湖南省新田縣高三生物二輪復習 專題8 第2講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學案

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1、 第2講 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 考點一 微生物的實驗室培養(yǎng) 一、基礎(chǔ)知識 1、培養(yǎng)基 (1)營養(yǎng)組成:一般都含有 碳源 、 氮源 、 水 和 無機鹽 。 (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)乳酸桿菌時需要添加 維生素 ,培養(yǎng)霉菌時需要將培養(yǎng)基pH調(diào)為 酸性 ; 培養(yǎng)細菌時需要將pH調(diào)為 中性或微堿性 ,培養(yǎng)厭氧微生物時則需要提供 無氧 條件。 2、無菌技術(shù): (1)無菌技術(shù)的目的是 獲得純凈培養(yǎng)物 ,此外還可以防止 感染實驗操作者 。

2、 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是 防止外來雜菌的入侵 ;使用后的培養(yǎng)基丟棄前一定要 滅菌 處理。 (2)無菌技術(shù)主要通過 消毒 和 滅菌 來避免雜菌的污染。 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 兩個階段。 1、制備牛

3、肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基 (1)操作步驟: 計算 → 稱量 → 溶化 → 滅菌 → 倒平板 。 〖思考1〗在稱量操作中,動作要迅速,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 瓊脂糊底而導致燒杯破裂 。 (2)倒平板操作:待培養(yǎng)基冷卻至 50 ℃左右時在 酒精燈火焰 附近進行操作。 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 。 整個接種過程都應(yīng)

4、在 酒精燈火焰 附近進行。 三、菌種保藏的方法 1、臨時保藏法: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 長期使用 的菌種。 四、簡答題 〖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揮發(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 劃線的菌種只來源于上次劃線的末端 。 〖思考5〗劃線操作結(jié)束時仍需灼燒接種環(huán)的目的是 避免接種環(huán)上的細菌污染環(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,最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落 。 考點二 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù) 一、基礎(chǔ)知識: 1、尿素細菌能合成脲酶 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 生長的條件,同時 抑制或阻止 其他微生物生長。 例如:培養(yǎng)基中不加入有機物可以篩選 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 顯微鏡直接計數(shù) 方法測定】 這種方法統(tǒng)計的菌落數(shù)往往活菌的實際數(shù)目 低 。為了保證結(jié)果準確,選擇菌落數(shù)在 30~300 的平板進行計數(shù),且每個稀釋濃度涂布 3 個平板,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、實驗設(shè)計 1、土壤取樣時一般要先鏟去 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)計細菌數(shù)目的其它方法: 濾膜法 ,將大腸桿菌接種到 伊紅美藍 培養(yǎng)基中菌落呈 黑 色。 考點三 分解纖維素微生物的分離 一、基礎(chǔ)知識: 1、纖維素酶是一種 復合酶 ,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)。當培養(yǎng)基中的纖維素被分解后,會出現(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:在倒平板時就加剛果紅染色。 二、實驗設(shè)計 〖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:因為只有能適應(yīng)這種營養(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,還需要進行 發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 的實驗,

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 1、某實驗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,以便長期使用。 2、每生物興趣小組為了探究土壤中的微生物對尿素是否有分解作用,設(shè)計了以下實驗,并成功篩選到能高效降解尿素的細菌(目的菌).培養(yǎng)基成分如下表所示,實驗步驟表格所示.請分析回答問題: 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,細菌合成的 將尿素分解為 ,導致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,從這個角度分析這種培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。 (3)“目的菌”生長所需的碳源來自培養(yǎng)基中的 ,實驗中需要振蕩培養(yǎng),原因是 。 (4)圖1是利用 法進行微生物接種,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接種工具滅菌,且目的相同 C.整個接種劃線操作都要在酒精燈火焰旁進行 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、某實驗小組為了研究pH對纖維素分解菌產(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)透明圈的最早時間和24 h后透明圈直徑的大小來判斷纖維素酶活性的高低,實驗流程如圖乙所示: 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)實驗流程中,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養(yǎng)物質(zhì)有_____________________。 (3)為了說明選擇培養(yǎng)基對纖維素分解菌起到了選擇的作用,應(yīng)怎樣設(shè)置對照實驗? __________________________________________________________。 (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_____________________。本實驗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)該實驗小組設(shè)置了pH分別為6、7、8的三組實驗進行觀察,得到了如下的實驗結(jié)果: pH 出現(xiàn)透明圈的最早時間(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,該實驗的自變量是___________,纖維素分解菌更適合在偏________ (填“酸”、“堿”或“中”)性環(huán)境下生長。 參考答案: 1、(1)豆油 選擇 (2)倒置 系列稀釋(或“梯度稀釋”) 無菌水 實驗組中非測試因素對實驗結(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、水和無機鹽 (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

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