2017春高中生物專題2微生物的培養(yǎng)與應用課題1微生物的實驗室培養(yǎng)

1、目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,三,四,一、培養(yǎng)基1.概念:人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同要求,配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,3.營養(yǎng)(1)各種培養(yǎng)基的具體配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物質(zhì))、氮源(提供氮元素的物質(zhì))和無機鹽。(2)在提供上述營養(yǎng)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如,培養(yǎng)乳酸桿菌時需要在培養(yǎng)基中添加

2、維生素,培養(yǎng)霉菌時需要將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性,培養(yǎng)細菌時需要將培養(yǎng)基的pH調(diào)至中性或微堿性,培養(yǎng)厭氧微生物時則需要提供無氧的條件。,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,由組成細胞的必需元素的種類理解微生物培養(yǎng)基的基本成分。(1)構(gòu)成細胞的基本元素有哪幾種?由此推測培養(yǎng)基中應含有哪些基本的成分?提示：構(gòu)成細胞的基本元素有C、H、O、N 4種,由此推測培養(yǎng)基應含有提供C的物質(zhì)(碳源)、提供N的物質(zhì)(氮源)、提供H和O

3、的物質(zhì)(H2O)。(2)組成細胞的大量元素中,除了C、H、O、N外,還有哪些元素?據(jù)此推測,培養(yǎng)基中還應含有除問題(1)基本成分外的何種成分?提示：還有P、S、K、Ca、Mg等元素,據(jù)此推測培養(yǎng)基中還應含有提供P、S、K、Ca、Mg等元素的物質(zhì)(無機鹽)。,目標導航,預習導引,一,二,三,四,二、無菌技術(shù)1.獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌入侵。無菌技術(shù)主要包括以下四方面。(1)對實驗操作的空間、操作者的衣著和手,進行清潔和消

4、毒。(2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進行滅菌。(3)為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。(4)實驗操作時應避免已經(jīng)滅菌處理過的材料用具與周圍的物品相接觸。,,,,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,2.消毒與滅菌(1)消毒①概念:使用較為溫和的物理或化學方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。②常用方法:煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學藥劑消毒法、紫外線消毒

5、法。(2)滅菌①概念:使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有微生物,包括芽孢和孢子。②常用方法:灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。,,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,“消毒”與人們的生活休戚相關(guān),無時、無處不在。(1)在人們的日常生活中有哪些“消毒”的例子?請列舉兩例。提示：被褥、鞋襪要常曬;牛奶使用巴氏消毒法等。(2)在人們的生產(chǎn)實踐中有一些“消毒”,請列舉兩例。提示：家畜閹割后,要在其傷口涂抹一些酒精或白酒

6、;初冬楊樹樹干涂刷生石灰水等。(3)在人體自身健康防護中,也有“消毒”,請列舉兩例。提示：打針時,注射部位要用酒精棉球擦洗;用酒精擦拭雙手等。,目標導航,預習導引,一,二,三,四,三、純化大腸桿菌的無菌操作本實驗使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行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進行。1.制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的一般步驟:計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。2.純化大腸桿菌(1)平板劃線法:通過接種環(huán)在瓊脂固

7、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:將菌液進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,進行培養(yǎng)。,,,,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,3.純化大腸桿菌的結(jié)果分析(1)如果接種大腸桿菌的培養(yǎng)基上生長的菌落顏色、形狀、大小基本一致,說明接種操作符合要求。(2)如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落,則說明接種過程中無菌操作未達到要求。(3)未接種大

8、腸桿菌的培養(yǎng)基作為對照的培養(yǎng)基,在培養(yǎng)過程中若長出菌落,則說明培養(yǎng)基滅菌不徹底,實驗失敗。,,,,目標導航,預習導引,一,二,三,四,四、菌種保存1.對于頻繁使用的菌種,可以采用臨時保藏法進行保存,但這種方法保存時間不長,菌種容易被污染或產(chǎn)生變異。2.對于需要長期保存的菌種,可以采用甘油管藏法,將培養(yǎng)的菌液與等體積滅菌后的甘油混合均勻,放于-20 ℃的冷凍箱內(nèi)保存。,,,,知識精要,典題例解,遷移應用,知識架構(gòu),一,二,三,一、培養(yǎng)

9、基中各營養(yǎng)要素及配制原則1.營養(yǎng)要素微生物的化學組成與其他生物大體相同,也是由C、H、O、N、P、S等元素組成,其中C、H、O、N占細胞干重的90%以上,這些元素最終來自外界環(huán)境中的各種無機化合物和有機化合物。培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等。,知識精要,典題例解,遷移應用,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,知識架構(gòu),一,二,三,2.配制原則(1)目的要明確(根據(jù)微生物的種類、培養(yǎng)目的等),生產(chǎn)用培養(yǎng)基內(nèi)

10、可加入化學成分不明確的天然物質(zhì),而分類鑒定用培養(yǎng)基內(nèi)必須加入已知化學成分的物質(zhì)。(2)營養(yǎng)要協(xié)調(diào)。注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。(3)pH要適宜。各種微生物適宜生長的pH范圍不同,如細菌、放線菌和真菌的最適pH范圍分別為6.5~7.5、7.5~8.5和5.0~6.0。,知識精要,典題例解,遷移應用,知識架構(gòu),一,二,三,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,【例1】 下列關(guān)于培養(yǎng)基的敘述,錯誤的是(　　)A.硝化細菌

11、能以NH3作為氮源和能源物質(zhì)B.各種培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽四種營養(yǎng)物質(zhì)C.特殊營養(yǎng)物質(zhì)是某些微生物生長過程中需要額外補充的營養(yǎng)物質(zhì)D.培養(yǎng)乳酸桿菌時培養(yǎng)基中不需要添加維生素解析：硝化細菌能夠進行化能合成作用,是自養(yǎng)型微生物,能以NH3作為氮源和能源物質(zhì),A項正確;微生物的培養(yǎng)基除了含碳源、氮源、無機鹽、水四種營養(yǎng)物質(zhì)外,有的還要補充特殊營養(yǎng)物質(zhì),如培養(yǎng)乳酸桿菌時需要在培養(yǎng)基中添加維生素,B、C項正確,D項錯誤。

12、答案：D,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,關(guān)于微生物的營養(yǎng),下列說法正確的是(　　)A.同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源B.凡是碳源都能提供能量C.除水以外的無機物僅提供無機鹽D.無機氮源也能提供能量解析：對異養(yǎng)微生物來說,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。CO2是光能自養(yǎng)細菌的碳源,但不

13、能提供能量。CO2和N2是無機物,也可作為碳源和氮源。硝化細菌所利用的氨是無機氮源,同時氨也為硝化細菌提供用于化能合成作用的能量。答案：D,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,培養(yǎng)基的類型及應用,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,注:培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)是維持機體生命活動,保證生殖、發(fā)育所需的外源物質(zhì)。在人和動物中,營養(yǎng)物質(zhì)包括水、無機鹽、糖類、脂質(zhì)、

14、蛋白質(zhì)、維生素六類;在植物中,營養(yǎng)物質(zhì)包括礦質(zhì)元素、水、二氧化碳三類;微生物共有的營養(yǎng)物質(zhì)有水、無機鹽、碳源、氮源,有些微生物還需要特殊營養(yǎng)物質(zhì)。,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,二、無菌技術(shù)1.三種常用滅菌方法的比較,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,2.消毒和滅菌的區(qū)別,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,【例2】 下列關(guān)于滅菌和消毒的理解,不正確的是 (　　)A.滅菌是指殺

15、滅環(huán)境中的一切微生物,包括芽孢和孢子B.消毒和滅菌實質(zhì)上是完全相同的C.接種環(huán)用灼燒法滅菌D.常用滅菌方法有灼燒法、干熱滅菌法、高壓蒸汽滅菌法解析：消毒是使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物(不包括芽孢和孢子),滅菌則是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。答案：B,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,下列操作與

16、消毒、滅菌無關(guān)的是(　　)A.接種前用火焰灼燒接種環(huán)B.接種前用酒精擦拭雙手C.將平板放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)D.接種要在酒精燈的火焰旁完成解析：灼燒接種環(huán)、用酒精擦拭雙手及接種時在火焰旁完成都是為了消毒、滅菌、避免雜菌污染。將平板放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng),則與消毒、 滅菌無關(guān)。答案：C,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,接種環(huán)或接種針等金屬用具一般用灼燒滅菌;能耐高溫的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿、金屬用具等可進行干

17、熱滅菌;培養(yǎng)基一般用高壓蒸汽滅菌;對一些不耐高溫的液體如牛奶,可用巴氏消毒法;接種室可用30 W紫外線燈照射30 min進行消毒;操作者的雙手、皮膚、動植物組織表面、手術(shù)器械、玻璃器皿可用體積分數(shù)為70%~75%的酒精或碘酒涂抺消毒。,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,三、純化大腸桿菌1.倒平板操作(1)培養(yǎng)基滅菌后,需冷卻至50 ℃左右時才能倒平板,原因是瓊脂在44 ℃以下凝固。(2)培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的

18、縫隙,不要完全打開。(3)整個操作過程要在酒精燈火焰旁進行,避免雜菌污染。(4)平板冷凝后要倒置的原因:防止皿蓋上的冷凝水落入培養(yǎng)基,造成污染。(5)若倒平板時,培養(yǎng)基濺在皿蓋和皿底之間的部位,這個平板應丟棄。,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,2.平板劃線操作(1)第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒接種環(huán)滅菌,劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán),每次灼燒目的如下表:,(2)灼燒接種環(huán)之后,要等其冷卻后才能伸入菌液或進行

19、劃線,以免溫度太高殺死菌種。(3)劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。(4)劃線用力要大小適當,防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,3.稀釋涂布平板操作(1)稀釋操作時:每支試管及其中9 mL水、移液管均需滅菌;操作時,試管口和移液管應在離火焰1~2 cm處。(2)涂布平板時:各個細節(jié)均需保證“無菌”,應特別注意,酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適;吸管頭不要接觸任何其他物體;吸管要在酒精燈火

20、焰周圍使用。,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,【例3】 某研究小組從有機廢水中分離微生物用于廢水處理。下列敘述正確的是(　　)A.培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿后進行滅菌B.轉(zhuǎn)換劃線角度后需灼燒接種環(huán)再進行劃線C.接種后的培養(yǎng)皿須放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)D.培養(yǎng)過程中每隔一周觀察一次解析：本題考查微生物的分離和培養(yǎng)。A項中,培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿前進行滅菌,故錯誤。B項中,從前一區(qū)域劃線的末端開始往后一區(qū)域內(nèi)劃線之前,需要灼燒

21、接種環(huán),故正確。C項中,有機廢水中的微生物只能利用現(xiàn)成的有機物,不能進行光合作用,沒有必要放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),故錯誤。D項中,微生物的繁殖速度很快,應培養(yǎng)24 h后觀察和記錄結(jié)果,故錯誤。答案：B,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,,,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,關(guān)于制備牛肉膏蛋白胨固

22、體培養(yǎng)基,下列敘述錯誤的是(　　)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.待平板冷卻凝固約5~10 min后將平板倒過來放置解析：制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的步驟是計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板,不能顛倒。牛肉膏容易吸潮,所以稱量紙連同牛肉膏一起放入燒杯,當牛肉膏溶化并與稱量紙分離后,用玻璃棒取出稱量紙。待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右,用手觸

23、摸錐形瓶剛剛不燙手,并且培養(yǎng)基處于溶化狀態(tài)時進行倒平板。平板冷卻幾分鐘后還需倒置。答案：A,知識架構(gòu),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應用,1.接種方法的比較及分析(1)平板劃線法:操作簡單,但是單菌落不易分離。(2)稀釋涂布平板法:操作復雜,但是單菌落易分離。(3)稀釋涂布平板法統(tǒng)計樣品中菌落的數(shù)目往往比實際數(shù)目低。這是因為當兩個或多個細胞連在一起時,平板上觀察到的只是一個菌落。2.結(jié)果評價如果培養(yǎng)基上生長的菌落在顏色

24、、形狀、大小上基本一致,并符合大腸桿菌菌落的特點,則說明接種操作是符合要求的;如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落,則說明接種過程中,無菌操作還未達到要求,需要分析原因,重新操作。,知識架構(gòu),一,二,三,1.混淆了消毒和滅菌的區(qū)別。消毒是指用物理或化學方法殺滅或清除傳播媒介上的病原微生物,使其達到無害化。滅菌是指用物理或化學方法殺滅傳播媒介上所有的微生物(包括芽孢和孢子),使其達到無菌。兩者的原理相同,都是通過物理或化學的方法使蛋白質(zhì)變性,但是

25、實質(zhì)不同。滅菌是用強烈的物理方法殺死了全部的微生物及其芽孢、孢子。,【例1】 下列關(guān)于滅菌和消毒的敘述,錯誤的是 (　　)A.接種環(huán)、接種針用灼燒的方法滅菌B.滅菌是殺死物體內(nèi)外所有微生物C.消毒是殺死物體內(nèi)外絕大多數(shù)的微生物D.高壓蒸汽滅菌的原理是使細菌DNA變性解析：接種環(huán)、接種針用灼燒的方法滅菌,A項正確;滅菌是殺死物體內(nèi)外所有微生物,B項正確;消毒是殺死物體內(nèi)外絕大多數(shù)的微生物,C項正確;高壓蒸汽滅菌的原理是使微生物的

26、蛋白質(zhì)變性,以殺死所有微生物,D項錯誤。答案：D,2.平板劃線時容易將最后一次劃線與第一次劃線相連,正確的方法是“首尾相連”即從第一區(qū)域劃線的末端開始往第二區(qū)域內(nèi)劃線,但最后一次劃線不能與第一次劃線相連。【例2】 為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況,某研究小組測定了該河流水樣中的細菌含量,并進行了細菌分離等工作?；卮鹣铝袉栴}。 (導學號52260006)(1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中細菌含量。在涂布接種前,隨機取若干滅菌后的空白平

27、板先行培養(yǎng)了一段時間,這樣做的目的是　　　　　　　　　　　　　　;然后,將1 mL水樣稀釋100倍,在3個平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當培養(yǎng)后,3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37,據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為　　　　　　個。,(2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細菌,操作時,接種環(huán)通過　　　　　　滅菌,在第二次及以后的劃線時,總是從上一次劃線的末端開始劃線,這樣做的目的是　。 (3)示意圖A和B中

28、,　　　　　　表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果。 (4)該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻,一部分進行靜置培養(yǎng),另一部分進行振蕩培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn):振蕩培養(yǎng)的細菌比靜置培養(yǎng)的細菌生長速度快。分析其原因是:振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中　　　　　　的含量,同時可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高　　　　　　的利用率。,解析：(1)微生物培養(yǎng)過程應該進行無菌操作,配制的培養(yǎng)基要進行高壓蒸汽滅菌,可以將滅菌后的空白平板進

29、行培養(yǎng)以檢測培養(yǎng)基滅菌是否徹底;由題意知1 mL水樣中的菌落數(shù)是(39+38+37)÷3÷0.1×100=3.8×104個,每升水樣中的活菌數(shù)為3.8×104×103=3.8×107個。(2)對接種環(huán)常用的滅菌方法是灼燒滅菌;在第二次及以后的劃線時,總是從上一次劃線的末端開始劃線的目的是:將聚集的菌體逐漸稀釋分散以便獲得由單個細胞繁殖而來的菌落。(3)分析題圖可知,A