2014版学海导航-新课标高中生物总复习(第1轮)配套幻灯片-选修1-第2讲-微生物的培养与应用

第1讲 微生物的培养与应用,一、微生物的培养与应用 1.微生物的实验室培养 (1)培养基 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。,分类 a按培养基的物质性质可以分为液体培养基、固体培养基和半固体培养基。 b按培养基的化学成分可以分为天然培养基和合成培养基。 c按培养基的用途可以分为基本培养基、选择培养基和鉴别培养基。,培养基配方及营养要素 基本营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。,【友情提醒】微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。 对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源，又是氮源、能源。 有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。 制备：计算称量溶化灭菌倒平板。,无菌技术主要操作要求 a实验前应对操作空间、操作人员消毒，对所用器具和培养基灭菌。 b实验进行时需在酒精灯火焰周围无菌区操作，另外要避免已灭菌处理材料再次污染。,(2)无菌技术,2纯化大肠杆菌以及菌种的保藏 (1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基：计算、称量、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单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。,方法：平板划线法、稀释涂布平板法。 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；稀释涂布平板法则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。,(3)菌种的保藏 短期保存：固体斜面培养基上4 保存，菌种易被污染或产生变异。 长期保存：20 甘油管在冷冻箱中保藏。 【友情提醒】平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的温度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发；又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。,【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答： (1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是_和_。 (2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，又是如何进行选择的？ _。,(3)培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌及消毒方法依次是( ) 化学消毒 灼烧灭菌 干热灭菌 紫外线灭菌 高压蒸汽灭菌 巴氏消毒法 A B C D,【解析】碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温，可用干热灭菌；接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；空气可用紫外线消毒；牛奶为不破坏其营养成分可采用巴氏消毒法。,【答案】 (1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是惟一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长 (3)A,二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,1分离的原理 土壤中的细菌能合成脲酶，能把尿素分解成无机物。 2分离分解尿素的细菌所使用的特定培养基 分离分解尿素的细菌的培养基应为选择培养基，培养基中的氮源只有尿素，理论上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生长。其配方如下：,KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖 10.0 g 尿素(惟一氮源) 1.0 g 琼脂 15.0 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000 mL。,3统计菌落数目的方法 (1)显微镜直接计数法 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的样品中微生物的数量。 方法：用计数板计数。 缺点：不能区分死菌与活菌。 (2)间接计数法(活菌计数法) 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。,操作 a设置重复组，增强实验的说服力与准确性。 b为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。 计算公式：每克样品中的菌株数 ×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。,4细菌分离与计数的实验流程 土壤取样样品稀释取样涂布微生物培养观察并记录结果细菌计数。,【例2】可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是( ) A以尿素为惟一氮源的培养基中加入酚红指示剂 B以尿素为惟一氮源的培养基中加入二苯胺试剂 C以尿素为惟一氮源的培养基中加入苏丹试剂 D以尿素为惟一氮源的培养基中加入双缩脲试剂 【解析】在以尿素为惟一氮源的培养基中，不能分解尿素获得氮源的细菌不能生长，而分解尿素的细菌能利用尿素作氮源，将尿素分解为氨，使pH升高。若培养基中加入酚红指示剂，指示剂将变红。此培养基既属于选择培养基，又属于鉴别培养基。,A,三、分解纤维素的微生物的分离 1分解纤维素的微生物的分离 (1)实验原理 即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。,(2)实验流程 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：将样品涂布于鉴别含CR的纤维素分解菌的培养基(固体)。 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。,【友情提醒】选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。 涉及的微生物技术主要有：培养基的配制、无菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。,【例3】下图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答有关问题： (1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从高温热泉中寻找耐热菌，这说明_。,(2)某同学根据需要，配制了纤维素分解菌的培养基如下，整个实验过程严格执行无菌操作。 如果将其中的纤维素粉换成_，菌落数_， 即可说明选择培养基的作用。,【解析】(1)因为纤维素分解菌与耐热菌有不同的生活习性，生活在不同的环境中，故要根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。 (2)因为葡萄糖是纤维素水解产生的、能被微生物直接利用的有机小分子，所以如果将其中的纤维素粉换成葡萄糖，纤维素分解菌及其他细菌会生长繁殖得更快，故菌落数明显多于选择培养基。 (3)因为稀释涂布平板法要将菌液进行一系列的梯度稀释，故该法可根据稀释体积计算每克样品中的细菌数，而平板划线法则不能这样，所以本实验宜采用稀释涂布平板法接种。,【答案】(1)不同的菌株生活在不同的环境中，根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找 (2)葡萄糖 明显多于选择培养基上的菌落数 (3)稀释涂布平板 平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数,1消毒和灭菌的区别,用酒精消毒时，70%的酒精杀菌效果最好，原因是：浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。 2操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养基；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。,1.(2012·全国卷)下列关于细菌的叙述，正确的是( ) A不同种类细菌的生长均需要相同碳源 B常用液体培养基分离获得细菌单菌落 C细菌大量培养过程中，芽孢形成于细菌生长的调整期 D培养基中含有高浓度NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选,D,【解析】自养型微生物需要无机碳源，异养型微生物需要的是有机碳源，不同种类细菌的生长需要不同的碳源，A项错误；要获得细菌单菌落只能用固体培养基，B项错误；细菌芽孢是帮助细菌度过不良环境的结构，形成于稳定期，C项错误；大部分细菌不能在含有高浓度NaCl的培养基中生存，而金黄色葡萄球菌可耐高浓度NaCl，所以培养基中含有高浓度NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选，D项正确。,2.(2012·重庆卷)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是( ) A利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 C外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡 D能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解,A,【解析】噬菌体侵入宿主后，利用宿主菌的原料(氨基酸和核苷酸)，合成噬菌体的蛋白质，所以A正确；子代噬菌体的核酸是以噬菌体的DNA为模板来复制的，B错误；噬菌体消耗细菌细胞内的物质，导致细菌死亡，C错误；噬菌体没有细胞结构，不能以二分裂方式增殖，而是在寄主菌体内合成各个部件后，再组装、释放，使细菌裂解，D错误。,3.(2011·重庆卷)下列有关细菌培养的叙述，正确的是( ) A在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌 B在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长 C向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长 D在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动,D,【解析】本题考查微生物的培养、生长、代谢等知识点。固体培养基上长出的单个菌落属于一个种群；青霉素能抑制细菌的生长，但不能抑制真菌的生长；破伤风杆菌为厌氧型细菌，在有氧条件下，其生长及代谢活动受到抑制；在半固体培养基中接种细菌经培养后可对菌体运动进行观察。,4.下列关于培养基的叙述，错误的是( ) A硝化细菌能以NH3作为氮源和能源物质 B各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种营养要素 C特殊营养物质是某些微生物生长过程中需要额外补充的营养物质 D培养乳酸杆菌时培养基中不需要添加维生素,D,【解析】微生物的培养基除了含碳源、氮源、无机盐、水四种营养要素外，有的还要补充特殊营养物质，如培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素。,5.某同学在做细菌培养实验过程中发现：某种细菌(记作S)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他认为，最可能的原因是S细菌产生了一种不利于其他细菌生存的物质。为验证这一假设，实验组和对照组均使用相同的培养基，正确的接种方法应是( ) A实验组接种S细菌，对照组接种其他细菌 B实验组接种其他细菌，对照组接种S细菌,5.某同学在做细菌培养实验过程中发现：某种细菌(记作S)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他认为，最可能的原因是S细菌产生了一种不利于其他细菌生存的物质。为验证这一假设，实验组和对照组均使用相同的培养基，正确的接种方法应是( ) C实验组接种其他细菌，对照组不接种，一段时间后，除去其他细菌，两组再分别接种相同的S细菌 D实验组接种S细菌，对照组不接种，一段时间后，除去S细菌，两组再分别接种相同的其他细菌,D,【解析】根据实验目的可知，实验的变量是S细菌所产生的物质，所以实验组先接种S细菌，一段时间后除去S细菌，