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1、专题2 微生物的利用一、微生物的实验实验 室培养1.培养基(1)概念:人们们按照微生物对对_的不同需求,配制出供其_的营营养基质质。(2)营营养构成:一般都含有_和无机盐盐。此外还还需要满满足微生物生长对长对 _、氧气以及_的要求。(3)种类类:按照物理性质质可分为为_培养基和固体培养基。营营养物质质生长长繁殖水、碳源、氮源特殊营营养物质质液体pH2.无菌技术术(1)含义义:指在培养微生物的操作中,所有防止_的方法。(2)关键键:防止_的入侵。(3)不同对对象的无菌操作方法(连线连线 ):杂杂菌污污染外来杂杂菌3.大肠肠杆菌的纯纯化培养(1)制备备牛肉膏蛋白胨胨固体培养基:计计算 _ 溶化 _
2、 _称量灭灭菌倒平板(2)纯纯化大肠肠杆菌的方法:纯纯化培养原理:想方设设法在培养基上得到由一个细细胞繁殖而来的肉眼可见见的菌落,即可获获得较纯较纯 的菌种。纯纯化大肠肠杆菌的关键键步骤骤:_。常用的微生物接种方法有两种:a.平板划线线法:是通过过接种环环在琼琼脂固体培养基表面_,将聚集的菌种逐步稀释释分散到培养基的表面。b.稀释释涂布平板法:是将菌液进进行一系列的_,然后将_的菌液分别别涂布到琼琼脂固体培养基的表面,进进行培养。接种连续连续 划线线的操作梯度稀释释不同稀释释度(3)菌种的保存方法:对对于频频繁使用的菌种,可以采用_的方法。对对于需要长长期保存的菌种,可以采用_的方法。临时临时
3、 保藏甘油管藏二、土壤中分解尿素的细细菌的分离与计计数1.分离原理土壤中细细菌之所以能分解尿素,是因为为它们们能合成_,这这种物质质在把尿素分解成无机物的过过程中起到_作用。2.统计统计 菌落数目统计样统计样 品中的活菌一般用_法。3.实验实验 流程土壤取样样_微生物的培养与观观察细细菌的_。脲脲酶催化稀释释涂布平板样样品的稀释释计计数三、分解纤维纤维 素的微生物的分离1.纤维纤维 素酶(1)组组成:纤维纤维 素酶是一种_,一般认为认为 它至少包括三种组组分,即_。(2)作用:纤维纤维 素 _ _C1酶CX酶葡萄糖苷酶复合酶C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纤维纤维 二糖葡萄糖2.纤维纤维 素分解菌的
4、筛选筛选(1)原理: 纤维纤维 素分解菌(2)筛选筛选 方法:_染色法,即通过过是否产产生_来筛选筛选纤维纤维 素分解菌。(3)培养基:以_为为唯一碳源的选择选择 培养基。刚刚果红红纤维纤维 素_ 红红色消失,出现现_纤维纤维 素酶红红色复合物透明圈刚刚果红红透明圈纤维纤维 素(4)实验实验 流程:土壤取样样:富含_的环环境 选择选择 培养:用_培养,以增加纤维纤维 素分解菌的浓浓度 _:制备备系列稀释释液涂布平板:将样样品涂布到鉴别纤维鉴别纤维 素分解菌的培养基上 挑选产选产 生_的菌落纤维纤维 素选择选择 培养基梯度稀释释透明圈1.(2012北京T5C)将转转基因植物的叶片接种到无菌培养基
5、上,应应该进该进 行严严格的无菌操作。( )【分析】植物组织培养技术成功的关键就是保证无菌条件,如果接种时不进行严格的无菌操作,可能导致实验失败。2.(2012北京T5D)将土壤浸出液涂布在无菌的选择选择 培养基上分离分解尿素的细细菌,是否无菌操作影响较较小。( )【分析】土壤浸出液中含有多种杂菌,所以利用选择培养基筛选土壤浸出液中特定微生物时,不需要进行严格的无菌操作。3.培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐盐四种成分。( )【分析】培养基是根据培养微生物的需求配制的,微生物都需要水、碳源、氮源和无机盐四种营养成分。4.筛选筛选 分解尿素的细细菌应应以尿素作为为培养基中的惟一氮源。( )
6、【分析】分解尿素的细菌能合成脲酶,脲酶能催化分解尿素,所以筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的惟一氮源。5.土壤中纤维纤维 素分解菌的筛选筛选 流程中的“选择选择 培养”是必不可少的。( )【分析】土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定。6.在以纤维纤维 素为为唯一碳源的培养基中加入刚刚果红红染色剂剂,若出现现透明圈,则说则说 明筛选筛选 到分解纤维纤维 素的细细菌。( )【分析】刚果红染色剂能与纤维素结合发生颜色反应,形成红色复合物。分解纤维素的细菌产生纤维素酶分解纤维素,在分解纤维素的细菌的周围出现透明圈。7.统计样统计样 品中的活菌
7、一般使用平板划线线法。( )【分析】使用平板划线法能分离微生物,但不能对微生物进行计数。考点一 培养基配制 1.培养基的成分营营养物质质含义义作用主要来源碳源能提供碳元素的物质质构成生物体的物质质,异养生物的能源物质质无机物:CO2、NaHCO3;有机物:糖类类、脂肪酸、石油、花生粉饼饼等营营养物质质含义义作用主要来源氮源能提供氮元素的物质质合成蛋白质质、核酸以及含氮代谢谢产产物无机物:N2、NH3、氨盐盐、硝酸盐盐;有机物:尿素、牛肉膏、蛋白胨胨等生长长因子生长长必不可少的微量有机物酶和核酸的成分维维生素、氨基酸、碱基等营营养物质质含义义作用主要来源水细细胞生命活动动必不可少的物质质不仅仅是
8、良好的溶剂剂,还还是结结构物质质培养基、大气、代谢产谢产 物无机盐盐提供除碳、氮元素以外的各种重要元素,包括某些大量元素细细胞内的组组成成分,生理调节调节 物质质;某些化能自养型细细菌的能源;酶的激活剂剂培养基、大气2.培养基的分类类种类类特点应应用物 理 性 质质液体培养基不加凝固剂剂工业业生产产半固体培养基 加凝固剂剂观观察微生物的运动动、分 类鉴类鉴 定固体培养基微生物的分离、鉴鉴定、活菌 计计数、保藏化 学 成 分天然培养基含化学成分不 明的天然物质质工业业生产产合成培养基培养基成分明 确或用一定化 学物质质配制分类类、鉴鉴定种类类特点应应用用途选择选择 培养基添加某物质质,抑制杂杂菌
9、生长长,促进进所需微生物生长长培养分离出特定微生物鉴别鉴别 培养基根据微生物的代谢谢特点,在培养基中加入某种指示剂剂鉴别鉴别 微生物3.培养基的配制原则则(1)目的要明确:根据微生物的种类类、培养目的等选择选择 原料配制培养基,如培养自养型的微生物就不用加入有机营营养物质质。(2)营营养要协调协调 :注意各种营营养物质质的浓浓度和比例。(3)pH要适宜:各种微生物适宜生长长的pH范围围不同。4.培养基的制备备牛肉膏蛋白胨胨固体培养基的制备备:计计算依据配方比例,计计算配制不同体积积的培养基时时,各种成分的用量称量准确称取各种成分。牛肉膏要放在称量纸纸上称量,牛肉膏和蛋白胨胨都易吸潮,称取时动时
10、动 作要迅速,称取后及时时盖上瓶盖熔化将称好的牛肉膏和称量纸纸一同放入烧烧杯,加入少量水,加热热,取出称量纸纸,加入称量好的蛋白胨胨和氯氯化钠钠,加琼琼脂。在熔化时时注意玻璃棒要不断地搅搅拌,防止琼琼脂糊底而导导致烧烧杯破裂,最后定容至100 mL灭灭菌灭灭菌前,调节调节 pH;高压压蒸汽灭灭菌倒平板待培养基冷却至50左右时时,在酒精灯火焰附近倒平板【思维拓展】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,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
11、、二氧化碳三类。【拓展延伸】消毒和灭菌的比较1.区别内容种类主要方法应用范围概 念灭 菌灼烧 灭菌 法酒精灯火焰灼烧微生物的接种工具,如接种环、 接种针或其他金属用具等,接种 过程中的试管口或瓶口等用强烈的 理化因素 杀死物体 内外的所 有微生物, 包括芽孢 和孢子在 内干热 灭菌 法干热灭菌箱160 170加热1 h2 h玻璃器皿(如吸管、培养皿等) 、金属用具等能耐高温、需要 保持干燥的物品高压 蒸汽 灭菌 法高压蒸汽灭菌锅, 100 kPa,121,维持 15 min30 min培养基等内容种类主要方法应用范围概 念消毒巴氏消毒法7075煮30 min或80煮15 min牛奶、啤酒、果酒
12、和酱油等不宜进行高温灭菌的液体用较为温和的物理或化学方法,杀死物体表面或内部的部分微生物煮沸消毒法100煮沸5 min6 min日常食品、罐装食品紫外线消毒法紫外线照射30 min接种室、接种箱、超净工作台化学药物消毒法用体积分数为70%75%的乙醇、碘酒涂抹,来苏水喷洒等用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒、空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等2.联系(1)都需借助理化性质营造微生物难以生存的不良环境。(2)其作用原理都是通过使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物。【典例1】在农业农业 生产产中发现发现 一种被广泛使用的除草剂剂(含氮有机化合物)在土壤中不易被降解,长长期使用可污污染土壤。
13、为为修复被该该除草剂污剂污 染的土壤,可按下面程序选选育能降解该该除草剂剂的细细菌(已知该该除草剂剂在水中溶解度低,含一定量该该除草剂剂的培养基不透明)。(1)制备备土壤浸出液时时,为为避免菌体浓浓度过过高,需将浸出液进进行处处理。(2)要在长长期使用该该除草剂剂的土壤中分离出目的菌,从物理性质质、用途方面来看,上述培养皿中培养基的特点是 。(3)在划线线培养时时,只有很少的菌落出现现,大部分细细菌在此培养基上不能生长长的主要原因是 或有氧条件抑制了这这些细细菌的生长长。(4)在固体培养基上形成的菌落中,无透明圈菌落利用的氮源主要是 ,有透明圈菌落利用的氮源主要是 ,据此可筛选筛选 出目的菌。
14、(5)科研人员员用放射线处线处 理该细该细 菌获获得两个突变变株A和B,然后对对突变变株A和B进进行实验实验 ,结结果如表所示:接种的 菌种一般培养基实验处实验处 理及结结果A不生长长添加营营养物质质甲,能生长长B不生长长添加营营养物质质乙,能生长长A+B能生长长不添加营营养物质质 甲、乙都能生长长突变变株A不能在一般培养基上生长长的原因是 。突变变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长长的最可能原因是 。【解析】(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行稀释处理。(2)从物理性质方面来看,题图中的培养基属于固体培养基;从用途方面来看,该培养基属于选择培养基。该除草剂为含氮
15、有机化合物,降解该除草剂的细菌可以以除草剂为氮源。故该培养基中除加入除草剂外,不能再含有其他氮源,以选择出能降解该除草剂的细菌。(3)在以该除草剂为惟一氮源的培养基上,不能降解该除草剂的细菌(除具有固氮能力的细菌外)是不能生长的。(4)含一定量该除草剂的培养基不透明,形成透明圈是该除草剂被某些细菌降解的结果。(5)突变株A的生长依赖于营养物质甲,突变株B的生长依赖于营养物质乙。不添加营养物质甲和乙,二者混合培养时都能生长,最可能的原因是突变株A为突变株B提供了营养物质乙,突变株B为突变株A提供了营养物质甲。答案:(1)稀释(2)在无氮固体培养基中添加了该除草剂(3)培养基中缺少这些细菌可利用的氮源(4)氮气 该除草剂(5)突变株A缺乏合成营养物质甲所需要的酶 突变株A生长需要营养物质甲,突变株B可以提供;突变株B生长需要营养物质乙,突变株A可以提供【互动动探究】(1)题题中透明圈的
