湖南省新田縣高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題8 第2講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學(xué)案

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1、 第2講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 考點(diǎn)一 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng) 一、基礎(chǔ)知識(shí) 1、培養(yǎng)基 （1）營(yíng)養(yǎng)組成：一般都含有 碳源 、 氮源 、 水 和 無(wú)機(jī)鹽 。 （2）種類：按物理狀態(tài)分有 固體 培養(yǎng)基（瓊脂的作用:作 凝固劑 ）和 液體 培養(yǎng)基； 按功能或用途分有 選擇 培養(yǎng)基和 鑒別 培養(yǎng)基。 （3）培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要添加 維生素 ，培養(yǎng)霉菌時(shí)需要將培養(yǎng)基pH調(diào)為 酸性 ； 培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)需要將pH調(diào)為 中性或微堿性 ，培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)則需要提供 無(wú)氧 條件。 2、無(wú)菌技術(shù)： （1）無(wú)菌技術(shù)的目的是 獲得純凈培養(yǎng)物 ，此外還可以防止 感染實(shí)驗(yàn)操作者 。

2、 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是 防止外來(lái)雜菌的入侵 ；使用后的培養(yǎng)基丟棄前一定要 滅菌 處理。 （2）無(wú)菌技術(shù)主要通過 消毒 和 滅菌 來(lái)避免雜菌的污染。 常用的消毒方法有：煮沸消毒、巴氏消毒、紫外線消毒、化學(xué)藥劑消毒 。 滅菌的方法：（1）接種環(huán)、接種針等接種用具用 灼燒 滅菌，所用器具是 酒精燈 ； （2）玻璃器皿、金屬用具可使用 干熱 滅菌法，所用器械是 干熱滅菌箱 ； （3）培養(yǎng)基、無(wú)菌水等使用 高壓蒸汽 滅菌法，所用器械是 高壓蒸汽滅菌鍋 ； 二、大腸桿菌的純化培養(yǎng)：可分成 制備培養(yǎng)基 和 純化大腸桿菌 兩個(gè)階段。 1、制備牛

3、肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 （1）操作步驟： 計(jì)算 → 稱量 → 溶化 → 滅菌 → 倒平板 。 〖思考1〗在稱量操作中，動(dòng)作要迅速，主要是為了防止 防止牛肉膏吸收空氣中水分 。 〖思考2〗溶化操作中需要不斷用玻璃棒攪拌的目的是防止 瓊脂糊底而導(dǎo)致燒杯破裂 。 （2）倒平板操作：待培養(yǎng)基冷卻至 50 ℃左右時(shí)在 酒精燈火焰 附近進(jìn)行操作。 2、純化大腸桿菌 接種微生物常用的方法有 平板劃線法 和 稀釋涂布平板法，接種工具分別是 接種環(huán) 和 涂布器。接種前接種工具都應(yīng)先 燃燒 滅菌，且待冷卻后才接種操作的目的是 以免溫度太高，殺死菌種 。 整個(gè)接種過程都應(yīng)

4、在 酒精燈火焰 附近進(jìn)行。 三、菌種保藏的方法 1、臨時(shí)保藏法：放在 4℃ 的冰箱中保藏，主要用于 頻繁使用 的菌種。 2、甘油管藏法：放在 -20℃ 的冷凍箱中保存，主要用于 長(zhǎng)期使用 的菌種。 四、簡(jiǎn)答題 〖思考3〗平板冷凝后，要將平板倒置的作用是 既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防 止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染 。 〖思考4〗每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)的目的是 殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次 劃線的菌種只來(lái)源于上次劃線的末端 。 〖思考5〗劃線操作結(jié)束時(shí)仍需灼燒接種環(huán)的目的是 避免接種環(huán)上的細(xì)菌污染環(huán)境和感

5、染操作者 。 〖思考6〗從第二次劃線操作開始，總是從上一次劃線的末端開始劃線的目的是 使細(xì)菌的數(shù)目隨著 劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落 。 考點(diǎn)二 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) 一、基礎(chǔ)知識(shí)： 1、尿素細(xì)菌能合成脲酶 將尿素CO(NH2)2]分解為CO2和 NH3 。 2、篩選微生物的原理：人為提供有利于 目的菌株 生長(zhǎng)的條件，同時(shí) 抑制或阻止 其他微生物生長(zhǎng)。 例如：培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以篩選 自養(yǎng)型 微生物； 培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以篩 選 固氮 的微生物； 加入

6、高濃度的食鹽可篩選出 耐鹽 的金黃色葡萄球菌。 3、統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目常用方法是 稀釋涂布平板法 ?！敬送膺€可用 顯微鏡直接計(jì)數(shù) 方法測(cè)定】 這種方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往活菌的實(shí)際數(shù)目 低 。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，選擇菌落數(shù)在 30～300 的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，且每個(gè)稀釋濃度涂布 3 個(gè)平板，再取平均值。 4、排除培養(yǎng)基是否被污染的方法：相同條件下培養(yǎng)沒有接種微生物的空白培養(yǎng)基看是否有菌落生成。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1、土壤取樣時(shí)一般要先鏟去 表層土 ，取樣用的器具使用前都需要 滅菌 。 2、樣品的稀釋：不同微生物的稀釋倍數(shù) 不同 。 3、微生物的培養(yǎng)與觀察：放在 恒溫箱 中培養(yǎng)，選取菌落數(shù)目

7、 穩(wěn)定 時(shí)的記錄作為結(jié)果。 4、鑒定：在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加酚紅 指示劑變 紅 色。 ※ 統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)目的其它方法: 濾膜法 ，將大腸桿菌接種到 伊紅美藍(lán) 培養(yǎng)基中菌落呈 黑 色。 考點(diǎn)三 分解纖維素微生物的分離 一、基礎(chǔ)知識(shí)： 1、纖維素酶是一種 復(fù)合酶 ，它至少包括三種組分：C1酶、CX酶 和 葡萄糖苷酶 。 2、纖維素分解菌的篩選 （1）方法： 剛果紅 染色法。 （2）原理：剛果紅（CR）可以與纖維素形成 紅色復(fù)合物 ，但并不與被 纖維素酶 分解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)培養(yǎng)基中的纖維素被分解后，會(huì)出現(xiàn)以 纖維素分解菌 為中心的 透明圈 ，我們可以

8、通過是否產(chǎn)生 透明圈 來(lái)篩選纖維素分解菌。 ※ 方法一：先培養(yǎng)微生物，再用剛果紅染色；【加入NaCl溶液的作用是將結(jié)合不牢固的剛果紅洗去】 方法二：在倒平板時(shí)就加剛果紅染色。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 〖思考1〗選擇培養(yǎng)的目的 增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需的微生物 。 〖思考2〗選擇培養(yǎng)的操作是：將培養(yǎng)瓶固定在搖床上 振蕩培養(yǎng) ，直至培養(yǎng)液變 混濁 。 〖思考3〗為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？ 答：因?yàn)橹挥心苓m應(yīng)這種營(yíng)養(yǎng)條件的微生物才能繁殖，而其它微生物的繁殖被抑制。 ※ 課題延伸：為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行 發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 的實(shí)驗(yàn)，

9、纖維素酶的發(fā)酵方法有 液體 發(fā)酵和 固體 發(fā)酵。 單元檢測(cè) 1、某實(shí)驗(yàn)小組欲從豆油污染的土壤中篩選出能高效降解脂肪的菌株。請(qǐng)回答： （1）在篩選過程中，應(yīng)將土壤樣品稀釋液接種于以 為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上，從功能上講，該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。 （2）為避免培養(yǎng)皿污染，需將培養(yǎng)皿呈 狀態(tài)放置。為避免培養(yǎng)液中菌體濃度過高，需將培養(yǎng)液進(jìn)行 處理。為了排除 ，需設(shè)置接種等量 的培養(yǎng)基作為空白對(duì)照。 （3）為了篩選出

10、菌株，可將適量的 試劑滴加在平板中的菌落周圍，洗去浮色后，如果菌落周圍的現(xiàn)象是 ，則說明此種菌能夠分泌脂肪酶。 （4）通過純化培養(yǎng)得到的菌種應(yīng)放在 中保存，以便長(zhǎng)期使用。 2、每生物興趣小組為了探究土壤中的微生物對(duì)尿素是否有分解作用，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，并成功篩選到能高效降解尿素的細(xì)菌（目的菌）．培養(yǎng)基成分如下表所示，實(shí)驗(yàn)步驟表格所示．請(qǐng)分析回答問題： KH2PO4 1.4g Na2HPO4 2.1g MgSO4?7H2O 0.2g 葡萄糖 1g 尿素 10g 瓊脂 15g 將上述物質(zhì)溶

11、解后，用蒸餾水定容到1 000mL （1）土壤中分解尿素的細(xì)菌的鑒定方法及原理：在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑，細(xì)菌合成的 將尿素分解為 ，導(dǎo)致pH升高，使指示劑變?yōu)榧t色． （2）培養(yǎng)基中加入瓊脂的作用是 。加入尿素的目的是篩選目的菌，從這個(gè)角度分析這種培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。 （3）“目的菌”生長(zhǎng)所需的碳源來(lái)自培養(yǎng)基中的 ，實(shí)驗(yàn)中需要振蕩培養(yǎng)，原因是 。 （4）圖1是利用 法進(jìn)行微生物接種，所用的接種工具是

12、 。關(guān)于圖1的操作方法和結(jié)果，敘述正確的是 ． A．除第一次外，每次劃線都要從上次劃線的末端開始 B．每次次劃線前后都要對(duì)接種工具滅菌，且目的相同 C．整個(gè)接種劃線操作都要在酒精燈火焰旁進(jìn)行 D．接種完成后需放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，且皿蓋在上 3、某實(shí)驗(yàn)小組為了研究pH對(duì)纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶活性的影響，將纖維素分解菌分別接種在pH不同的剛果紅纖維素培養(yǎng)基中，通過觀察出現(xiàn)透明圈的最早時(shí)間和24 h后透明圈直徑的大小來(lái)判斷纖維素酶活性的高低，實(shí)驗(yàn)流程如圖乙所示： 土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→接種至不同pH剛果紅－纖維素培養(yǎng)基中 （1）纖維素酶是一種

13、復(fù)合酶，其中______________能將纖維二糖分解為葡萄糖。從土壤中篩選出分解纖維素的微生物的方法叫____________染色法。 （2）實(shí)驗(yàn)流程中，選擇培養(yǎng)的目的是___________________________。選擇培養(yǎng)基中應(yīng)該加入 ____________作為唯一的碳源，另外還要加入的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有_____________________。 （3）為了說明選擇培養(yǎng)基對(duì)纖維素分解菌起到了選擇的作用，應(yīng)怎樣設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？ __________________________________________________________。 （4）根據(jù)流程圖可

14、知，將纖維素分解菌接種到培養(yǎng)基上所用的方法為_____________________。本實(shí)驗(yàn)中該接種方法所用的培養(yǎng)基從物理狀態(tài)看，屬于_________培養(yǎng)基。 （5）該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)置了pH分別為6、7、8的三組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，得到了如下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果： pH 出現(xiàn)透明圈的最早時(shí)間(h) 24h后透明圈的直徑(cm) 6 6 4.42 7 10 3.66 8 24 1.33 通過上述結(jié)果可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是___________，纖維素分解菌更適合在偏________ (填“酸”、“堿”或“中”)性環(huán)境下生長(zhǎng)。 參考答案： 1、（1）豆油 選擇 （2）倒置 系列稀釋（或“梯度稀釋”） 無(wú)菌水 實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響（培養(yǎng)基被污染） （3）蘇丹Ⅳ（或“蘇丹Ⅲ”） 出現(xiàn)透明圈（不出現(xiàn)紅色圈或橘黃色圈） （4）-20℃的冷凍箱 2、（1）酚紅 脲酶 氨 （2）作凝固劑 選擇 （3）尿素 葡萄糖 為目的菌提供氧氣 （4）平板劃線 接種環(huán) AC 3、（1）葡萄糖苷酶 剛果紅 （2）增加纖維素分解菌的數(shù)量? 纖維素? 氮源、水和無(wú)機(jī)鹽 （3）將培養(yǎng)基中的纖維素改為葡萄糖，其他條件相同 （4）稀釋涂布平板法?固體 （5）pH? 酸 5