浙江专版2019版高考生物一轮复习第九单元实验专题第30讲微生物的利用教案.pdf
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1、第 30 讲 微生物的利用第 30 讲 微生物的利用 考试标准必考加试考试标准必考加试 1.大肠杆菌的培 养和分离 2.分离以尿素为氮源 的微生物 考点一 微生物的培养和分离考点一 微生物的培养和分离 1大肠杆菌 (1)特性 : 大肠杆菌是革兰氏阴性、 兼性厌氧(代谢类型)的肠道杆菌, 在肠道中一般对人无害, 但若进入人的泌尿系统,就会对人体产生危害。 (2)用途:是基因工程技术中被广泛采用的工具。 2细菌的培养和分离 (1)细菌的繁殖:以分裂的方式繁殖,分裂速度很快,约 20min 分裂一次。 (2)培养的方法 : 需要将已有细菌的培养物转移到新的培养基中,一般用接种环(工具)转移带 菌的培
2、养物。 (3)细菌分离的方法与特点 分离方法特点 划线分离法操作简单 涂布分离法操作复杂,单菌落更易分开 3.大肠杆菌的培养和分离实验 (1)实验内容:将大肠杆菌扩大培养和划线分离,即用 LB 液体培养基扩大培养大肠杆菌,培 养后再在 LB 固体平面培养基上划线进行分离,随后培养基上就会形成一个个单独的菌落。 (2)实验步骤 50mLLB 液体培养基和 50mLLB 固体培养基及培养皿高压蒸汽灭 菌 将培养基分别倒至 4 个灭菌后的培养皿中,水平放置,使之形 成平面 在装有液体培养基的三角瓶中接种大肠杆菌,培养 12h 用接种环在接种有大肠杆菌的三角瓶中蘸菌液一次,在固体培 养基的平板上连续划
3、线,盖好培养皿 培养基灭菌 倒平板 接种 划线分离 培养观察 培养皿倒置(盖在下面),放在 37恒温培养箱中培养 1224h 后,可看到划线的末端出现不连续的单个菌落 (3)大肠杆菌分离的用途 : 单菌落的分离是消除污染杂菌的通用方法,也是用于筛选高表达量 菌株的最简便方法之一。 4微生物两种常用的接种方法比较 比较划线分离法涂布分离法 工具接种环玻璃刮刀 原理 通过接种环在琼脂固体培养基表面连 续划线的操作, 将聚集的菌种逐步稀释 分散到培养基表面。在数次划线后培 养, 可以分离到由一个细菌细胞繁殖而 来的肉眼可见的细胞群体,即菌落 将菌液进行一系列的梯度稀释, 然后将不同稀 释度的菌液分别
4、涂布到琼脂固体培养基的表 面,进行培养。在稀释度足够高的菌液里,聚 集在一起的微生物将被分散成单个细菌细胞, 从而能在培养基表面形成单个的菌落 特点方法简单,但不适宜计数单菌落更易分开,但操作复杂些 目的使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体菌落 思考讨论 1连线无菌技术的方法、类型及对象,并总结消毒与灭菌的区别。 消毒和灭菌的区别 项目条件结果常用的方法 消毒 较为温和的物理 或化学方法 仅杀死物体表面或内部一部分对人 体有害的微生物(不包括芽孢和孢子) 煮沸消毒法、 巴氏消毒法、 紫外线或化学药物消毒法 灭菌强烈的理化因素 杀死物体内外所有的微生物,包括芽 孢和孢子 灼烧灭菌、干
5、热灭菌、高 压蒸汽灭菌 2.观察甲、乙、丙、丁四幅图,熟悉倒平板的操作流程,请填空: (1)请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程:丙乙甲丁。 (2)甲、乙、丙中的灭菌方法是灼烧灭菌。 (3)丁中的操作需要等待平板冷却凝固才能进行。 3下图中甲为划线分离法中最重要的环节,乙为操作的结果: (1)每一次划线后都要将接种环灼烧( ) (2)除第一次划线外,每一次划线的起点都是第一次划线的末端( ) 提示 平板划线时除第一次划线外,每一次划线的起点都是上一次划线的末端,而不是第一 次划线的末端。 (3)说明乙图划线结束后, 培养皿要倒置(盖在下面)在37恒温培养箱中培养的原因是什么? 提示 平板冷凝
6、后倒置培养,使培养基表面的水分更好地挥发;防止皿盖上的水珠落入培养 基中造成污染。 4如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图,请思考: (1)获得图 A 效果和 B 效果的接种方法分别是什么? 提示 获得效果 A 的接种方法为涂布分离法,获得效果 B 的接种方法为划线分离法。 (2)某同学在纯化土壤中的细菌时, 发现培养基上的菌落连成了一片, 最可能的原因是什么? 应当怎样操作才可避免此种现象? 提示 最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌;采取的 措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。 1(2017杭州一模)据报道,一些企业生产的
7、速冻食品中检出金黄色葡萄球菌超标,加上熟 卤制品的大肠杆菌超标,“细菌门”事件引起公众普遍关注。金黄色葡萄球菌能分解卵黄中 的卵磷脂,在含卵黄的固体培养基上形成的菌落周围会出现特有的乳白色的乳浊环。请回答 下列问题: (1)某生物兴趣小组欲检测某果汁类食品中是否含有金黄色葡萄球菌以及该菌的含量。 配制培养基:称取适量的牛肉膏、蛋白胨、NaCl、琼脂等,加入蒸馏水,搅拌加热至完全 溶解后_,分装到锥形瓶后利用_进行灭菌,在无菌状态下加入 卵黄液(100mL10%灭菌 NaCl 溶液中加一个鸡蛋黄,振荡均匀)摇匀后立即倒平板。 接种:该小组采用涂布分离法检测果汁样品中的细菌含量。在涂布接种前,随机
8、取若干灭 菌后的空白平板先行培养了一段时间, 这样做的目的是_; 然后, 将 1mL 果汁样品稀释 10 倍,在 3 个平板上用涂布分离法分别接入 0.1mL 稀释液。 培养及结果:将培养皿_放入恒温培养箱中经适当培养,3 个平板上的菌落数 分别为 19、18 和 17。据此可得出每升果汁样品中的活菌数为_个。 (2)示意图 A 和 B 中_表示的是用涂布分离法接种培养后得到的结果。 (3)下列有关常用涂布分离法的操作正确的是_。 A在超净工作台中进行接种时应关闭紫外灯 B接种前需先稀释,然后过滤除去杂菌 C在每个固体培养基表面都可形成单菌落 D玻璃刮刀浸泡在 70%的酒精中灭菌,不用灼烧 (
9、4)菌种保存 : 在无菌条件下将单菌落用接种环取出,再用划线法接种在_上,在 37 下培养 24h 后,置于 4冰箱中保存。 答案 (1)调节 pH 高压蒸汽灭菌锅 检测培养基平板灭菌是否合格 倒置 1.8106 (2)B (3)A (4)斜面 解析 (1)培养基配制好后应调节酸碱度(pH), 分装到锥形瓶后利用高压蒸汽灭菌锅进行灭 菌。 涂布接种前, 将制好的空白平板先培养一段时间, 目的是检测培养基平板灭菌是否合格 ; 接种后, 培养皿需要倒置培养, 防止皿盖上凝集的水滴滴落造成污染 ; 0.1mL 稀释液(稀释 10 倍)含细菌数约为 18 个,得出每升果汁含有活菌数 1.8106个。(
10、2)图中 A 为划线分离得到 的结果,B 为涂布分离得到的结果。(3)在超净工作台进行接种操作时应关闭紫外灯,A 正确 ; 涂布分离前需稀释, 但不能过滤除菌, B 错误 ; 稀释度较大的溶液涂布分离不一定出现菌落, C 错误;玻璃刮刀浸泡后需要灼烧,D 错误。(4)纯化的菌种保存在斜面上。 2下图为“大肠杆菌的培养和分离”实验的基本流程,请回答下列问题: C.扩大培养液体培养基A.配制培养基B.灭菌 D.划线分离和培养固体培养基E.菌种保存 (1)A 过程配制的是通用细菌培养基,称为_培养基。配制时除了加入特定的营养 物质以外,还要加入一定量的氯化钠,以维持一定的_。对培养基酸碱度 的调节,
11、应该在 B 过程的_(填“前面”或“后面”)。 (2)D 过程与 C 过程相比, 培养基中增加的物质是_, E 过程所需的温度是_。 (3)D 过程后,一个菌体便会形成一个_,这种分离方法是_的通用 方法,也是筛选特定菌株的最简便方法之一。 (4)植物组织培养时,先配制 MS 培养基,再加入一定比例的植物激素,当生长素相对较多时, 可促进_。 (5)植物组织培养和微生物培养都需要无菌操作,下列不适宜用高压蒸汽灭菌的是( ) A接种环和镊子 B三角瓶和广口瓶 C发芽培养基和生根培养基 D用于培养的幼茎和幼芽 答案 (1)LB 液体 渗透压 前面 (2)琼脂 4 (3)(单)菌落 消除污染杂菌(或
12、纯化菌 种) (4)生根 (5)D 解析 (1)LB 液体培养基是通用的细菌培养基,LB 固体平面培养基则用于划线分离形成单菌 落。氯化钠的作用是维持培养基的渗透压。调节好酸碱度后才能进行灭菌,若灭菌后再进行 酸碱度调节, 又会产生新的污染。 (2)在液体培养基的基础上加入一定量的琼脂可形成固体培 养基。 菌种应置于 4C 冰箱中保存。 (3)通过划线分离后, 一个菌体就会繁殖出一个菌落。 (4) 植物组织培养中生长素相对较多时,有利于生根,而细胞分裂素相对较多时,则有利于生芽。 (5)高压蒸汽灭菌常用于培养基、 培养器材等的灭菌, 而用于培养的幼茎和幼芽则不能进行任 何灭菌操作,否则会导致细
13、胞死亡。 3(2017嘉兴期末)下列是有关大肠杆菌的培养实验,请回答问题: (1)配制培养大肠杆菌的培养基时,根据“细菌喜荤,霉菌喜素”的规律,通常在培养基中加 入蛋白胨和_作为营养物质,为维持一定的渗透压,常需加入一定量的 _。 (2)大肠杆菌培养和分离的实验中,在_中进行扩大培养,培养液经_后, 在 LB 固体培养基上进行_, 并将培养皿_放在恒温培养箱中培养, 可以获 得如图效果。为了检测接种、培养过程是否受杂菌污染以及_,应同时将未 接种的培养基放入相同条件的恒温培养箱培养。 (3)通常对获得的纯菌种可以依据_的形状、大小等特征进行初步的鉴定。 (4)下列关于“大肠杆菌培养和分离”的操
14、作中,叙述正确的是( ) A高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖 B倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上 C为了防止污染,接种工具经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落 D用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上 答案 (1)酵母提取物 NaCl (2)LB 液体培养基 稀释 分离 倒置 无菌操作是否规范 (3)菌落 (4)D 解析 (1)配制培养大肠杆菌的培养基时,根据“细菌喜荤,霉菌喜素”的规律,通常在培养 基中加入蛋白胨和酵母提取物作为营养物质, 为维持一定的渗透压, 常需加入一定量的 NaCl。 (2)大肠杆菌培养和分离的实验中, 在 LB 液体培养
15、基中进行扩大培养, 培养液经稀释后, 在 LB 固体培养基上进行分离,并将培养皿倒置放在恒温培养箱中培养;为了检测接种、培养过程 是否受杂菌污染以及无菌操作是否规范, 应同时将未接种的培养基放入恒温培养箱培养。 (3) 通常对获得的纯菌种可以依据菌落的形状、 大小等特征进行初步的鉴定。 (4)高压灭菌加热结 束,等待压力表指针回到零后,才能开启锅盖,不能直接打开放气阀使压力表指针回到零,A 错误;倒平板过程中不能打开培养皿的皿盖,以防止杂菌污染,B 错误;接种环在火焰上灼 烧后,待冷却后才可以快速挑取菌落,C 错误;用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿 底上,D 正确。 培养基的成分和类型
16、(1)培养基成分 : 一般都含有水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等,此外还要满足微生物生 长对 pH、特殊营养物质以及氧气的要求。 (2)培养基的类型及其应用 划分标准培养基种类特点用途 液体培养基不加凝固剂工业生产 半固体培养基加凝固剂,如琼脂 观察微生物的运动及微生物的 分类、鉴定 物理性质 固体培养基加凝固剂,如琼脂微生物的分离、鉴定及活菌计数 选择培养基 培养基中加入某种化学物 质, 以抑制不需要的微生物 的生长、 促进所需要的微生 物的生长 特定微生物的培养、分离 目的用途 鉴别培养基 根据微生物的代谢特点, 在 培养基中加入某种指示剂 或化学药品 不同种类的微生物的鉴别 考点二 分
17、离以尿素为氮源的微生物考点二 分离以尿素为氮源的微生物 1菌种特点 含有脲酶,可以通过降解尿素作为其生长的氮源。 2培养基 用以尿素为唯一氮源的培养基培养,以 LB 全营养培养基为对照。 3实验原理 (1)筛选以尿素为氮源的微生物,可使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养选择。 (2)细菌合成的脲酶能将尿素分解成 NH3,致使 pH 升高,使酚红指示剂变红。 4实验步骤 5反应的鉴定 在配制培养基时,加入指示剂酚红,培养时细菌将尿素分解并产生碱性的氨,使培养基上菌 落周围出现红色的环带。 思考讨论 1分析下表所示培养基的配方,回答下列问题。 成分含量成分含量 KH2PO41.4g葡萄糖10.
18、0g Na2HPO42.1g尿素1.0g MgSO47H2O0.2g琼脂糖15.0g 将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到 1000mL (1)在该培养基的配方中,为微生物提供碳源的物质是葡萄糖,提供氮源的物质是尿素。 (2)该培养基是(填“是”或“否”)具有选择作用,因为只有能分解尿素的微生物才能生长。 (3)用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基的原因是什么? 提示 琼脂是未被纯化的混合物,内含一定量的含氮化合物。如果用琼脂固体培养基,会为 细菌提供一定量的非尿素类氮源,这样会在尿素固体培养基上产生大量以非尿素为氮源的细 菌,所以用经纯化的琼脂糖做固化剂。 2如图为分离以尿素为氮源的微生物的实验,思考
19、回答下列问题: (1)实验目的是使用含有尿素的培养基分离能产生脲酶的细菌,使用酚红作为指示剂。 (2)有脲酶的细菌菌落周围出现有色环带的原因是什么? 提示 细菌向胞外分泌脲酶,使培养基中尿素水解产生呈碱性的氨,遇培养基中的酚红指示 剂产生颜色变化,形成红色环带。 (3)制备尿素固体培养基的过程中采用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌法、 G6 玻璃砂漏斗过滤法。 (4)与全营养培养基相比,尿素培养基上只有少数菌落的原因是什么? 提示 土壤中能利用尿素的细菌占极少数。因为人和其他哺乳动物产生的排泄物毕竟是少量 的,此外尿素还可以在高温下自然分解,因此,以尿素为氮源的菌群较少。 (5)从上图所示实验过程中可
20、判断出细菌悬液 C 的稀释度为 104,用涂布分离法分离细菌。 3判断下列叙述的正误 (1)土样应从有哺乳动物排泄物的地方取( ) 提示 有哺乳动物排泄物的地方含脲酶的细菌较多。 (2)取 104、105的土壤稀释液各 0.1mL,分别涂布于全营养 LB 固体培养基、尿素固体培养 基上( ) (3)将实验组和对照组平板倒置,37C 恒温培养 2448h( ) (4)在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌( ) 4海洋发生石油泄漏事件后,可用一些微生物有效分解石油,如何配制选择培养基将这类微 生物选择出来? 提示 配制的选择培养基中,石油作为唯一的碳源,然后用这种培养基培养多种微生物
21、,凡 是能在该种培养基上生存的就是能分解石油的微生物。 1(2017绍兴市鲁迅高级中学期中质检)回答下列问题: 尿素是一种高浓度氮肥,且长期施用没有不良影响,但尿素只有通过土壤中某些细菌的分解 作用,才能被植物吸收利用。某同学要分离出土壤中能分解尿素的细菌,并尝试进行计数, 培养基配方如下: K2HPO4NaClH2O葡萄糖尿素酚红琼脂 0.12g0.12g15mL0.025g2.0g0.25mg0.5g (1)上述培养基配制完成后,应选择_法灭菌,根据培养基的成分推断,该同 学能否分离出土壤中只分解尿素的细菌?_(填“能”或“否”),推断理由是 _。 (2)分离得到分解尿素的细菌后, 则应选
22、择_培养基进行扩大培养。 培养一段时间 后,要借助显微镜对微生物细胞进行计数。计数过程中,下列哪种行为会影响计数的准确性 _。 A计数时直接从静置培养的试管底部取培养液进行计数 B如果方格内微生物细胞数量多于 300 个,应将培养液先稀释后再计数 C如果微生物细胞有粘连,要数出团块中的每一个细胞 D压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数 (3)为了提高尿素肥效,可以将分解尿素的酶和尿素混合,制成“加酶尿素” 。为了提高“加 酶尿素”中酶的利用率,可采用_技术。 答案 (1)高压蒸汽灭菌 否 琼脂是未纯化的混合物, 内含一定量的含氮化合物, 导致尿素 不是唯一的氮源 (2)液体 A (3)固
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