高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第11單元 第40課時(shí)　微生物的分離和培養(yǎng)課件.ppt

第十一單元 生物技術(shù)實(shí)踐 1 涵蓋范圍 本單元包括選修1全部?jī)?nèi)容 微生物的培養(yǎng)與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用 植物組織培養(yǎng)技術(shù)及dna和蛋白質(zhì)的提取與分離技術(shù) 酶的研究和實(shí)踐應(yīng)用 植物有效成分的提取方法 過(guò)程及注意事項(xiàng) 單元教學(xué)分析 2 考情分析 考查力度 相對(duì)固定 如山東理綜只出一個(gè)8分的簡(jiǎn)答題 考查內(nèi)容及形式 1 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用多以簡(jiǎn)答題形式考查 2 酶的研究與應(yīng)用 常與必修1中酶的本質(zhì) 特性等知識(shí)有機(jī)結(jié)合考查 3 植物組織培養(yǎng)常與植物有效成分提取相結(jié)合考查 4 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用多以簡(jiǎn)答題形式考查 5 酶的研究 dna和蛋白質(zhì)提取技術(shù)多以選擇題形式考查 3 復(fù)習(xí)指導(dǎo) 1 復(fù)習(xí)線索 以轉(zhuǎn)基因 微生物培養(yǎng) 酶生產(chǎn) 酶應(yīng)用為線索 系統(tǒng)復(fù)習(xí)微生物培養(yǎng)技術(shù) 酶的研究和實(shí)踐應(yīng)用 以技術(shù)手段 技術(shù)流程為主線 復(fù)習(xí)發(fā)酵 組織培養(yǎng) 有效成分及dna 蛋白質(zhì)提取有關(guān)知識(shí) 2 復(fù)習(xí)方法 列表比較法 dna 蛋白質(zhì)的提取與分離 實(shí)踐聯(lián)系 發(fā)酵技術(shù) 植物有效成分提取技術(shù) 實(shí)驗(yàn)聯(lián)系 植物組織培養(yǎng) 微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 第40課時(shí) 微生物的分離和培養(yǎng) 突破考點(diǎn) 提煉方法 考點(diǎn)125生物技術(shù)手段 微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng) 1 培養(yǎng)基的類型及作用 2 培養(yǎng)基的配制原則和營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成 目的要明確 根據(jù)微生物的種類 培養(yǎng)目的選擇不同的原料配制培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào) 配制培養(yǎng)基時(shí)要注意各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例 ph要適宜 1 培養(yǎng)基的配制原則 2 培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成 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(wú)機(jī)鹽 不同培養(yǎng)基還要滿足不同微生物對(duì)ph 特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求 3 配制牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的步驟及注意事項(xiàng) 1 步驟 計(jì)算 稱量 溶化 滅菌 倒平板 2 注意事項(xiàng) 倒平板的溫度一般在50 左右適宜 溫度過(guò)高會(huì)燙手 過(guò)低培養(yǎng)基又會(huì)凝固 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 4 純化大腸桿菌的操作過(guò)程及注意事項(xiàng) 1 原理 在培養(yǎng)基上將細(xì)菌稀釋或分散成單個(gè)細(xì)胞 使其長(zhǎng)成單個(gè)的菌落 這個(gè)菌落就是一個(gè)純化的細(xì)菌菌落 2 方法 平板劃線法 稀釋涂布平板法 平板劃線法 平板劃線法中細(xì)菌的分離和稀釋過(guò)程發(fā)生在接種環(huán)在固體平板表面上的移動(dòng)劃線過(guò)程中 在線的開始部分 微生物往往連在一起生長(zhǎng) 隨著線的延伸 菌數(shù)逐漸減少 最后可能形成純種的單個(gè)菌落 如下圖 注意a 劃線時(shí)最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連 b 劃線用力大小要適當(dāng) 防止用力過(guò)大將培養(yǎng)基劃破 稀釋涂布平板法 系列稀釋操作 圖1 a 將分別盛有9ml水的6支試管滅菌 并按101 106的順序編號(hào) b 用移液管吸取1ml培養(yǎng)的菌液 注入101倍稀釋的試管中 用手指輕壓移液管上的橡皮頭 吹吸3次 使菌液與水充分混勻 c 從101倍稀釋的試管中吸取1ml稀釋液 注入102倍稀釋的試管中 重復(fù)b步混勻操作 以此類推 直到完成最后1支試管的稀釋 注意移液管需要經(jīng)過(guò)滅菌 操作時(shí) 試管口和移液管應(yīng)在離火焰1 2cm處 涂布平板操作如圖2所示 圖1 圖2 注意稀釋涂布平板操作復(fù)雜 各個(gè)細(xì)節(jié)均應(yīng)保證 無(wú)菌 具體如下 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 吸管要在酒精燈火焰周圍使用 1 自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物的營(yíng)養(yǎng)比較 拓展提升 2 劃分依據(jù) 自養(yǎng)微生物與異養(yǎng)微生物類型劃分的主要依據(jù)是能否以無(wú)機(jī)碳作為生長(zhǎng)的主要或唯一碳源 而與氮源無(wú)關(guān) 自養(yǎng)微生物以co2或碳酸鹽為主要或唯一碳源進(jìn)行代謝生長(zhǎng) 異養(yǎng)微生物必須以有機(jī)物作為碳源進(jìn)行代謝生長(zhǎng) 3 自養(yǎng)微生物的能源 1 利用光能 如藍(lán)藻等 2 依靠物質(zhì)氧化過(guò)程中釋放的能量 如硝化細(xì)菌 能利用nh3氧化過(guò)程中釋放的化學(xué)能 nh3既作為氮源 又作為能源 4 異養(yǎng)微生物的能源主要來(lái)源于有機(jī)物的氧化分解 碳源不僅為異養(yǎng)微生物提供構(gòu)成細(xì)胞的物質(zhì) 而且提供完成整個(gè)生命活動(dòng)所需的能量 1 2011 新課標(biāo)全國(guó)卷 39 有些細(xì)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 回答問(wèn)題 1 在篩選過(guò)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 純化菌種時(shí) 為了得到單菌落 常采用的接種方法有兩種 即 和 3 為了篩選出高效菌株 可比較單菌落周圍分解圈的大小 分解圈大說(shuō)明該菌株的降解能力 對(duì)位訓(xùn)練 原油 選擇 平板劃線法 稀釋涂布平板法 強(qiáng) 4 通常情況下 在微生物培養(yǎng)過(guò)程中 實(shí)驗(yàn)室常用的滅菌方法有灼燒滅菌 和 無(wú)菌技術(shù)要求實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈 附近進(jìn)行 以避免周圍環(huán)境中微生物的污染 干熱滅菌 高壓蒸汽滅菌 火焰 解析 1 從受原油污染的土壤中篩選出能高效降解原油的菌株 使用的培養(yǎng)基應(yīng)是以原油為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基 通過(guò)控制碳源這種營(yíng)養(yǎng)成分 來(lái)促進(jìn)能高效降解原油的菌株的生長(zhǎng) 抑制其他微生物的生長(zhǎng) 2 菌種純化培養(yǎng)時(shí) 常采用平板劃線法和稀釋涂布平板法接種 3 當(dāng)固體培養(yǎng)基上長(zhǎng)出單菌落后 可通過(guò)比較菌落周圍分解圈的大小 來(lái)判斷菌株降解原油能力的大小 一般來(lái)說(shuō) 分解圈越大說(shuō)明該菌株的降解能力越強(qiáng) 反之則越弱 排雷 1 平板劃線操作第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒滅菌 劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán) 每次灼燒目的不同 2 灼燒接種環(huán)之后 要冷卻后才能伸入菌液 以免溫度太高殺死菌種 4 實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物的過(guò)程中 常用灼燒滅菌法對(duì)接種環(huán) 接種針 試管口 瓶口等進(jìn)行滅菌 用高壓蒸汽滅菌法對(duì)培養(yǎng)基 試管等進(jìn)行滅菌 用干熱滅菌法對(duì)玻璃器皿 吸管 培養(yǎng)皿 和金屬用具等進(jìn)行滅菌 實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰旁進(jìn)行 因?yàn)榫凭珶艋鹧媾钥尚纬梢粋€(gè)無(wú)菌環(huán)境 可防止微生物的污染 考點(diǎn)126生物技術(shù)實(shí)踐 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) 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 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 方法 用計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù) 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 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(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌 通過(guò)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 操作a 設(shè)置重復(fù)組 增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)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) 計(jì)算公式 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 細(xì)菌分離與計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)流程土壤取樣 樣品稀釋 取樣涂布 微生物的培養(yǎng) 觀察并記錄結(jié)果 細(xì)菌計(jì)數(shù) 4 課題延伸 菌種的進(jìn)一步鑒定 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(guò)檢測(cè)ph的變化來(lái)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(shuō)明該種細(xì)菌能分解尿素 對(duì)位訓(xùn)練 2 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定土壤中的細(xì)菌數(shù)量 下列與此操作有關(guān)的敘述中 不正確的是 a 用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 經(jīng)高溫 高壓滅菌后倒平板b 取10 4 10 5的土壤稀釋液0 1ml 分別涂布于各組平板上c 將培養(yǎng)皿倒置 37 恒溫培養(yǎng)24 48小時(shí)d 選擇菌落數(shù)在300個(gè)以上的培養(yǎng)皿進(jìn)行計(jì)數(shù) 解析檢測(cè)土壤中細(xì)菌總數(shù) 用蒸餾水配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 經(jīng)高溫 高壓滅菌后倒平板 取104 105 106稀釋度的土壤稀釋液和無(wú)菌水各0 1ml 分別涂布于各組平板上 將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組平板倒置 37 恒溫培養(yǎng)24 48小時(shí) 在確定對(duì)照組無(wú)菌后 選擇菌落數(shù)在30 300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù) 答案d 排雷 1 在同一稀釋度下 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(shuō)明該平板操作過(guò)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)果用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示 3 對(duì)照原則 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) 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 4 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基應(yīng)各有一個(gè)空白對(duì)照 即不涂布菌液 目的是驗(yàn)證培養(yǎng)基中是否含雜菌 樣品稀釋度將直接影響平板上生長(zhǎng)的菌落數(shù) 考點(diǎn)127生物技術(shù)實(shí)踐 分解纖維素的微生物的分離 1 纖維素酶纖維素酶是一種復(fù)合酶 它包括c1酶 cx酶和葡萄糖苷酶 具有催化分解纖維素的作用 其作用過(guò)程如下 纖維素纖維二糖葡萄糖 2 纖維素分解菌的篩選原理 紅色消失 出現(xiàn)透明圈即可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌 3 土壤中纖維素分解菌的篩選流程土壤取樣 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 3 2011 聊城一模 有些微生物能合成纖維素酶 通過(guò)對(duì)這些微生物的研究 使人們能夠利用秸稈等廢棄物生產(chǎn)酒精 用纖維素酶處理服裝面料等 研究人員用化合物a 硝酸鹽 磷酸鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基 成功地篩選到能產(chǎn)生纖維素酶的微生物 分析回答問(wèn)題 1 培養(yǎng)基中加入的化合物a是 為微生物的生長(zhǎng)提供 這種培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基 2 為了篩選出能產(chǎn)生纖維素酶的微生物 向培養(yǎng)基中加入 對(duì)位訓(xùn)練 3 在篩選出能產(chǎn)生纖維素酶的微生物之前 可用液體培養(yǎng)基培養(yǎng) 增加微生物的濃度 若獲得純凈的菌株 常采用平板劃線的方法進(jìn)行接種 此過(guò)程所用的接種工具是 操作時(shí)采用 滅菌的方法 還可用 方法操作 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)該進(jìn)行滅菌處理才能倒掉 這樣做的目的是 接種環(huán) 灼燒 稀釋涂布平板 防止造成環(huán)境污染 解析 1 應(yīng)用選擇培養(yǎng)基 篩選到能產(chǎn)生纖維素酶的微生物 所以在培養(yǎng)基中要加纖維素作為唯一碳源 2 剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物 當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后 剛果紅 纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成 培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈 通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌 3 微生物的接種方法很多 最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法 平板劃線法通過(guò)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 稀釋涂布平板法則是將菌液進(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) 接種環(huán)和涂布器都是通過(guò)灼燒的方法進(jìn)行滅菌 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)該進(jìn)行滅菌處理才能倒掉 這樣做的目的是防止實(shí)驗(yàn)菌進(jìn)入外界環(huán)境 造成污染 排雷 1 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基 因培養(yǎng)基中無(wú)凝固劑 利用液體培養(yǎng)基以增加纖維素分解菌的濃度 2 選擇培養(yǎng)基以纖維素作為碳源和能源 其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長(zhǎng) 鑒別培養(yǎng)基因含瓊脂 故為固體培養(yǎng)基 剛果紅染色法就是應(yīng)用的此培養(yǎng)基 3 為確定得到的菌是否是纖維素分解菌 還需進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn) 纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種 纖維素酶的測(cè)定方法 一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定 考綱能力運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中有關(guān)生物學(xué)問(wèn)題的能力考題1 2010 重慶卷 31 炭疽病是由炭疽桿菌引起的一種人畜共患傳染病 炭疽桿菌兩端截平 呈竹節(jié)狀排列 菌落呈卷發(fā)狀 對(duì)炭疽病疑似患者 可根據(jù)噬菌體的宿主專一性 通過(guò)實(shí)驗(yàn)確診 1 細(xì)菌培養(yǎng) 采集疑似患者的樣本 分離培養(yǎng) 獲得可疑菌落 2 細(xì)菌鑒定 實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示 考題鏈接1 微生物的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng) 對(duì)配制的液體培養(yǎng)基等需采取 方法滅菌 實(shí)驗(yàn)所用液體培養(yǎng)基的碳源為 填 無(wú)機(jī)碳 或 有機(jī)碳 挑選可疑菌落制片后 用 觀察 可看到呈竹節(jié)狀排列的桿菌 高壓蒸汽 98kpa蒸汽 有機(jī)碳 顯微鏡 接種可疑菌后 35 培養(yǎng)24小時(shí) 液體培養(yǎng)基變渾濁 原因是 對(duì)照組試管中應(yīng)加入 與實(shí)驗(yàn)組同時(shí)培養(yǎng)6小時(shí)后 若實(shí)驗(yàn)組液體培養(yǎng)基的渾濁度比對(duì)照組 填 高 或 低 則可明確疑似患者被炭疽桿菌感染 反之則排除 對(duì)排除的疑似患者及易感人群 可接種炭疽桿菌疫苗 刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)抗體 與產(chǎn)生抗體相關(guān)的細(xì)胞除t細(xì)胞 b細(xì)胞外 還有 細(xì)菌大量繁殖 等量生理鹽水 低 吞噬細(xì)胞 漿細(xì)胞 考綱能力探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力考題2氯苯化合物是重要的有機(jī)化工原料 因其不易降解 會(huì)污染環(huán)境 某研究小組依照下列實(shí)驗(yàn)方案 圖1 篩選出能高效降解氯苯的微生物sp1菌 培養(yǎng)基配方如表1 考題鏈接2 選擇培養(yǎng)基的用途 圖1 1 配制 號(hào)固體培養(yǎng)基時(shí) 除添加 號(hào)液體培養(yǎng)基成分外 還應(yīng)添加1 的 2 培養(yǎng)基配制時(shí) 滅菌與調(diào)ph的先后順序是 3 從用途上來(lái)說(shuō) 號(hào)培養(yǎng)基和 號(hào)培養(yǎng)基分別屬于 培養(yǎng)基和 培養(yǎng)基 在 號(hào)培養(yǎng)基中 為sp1菌提供氮源的成分是 4 在營(yíng)養(yǎng)缺乏或環(huán)境惡劣時(shí) sp1的菌體會(huì)變成一個(gè)圓形的休眠體 這種休眠體被稱為 瓊脂 后滅菌 通用 選擇 硝酸銨 芽孢 先調(diào)ph 5 將sp1菌接種在含不同濃度氯苯的 號(hào)培養(yǎng)液中培養(yǎng) 得到生長(zhǎng)曲線 如圖2 從圖2可知 sp1菌在 培養(yǎng)條件下最早停止生長(zhǎng) 其原因是 20mg l氯苯 碳源最早耗盡 解析配制固體培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)在液體培養(yǎng)基的成分中再加入瓊脂作為凝固劑 在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)ph 后進(jìn)行滅菌 防止滅菌后在調(diào)節(jié)ph的過(guò)程中污染培養(yǎng)基 據(jù)表可知 培養(yǎng)基 為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 包括碳源 氮源 水 無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子 適用于多種微生物的培養(yǎng) 培養(yǎng)基 不加牛肉膏和蛋白胨 以硝酸銨為氮源 可以選擇出以硝酸銨為氮源的微生物 是選擇培養(yǎng)基 在營(yíng)養(yǎng)缺乏 環(huán)境惡劣時(shí) 微生物可以形成休眠體 芽孢 來(lái)度過(guò)不良環(huán)境 據(jù)圖2可知 sp1菌在20mg l氯苯培養(yǎng)條件