专题2-微生物的培养与应用课件

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1、专题2 微生物的培养与应用,一、微生物的实验室培养,1.培养基及其配制,(1)培养基的概念:人们按照微生物对_的不同需求,配制出供 其生长繁殖的_。,(2)培养基的成分:一般都含有水、_(提供碳元素的物质)、_ (提供氮元素的物质)和无机盐。还需要满足微生物生长对_、特殊 营养物质以及_的要求。,营养物质,营养基质,碳源,氮源,pH,氧气,2.无菌技术,措施,3.实验操作,4.菌种保藏,即时训练1科学家发现家蝇体内存在一种抗 菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力,因而受到了研究者 的重视。,(1)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的抗菌特性。抗菌实验所用培 养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长

2、提供 和 。,(2)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养 一定时间后,比较两种培养基中菌落的 ,确定该蛋白质的抗菌 效果。,(3)细菌培养常用的接种方法有 和 。实验结束后,对使 用过的培养基应进行 处理。,答案:(1)碳源 氮源 (2)数量 (3)平板划线法 稀释涂布平板法 灭菌,解析:实验室常用的培养细菌的接种方法有平板划线法和稀释涂布 平板法。平板划线法操作简单方便,但是单菌落不容易分离;稀释涂 布平板法操作复杂,但单菌落容易分离。特别要注意微生物的实验 室培养本着“无菌操作”的理念,包括实验结束后对使用过的培养 基应进行灭菌处理,以避免造成污染。,二、土壤中分解尿素

3、的细菌的分离与计数,即时训练2自然界中的微生物往往是混杂生 长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后进行数量的,测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。,步骤如下:,制备稀释倍数为102,103,104,105,106的系列稀释液。,为了得到更加准确的结果,应选用 法接种样品。,适宜温度下培养。,结果分析:,(1)测定的大肠杆菌数,在对应稀释倍数为106的培养基中,得到以下几 种统计结果,与事实更加接近的是 。,A.一个平板,统计的菌落数是23,B.两个平板,统计的菌落数是22和26,取平均值24,C.三个平板,统计的菌落数分别是21,5和52,取平均值26,D.四

4、个平板,统计的菌落数分别是21,30,24和25,取平均值25,(2)一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值 为23.4,那么每升样品中的菌落数是(涂布平板时所用的稀释液体积 为0.2 mL) 。,(3)用这种方法测定密度,实际活菌数量要比测得的数量 (多、 少),因为 。,(3)多 当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的是一个菌落,解析:若对大肠杆菌进行计数,则需要用稀释涂布平板法接种样品。 (1)应选取多个菌落数相差不大的平板计数,取其平均值。(2)23.40.2 106=1.17108。(3)因为菌落可能由1个或多个细菌连在一起生长而 成,所以实际活菌数量要比测得的

5、数量多。,答案:步骤:稀释涂布平板 (1)D (2)1.17108,三、分解纤维素的微生物的分离纤维素分解菌的筛选,即时训练3有些微生物能合成纤维素酶,通过 对这些微生物的研究和作用,使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒,精,用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷 酸盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能产生纤维素酶的微 生物。分析回答问题。,(1)培养基中加入的化合物A是 ,为微生物的生长提供 , 这种培养基属于 培养基。,(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物,向培养基中加入 。,(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前,可用液体培养基培养,增 加微生物的浓度。为获得纯净

6、的菌株,常采用平板划线的方法进行接 种,此过程所用的接种工具是 ,操作时采用 灭菌的方法; 还可用 的方法接种。,(4)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉,这样 做的目的是 。,答案:(1)纤维素 碳源 选择 (2)刚果红 (3)接种环 灼烧 稀释 涂布平板 (4)防止造成环境污染,葡萄糖发生这种反应。纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素,从 而使菌落周围形成透明圈。(3)获得纯净的菌株有两种方法,即平板 划线法和稀释涂布平板法。平板划线操作时所用的接种环,每次接种 之前都要灼烧,这是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 。划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的

7、菌种,避免细 菌污染环境和感染操作者。(4)实验结束后,使用过的培养基应该进 行灭菌处理后才能倒掉,这样可防止造成环境污染。,解析:(1)纤维素酶能将纤维素水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营 养,同样,也可以为人类所利用。要筛选到能产生纤维素酶的微生物, 应用选择培养基,在培养基中加入纤维作唯一的碳源,能在此培养基 中存活的微生物就是能产生纤维素酶的微生物。(2)刚果红可以和像 纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,而不与水解后的纤维二糖和,考点一 微生物的实验室培养,1.培养基,(1)种类:按培养基的物理性质分类。,液体培养基:配制成的液体状态的基质,一般用于生产。,固体培养基:在液体培养基中

8、加入凝固剂(如琼脂),配制成的固体状 态的基质,琼脂固体培养基是实验室中最常用的培养基之一。,(2)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。,2.无菌技术,(1)消毒和灭菌的区别。,(2)无菌技术具体操作。,对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。,将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。,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。,实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。,3.纯化大肠杆菌以及菌种的保藏,(1)制备牛肉膏蛋白

9、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。,(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。,易错提示酒精消毒时,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。,【例1】 回答下列问题。,(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小

10、、结构简单、变 异类型容易选择、 、 等优点,因此常作为遗传学 研究的实验材料。,(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养器 皿进行 (消毒、灭菌);操作者的双手需进行清洗和 ;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质 变性,还能 。,(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计 值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应保证待测样品稀 释的 。,(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征 对细菌进行初步的 。,(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固 体培养基应采用的检测方法是 。,(6)若

11、用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及培养物必须经过,处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。,解析:(1)大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易 培养、生活周期短等优点,培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑 温度、酸碱度和渗透压等条件。(2)灭菌是用强烈的理化因素杀死物 体内外所有的微生物,所以对培养基和培养皿进行灭菌;消毒是用较 为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害 的微生物,操作者的双手需要进行清洗和消毒,紫外线能使蛋白质变 性,还能损伤DNA的结构。(3)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,

12、进行培养,应保证样品稀释的比例适合。(4)对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定。,(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固 体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放 置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。(6)因为有的大肠杆 菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠管出现严重症状,使用过的 培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物扩散。,答案:(1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短,(2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构,(3)比例合适,(4)鉴定(或分类),(5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间

13、,观察培养基 上是否有菌落产生,(6)灭菌,1.选择合适的培养基,(1)根据培养基的用途可分为选择培养基和鉴别培养基。,考点二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,(2)分离分解尿素的细菌的培养基即为选择培养基。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。,2.统计菌落数目的方法,(1)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,培养基表面生长着一个菌落,来源,于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的

14、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=C/VM,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。,3.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。,易错提示培养分解尿素的微生物的培养基的氮 源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素为氮源,缺 乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长繁殖,受到 抑制,所以,用该培养基能

15、够筛选出分解尿素的微生物。,【例2】 尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能 更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,同学 们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验, 并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表 所示,实验步骤如下图所示。请分析回答问题。,(1)此培养基能否用于植物组织培养? ,理由是 。,(2)培养基中加入尿素的目的是 ,这种培养基属于 培养基。,(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的,和 ,实验需要振荡培养,原因是 。,(4)转为固体培养时,常采用 的方法接种,获得单菌落后继续 筛选。,(5)下列材料或用具中:培养细菌用的培养基与培养皿;玻棒、试 管、锥形瓶和吸管;实验操作者的双手。,需要灭菌的是: ;需要消毒的是: 。(填序号),(6)在进行分离分解尿素的细菌实验时,A同学从培养基上筛选出大约 150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的实验结果 产生的原因可能有( )。(填序号),由于土样不同 由于培养基污染 由于操作失误 没有设 置对照,(7)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入 ,细菌合成的 将尿素分解为氨,pH增高,使指示剂变红色。,解析:(1)微生物与植物生长所需的营养不完全相同,培养微