2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 11.43微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用教學(xué)案 新人教版

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1、2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 11.43微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用教學(xué)案 新人教版 [考綱要求]　1.微生物的分離和培養(yǎng)。2.某種微生物數(shù)量的測(cè)定。3.培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用。 考點(diǎn)一　微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng) 1． 培養(yǎng)基的分析 (1)據(jù)物理狀態(tài)的不同，培養(yǎng)基只有液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基兩種類型 (　×　) (2)培養(yǎng)基中一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽四種成分 (　√　) (3)在配制培養(yǎng)基時(shí)，除滿足營(yíng)養(yǎng)需求外，還應(yīng)考慮pH、O2及特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求 (　√　) 2． 無菌技術(shù)(連一連) 3． 純化大腸桿菌 (1)制備固體培養(yǎng)基的流程 →→→→ (2)純化大腸桿菌

2、的方法 常用的微生物接種方法有平板劃線法和稀釋涂布平板法。 ①平板劃線法：是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。 ②稀釋涂布平板法：是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度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)。 易錯(cuò)警示　(1)自養(yǎng)微生物與異養(yǎng)微生物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同：①自養(yǎng)微生物所需的碳源、氮源來自含碳、含氮的無機(jī)物，而異養(yǎng)微生物需要的碳源、氮源來自含碳、含氮的有機(jī)物，因此可根據(jù)培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型。②含氮無機(jī)物不但能給自養(yǎng)微生物提供氮源，也能作為能源物質(zhì)，提供能量，如NH3既作為硝化細(xì)菌的氮源也作為能

3、源。(2)配制牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的注意事項(xiàng)：①倒平板的適宜溫度是50 ℃左右，溫度過高會(huì)燙手，過低培養(yǎng)基又會(huì)凝固。②平板需倒置，這樣既可使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。(3)平板劃線操作的注意事項(xiàng)：①第一次劃線及每次劃線之前都需要灼燒接種環(huán)。②灼燒接種環(huán)，待其冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。③劃線時(shí)最后一區(qū)不要與第一區(qū)相連。④劃線用力大小要適當(dāng)，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。 1． 下列無菌操作中，錯(cuò)誤的是 (　　) A．無菌操作的目的是防止雜菌污染 B．用酒精擦拭雙手的方法對(duì)操作者進(jìn)行消毒 C．實(shí)驗(yàn)操作過程應(yīng)在酒精

4、燈火焰附近進(jìn)行 D．玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)可用酒精擦拭 答案　D 解析　對(duì)操作者應(yīng)用較溫和的方法進(jìn)行消毒。實(shí)驗(yàn)操作過程應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。對(duì)無菌操作用到的玻璃器皿要用干熱滅菌的方法徹底消滅其中的微生物，用酒精擦拭不能達(dá)到目的。 2． 下列是用于從土壤中分離純化土壤細(xì)菌的培養(yǎng)基配方。請(qǐng)回答： 試劑 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 瓊脂 水 用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL (1)培養(yǎng)基的類型有很多，但培養(yǎng)基中一般都含有水、碳源、____________和無機(jī)鹽。上述培養(yǎng)基配方中能充當(dāng)碳源的成分是______

5、____________________。培養(yǎng)基配制完成以后，一般還要調(diào)節(jié)pH，并對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行__________處理。該培養(yǎng)基從物理性質(zhì)上分類屬于____________。 (2)分離純化微生物最常使用的接種方法是____________和____________________。 (3)假設(shè)培養(yǎng)結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上菌落連成一片，可能的原因是什么？(列舉兩項(xiàng)) ________________________________________________________________________ ________________________________________

6、________________________________。 答案　(1)氮源　牛肉膏和蛋白胨　滅菌　固體培養(yǎng)基　(2)平板劃線法　稀釋涂布平板法　(3)稀釋倍數(shù)不夠，菌液的濃度太高；劃線時(shí)，劃完第一次沒有滅菌即接著劃第二次；培養(yǎng)過程中滅菌不嚴(yán)格，受到了其他微生物的污染(任選兩個(gè)) 解析　培養(yǎng)基中都應(yīng)含有水、無機(jī)鹽、碳源和氮源。配制培養(yǎng)基時(shí)加入了瓊脂，因此該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基。培養(yǎng)基配制完成后要調(diào)pH和滅菌。牛肉膏、蛋白胨中含碳元素，可作為有機(jī)碳源。分離純化微生物一般用平板劃線法和稀釋涂布平板法。平板劃線法中每次劃線前都要將接種環(huán)灼燒滅菌，以殺死上次劃線時(shí)接種環(huán)上殘留的菌種；采用稀

7、釋涂布平板法時(shí)稀釋度要足夠高，否則會(huì)使微生物不能分散成單個(gè)細(xì)胞。 1． 微生物和動(dòng)植物營(yíng)養(yǎng)要素的比較 項(xiàng)目 碳源 氮源 能源 無機(jī)鹽、水 動(dòng)物 糖類、脂肪等 蛋白質(zhì)或其降解物 同碳源 都需要，種類及功能基本相同 微生物 異養(yǎng)型 糖類、脂肪、醇、有機(jī)酸等 蛋白質(zhì)或其降解物、銨鹽、硝酸鹽、N2等 同碳源 自養(yǎng)型 CO2、碳酸鹽等 NH3、銨鹽、硝酸鹽等 氧化無機(jī)物或利用光能 綠色植物 銨鹽、硝酸鹽 光能 2． 消毒和滅菌比較 比較項(xiàng)目 理化因素的作用強(qiáng)度 消滅微生 物的數(shù)量 芽孢和孢子 能否被消滅 消毒 較為溫和 部

8、分生活狀態(tài)的微生物 不能 滅菌 強(qiáng)烈 全部微生物 能 3.兩種純化細(xì)菌的方法的比較 項(xiàng)目 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 平板劃 線法 可以觀察菌落特征，對(duì)混合菌進(jìn)行分離 不能計(jì)數(shù) 稀釋涂 布平板法 可以計(jì)數(shù)，可以觀察菌落特征 吸收量較小，較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延 4． 培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成 (1)各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽。 (2)不同培養(yǎng)基要滿足不同微生物對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及氧氣的需求。 考點(diǎn)二　分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) 1． 完善土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) (1)分離原理：土壤中細(xì)菌之所以能分解尿素，是由于

9、它們體內(nèi)能合成脲酶，這種物質(zhì)在把尿素分解成無機(jī)物的過程中起到催化作用。 (2)統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目：統(tǒng)計(jì)樣品中的活菌一般用稀釋涂布平板法。 (3)實(shí)驗(yàn)流程：土壤取樣→樣品的稀釋→微生物的培養(yǎng)與觀察→細(xì)菌的計(jì)數(shù)。 2． 判斷正誤 (1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 (　√　) (2)篩選分解尿素的細(xì)菌應(yīng)以尿素作為培養(yǎng)基中的唯一氮源 (　√　) (3)統(tǒng)計(jì)樣品中的活菌一般用平板劃線法 (　×　) (4)在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若指示劑變藍(lán)，則說明篩選到分解尿素的細(xì)菌 (　×　) 易錯(cuò)警示　(1)在同一稀釋度下

10、，至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求出平均值，并根據(jù)平板所對(duì)應(yīng)的稀釋度計(jì)算出樣品中細(xì)菌的數(shù)目。如果某個(gè)平板的菌落數(shù)與其他差別甚遠(yuǎn)，說明該平板操作過程中出現(xiàn)失誤，應(yīng)舍棄。 (2)統(tǒng)計(jì)的菌落往往比活菌的實(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。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來表示。 3． 自然界中的微生物往往是混雜生長(zhǎng)的。人們?cè)谘芯课⑸飼r(shí)一般要將它們分離提純，然后進(jìn)行數(shù)量的測(cè)定。下面是對(duì)大腸桿菌進(jìn)行數(shù)量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答有關(guān)問題。 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)制備稀釋倍數(shù)為102、103、104、105、106的系列稀釋液。 (2)為了得到更加準(zhǔn)確

11、的結(jié)果，你選用____________法接種樣品。 (3)適宜溫度下培養(yǎng)。 結(jié)果分析： (1)測(cè)定大腸桿菌數(shù)時(shí)，在對(duì)應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下幾種統(tǒng)計(jì)結(jié)果，正確可信的是________________，其理由是______________________________________ ________________________________________________________________________。 A．一個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是230 B．兩個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是220和260，取平均值240 C．三個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是210、5

12、0和520，取平均值260 D．四個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是210、300、240和250，取平均值250 (2)一同學(xué)在稀釋倍數(shù)為105的培養(yǎng)基中測(cè)得平板上菌落數(shù)的平均值為234，那么每毫升樣品中的菌落數(shù)是__________(涂布平板時(shí)所用稀釋液的體積為0.1 mL)。 (3)用這種方法測(cè)定的大腸桿菌密度，實(shí)際活菌數(shù)量要比測(cè)得的數(shù)量____________，因?yàn)開_______________________________________________________________________ ______________________。 答案　實(shí)驗(yàn)步驟：(2)稀釋涂

13、布平板 結(jié)果分析：(1)D　在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要涂布至少三個(gè)平板作為重復(fù)組，才能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力與準(zhǔn)確性；在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，要考慮所設(shè)置的重復(fù)組的結(jié)果是否合理 (2)2.34×108　(3)多　當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落 解析　實(shí)驗(yàn)步驟：為了得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果，應(yīng)用稀釋涂布平板法接種樣品。 結(jié)果分析：(1)選取多個(gè)菌落數(shù)相差不大的平板計(jì)數(shù)，取其平均值。 (2)234÷0.1×105＝2.34×108。 (3)因?yàn)榫淇赡苡蓛蓚€(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起生長(zhǎng)而成，所以實(shí)際活菌數(shù)量要比測(cè)得的數(shù)量多。 1． 篩選菌株的原理 微生物的選擇培養(yǎng)：在選擇培養(yǎng)基的配方

14、中，把尿素作為培養(yǎng)基中的唯一氮源，原則上只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長(zhǎng)。 2． 統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的方法 (1)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法 ①原理：利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物數(shù)量。 ②方法：用計(jì)數(shù)板計(jì)算。 ③缺點(diǎn)：不能區(qū)分死菌與活菌。 (2)間接計(jì)數(shù)法(活菌計(jì)數(shù)法) ①原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。 ②操作：a.設(shè)置重復(fù)組，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力與準(zhǔn)確性。 b．為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 ③計(jì)算公式：

15、每克樣品中的菌株數(shù)＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)。 3． 鑒定分解尿素的細(xì)菌 (1)原理：CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3；由于NH3的產(chǎn)生，培養(yǎng)基堿性增強(qiáng)，pH升高，因此可通過檢測(cè)pH的變化來判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。 (2)方法：以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，培養(yǎng)某種細(xì)菌，若指示劑變紅，則pH升高，說明該種細(xì)菌能分解尿素。 4． 對(duì)照原則的運(yùn)用 (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

16、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。 考點(diǎn)三　分解纖維素的微生物的分離 1． 纖維素酶 (1)組成：一種復(fù)合酶，它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。 (2)作用：纖維素纖維二糖葡萄糖 2． 篩選方法 (1)方法：剛果紅染色法，即通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。 (2)培養(yǎng)基：以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。 3． 篩選流程 土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上→挑選產(chǎn)生透明圈的菌落。 易錯(cuò)警示　對(duì)選擇培養(yǎng)基的選擇方法區(qū)分不清 (1)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)。例如，加入青霉素可以分離出酵母

17、菌和霉菌；加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在主要營(yíng)養(yǎng)成分完整的基礎(chǔ)上加入。 (2)改變培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分。例如缺乏氮源時(shí)可以分離出固氮微生物；石油作為唯一碳源時(shí)，可以分離出能消除石油污染的微生物。 (3)改變微生物的培養(yǎng)條件。例如，將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境下培養(yǎng)，可以得到耐高溫的微生物。 4． 纖維素分解菌能夠產(chǎn)生纖維素酶分解纖維素?；卮鹣铝袉栴}： (1)在篩選纖維素分解菌的過程中，通常用____________染色法，這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行篩選。甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖所示的結(jié)果，則纖維素分解菌位于 (　　)

18、 A．③ B．①② C．②③ D．①②③ (2)乙同學(xué)打算從牛胃中分離纖維素分解菌并計(jì)數(shù)，與分離醋酸菌相比，進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)除了營(yíng)養(yǎng)不同外，最主要的實(shí)驗(yàn)條件差別是________________________。 該同學(xué)采用活菌計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)目往往比活菌的實(shí)際數(shù)目________。 (3)丙同學(xué)在提取和分離纖維素酶的過程中，為了抵制外界酸和堿對(duì)酶活性的影響，采取的措施是向提取液和分離液中添加____________。若探究纖維素酶活性的最適溫度，如何設(shè)置對(duì)照？______________________________________________________

19、____。 答案　(1)剛果紅　A　(2)保證無氧環(huán)境　小(低) (3)緩沖溶液　不同的溫度梯度之間相互對(duì)照 解析　(1)剛果紅與纖維素形成的紅色復(fù)合物在纖維素被分解后將不再形成，則在培養(yǎng)基上出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。(2)牛胃是一個(gè)厭氧的環(huán)境，所以其中的纖維素分解菌與需氧的醋酸菌培養(yǎng)條件有所不同。因是活菌計(jì)數(shù)法，所以部分死亡菌無法計(jì)數(shù)。另外當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)菌連在一起時(shí)平板上只觀察到一個(gè)菌落，所以偏小。(3)探究最適溫度可設(shè)置一系列的溫度梯度相互對(duì)照，其他無關(guān)變量要適宜。 1． 兩種菌株篩選原理的比較 土壤中分解尿素的細(xì)菌 分解纖維素的微生物 ①選擇培養(yǎng)基的成分：尿素作

20、為唯一的氮源②鑒定方法：在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑，若指示劑變紅，pH升高，說明細(xì)菌能分解尿素 ①選擇培養(yǎng)基的成分：纖維素作為唯一的碳源 ②鑒定方法：剛果紅染色法，即剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，培養(yǎng)基出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈 2． 選擇培養(yǎng)基與鑒別培養(yǎng)基的比較 種類 制備方法 原理 用途 舉例 選擇培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)物質(zhì) 依據(jù)某些微生物對(duì)某些物質(zhì)或環(huán)境條件的嗜好、抗性而設(shè)計(jì) 從眾多微生物中分離所需的微生物 加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌 鑒別培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品 依據(jù)微生物產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物與培養(yǎng)基中的特定試劑或化學(xué)藥品反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征變化而設(shè)計(jì) 鑒別不同種類的微生物 伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基可以鑒別大腸桿菌 3． 分離纖維素分解菌的幾個(gè)關(guān)鍵步驟 (1)分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)中先用選擇培養(yǎng)基，再用鑒別培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基為液體培養(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)；因培養(yǎng)基中無凝固劑，為液體培養(yǎng)基，利用液體培養(yǎng)基能使?fàn)I養(yǎng)成分充分消耗，以增加纖維素分解菌的濃度。 (2)鑒別培養(yǎng)基含瓊脂，為固體培養(yǎng)基，因?yàn)橐谂囵B(yǎng)基上形成我們?nèi)庋劭梢姷木?。剛果紅染色法應(yīng)用的就是此培養(yǎng)基。