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第38讲 微生物的培养与应用,第十一单元 生物技术实践,考纲考频 1微生物的分离和培养(3年8考) 2.培养基对微生物的选择作用(3年5考) 3.利用微生物进行发酵来生产特定的产物(3年3考),第十一单元 生物技术实践,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_的不同需求，配制出供其_的营养基质。 (2)营养构成：一般都含有水、_、氮源和无机盐。此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及_的要求。 (3)种类：按照物理性质可分为_培养基、半固体培养基和_培养基。,营养物质,生长繁殖,碳源,氧气,液体,固体,煮沸消毒法,紫外线消毒法,灼烧灭菌,高压蒸汽灭菌,3大肠杆菌的纯化培养 (1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 配制步骤：计算_溶化_倒平板。 (2)纯化大肠杆菌 纯化大肠杆菌，其关键的步骤是_。 纯化培养方法：_法和_法。 纯化培养原理：在培养基上得到由一个细胞 繁殖而来的肉眼可见的_，即可获得较纯的菌种。,称量,灭菌,接种,平板划线,稀释涂布平板,菌落,二、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 1分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们能合成_，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起_作用。以尿素为唯一氮源的培养基能促进分解尿素的细菌的生长和繁殖，并抑制或阻止其他微生物的生长，从而将目的菌分离。 2统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用_法。 3实验流程：土壤取样制备_微生物的培养与观察细菌的计数。,脲酶,催化,稀释涂布平板,培养基,三、分解纤维素的微生物的分离 1纤维素酶 (1)组成：纤维素酶是一种复合酶，它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。 (2)作用,2菌种筛选 (1)方法：_。,刚果红染色法,是否产生透明圈,纤维素,纤维素酶,1用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时( ) 可以用相同的培养基 都需要使用接种环进行接种 都需要在火焰旁进行接种 都可以用来计数活菌 A B C D,C,解析：平板划线法或稀释涂布平板法都使用固体培养基，故正确；平板划线法采用接种环进行操作，而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作，故错误；纯化时，要进行无菌操作，需要在火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基， 故正确；平板划线法一般用于分离而不是计数，故错 误。,2分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是( ) A经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养 基上 B选择培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少 C经稀释培养后，用刚果红染色 D对照组可用等量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上 解析：经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；选择培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经选择培养的确得到了要分离的微生物。,A,3微生物(除病毒外)需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是 ( ) A乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 C培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利 D生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子往往不足,D,4无菌技术常围绕着如何避免杂菌的污染展开。下列常见的无菌技术中，属于灭菌处理的是( ) A操作者的双手用酒精擦拭 B实验室用紫外线照射 C对接种环进行灼烧处理 D水源用氯气处理 解析：灭菌是用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生 物，包括芽孢和孢子。常用的灭菌方法有灼烧灭菌法、干热 灭菌法和高压蒸气灭菌法。操作者的双手用酒精擦拭、实验 室用紫外线照射、水源用氯气处理都属于消毒，对接种环进 行灼烧处理属于灼烧灭菌。,C,考点一 培养基的类型及配制,考点二 微生物的纯化培养平板划线法与稀释涂布平板法,考点三 微生物的筛选与计数,1培养基的类型及作用,考点一 培养基的类型及配制,液体,半固体,固体,天然,合成,不明确,明确,选择,特定种类的微生物生长,鉴别,指示剂或化学药品,2.培养基的配制原则 (1)目的要明确：根据微生物的种类、_等 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养物质。 (2)营养要协调：注意各种营养物质的_。 (3)pH要适宜：各种微生物适宜生长的_不同。,培养目的,浓度和比例,pH范围,深度思考 为了检测饮用水中是否含有某种细菌，配制了如表培养基配方： (1)该培养基所含的氮源是什么？ _ (2)该培养基属于哪种培养基？作用是什么？ _,提示：(1)蛋白胨。 (2)鉴别培养基；鉴别是否有大肠杆菌。,1(2015银川模拟)微生物的实验室培养，最为关键的是不仅要为微生物提供合适的营养条件和环境条件，还要 能解决杂菌对培养物的污染问题。请结合微生物的实验室培养 知识回答以下问题： (1)培养基能为微生物提供营养。各种培 养基的配方不同，但一般都含有_，如蛋白胨除了提供氮源之外，还提供_； 另外，培养基还需要满足微生物对_的要求。,碳源、氮源、无机盐、水,碳源、磷酸盐和维生素,pH、特殊营养物质、氧气,(2)获得纯正培养物的关键是防止外来微生物入侵。对实验操作的空间、操作者的衣着和手，需要进行清洁和_(填“消毒”或“灭菌”)；而一般对培养基通常选择_法进行灭菌。 (3)微生物的接种方法很多，其核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯正。微生物接种最常用的方法是_和_。 (4)对分离的微生物作进一步鉴定和筛选，常需要借助生物化学方法，如在以_为唯一碳源的培养基中加入_，可用来鉴定纤维素分解菌；而 筛选纤维素分解菌，则依据培养基是否产生_(特征)来筛选。,消毒,高压蒸汽灭菌,平板划线法,稀释涂布平板法,纤维素,刚果红,透明圈,考点二 微生物的纯化培养平板划线法与稀释涂布平板法,接种环上,残留菌种,残留菌种,灭菌,温度太高,大小适当,酒精灯火焰,移液管管头,深度思考 1下图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、2、3、4、5。 (1)接种时不能划破培养基的原因是什么？ _ (2)第1区和第5区的划线能否相连？为什么？ _,2为什么稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低？ _ 3在制备固体培养基进行倒平板操作时，平板冷凝后，某同学将平板倒置，其原因是什么？ _ 提示：1.(1)若划破培养基难以达到分离单菌落的目的。 (2)不能。以便比较前后的菌落数。 2这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 3培养皿上会凝有水珠，平板倒置可防止水珠落入培养皿中而造成污染，还可使培养皿表面的水分更好的挥发。,2(2014高考新课标全国卷)为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题： (1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_； 然后，将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为_。,检测培养基平板灭菌是否合格,3.8107,(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过_灭菌，在第二次及以后的划线时，总是从上一次划线的末端开始划线。这样做的目的是_。 (3)示意图A和B中，_表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。,灼烧,将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落,B,(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 荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液中_的含量，同时可使菌体与培养液充分接触，提高_的利用率。,溶解氧,营养物质,解析：(1)取若干灭菌后的空白平板先行培养一段时间，可依据是否产生菌落确定培养基的灭菌效果是否理想。由样品中菌株数计算公式：(CV)M知：1 mL水样中菌株数为(380.1)1003.8104，故每升水样中的活菌数为3.8107。(2)利用接种环接种时，接种环需灼烧 灭菌。利用平板划线法分离细菌时，在第二次及以后划线时，总是从上一次划线的末端开始，可以将聚集的菌体逐步稀释以便得到单个菌落。(3)稀释涂布平板法是用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，故培养后产生的菌落应随机分布在培养基 表面，即B表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。(4)液体培养基通过振荡可提高溶氧量，同时使菌体与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率，从而提高细菌的生长速度。,1筛选菌株 (1)原则：人为提供有利于_生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长。,考点三 微生物的筛选与计数,目的菌株,(2)菌株筛选原理的比较,尿素,纤维素,酚红,红色复合物,纤维素分解菌为中心的透明圈,2.几种典型微生物的筛选方法 (1)培养基中加入_可以分离出酵母菌和霉菌。 (2)培养基中加入_可得到金黄色葡萄球菌。 (3)培养基中缺乏_时，可以分离固氮微生物。 (4)当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如当石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。 (5)改变微生物的_，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养，只能得到耐高温的微生物。,青霉素,高浓度的食盐,氮源,培养条件,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_，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。,细菌计数板或血细胞计数板,(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_，就能推测出样品中大约含有多少活菌。 计算公式：每克样品中的菌株数(CV)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。 操作：设置_，增强实验的说服力与准确性。同时为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。,菌落数,重复组,深度思考 1为了使结果接近真实值，应如何设置平板，计算出菌落平均数？ _ 2某同学在测定大肠杆菌的密度时发现培养基上还有其他杂菌的菌落，由此他判断该品系大肠杆菌被污染了。他的判断是否确切？为什么？ _ 3计算时若本组实验值与其他平板计数值相比，明显偏离实际值，应如何处理？ _,提示：1.设置三个或三个以上的平板。 2不确切。因为不能确定杂菌是来自培养基还是来自培养过程。 3要舍弃掉后求平均值。,3下面是探究如何从土壤中分离出自生固氮菌与计数的实 验。完成下列问题： (1)实验原理：农田的表层土壤中，自生固氮菌的含量比较 多。将用表层土壤制成的稀泥浆，接种到无氮培养基上进行 培养。在这种情况下，只有自生固氮菌才能生长繁殖。用这 种方法，可以将自生固氮菌与其他细菌分离。 (2)材料用具：农田的表层土壤、无氮培养基、牛肉膏蛋白胨 培养基、盛有9 mL无菌水的试管、无菌吸管、无菌涂布器、无菌培养皿、盛有90 mL无菌水的锥形瓶、恒温箱。,(3)方法步骤： 倒平板：分别将无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基倒平 板，应在_操作。 制备土壤稀释液：取土样10 g加入盛有 90 mL 无菌水的锥 形瓶中，充分摇匀。用无菌吸管吸取上清液1 mL，转至盛有9 mL的无菌水的试管中，依次稀释到107稀释度。 涂布：按照由107103 稀释度的顺序分别吸取 0.1 mL 进行平板涂布，每个稀释度下，无氮培养基应至少涂布_个平板，牛肉膏蛋白胨培养基涂布_个。 培养：放入恒温箱内，在2830 下培养34 d。,酒精灯火焰旁,3,1,细菌的计数：当菌落数目稳定时，选取菌落数在_的平板进行计数。如果测定的平均值为50，则每克样品中的菌落数是_。(稀释度是105) (4)预期结果：相同稀释度下，牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数_(选填“多于”或“少于”)无氮培养基上的数目，原因是_ _。,30300,5107,多于,无氮培养基上只有土壤中的自生固氮菌能生存繁殖，而牛肉膏蛋白胨培养基上几乎允许土壤中所有菌类生存,解析：在酒精灯火焰旁倒平板，可以减少杂菌的污染。为了 保证结果准确，一般设置35个平板，选择菌落数在30 300的平板进行计数，并取平均值，则每克样品中的菌落数为(500.1)1055107。用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，以消除无关变量对实验结果的影响，该培养基几乎适 合所有细菌生存，所以，它比无氮培养基上的菌落数目多。,易错点1 误认为不同生物需要的营养物质不同 点拨 (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、二氧化碳三类。,易错点2 消毒与灭菌混为一谈 点拨,易错点3 进行恒温培养时，要将培养皿倒置 点拨 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，则菌落中的细菌会随水扩散，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。,1(2015北京海淀区期末T20C)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分。( ) 2将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上分离分解尿素的细菌，是否无菌操作影响较小。( ) 3(2013江苏卷T18A)培养基分装到培养皿后进行灭菌。 ( ),4(2013江苏卷T18C)从有机废水中分离微生物用于 废水 处理时，接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养。( ) 5(2013重庆卷T5A)消毒的原则是既杀死材料表面的微生 物，又减少消毒剂对细胞的伤害。( ) 6统计样品中的活菌一般使用平板划线法。( ) 7土壤中纤维素分解菌的筛选流程中的“选择培养”是必不可少的。( ) 8在富含纤维素的培养基中加入刚果红染色剂，若出现周围存在透明圈的菌落，则说明筛选到了分解纤维素的微生物。 ( ),
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