2018年高考創(chuàng)新設(shè)計(jì)大一輪第39講微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

1、第39講　微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用,[最新考綱]　1.微生物的分離和培養(yǎng)。2.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用。3.某種微生物數(shù)量的測(cè)定。4.微生物在其他方面的應(yīng)用。,考點(diǎn)一　微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng),1.培養(yǎng)基,(1)概念：人們按照微生物對(duì)的不同需求，配制出供其 的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。(2)營(yíng)養(yǎng)組成：一般都含有 和無(wú)機(jī)鹽。此外，還需要滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)對(duì) 、氧氣以及的要求。(3)種類(lèi)：按照物理性質(zhì)可分為培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基

2、。,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),生長(zhǎng)繁殖,水、碳源、氮源,pH,特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),液體,2.無(wú)菌技術(shù),(1)含義：指在培養(yǎng)微生物的操作中，所有防止的方法。(2)關(guān)鍵：防止的入侵。(3)不同對(duì)象的無(wú)菌操作方法(連線(xiàn)),雜菌污染,外來(lái)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(xiàng),稱(chēng)量,滅菌,倒平板,a.請(qǐng)用文字和箭頭寫(xiě)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(jìn)行。(2)純化大腸桿菌的方法①純化培養(yǎng)原理：想方設(shè)法在培養(yǎng)基上得到__________________的肉眼可見(jiàn)的 ，即可獲得較純的菌種。②純化大腸桿菌的關(guān)鍵步驟： 。③常用的微生物接種方法有兩種a.平板劃線(xiàn)法：是通過(guò) 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(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái),

4、菌落,接種,接種環(huán),連續(xù)劃線(xiàn),b. 法：是將菌液進(jìn)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(jìn)行培養(yǎng)。(3)菌種的保存方法①對(duì)于頻繁使用的菌種，可以采用的方法。②對(duì)于需要長(zhǎng)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(shí)保藏,甘油管藏,(1)(教材P16旁欄思考題解答)請(qǐng)你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請(qǐng)選擇合適的方法。①培養(yǎng)細(xì)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(shí)驗(yàn)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(guò)火焰？提示　通過(guò)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(huì)凝結(jié)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?fù)]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(qǐng)思考：,(1)圖甲是利用________法進(jìn)行微生物接種，圖乙是利用________法進(jìn)行微生物接種。這兩種方法所用的接種工具分別是________和________；對(duì)這兩種接種工具進(jìn)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(jìn)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(xiàn)　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(wú)菌區(qū)域　　(3)圖乙,1.(2016·全國(guó)課標(biāo)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(shí)驗(yàn)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(wú)菌平板；③設(shè)置空白對(duì)照組和若干實(shí)驗(yàn)組，進(jìn)行相關(guān)操作；④將各組平板置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，統(tǒng)計(jì)各組平板上菌落的平均數(shù)。,回答下列問(wèn)題：(1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來(lái)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(shí)驗(yàn)組的操作是__________________________________________________________

9、_____________________。(3)若在某次調(diào)查中，某一實(shí)驗(yàn)組平板上菌落平均數(shù)為36個(gè)/平板，而空白對(duì)照組的一個(gè)平板上出現(xiàn)了6個(gè)菌落，這種結(jié)果說(shuō)明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了________現(xiàn)象。若將30(即36－6)個(gè)/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(jī)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(zhǎng)，但近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)油漆中的有機(jī)錫可釋放入海，對(duì)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。回答下列問(wèn)題：,(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(yīng)選用以為碳源的培養(yǎng)基進(jìn)行選擇培養(yǎng)。除含有碳源外，培養(yǎng)基還應(yīng)含有________、________、________、無(wú)機(jī)鹽和蒸餾水等。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃器皿和金屬用具可以采用干熱滅菌法來(lái)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(jì)數(shù)，運(yùn)用該方法計(jì)數(shù)的結(jié)果往往比實(shí)際數(shù)目________(填“高”或“低”)。在平板劃線(xiàn)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(xiàn)都要從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充裕、條件適宜)，觀測(cè)從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始到微生物停止生長(zhǎng)所用的時(shí)間，甲、乙、丙分別為33小時(shí)、15小時(shí)、46小時(shí)，則應(yīng)選擇微生物________作為菌種進(jìn)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(xiàn)次數(shù)的增加而逐步減少，以達(dá)到分離的效果 (4)乙,,1.無(wú)菌技

13、術(shù),,2.兩種純化細(xì)菌的方法的比較,考點(diǎn)二　微生物的篩選和計(jì)數(shù),1.土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù),脲酶,尿素,直接計(jì)數(shù),稀釋涂布平板法,系列稀釋,計(jì)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(rèn)為它至少包括三種組分，即 。②作用,復(fù)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(guò)是否產(chǎn)生來(lái)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(fù)合物,透明圈,剛果紅,透明圈,纖維素,④實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長(zhǎng)。②鑒別培養(yǎng)基含瓊脂，為培養(yǎng)基，細(xì)菌可在培養(yǎng)基上形成肉眼可見(jiàn)的菌落。剛果紅染

15、色法應(yīng)用的就是鑒別培養(yǎng)基。,選擇,鑒別,液體,固體,3.結(jié)果分析與評(píng)價(jià),1.(2016·四川卷，10)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)脲酶細(xì)菌的過(guò)程，圖乙是脲酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA部分序列。,(1)圖中選擇培養(yǎng)基應(yīng)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(xì)菌在該培養(yǎng)基上生長(zhǎng)一段時(shí)間后，其菌落周?chē)闹甘緞⒆兂蒧_______色。(2)在5個(gè)細(xì)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(shí)間后，平板上長(zhǎng)出的細(xì)菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191。該過(guò)程采取的接種方法是________，每克土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)量為_(kāi)_______×108個(gè)；與血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法相比，此計(jì)數(shù)方法測(cè)得的細(xì)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(zhuǎn)錄的mRNA在圖乙箭頭所示位置增加了70個(gè)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(zhuǎn)

17、錄的mRNA中，終止密碼為_(kāi)_______，突變基因表達(dá)的蛋白質(zhì)含________個(gè)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(yīng)以尿素作為唯一氮源。由于尿素被分解成了氨，氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，pH升高，使酚紅指示劑變紅色。(2)用于計(jì)數(shù)細(xì)菌菌落數(shù)的接種方法是稀釋涂布平板法，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)應(yīng)介于30～300之間，故選擇細(xì)菌菌落數(shù)為156、178和191的平板計(jì)數(shù)，每克土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)量為(156＋178＋191)/

18、3÷0.1×105＝1.75×108。由于兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連接在一起時(shí)，往往統(tǒng)計(jì)的是一個(gè)菌落，故用此方法測(cè)得的細(xì)菌數(shù)偏少。(3)密碼子由三個(gè)相鄰的堿基組成，271個(gè)堿基和后面2個(gè)堿基一起共構(gòu)成91個(gè)密碼子，插入的70個(gè)核苷酸和后面2個(gè)堿基一起共構(gòu)成24個(gè)密碼子，緊隨其后是UGA，應(yīng)為終止密碼，翻譯結(jié)束，因此表達(dá)的蛋白質(zhì)含115個(gè)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(xué)要分離土壤中能分解尿素的細(xì)菌，并統(tǒng)計(jì)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(zhì)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(xué)能否分離出土壤中分解尿素的細(xì)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(shí)，在________附近倒平板，等平板冷卻凝固后，將平板倒過(guò)來(lái)放置，可以防止_____________________________，以免造成污染。(3)要統(tǒng)計(jì)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(jì)平板上的________就能大約推測(cè)出樣品中活菌數(shù)。(4)培養(yǎng)分解尿素的細(xì)菌時(shí)，在接種前需要檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染。對(duì)于固體培養(yǎng)基應(yīng)采用的檢測(cè)方法是______________________________________________________________________。,(5)某同學(xué)在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中測(cè)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(shí)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(shí)需要培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時(shí)在酒精燈火焰旁進(jìn)行，等平板冷卻凝固后，將平板倒過(guò)來(lái)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(shí)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(cuò)·防范清零,[易錯(cuò)清零],易錯(cuò)點(diǎn)1　誤認(rèn)為所有微生物培養(yǎng)基中均需加入“生長(zhǎng)因子”,

24、點(diǎn)撥　碳源、氮源、水分、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因子是微生物生長(zhǎng)必需的五大營(yíng)養(yǎng)成分，但大多數(shù)培養(yǎng)基中都含碳源、氮源、水分、無(wú)機(jī)鹽四類(lèi)物質(zhì)，可能不需額外添加“生長(zhǎng)因子(如維生素)”，這是因?yàn)樵S多微生物可自行合成這些生長(zhǎng)因子，而對(duì)那些合成能力有限或不能合成生長(zhǎng)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(zhǎng)因子。,易錯(cuò)點(diǎn)2　混淆兩種“對(duì)照組”與“重復(fù)組”,點(diǎn)撥　(1)兩種對(duì)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(shí)進(jìn)行培養(yǎng)。②判斷選擇培養(yǎng)基“是否具有篩選作用”，需設(shè)立牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行接種后培養(yǎng)，觀察兩種培養(yǎng)基上菌落數(shù)目，進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論。(2)重復(fù)組的設(shè)置及作用為排除偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，在每一稀釋度下宜設(shè)置3個(gè)平板作重復(fù)組，選擇菌落數(shù)均在30～300且數(shù)目相差不大的三個(gè)平板，用“平均值”代入計(jì)數(shù)公式予以計(jì)算菌落數(shù)。,易錯(cuò)點(diǎn)3　混淆消毒與滅菌,點(diǎn)撥　對(duì)于活體宜消毒不可說(shuō)成滅菌，而對(duì)于培養(yǎng)基、接種工具、培養(yǎng)皿等必須滅菌。,易錯(cuò)點(diǎn)4

26、　不明確每次劃線(xiàn)操作中“灼燒接種環(huán)”的目的或誤認(rèn)為劃線(xiàn)結(jié)束后“不必灼燒接種環(huán)”,點(diǎn)撥　平板劃線(xiàn)法純化大腸桿菌時(shí)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(xiàn)之前：殺死上次劃線(xiàn)后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線(xiàn)的菌種直接來(lái)源于上次劃線(xiàn)的末端。③劃線(xiàn)結(jié)束后：殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。,易錯(cuò)點(diǎn)5　不知道菌落計(jì)數(shù)比實(shí)際值“偏高”還是“偏低”,點(diǎn)撥　稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中菌落的數(shù)目

27、往往比實(shí)際數(shù)目“低”。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落。而顯微計(jì)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(lái)源廣泛的揮發(fā)性有機(jī)污染物，具有強(qiáng)烈的致癌和致畸作用，利用微生物降解甲醛來(lái)治理甲醛污染，具有高效、環(huán)保、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。如圖甲為采集活性污泥作為優(yōu)良菌源，通過(guò)篩選分離出能以甲醛為唯一碳源的高效降解菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：,(1)上述實(shí)驗(yàn)材料中，不需要進(jìn)行

28、滅菌處理的是________________，培養(yǎng)基滅菌的常用方法為_(kāi)_______________。該實(shí)驗(yàn)③過(guò)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(xì)菌的接種方法(如圖乙)為_(kāi)_______法，接種時(shí)，對(duì)接種環(huán)應(yīng)進(jìn)行________，在第二次及以后劃線(xiàn)時(shí)，總是從上一次劃線(xiàn)的末端開(kāi)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(xiàn)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出第三次劃線(xiàn)。,(4)為研究甲醛初始濃度對(duì)菌株降解甲醛能力的影響，進(jìn)行了相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)甲醛的初始濃度小于1 200 mg/L時(shí)，菌株可以完全降解甲醛；當(dāng)甲醛的初始濃度增高至1 600 mg/L時(shí)，48小時(shí)后菌株對(duì)甲醛的降解能力很弱，甚至失去降解能力，其原因可能是_______________