（浙江选考）2020版高考生物一轮复习 第30讲 微生物的利用课件

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1、第30讲 微生物的利用,一、微生物的实验室培养 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)成分:一般都含有碳源、 氮源 、水和无机盐,还需要满足不同 微生物生长对 pH 、特殊营养物质以及氧气的要求。,教材研读,2.无菌技术 方法,3.实验操作 牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备: 计算称量溶化调节pH灭菌 倒平板 。,二、细菌的分离方法:划线分离法和涂布分离法 1.划线分离法 (1)方法:用接种环蘸菌液后在含有 固体 培养基的培养皿平板上 划线,使聚集的菌种分散到培养基的表面。经培养,可看到在划线的末 端出现不连续的 单个菌落 ,表明菌已被

2、分离。在无菌操作下将单 菌落接种到斜面上,每个斜面的 菌落 就是一个细菌产生的后代。 (2)应用:用于基因工程的大肠杆菌等工程菌,可以用 划线分离法 获得产物表达能力高的菌株。由于工程菌的质粒中通常有 抗性基,因 (如抗氨苄青霉素基因),如在培养基中加入一定量的氨苄青霉素,由于非工程菌和其他杂菌都没有抗性基因,所以在划线后只有存在抗性基 因的工程菌能生存下来。,2.涂布分离法:先将培养的菌液 稀释 ,通常稀释到10-710-5倍,然后 取0.1 mL稀释度不同的稀释菌液加在培养皿的 固体培养基 上,用 玻璃刮刀 涂布在培养基平面上进行培养,在适当的稀释度下,可 产生相互分开的 菌落 。,3.二

3、者比较:划线分离法,方法 简单 ;涂布分离法,单菌落更易分开, 但操作 复杂 。,三、大肠杆菌的培养和分离 1.大肠杆菌的特点:革兰氏 阴性 、兼性厌氧的肠道杆菌。 2.细菌的繁殖:以 分裂 的方式繁殖,分裂速度很快。 3.细菌的扩大培养:用 LB液体 培养基,划线分离用 LB固体平 面 培养基。,4.大肠杆菌的分离操作技术 最常用的方法是划线分离法,其操作步骤是: (1)培养基灭菌:将刚配制好的50 mL LB液体培养基和50 mL LB固体培 养基分别装入两个250 mL的三角瓶中,加上封口膜,用 高压锅 进 行灭菌。 (2)倒平板:在 酒精灯火焰 旁将固体培养基分别倒在4个培养皿中, 使

4、培养基铺平皿底部,待凝,使之形成平面。 (3)接种扩大培养:靠近酒精灯火焰将大肠杆菌接种到三角瓶的 液,体培养基 中,三角瓶在 37 ,每分钟200转的摇床中振荡培养12 h。 (4)划线分离:将摇床上培养12 h的菌液在固体培养基的平板上 连续 划线 ,然后将盖好的培养皿 倒置 ,放在37 恒温培养箱中进行 培养,1224 h后,可看到在划线的末端出现不连续的 单个菌落 ,表 明菌已被分离。 (5)菌种保存:在无菌操作下将单菌落用接种环取出,再用 划线 法 接种在空白斜面上,在37 下培养24 h后,置于 4 冰箱中保存。,四、分离以尿素为氮源的微生物 1.实验原理:不同微生物利用氮源种类

5、不同 。有一些细菌含有 脲 酶,通过降解尿素作为其生长的氮源。尿素在脲酶的降解下产生 NH3 ,使培养基的pH由原来的 中性 变为 碱性 ,于是 培养基中的酚红由红黄色变成 红色 。,2.实验步骤: (1)制备培养基:在60 左右时,将两个三角瓶中已灭菌的LB固体培养基 和 尿素 固体培养基,在酒精灯旁分别倒入两个培养皿中,摇匀后 平放至凝固。 (2)制备细菌悬液:在 无菌 条件下,将土样1 g加到有99 mL无菌水 的三角瓶中,振荡10 min,即成10-2土壤稀释液,依此方法制备出10-3、10-4 和10-5的土壤稀释液。,(3)涂布法分离:取0.1 mL稀释10-4和10-5的土壤稀释

6、液,分别加到有LB培 养基和尿素培养基的培养皿中,用 灼烧法 灭菌的玻璃刮刀将菌液 涂布到整个平面上。 (4)培养和观察:在37 恒温箱中培养2448 h,观察 菌落数 。,3.预测本实验的结果:LB全营养固体培养基上的菌落 多而杂 ;尿 素固体培养基上的菌落 少而纯 ,一定时间内,菌落周围出现 红色 区域。用浓度为10-4和10-5土壤稀释液接种,更容易形成单菌落的 是 10-5 土壤稀释液。,1.下列有关划线分离法的操作错误的是 ( D ) A.将接种环放在火焰上灼烧 B.将已冷却的接种环伸入菌液中只蘸取一次 C.蘸取菌液和划线要在火焰旁进行 D.划线时要将最后一区的划线与第一区的划线相连

7、,解析 划线前,接种环需放在酒精灯火焰上灼烧灭菌;待接种环冷却 后伸入菌液中蘸取菌液一次;蘸取菌液和划线过程都要防止空气中杂菌 污染,要在酒精灯火焰旁进行;划线时不能将最后一区的划线与第一区 的划线相连,否则无法分离得到单菌落。,2.为探究适宜环境下,固定容积的培养液中酵母菌种群数量变化规律,研 究者进行了相关实验。下列叙述错误的是 ( D ) A.利用血细胞计数板计数时需要振荡均匀后取样 B.生长旺盛期的培养液上层比下层酵母菌数量多 C.涂布分离法计数可用接种等量无菌水组作对照 D.涂布分离法统计的酵母菌数目会比实际值略大,解析 探究培养液中酵母菌种群数量变化规律实验中,利用血细胞 计数板计

8、数时需要振荡均匀后取样,A正确;酵母菌通过需氧呼吸大量繁 殖,因此生长旺盛期的培养液上层比下层酵母菌数量多,B正确;涂布分 离法计数可用接种等量无菌水组作对照,C正确;由于酵母菌会相互重 叠,因此涂布分离法统计的酵母菌数目会比实际值略小,D错误。,3.下列有关微生物培养的叙述正确的是 ( D ) A.通常使用液体培养基分离获得细菌单菌落 B.若培养基需要调节pH,应该在灭菌后进行 C.用显微镜直接计数固体培养基中微生物数量 D.倒置平板可防止培养基被滴落的冷凝水污染,解析 常用固体或半固体培养基分离获得细菌单菌落,A错误;若培 养基需要调节pH,应该在灭菌前进行,B错误;显微镜直接计数法是测定

9、 培养液中微生物数量的方法,固体培养基上用涂布分离法直接计数单个 菌落数,C错误;平板倒置是为了避免冷凝的液体掉到培养基上,污染培 养基,D正确。,4.分离以尿素为氮源的细菌和分离大肠杆菌都使用了LB培养基,其成分 ( C ) A.前者含琼脂,后者不含琼脂和琼脂糖 B.两者都含有琼脂 C.前者含有琼脂糖,后者不含琼脂糖但含琼脂 D.两者都不含琼脂和琼脂糖,解析 琼脂和琼脂糖都可作为凝固剂,用于制备固体培养基。但琼 脂为混合物,含少量含氮化合物,琼脂加以纯化,去除含氮化合物就成为 琼脂糖。由于琼脂为混合物,其中含一定量的含氮化合物,因此不能用 于分离以尿素为氮源的细菌。琼脂糖为琼脂的纯化物,不含

10、含氮化合 物,可用于分离以尿素为氮源的细菌。,5.现有一升水样,梯度稀释至10-3倍。各取0.1 mL已稀释10-3倍的水样分 别接种到三个培养基上培养,记录的菌落数分别为15、16、17个,则每 升原水样中菌株数为 个。 ( D ) A.160 B.1.6103 C.1.6107 D.1.6108,解析 题中梯度稀释的倍数是10-3,三个培养基上菌落的平均数为(1 5+16+17)/3=16(个),则每毫升样品中菌株数为16/0.1103=1.6105(个),所 以每升原水样中的菌株数为1.6105103=1.6108(个)。,6.为了调查某学校附近河流的水质状况,该学校生物兴趣小组测定了河

11、 流水样中的细菌含量,并进行了细菌的分离等工作。回答下列问题: (1)如图,该小组采用的是 分离水样中的细菌。操作时,接 种环通过 灭菌,在第二次及以后的操作时,总是从上一次的末,端开始,这样做的目的是 。 (2)该实验组将接种好的培养皿在恒温箱中培养时倒置,其目的是 ;在培养基上产生的单个 菌落在生态学中可以被称为 。 (3)根据培养皿上菌落的平均数可以计算河水中该细菌的密度,但计算 的数据要比实际活菌的数目少,原因是 。除上述的活菌计数法外, 也是测,定微生物数量的常用方法。 (4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分进行静置 培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培养的

12、细菌比静置培养 的细菌生长速度快。分析其原因是: 。,答案 (1)划线分离法 灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌 落 (2)防止形成的冷凝水滴落在培养基上产生杂菌污染 种群 (3) 当两个或者多个细胞连在一起时平板上观察到的是一个菌落 显微镜 计数 (4)振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量,同时可以使菌体与 培养液充分接触,提高营养物质的利用率,解析 (1)从图中可明显看到三个划线区域,这说明该小组采用的是 划线分离法分离水样中的细菌。接种环是金属制品,可用灼烧灭菌。在 第二次及以后的操作时,总是从上一次的末端开始,这样做的目的是将 聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落。(2)将接种好的培

13、养皿在恒温 箱中培养时倒置,其目的是防止形成的冷凝水滴落在培养基上产生杂菌 污染。种群是生活在同一区域的同种生物全部个体的总和,因此在培养 基上产生的单个菌落在生态学中可以被称为种群。(3)根据培养皿上菌 落的平均数可以计算河水中该细菌的密度,但计算的数据要比实际活菌,的数目少,原因是当两个或者多个细菌连在一起时平板上观察到的是一 个菌落。除上述的活菌计数法外,显微镜计数也是测定微生物数量的常 用方法。(4)振荡培养能提高培养液的溶解氧的含量,同时可以使菌体 与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,所以振荡培养的细菌比静 置培养的细菌生长速度快。,7.(1)用射线处理一些霉菌后,稀释并接种在以

14、较低浓度果胶为 的培养基中,可获得产果胶酶的高产菌株。通过观察比较培养基上 可判断菌株是否属于同一种类。 (2)在分离高产果胶酶菌种的实验操作中,对于获得纯化的果胶酶高产 菌单菌落影响最大的是 。 A.实验所用的霉菌孢子来源于多个菌株 B.涂布前涂布器未在酒精灯火焰上的灼烧灭菌 C.已添加果胶的蔗糖豆芽汁培养基作为选择培养基 D.实验操作过程中未打开超净台的过滤风,答案 (1)唯一碳源 菌落的形态特征 (2)C,解析 用于筛选产果胶酶的高产菌株的选择培养基应以果胶为唯一碳 源;可以根据菌落的形态特征来判断菌株是否属于同一种类;C项中碳源 不是唯一的。,一、无菌技术的知识归纳 1.灭菌目的:为了

15、获得纯净的培养物,关键是防止外来杂菌的污染。,考点突破,2.无菌操作的条件 (1)各种器皿必须是无菌的; (2)各种培养基必须是无菌的; (3)细菌转移操作的过程必须是无菌的。,3.三种常用灭菌方法的比较,二、大肠杆菌的培养与分离中应注意的问题 1.划线分离操作中的有关问题 (1)在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环,在划线操作结 束后,仍然需要灼烧接种环。,(2)在灼烧接种环之后,要等其冷却后再进行划线,以免接种环温度 太高,杀死菌种。 (3)在做第二次以及其后的划线操作时,要从上一次划线的末端开始划 线。每次划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一 次划线的末端开始划线,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减 少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。,2.进行恒温培养时,要将培养皿倒置的原因 如果正放培养皿,则皿盖上形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开。 如果培养皿中已形成菌落,则菌落中的菌会随水扩散,菌落间相互影响, 很难再分成单菌落,达不到分离的目的。因此恒温培养时,培养皿必须 倒置。 知能拓展 有关培养基的类型及选择问题,三、分离以尿素为氮源的微生物实验剖析 1.土样的获得:从有哺乳动物排泄物的地方取得。,2.实验步骤:,知能拓展 (1)用琼脂糖代替琼脂配制固体