2018年高考創(chuàng)新設計大一輪第39講微生物的培養(yǎng)與應用

1、第39講　微生物的培養(yǎng)與應用,[最新考綱]　1.微生物的分離和培養(yǎng)。2.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用。3.某種微生物數(shù)量的測定。4.微生物在其他方面的應用。,考點一　微生物的實驗室培養(yǎng),1.培養(yǎng)基,(1)概念：人們按照微生物對的不同需求，配制出供其 的營養(yǎng)基質。(2)營養(yǎng)組成：一般都含有 和無機鹽。此外，還需要滿足微生物生長對 、氧氣以及的要求。(3)種類：按照物理性質可分為培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基

2、。,營養(yǎng)物質,生長繁殖,水、碳源、氮源,pH,特殊營養(yǎng)物質,液體,2.無菌技術,(1)含義：指在培養(yǎng)微生物的操作中，所有防止的方法。(2)關鍵：防止的入侵。(3)不同對象的無菌操作方法(連線),雜菌污染,外來雜菌,3.大腸桿菌的純化培養(yǎng),(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基①操作步驟,②倒平板的方法及注意事項,稱量,滅菌,倒平板,a.請用文字和箭頭寫出正確的倒平板操作流程： 。b.甲、乙、丙中的滅菌方法是。

3、c.丁中的操作需要等待才能進行。(2)純化大腸桿菌的方法①純化培養(yǎng)原理：想方設法在培養(yǎng)基上得到__________________的肉眼可見的 ，即可獲得較純的菌種。②純化大腸桿菌的關鍵步驟： 。③常用的微生物接種方法有兩種a.平板劃線法：是通過 在瓊脂固體培養(yǎng)基表面__________的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。,丙→乙→甲→丁,灼燒滅菌,平板冷卻凝固,由一個細胞繁殖而來,

4、菌落,接種,接種環(huán),連續(xù)劃線,b. 法：是將菌液進行一系列的，然后將 的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進行培養(yǎng)。(3)菌種的保存方法①對于頻繁使用的菌種，可以采用的方法。②對于需要長期保存的菌種，可以采用 的方法。,稀釋涂布平板,梯度稀釋,不同稀釋度,臨時保藏,甘油管藏,(1)(教材P16旁欄思考題解答)請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。①培養(yǎng)細菌用的

5、培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿②玻棒、試管、燒瓶和吸管③實驗操作者的雙手提示?、佟ⅱ谛枰獪缇?；③需要消毒。,(2)(教材P17“倒平板操作討論”解答)①為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？提示　通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。②平板冷凝后，為什么要將平板倒置？提示　平板冷凝后，皿蓋上會凝結水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地揮發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。,3.下圖甲

6、、乙是微生物接種常用的兩種方法，請思考：,(1)圖甲是利用________法進行微生物接種，圖乙是利用________法進行微生物接種。這兩種方法所用的接種工具分別是________和________；對這兩種接種工具進行滅菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。,(2)接種操作為什么一定要在火焰附近進行？______________________________________________________。(3)下圖

7、是采用上述接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖解，其接種方法是________(填“圖甲”或“圖乙”)。,提示　(1)平板劃線　稀釋涂布平板　接種環(huán)　涂布器　灼燒滅菌　(2)火焰附近存在著無菌區(qū)域　　(3)圖乙,1.(2016·全國課標卷Ⅰ，39)空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下：,①配置培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、Na

8、Cl、X、H2O)；②制作無菌平板；③設置空白對照組和若干實驗組，進行相關操作；④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)。,回答下列問題：(1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于________。若要完成步驟②，該培養(yǎng)基中的成分X通常是________。(2)步驟③中，實驗組的操作是__________________________________________________________

9、_____________________。(3)若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個/平板作為本組菌落數(shù)的平均值，該做法________(填“正確”或“不正確”)。,2.(2016·深圳六校聯(lián)盟模擬)人們使用含三丁基錫、三苯基錫等有機錫化合物的油漆涂于船只、海洋建筑物等的表面，有效防止了

10、海洋生物附著生長，但近年來的研究發(fā)現(xiàn)油漆中的有機錫可釋放入海，對多種生物造成毒害?，F(xiàn)欲從海洋底泥中分離分解三丁基錫的微生物?；卮鹣铝袉栴}：,(1)為了獲得能降解三丁基錫的微生物菌種，可在被三丁基錫污染的海洋底泥中取樣，并應選用以為碳源的培養(yǎng)基進行選擇培養(yǎng)。除含有碳源外，培養(yǎng)基還應含有________、________、________、無機鹽和蒸餾水等。(2)實驗過程中，玻璃器皿和金屬用具可以采用干熱滅菌法來滅菌，原因是_______

11、__________________________。,(3)常用的微生物接種方法有兩種，但只有________________可用于微生物的計數(shù)，運用該方法計數(shù)的結果往往比實際數(shù)目________(填“高”或“低”)。在平板劃線操作中，接種環(huán)在使用前要先灼燒，其目的是____________________，第二次及其后的劃線都要從上一次劃線的末端開始，其目的是____________。(4)將獲得的3種待選微生物甲、乙、丙分別接

12、種在含少量三丁基錫的相同培養(yǎng)液中培養(yǎng)(培養(yǎng)液中其他營養(yǎng)物質充裕、條件適宜)，觀測從實驗開始到微生物停止生長所用的時間，甲、乙、丙分別為33小時、15小時、46小時，則應選擇微生物________作為菌種進行后續(xù)培養(yǎng)。,答案　(1)三丁基錫　氮源　瓊脂 (2)玻璃器皿和金屬用具能耐高溫，且要保持干燥 (3)稀釋涂布平板法　低　殺滅接種環(huán)上的微生物　使微生物數(shù)目能夠隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，以達到分離的效果 (4)乙,,1.無菌技

13、術,,2.兩種純化細菌的方法的比較,考點二　微生物的篩選和計數(shù),1.土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù),脲酶,尿素,直接計數(shù),稀釋涂布平板法,系列稀釋,計數(shù),2.分解纖維素的微生物的分離,(1)纖維素酶①組成：纖維素酶是一種，一般認為它至少包括三種組分，即 。②作用,復合酶,C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,纖維二糖,葡萄糖,(2)纖維素分解菌的篩選①原理,②篩選方法：染色法，即通過是否產(chǎn)生來篩選纖維素分解菌。

14、③培養(yǎng)基：以 為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。,紅色復合物,透明圈,剛果紅,透明圈,纖維素,④實驗流程,纖維素,選擇培養(yǎng)基,梯度稀釋,鑒別纖維素分解菌,透明圈,(3)分離纖維素分解菌所用的兩種培養(yǎng)基比較分離纖維素分解菌的實驗中先用培養(yǎng)基，再用培養(yǎng)基。①選擇培養(yǎng)基為培養(yǎng)基，以纖維素作為碳源和能源的微生物可以正常生長，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長。②鑒別培養(yǎng)基含瓊脂，為培養(yǎng)基，細菌可在培養(yǎng)基上形成肉眼可見的菌落。剛果紅染

15、色法應用的就是鑒別培養(yǎng)基。,選擇,鑒別,液體,固體,3.結果分析與評價,1.(2016·四川卷，10)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)脲酶細菌的過程，圖乙是脲酶基因轉錄的mRNA部分序列。,(1)圖中選擇培養(yǎng)基應以________為唯一氮源；鑒別培養(yǎng)基還需添加________作指示劑，產(chǎn)脲酶細菌在該培養(yǎng)基上生長一段時間后，其菌落周圍的指示劑將變成________色。(2)在5個細菌培養(yǎng)基平板上，均接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品液0.1

16、mL，培養(yǎng)一段時間后，平板上長出的細菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。該過程采取的接種方法是________，每克土壤樣品中的細菌數(shù)量為________×108個；與血細胞計數(shù)板計數(shù)法相比，此計數(shù)方法測得的細菌數(shù)較________。(3)現(xiàn)有一菌株的脲酶由于基因突變而失活，突變后基因轉錄的mRNA在圖乙箭頭所示位置增加了70個核苷酸，使圖乙序列中出現(xiàn)終止密碼(終止密碼有UAG、UGA和UAA)。突變基因轉

17、錄的mRNA中，終止密碼為________，突變基因表達的蛋白質含________個氨基酸。,解析　(1)脲酶能夠催化尿素分解為氨，故圖中選擇培養(yǎng)基應以尿素作為唯一氮源。由于尿素被分解成了氨，氨會使培養(yǎng)基的堿性增強，pH升高，使酚紅指示劑變紅色。(2)用于計數(shù)細菌菌落數(shù)的接種方法是稀釋涂布平板法，統(tǒng)計的菌落數(shù)應介于30～300之間，故選擇細菌菌落數(shù)為156、178和191的平板計數(shù)，每克土壤樣品中的細菌數(shù)量為(156＋178＋191)/

18、3÷0.1×105＝1.75×108。由于兩個或多個細菌連接在一起時，往往統(tǒng)計的是一個菌落，故用此方法測得的細菌數(shù)偏少。(3)密碼子由三個相鄰的堿基組成，271個堿基和后面2個堿基一起共構成91個密碼子，插入的70個核苷酸和后面2個堿基一起共構成24個密碼子，緊隨其后是UGA，應為終止密碼，翻譯結束，因此表達的蛋白質含115個氨基酸。答案　(1)尿素　酚紅　紅　(2)稀釋涂布平板法　1.75　少　(3)U

19、GA　115,2.(2016·河南鄭州二模)某同學要分離土壤中能分解尿素的細菌，并統(tǒng)計每克土壤樣品中活菌數(shù)目，培養(yǎng)基配方如下。將各種物質溶解后，用蒸餾水定容到1 000 mL，再經(jīng)高溫滅菌，制成固體培養(yǎng)基備用。,(1)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷，該同學能否分離出土壤中分解尿素的細菌？________(填“能”或“不能”)，原因是____________________________________________________

20、_________。,(2)培養(yǎng)基用________方法滅菌，培養(yǎng)皿用________方法滅菌，待培養(yǎng)基冷卻到________℃(填“20”、“30”、“40”或“50”)左右時，在________附近倒平板，等平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置，可以防止_____________________________，以免造成污染。(3)要統(tǒng)計每克土壤樣品中活菌數(shù)目，宜采用________法接種，根據(jù)土壤樣品的稀釋倍數(shù)和接種稀釋液的體積，

21、統(tǒng)計平板上的________就能大約推測出樣品中活菌數(shù)。(4)培養(yǎng)分解尿素的細菌時，在接種前需要檢測培養(yǎng)基是否被污染。對于固體培養(yǎng)基應采用的檢測方法是______________________________________________________________________。,(5)某同學在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為234，那么每克樣品中的菌落數(shù)是(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.1 mL)

22、________。解析　(1)據(jù)表分析，表中的蛋白胨可以為微生物的生存提供氮源，所以不能分離尿素分解菌，篩選纖維素分解菌需要以纖維素為唯一的碳源的選擇培養(yǎng)基。(2)微生物培養(yǎng)中的培養(yǎng)基常用高壓蒸汽滅菌法滅菌，玻璃器皿可以使用干熱滅菌。倒平板時需要培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時在酒精燈火焰旁進行，等平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置，可以防止培養(yǎng)皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基造成污染。,答案　(1)不能　培養(yǎng)基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源，不能選擇出只

23、以尿素為氮源的微生物(培養(yǎng)基含蛋白胨，蛋白胨中含有氮元素)　(2)高壓蒸汽滅菌　干熱滅菌　50　酒精燈火焰　培養(yǎng)皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基　(3)(稀釋)涂布平板　菌落數(shù)目　(4)將未接種的培養(yǎng)基在適宜溫度下放置適宜的時間，觀察培養(yǎng)基上是否有菌落產(chǎn)生　(5)2.34×109,,1.菌株篩選原理的比較,,2.選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基的比較,易錯·防范清零,[易錯清零],易錯點1　誤認為所有微生物培養(yǎng)基中均需加入“生長因子”,

24、點撥　碳源、氮源、水分、無機鹽、生長因子是微生物生長必需的五大營養(yǎng)成分，但大多數(shù)培養(yǎng)基中都含碳源、氮源、水分、無機鹽四類物質，可能不需額外添加“生長因子(如維生素)”，這是因為許多微生物可自行合成這些生長因子，而對那些合成能力有限或不能合成生長因子的微生物(如乳酸菌)，則需在培養(yǎng)基中添加諸如維生素等生長因子。,易錯點2　混淆兩種“對照組”與“重復組”,點撥　(1)兩種對照組作用比較①判斷培養(yǎng)基中“是否有雜菌污染”，需將未接種的培養(yǎng)基同

25、時進行培養(yǎng)。②判斷選擇培養(yǎng)基“是否具有篩選作用”，需設立牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行接種后培養(yǎng)，觀察兩種培養(yǎng)基上菌落數(shù)目，進行對比得出結論。(2)重復組的設置及作用為排除偶然因素對實驗結果的干擾，在每一稀釋度下宜設置3個平板作重復組，選擇菌落數(shù)均在30～300且數(shù)目相差不大的三個平板，用“平均值”代入計數(shù)公式予以計算菌落數(shù)。,易錯點3　混淆消毒與滅菌,點撥　對于活體宜消毒不可說成滅菌，而對于培養(yǎng)基、接種工具、培養(yǎng)皿等必須滅菌。,易錯點4

26、　不明確每次劃線操作中“灼燒接種環(huán)”的目的或誤認為劃線結束后“不必灼燒接種環(huán)”,點撥　平板劃線法純化大腸桿菌時不同階段灼燒接種環(huán)的目的不同①第一次操作：殺死接種環(huán)上原有的微生物。②每次劃線之前：殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于上次劃線的末端。③劃線結束后：殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。,易錯點5　不知道菌落計數(shù)比實際值“偏高”還是“偏低”,點撥　稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中菌落的數(shù)目

27、往往比實際數(shù)目“低”。這是因為當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。而顯微計數(shù)法中由于不能區(qū)分死菌與活菌，故所得數(shù)值可能“偏高”。,[規(guī)范答題],甲醛是一種來源廣泛的揮發(fā)性有機污染物，具有強烈的致癌和致畸作用，利用微生物降解甲醛來治理甲醛污染，具有高效、環(huán)保、無二次污染等優(yōu)點。如圖甲為采集活性污泥作為優(yōu)良菌源，通過篩選分離出能以甲醛為唯一碳源的高效降解菌的實驗過程。請分析回答下列問題：,(1)上述實驗材料中，不需要進行

28、滅菌處理的是________________，培養(yǎng)基滅菌的常用方法為________________。該實驗③過程所用的選擇培養(yǎng)基只能以甲醛作為唯一碳源，其原因是___________________________________________。(2)由③→④的分離活性污泥中細菌的接種方法(如圖乙)為________法，接種時，對接種環(huán)應進行________，在第二次及以后劃線時，總是從上一次劃線的末端開始，這樣做的目的是____

29、__________________________________________。(3)圖乙表示在平板培養(yǎng)基上的第一次和第二次劃線，請在圖乙中畫出第三次劃線。,(4)為研究甲醛初始濃度對菌株降解甲醛能力的影響，進行了相應實驗。當甲醛的初始濃度小于1 200 mg/L時，菌株可以完全降解甲醛；當甲醛的初始濃度增高至1 600 mg/L時，48小時后菌株對甲醛的降解能力很弱，甚至失去降解能力，其原因可能是_______________