2019-2020年高中生物 第1章 微生物培養(yǎng)技術(shù) 第2節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用教案 中圖版選修1.doc
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2019-2020年高中生物 第1章 微生物培養(yǎng)技術(shù) 第2節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用教案 中圖版選修1 一、選擇培養(yǎng)基 1.含義 能讓特定的微生物生長,抑制其他微生物生長,從而將所需要的微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。 2.操作原理 配制選擇培養(yǎng)基時,可加入某些物質(zhì)或除去某些營養(yǎng)物質(zhì),也可以加入某種化學(xué)物質(zhì),從而抑制不需要的微生物的生長繁殖。 二、平板培養(yǎng)基的制備 稱量:根據(jù)培養(yǎng)基配方,準確稱取各原料成分。 ↓ 溶解:在錐形瓶中加適量蒸餾水后,在電爐上邊加熱邊攪拌直至瓊脂完全溶化,然后加蒸餾水至1 000 mL。 ↓ 調(diào)節(jié)pH ↓ 分裝、包扎:做好標記。 ↓ 滅菌:置于高壓蒸汽滅菌鍋中,121 ℃下滅菌20 min。 ↓ 倒平板:將滅菌后的培養(yǎng)液冷卻至50℃左右時,在酒精燈火焰附近倒平板。 接種操作為什么要在酒精燈火焰旁進行? 【提示】 接種時應(yīng)確保一個無菌的環(huán)境。 預(yù)習(xí)完成后,請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4 一、培養(yǎng)基的種類 二、無菌技術(shù) 1.概念:無菌技術(shù)不僅能防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染,保持微生物的純培養(yǎng),而且在分離、轉(zhuǎn)接時亦能防止其他微生物污染。 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵。無菌技術(shù)圍繞著如何避免雜菌的污染展開,主要包括以下幾個方面: (1)對實驗操作的空間、操作者的衣著和手進行清洗和消毒(disinfection)。 (2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌(sterilization)。 (3)為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實驗操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進行。 (4)實驗操作時應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。 2.消毒與滅菌的區(qū)別與聯(lián)系 消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。消毒屬于部分滅菌。 三、接種技術(shù) 1.用接種環(huán)接種 (1)先點燃酒精燈,再取兩支盛有培養(yǎng)基的試管,其中一支內(nèi)有菌種。用拇指和其他四指夾住試管,使管口平齊,管內(nèi)培養(yǎng)基斜面向上(如圖1)。 (2)手持接種環(huán),將接種環(huán)的環(huán)端和接種時可能進入試管的部分放在火焰上,來回灼燒多次(如圖2)。 圖1 圖2 (3)在火焰附近用握有接種環(huán)的那只手的小指、無名指、中指和掌心拔去兩支試管上的試管塞,迅速將試管口通過火焰2~3次,以殺滅試管口上沾染的微生物(如圖3)。 (4)將滅過菌的接種環(huán)伸入菌種管,先將環(huán)部接觸培養(yǎng)基斜面頂端等部位使其冷卻,再輕輕挑取少許菌體。在抽出接種環(huán)時,注意其帶菌部分不要觸及管壁或通過火焰(如圖4)。 圖3 圖4 (5)迅速將上述帶菌的接種環(huán)伸入待接種的試管中,在培養(yǎng)基斜面上由底部向上輕輕劃“S”型曲線,將菌種接種到培養(yǎng)基上。劃曲線時不要將培養(yǎng)基的表面劃破(如圖5)。 (6)將試管口與試管塞通過火焰2~3次,迅速塞緊試管。多次灼燒接種環(huán)后,放回原處。將接種過菌種的試管,放在恒溫箱中(37 ℃)培養(yǎng)24 h(如圖6),觀察接種和培養(yǎng)的結(jié)果。 圖5 圖6 2.稀釋平板涂布操作 涂布平板時,稀釋平板涂布的操作比較復(fù)雜,且各個細節(jié)均需保證“無菌”,應(yīng)特別注意: (1)酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適。 (2)吸管頭不要接觸任何其他物體。 (3)吸管要在酒精燈火焰周圍使用。 (4)移液管需要經(jīng)過滅菌。操作時,移液后用手指輕壓上端的橡皮頭,吹吸三次,使菌液與水充分混勻。 (5)將涂布器末端浸在盛有體積分數(shù)為70%的酒精的燒杯中。取出時,要讓多余的酒精在燒杯中滴盡,然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。 選擇培養(yǎng)基的配制原理 下面是某實驗室中將用到的培養(yǎng)基配方,請根據(jù)下表回答下面的問題。 編號 成分 含量 ① KH2PO4 1.4 g ② Na2HPO4 2.1 g ③ MgSO47H2O 0.2 g ④ 葡萄糖 10.0 g ⑤ 尿素 1.0 g ⑥ 瓊脂 15.0 g 將上述物質(zhì)溶解后,用自來水定溶到1 000 mL (1)在該培養(yǎng)基的配方中,為微生物提供碳源的是________,提供氮源的是________。 (2)絕大多數(shù)微生物都能利用________,但是,只有能合成脲酶的微生物才能分解________。(填編號) (3)分析該培養(yǎng)基的配方,該培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用?如果具有,又是如何進行選擇的? 【審題導(dǎo)析】 →→ 【精講精析】 表中營養(yǎng)成分中只有葡萄糖含有碳元素,只有尿素含有氮元素。絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖,但是,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,所以這種培養(yǎng)基對微生物有選擇作用。選擇的原理是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。 【答案】 (1)葡萄糖 尿素 (2)④?、? (3)有選擇作用。以尿素為氮源的微生物才能生長。 解決選擇培養(yǎng)基的問題,關(guān)鍵看培養(yǎng)基中的特殊成分(或缺少的成分),因為它們對應(yīng)著一類微生物,如: 纖維素為唯一碳源——分解纖維素的微生物 缺氮源——固氮微生物 加青霉素——有抗青霉素基因的細菌、真菌 1.在培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中加入某些物質(zhì)能分離出所需的微生物。下列前項是在培養(yǎng)基中加入的物質(zhì),后項是能分離出的微生物,正確的是( ) A.氫氧化鈉,酵母菌 B.鹽酸,放線菌 C.適量的青霉素,霉菌 D.適量的伊紅和美藍,大腸桿菌 【解析】 氫氧化鈉和鹽酸都不利于微生物的生長;青霉素可以抑制細菌的生長,因而能選出酵母菌和霉菌;加入伊紅和美藍能夠鑒別出大腸桿菌的存在,但不能選擇出來。 【答案】 C 選擇培養(yǎng)基的應(yīng)用 (xx全國卷Ⅰ)植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?;卮鹣铝袉栴}: (1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶,該酶是由3種組分組成的復(fù)合酶,其中的葡萄糖苷酶可將________分解成________。 (2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時,CR可與纖維素形成________色復(fù)合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時,培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的________。 (3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落,某同學(xué)設(shè)計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表): 酵母膏 無機鹽 淀粉 纖維素粉 瓊脂 CR溶液 水 培養(yǎng)基甲 + + + + - + + 培養(yǎng)基乙 + + + - + + + 注:“+”表示有,“-”表示無。 據(jù)表判斷,培養(yǎng)基甲________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是________________________________; 培養(yǎng)基乙________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌,原因是_________________________________________。 【解析】 (1)纖維素酶是一種復(fù)合酶,一般認為它至少包括三種組分,即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,前兩種酶能使纖維素分解成纖維二糖,第三種酶能將纖維二糖分解成葡萄糖。(2)剛果紅是一種染料,可以與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物,當纖維素被纖維素酶分解后,紅色復(fù)合物就無法形成,培養(yǎng)基中就會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈,我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(3)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基,而用于分離和鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,并且培養(yǎng)基中需含有纖維素,才能與CR形成紅色復(fù)合物,有纖維素分解菌時才能形成以纖維素分解菌為中心的透明圈。 【答案】 (1)纖維二糖 葡萄糖 (2)紅 透明圈 (3)不能 液體培養(yǎng)基不能用于分離單菌落 不能 培養(yǎng)基中沒有纖維素,不會形成CR—纖維素紅色復(fù)合物,即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌 2.分離菌落特征明顯的微生物,還可以用( ) A.劃線法和稀釋平板涂布法 B.液體培養(yǎng)基培養(yǎng)法 C.加青霉素的選擇培養(yǎng)基 D.振蕩式培養(yǎng)法 【解析】 分離微生物可以使用固體培養(yǎng)基,采用劃線法或稀釋平板涂布法分離出來。 【答案】 A 1.若在固體培養(yǎng)基中放入纖維濾紙作唯一碳源,下列哪種微生物可以生存 ( ) A.可以分泌纖維素酶的微生物 B.由于缺乏營養(yǎng)物質(zhì),所有微生物均無法生存 C.所有微生物均可以生存 D.病毒 【答案】 A 2.用來判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用需要設(shè)置的對照是( ) A.未接種的選擇培養(yǎng)基 B.未接種的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 C.接種了的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 D.接種了的選擇培養(yǎng)基 【答案】 C 3.有些細菌可分解原油,從而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同學(xué)欲從受原油污染的土壤中篩選出能高效降解原油的菌株。下列敘述錯誤的一項是( ) A.在篩選過程中,應(yīng)將土壤樣品稀釋液接種于以原油為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上。從功能上講,該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基 B.無菌技術(shù)要求實驗操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進行,以避免周圍環(huán)境中微生物的污染 C.為了篩選出高效菌株,可比較單菌落周圍分解圈的大小,分解圈小說明該菌株的降解能力強 D.通常情況下,在微生物培養(yǎng)過程中,實驗室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌 【解析】 本題考查高效降解原油的菌株篩選的有關(guān)知識。欲篩選出能降解原油的菌株,培養(yǎng)基中只含有原油而無其他碳源,這樣,不能降解原油的細菌在此培養(yǎng)基上不能生存,這類培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基,故A正確;無菌技術(shù)要求實驗室操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進行,故B正確;降解原油能力越強的菌株,在菌落周圍形成的分解圈越大,故C錯誤;實驗室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌,故D正確。 【答案】 C 學(xué)業(yè)達標測評(二) 一、選擇題 1.鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的代謝特點在培養(yǎng)基中加入一些物質(zhì)配制而成,這些物質(zhì)是( ) A.指示劑或化學(xué)藥品 B.青霉素或瓊脂 C.高濃度食鹽 D.維生素或指示劑 【解析】 鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的代謝特點,在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成,用以鑒別不同種類的微生物。 【答案】 A 2.天然培養(yǎng)基與合成培養(yǎng)基是按照什么分類的( ) A.物理狀態(tài) B.化學(xué)成分 C.用途 D.配制方法 【解析】 培養(yǎng)基的分類有多種方法,按照化學(xué)成分可分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。 【答案】 B 3.制備培養(yǎng)基的步驟是( ) ①溶解 ②稱量?、塾嬎恪、艿蛊桨濉、轀缇、拚{(diào)pH?、叻盅b A.①②③④⑤⑥⑦ B.③②①⑥⑦④⑤ C.③②①⑥⑦⑤④ D.③②①⑤④⑥⑦ 【解析】 制備培養(yǎng)基的步驟是:計算、稱量、溶解、調(diào)pH、分裝、滅菌、倒平板。 【答案】 C 4.關(guān)于制備牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基的說法,敘述錯誤的是( ) A.操作順序為計算、稱量、溶化、倒平板、滅菌 B.將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放入燒杯 C.待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時進行倒平板 D.等平板冷卻凝固約5 min~10 min后將平板倒過來放置 【解析】 制備牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基時,正確的操作順序是:計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。 【答案】 A 5.有關(guān)稀釋涂布平板法,敘述錯誤的是( ) A.首先將菌液進行一系列的梯度稀釋 B.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 C.適宜條件下培養(yǎng) D.結(jié)果都可在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落 【解析】 稀釋涂布平板法接種后培養(yǎng),培養(yǎng)基表面有的可以形成單個菌落,有的則不能。 【答案】 D 6.下列斜面培養(yǎng)基正確的畫線示意圖,正確的是( ) 【解析】 正確的接種方法是將帶菌的接種環(huán)伸入待接種的試管中,在培養(yǎng)基面上由底部向上輕劃“S”型曲線,將菌種接種到培養(yǎng)基上。 【答案】 A 7.(xx江蘇高考改編)漆酶屬于木質(zhì)素降解酶類,在環(huán)境修復(fù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域有著廣泛用途。下圖是分離、純化和保存漆酶菌株的過程,相關(guān)敘述不正確的是( ) A.生活污水中含有大量微生物,是分離產(chǎn)漆酶菌株的首選樣品 B.篩選培養(yǎng)基中需要加入漆酶的底物,通過菌落特征挑出產(chǎn)漆酶的菌落 C.在涂布平板上長出的菌落,再通過劃線進一步純化 D.對于需要長期保存的菌種,可以采用甘油管藏的方法 【解析】 生活污水中含木質(zhì)素的物質(zhì)相對較少,產(chǎn)漆酶菌株也較少,不宜作為分離產(chǎn)漆酶菌株的樣品,A選項錯誤;產(chǎn)漆酶菌株可降解木質(zhì)素,在篩選培養(yǎng)基中加入木質(zhì)素可篩選產(chǎn)漆酶的菌株,篩選時可通過菌落特征挑出產(chǎn)漆酶的菌落,B選項正確;在涂布平板上生長的菌落可能還有其他雜菌,可再通過平板劃線法進一步純化,C選項正確。 【答案】 A 8.在細菌的連續(xù)培養(yǎng)過程中,要以一定速度不斷添加新的培養(yǎng)基,同時以同樣速度放出“老”的培養(yǎng)基。右圖表示培養(yǎng)基的稀釋率(培養(yǎng)基的更新速率)與培養(yǎng)容器中營養(yǎng)物質(zhì)濃度、細菌代時(細菌數(shù)目增加一倍所需的時間)、細菌密度的關(guān)系。下列相關(guān)敘述不正確的是( ) A.在稀釋率很低的情況下,稀釋率的增加會導(dǎo)致細菌密度增加 B.稀釋率從A點到B點的變化過程中,細菌生長速率不斷提高 C.稀釋率超過B點后,營養(yǎng)物質(zhì)濃度過高導(dǎo)致細菌死亡率增大,細菌密度降低 D.為持續(xù)高效地獲得發(fā)酵產(chǎn)品,應(yīng)將稀釋率控制在B點附近 【解析】 當稀釋率大于B點時,營養(yǎng)物質(zhì)的濃度還會進一步增加,代時也還會進一步縮小,但是由于培養(yǎng)液更新的速度太快,細菌很快就會隨“老”的培養(yǎng)基被放出,而在這個培養(yǎng)環(huán)境中存留的時間非常的短暫,最后導(dǎo)致細菌的密度較低。C敘述錯誤。ABD敘述正確。 【答案】 C 二、非選擇題 9.在細菌的純培養(yǎng)中,可在無菌條件下,用已滅菌的接種環(huán)(或接種針),把純種細菌(培養(yǎng)在試管中)接種在含有營養(yǎng)物質(zhì)的固體培養(yǎng)基上(一般可用培養(yǎng)皿放置),該種細菌在適宜條件下會迅速繁殖,形成菌落。請根據(jù)提供的材料設(shè)計一個簡單實驗探究抗生素A和抗生素B的殺菌效果。 (1)在下圖中畫出設(shè)計方案示意圖并注明名稱(三個培養(yǎng)皿均含相同培養(yǎng)基,無菌條件操作)。 (2)預(yù)測實驗結(jié)果并分析: ①經(jīng)過一段時間后,Ⅱ號培養(yǎng)皿和Ⅲ號培養(yǎng)皿均沒有菌落,抗生素A和抗生素B殺菌效果相同; ②____________________________________________________________; ③____________________________________________________________; ④若Ⅱ、Ⅲ號培養(yǎng)皿內(nèi)均有大量菌落,說明抗生素A和抗生素B均無殺菌功效。 【答案】 (1) (2)②若Ⅱ號培養(yǎng)皿內(nèi)無菌落,而Ⅲ號培養(yǎng)皿內(nèi)菌落與Ⅰ號相同,說明抗生素A有殺菌功效,而抗生素B無殺菌功效 ③若Ⅲ號培養(yǎng)皿內(nèi)無菌落,而Ⅱ號培養(yǎng)皿內(nèi)菌落與Ⅰ號相同,說明抗生素B有殺菌功效,而抗生素A無殺菌功效 10.(xx全國丙卷)某同學(xué)用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明,乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣。回答下列問題: (1)分離純化乳酸菌時,首先需要用________對泡菜濾液進行梯度稀釋,進行梯度稀釋的理由是_____________________________。 (2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有________和________。分離純化時應(yīng)挑選出________的菌落作為候選菌。 (3)乳酸菌在-20 ℃長期保存時,菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。 【解析】 (1)分離純化乳酸菌時,首先需要用無菌水對泡菜濾液進行梯度稀釋,這樣既可避免雜菌污染,又可將乳酸菌分散成單個細胞,以便在培養(yǎng)基表面形成單個菌落。(2)乳酸的積累影響乳酸菌的增殖,加入碳酸鈣可以中和乳酸菌代謝(無氧呼吸)過程中產(chǎn)生的乳酸,另外,乳酸和碳酸鈣反應(yīng),進而導(dǎo)致碳酸鈣分解形成透明圈,有利于乳酸菌的鑒別和分離。(3)對于需要長期保存的菌種,可以采用甘油管藏的方法。在3 mL的甘油瓶中,裝入1 mL甘油后滅菌。將1 mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中,與甘油充分混勻后,放在-20 ℃的冷凍箱中保存。 【答案】 (1)無菌水 泡菜濾液中菌的濃度高,直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落 (2)鑒別乳酸菌 中和產(chǎn)生的乳酸(或酸) 具有透明圈 (3)甘油- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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