菌种,避免细种,避免细菌污染环境菌污染环境和感染操作和感染操作者者如如图图是是微微生生物物平平板板划划线线示示意意图图,划划线线的
13、的顺顺序序为为12345。下下列列操作方法正确的是操作方法正确的是()A.操作前不用做任何处理操作前不用做任何处理B.划线操作须在火焰上进行划线操作须在火焰上进行C.在在5区域中才可以得到所需菌落区域中才可以得到所需菌落D.在在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌区域中划线前后都要对接种环灭菌 解解析析每每次次划划线线前前灼灼烧烧接接种种环环是是为为了了杀杀死死上上次次划划线线结结束束后后接接种种环环上上残残留留的的菌菌种种,使使下下一一次次划划线线时时接接种种环环上上的的菌菌种种直直接接来来源源于于上上次次划划线线的的末末端端,从从而而通通过过划划线线次次数数的的增增加加,使使每每次次划
14、划线线时时菌菌种种的的数数目目减减少少,以以便便得得到到菌菌落落。划划线线后后灼灼烧烧接接种种环环,能能及及时时杀杀死死接接种种环环上上残残留留的的菌菌种种,避避免免细细菌菌污污染染环环境境和和感感染染操操作作者。者。答案答案D 1筛选原理筛选原理配配制制选选择择培培养养基基,把把尿尿素素作作为为培培养养基基中中的的唯唯一一氮氮源源,原原则则上上只只有有能能够够利利用用尿尿素素的的微微生生物物才才能能够够生生长长,其其他他微微生生物物则则不不能能在此培养基上生长。在此培养基上生长。2统计菌落数目统计菌落数目(1)理理论论依依据据:当当样样品品的的稀稀释释度度足足够够高高时时,培培养养基基表表面
15、面生生长长的的一一个个菌菌落落,来来源源于于样样品品稀稀释释液液中中的的一一个个活活菌菌。通通过过统统计计平平板板上上的的菌菌落落数数,就就能能推推测测出出样样品品中中大大约约含含有有多多少少活活菌菌。为为了了保保证证结果准确,一般选择菌落数在结果准确,一般选择菌落数在30300的平板进行计数。的平板进行计数。(2)计算方法:每克样品中的菌株数计算方法:每克样品中的菌株数(CV)M其其中中C代代表表某某一一稀稀释释度度下下平平板板上上生生长长的的平平均均菌菌落落数数;V代代表表涂布平板时所用稀释液的体积涂布平板时所用稀释液的体积(mL);M代表稀释倍数。代表稀释倍数。(3)统统计计的的菌菌落落
16、数数往往往往比比活活菌菌的的实实际际数数目目低低。因因为为当当两两个个或或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。(4)为为使使结结果果接接近近真真实实值值,要要设设置置重重复复组组,取取其其平平均均值值。可可将将同同一一稀稀释释度度的的样样品品接接种种到到三三个个或或三三个个以以上上的的平平板板上上,经经涂涂布布、培养计算出菌落平均数。培养计算出菌落平均数。3设置对照设置对照可可排排除除实实验验组组中中非非测测试试因因素素对对实实验验结结果果的的影影响响,提提高高实实验验结果的可信度。结果的可信度。4实验流程实验流程(1)以以尿尿素素为
17、为唯唯一一氮氮源源的的培培养养基基作作为为实实验验组组,制制备备牛牛肉肉膏膏蛋蛋白白胨胨培培养养基基作作为为对对照照组组,用用来来判判断断选选择择培培养养基基是是否否具具有有选选择择作作用。用。(2)以以培培养养基基加加土土壤壤样样品品进进行行培培养养为为实实验验组组,培培养养基基不不加加土土壤样品进行培养为对照组,判断培养基是否被污染。壤样品进行培养为对照组,判断培养基是否被污染。5课题延伸课题延伸由由于于分分离离分分解解尿尿素素的的细细菌菌的的选选择择培培养养基基上上可可能能生生长长着着以以尿尿素素分分解解菌菌代代谢谢产产物物为为氮氮源源的的其其他他微微生生物物,因因此此还还需需借借助助生
18、生物物化化学方法对分离细菌作进一步鉴定。学方法对分离细菌作进一步鉴定。(1)原原理理:细细菌菌合合成成的的脲脲酶酶将将尿尿素素分分解解成成NH3,使使培培养养基基碱碱性性增增强强,pH升升高高,因因此此,可可通通过过检检测测pH的的变变化化来来判判断断该该化化学学反反应是否发生。应是否发生。(2)方方法法:在在以以尿尿素素为为唯唯一一氮氮源源的的培培养养基基中中加加入入酚酚红红指指示示剂剂,培培养养某某种种细细菌菌,若若pH升升高高,则则指指示示剂剂变变红红,说说明明该该种种菌菌能能分分解解尿素。尿素。下表为两种微生物的培养基配方下表为两种微生物的培养基配方A组组 KH2PO4Na2HPO4M
19、gSO47H2O葡萄糖葡萄糖尿素尿素琼脂琼脂1.4 g2.1 g0.2 g10.0 g1.0 g15.0 gB组组 纤维纤维素粉素粉NaNO3Na2HPO47H2OKH2PO4MgSO47H2OKCl酵母酵母膏膏水解水解酪素酪素5 g1 g1.2 g0.9 g0.5 g0.5 g0.5 g0.5 g上上述述两两种种培培养养基基中中的的物物质质溶溶解解后后,均均用用蒸蒸馏馏水水定定容容至至1000 mL。(1)如如果果要要对对土土壤壤中中分分解解尿尿素素的的细细菌菌进进行行分分离离,则则需需要要选选择择上上述述哪哪种种培培养养基基?_,该该培培养养基基中中的的碳碳源源是是_,能分离尿素分解菌的原
20、因是能分离尿素分解菌的原因是_。(2)在在分分离离尿尿素素分分解解菌菌所所用用的的培培养养基基中中可可加加入入_指指示示剂剂,根根据据指指示示剂剂的的颜颜色色可可鉴鉴定定某某种种细细菌菌能能否否分分解解尿尿素素,若若有有分分解尿素的细菌,培养基将会呈现解尿素的细菌,培养基将会呈现_。(3)从从功功能能上上来来看看,上上述述两两种种培培养养基基均均属属于于_培培养养基基;从物理性质来看,从物理性质来看,A属于属于_培养基。培养基。思路点拨思路点拨 解解析析培培养养基基A中中,氮氮源源只只有有尿尿素素,所所以以只只有有能能分分解解尿尿素素的的微微生生物物才才能能从从中中获获得得氮氮源源,分分解解尿
21、尿素素的的细细菌菌在在分分解解尿尿素素过过程程中中产产生生氨氨,会会使使pH升升高高,酚酚红红指指示示剂剂变变红红。因因为为培培养养基基A中中有有凝凝固固剂剂琼琼脂脂,所所以以属属于于固固体体培培养养基基。培培养养基基B中中,纤纤维维素素是唯一的碳源,所以也属于选择培养基。是唯一的碳源,所以也属于选择培养基。答答案案(1)培培养养基基A葡葡萄萄糖糖培培养养基基中中尿尿素素为为唯唯一一氮氮源源,只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖(2)酚红红色酚红红色(3)选择固体选择固体 1筛选原理筛选原理即:可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。即:可根据是否产生透明圈来筛
22、选纤维素分解菌。2实验流程实验流程土壤取样:富含纤维素的环境土壤取样: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数量选择培养:用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌数量梯度稀释梯度稀释涂布平板:将样品涂布于鉴别培养基上涂布平板:将样品涂布于鉴别培养基上挑选产生透明圈的菌落挑选产生透明圈的菌落 3两种常用刚果红两种常用刚果红(CR)染色法的比较染色法的比较 优点优点显示出的颜色反应显示出的颜色反应基本上是纤维素分基本上是纤维素分解菌的作用解菌的作用操作简便,不存在菌落的混杂问题操作简便,不存在菌落的混杂问题缺点缺点操作繁琐,加入刚操作繁琐,加入刚果红会使菌落之间果红会使菌落之间
23、发生混杂发生混杂由于纤维素和琼脂、土豆汁中都由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含淀粉类物质,可能使产生淀粉酶含淀粉类物质,可能使产生淀粉酶的微生物也形成透明圈,即假阳性的微生物也形成透明圈,即假阳性反应反应有些微生物能力,它们在长时间有些微生物能力,它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显培养过程中会降解刚果红形成明显透明圈,与纤维素分解菌不易区分透明圈,与纤维素分解菌不易区分具有降解色素的具有降解色素的纤纤维维素素分分解解菌菌能能够够产产生生纤纤维维素素酶酶分分解解纤纤维维素素。回回答答下下列列问问题:题:(1)在在筛筛选选纤纤维维素素分分解解菌菌的的过过程程中中,通通常常用用_染染色色法法,这
24、这种种方方法法能能够够通通过过颜颜色色反反应应直直接接对对纤纤维维素素分分解解菌菌进进行行筛筛选选。甲甲同同学学在在实实验验时时得得到到了了如如图图所所示示的的结结果果,则则纤纤维维素素分分解解菌菌位位于于()A.B.C.D.(2)乙乙同同学学打打算算从从牛牛胃胃中中分分离离纤纤维维素素分分解解菌菌并并计计数数,与与分分离离醋醋酸酸菌菌相相比比,进进行行培培养养时时除除了了营营养养不不同同外外,最最主主要要的的实实验验条条件件差差别别是是_,该该同同学学采采用用活活菌菌计计数数法法统统计计的的菌菌落落数目往往比活菌的实际数目数目往往比活菌的实际数目_。(3)丙丙同同学学在在提提取取和和分分离离
25、纤纤维维素素酶酶的的过过程程中中,为为了了抵抵制制外外界界酸酸和和碱碱对对酶酶活活性性的的影影响响,采采取取的的措措施施是是向向提提取取液液和和分分离离液液中中添添加加_。若若探探究究纤纤维维素素酶酶活活性性的的最最适适温温度度,如如何何设设置置对对照照?_。解解析析(1)刚刚果果红红与与纤纤维维素素形形成成的的红红色色复复合合物物在在纤纤维维素素被被分分解解后后将将不不再再形形成成,则则在在培培养养基基上上出出现现以以纤纤维维素素分分解解菌菌为为中中心心的透明圈。的透明圈。(2)牛牛胃胃是是一一个个厌厌氧氧的的环环境境,所所以以其其中中的的纤纤维维素素分分解解菌菌与与需需氧氧的的醋醋酸酸菌菌
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