（B版浙江選考專用）2019版高考生物總復(fù)習(xí)專題25微生物的利用課件

1、1專題25微生物的利用生物（浙江選考專用）2考點(diǎn)微生物的培養(yǎng)和利用考點(diǎn)微生物的培養(yǎng)和利用基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)一、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)1.培養(yǎng)基培養(yǎng)基(1)概念:人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求,配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。(2)成分:一般都含有碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽,還需要滿足不同微生物生長(zhǎng)對(duì)pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求?？键c(diǎn)清單32.無(wú)菌技術(shù)無(wú)菌技術(shù)3.實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的制備:計(jì)算稱量溶化滅菌倒平板。4二、細(xì)菌的分離方法二、細(xì)菌的分離方法:劃線分離法和涂布分離法劃線分離法和涂布分離法1.劃線分離法劃線分離法(1)方法:用接種環(huán)蘸菌液后在含有固體培

2、養(yǎng)基的平板上劃線,使聚集的菌種分散到培養(yǎng)基的表面。每個(gè)菌落就是一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代。(2)應(yīng)用:用于基因工程的大腸桿菌等工程菌,可以用劃線分離法獲得產(chǎn)物表達(dá)能力高的菌株。工程菌的質(zhì)粒中通常有抗性基因(如抗氨芐青霉素基因),如在培養(yǎng)基中加入一定量的氨芐青霉素,由于非工程菌和其他雜菌都沒(méi)有抗性基因,所以在劃線后只有存在抗性基因的工程菌能生存下來(lái)。52.涂布分離法:先將培養(yǎng)的菌液稀釋,通常稀釋10-710-5倍,然后取0.1mL稀釋度不同的稀釋菌液加在培養(yǎng)皿的固體培養(yǎng)基上,用玻璃刮刀涂布在培養(yǎng)基平面上進(jìn)行培養(yǎng),在適當(dāng)?shù)南♂尪认?可產(chǎn)生相互分開(kāi)的菌落。3.二者比較:劃線分離法,方法簡(jiǎn)單;涂布分離法,單菌

3、落更易分開(kāi),但操作復(fù)雜。6三、大腸桿菌的培養(yǎng)和分離三、大腸桿菌的培養(yǎng)和分離1.大腸桿菌大腸桿菌:革蘭氏陰性、兼性厭氧的腸道桿菌。2.細(xì)菌的繁殖細(xì)菌的繁殖:以分裂的方式繁殖,分裂速度很快。3.細(xì)菌的擴(kuò)大培養(yǎng)細(xì)菌的擴(kuò)大培養(yǎng):用LB液體培養(yǎng)基,劃線分離用LB固體平面培養(yǎng)基。4.大腸桿菌的分離操作技術(shù)大腸桿菌的分離操作技術(shù)最常用的方法是劃線分離法,其操作步驟是:a.培養(yǎng)基滅菌:將剛配制好的50mLLB液體培養(yǎng)基和50mLLB固體培養(yǎng)基分別裝入兩個(gè)250mL的三角瓶中,加上封口膜,用高壓鍋進(jìn)行滅菌。7b.倒平板:在酒精燈火焰旁將固體培養(yǎng)基分別倒在4個(gè)培養(yǎng)皿中,使培養(yǎng)基鋪滿培養(yǎng)皿底部,待凝,使之形成平面。

4、c.接種擴(kuò)大培養(yǎng):靠近酒精燈火焰將大腸桿菌接種到三角瓶的液體培養(yǎng)基中,三角瓶在37,每分鐘200轉(zhuǎn)的搖床中振蕩培養(yǎng)12h。d.劃線分離:將搖床上培養(yǎng)12h的菌液在固體培養(yǎng)基的平板上連續(xù)劃線,然后將蓋好的培養(yǎng)皿倒置,放在37恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng),1224h后,可看到在劃線的末端出現(xiàn)不連續(xù)的單個(gè)菌落,表明菌已被分離。e.菌種保存:在無(wú)菌操作下將單菌落用接種環(huán)取出,再用劃線法接種在空白斜面上,在37下培養(yǎng)24h后,置于4冰箱中保存。8四、分離以尿素為氮源的微生物四、分離以尿素為氮源的微生物1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:不同微生物利用氮源種類不同。有一些細(xì)菌含有脲酶,通過(guò)降解尿素作為其生長(zhǎng)的氮源。尿素在脲酶的

5、降解下產(chǎn)生NH3,使培養(yǎng)基的pH由原來(lái)的中性變?yōu)閴A性,于是培養(yǎng)基中的酚紅由紅黃色變成紅色。2.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟:(1)制備培養(yǎng)基:在60左右時(shí),將兩個(gè)三角瓶中已滅菌的LB固體培養(yǎng)基和尿素固體培養(yǎng)基,在酒精燈旁分別倒入兩個(gè)培養(yǎng)皿中,搖勻后平放至凝固。(2)制備細(xì)菌懸液:在無(wú)菌條件下,將1g土樣加到有99mL無(wú)菌水的三角瓶中,振蕩10min,即成10-2土壤稀釋液,依此方法制備10-3、10-4和10-5的土9壤稀釋液。(3)涂布法分離:取10-4和10-5的土壤稀釋液各0.1mL,分別加到有LB培養(yǎng)基和尿素培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,用通過(guò)灼燒法滅菌的玻璃刮刀將菌液涂布到整個(gè)平面上。(4)培養(yǎng)和觀察:在3

6、7恒溫箱中培養(yǎng)2448h,觀察菌落數(shù)。3.預(yù)測(cè)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果:LB全營(yíng)養(yǎng)固體培養(yǎng)基上的菌落多而雜;尿素固體培養(yǎng)基上的菌落少而純,一定時(shí)間內(nèi),菌落周圍出現(xiàn)紅色區(qū)域。用濃度為10-4和10-5的土壤稀釋液接種,更容易形成單菌落的是10-5土壤稀釋液。10重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)一、無(wú)菌技術(shù)的知識(shí)歸納一、無(wú)菌技術(shù)的知識(shí)歸納1.滅菌原因滅菌原因:為了獲得純凈的培養(yǎng)物,關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的污染。2.無(wú)菌操作的條件無(wú)菌操作的條件:(1)各種器皿必須是無(wú)菌的;(2)各種培養(yǎng)基必須是無(wú)菌的;(3)細(xì)菌轉(zhuǎn)移操作的過(guò)程必須是無(wú)菌的。11滅菌方法適用材料或用具滅菌條件滅菌時(shí)間灼燒滅菌接種環(huán)、接種針或其他金屬用具在酒精燈火焰的

7、充分燃燒層灼燒直至燒紅干熱滅菌玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等干熱滅菌箱內(nèi),160170加熱1h2h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基等100kPa,12115min30min3.三種常用滅菌方法的比較三種常用滅菌方法的比較124.避免被雜菌污染的方法避免被雜菌污染的方法(1)注意滅菌操作原則,滅菌徹底,降低環(huán)境污染概率,手和實(shí)驗(yàn)服要清潔,減少操作時(shí)間,對(duì)污染源的改善考慮周到。(2)注意微生物生長(zhǎng)條件,如pH、滲透壓、溫度等。細(xì)菌喜中性偏堿的環(huán)境,喜蛋白質(zhì)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),喜37的溫度;而霉菌喜中性偏酸的環(huán)境,喜糖類豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),喜2530的溫度。因此,可以根據(jù)不同微生物的“喜好”來(lái)減少污染。13第一次灼

8、燒每次劃線之前灼燒劃線結(jié)束灼燒目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免細(xì)菌污染環(huán)境或感染操作者二、大腸桿菌的培養(yǎng)與分離中應(yīng)注意的問(wèn)題二、大腸桿菌的培養(yǎng)與分離中應(yīng)注意的問(wèn)題1.劃線分離操作中的有關(guān)問(wèn)題劃線分離操作中的有關(guān)問(wèn)題(1)在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán),在劃線操作結(jié)束后,仍然需要灼燒接種環(huán)。14(2)在灼燒接種環(huán)之后,要等其冷卻后再進(jìn)行劃線,以免接種環(huán)溫度太高,殺死菌種。(3)在做第二次以及其后的劃線操作時(shí),要從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線。每次劃線后,線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少,每次從上一次劃線的末端開(kāi)

9、始劃線,能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少,最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。2.進(jìn)行恒溫培養(yǎng)時(shí)進(jìn)行恒溫培養(yǎng)時(shí),要將培養(yǎng)皿倒置的原因要將培養(yǎng)皿倒置的原因如果正放培養(yǎng)皿,則皿蓋上形成的水滴會(huì)落到培養(yǎng)基表面并且擴(kuò)散開(kāi),會(huì)沖散菌體,污染菌落,達(dá)不到分離的目的。因此恒溫培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)皿必須倒置。153.培養(yǎng)后判斷是否有雜菌污染的方法培養(yǎng)后判斷是否有雜菌污染的方法(1)從菌落的形態(tài)看,濕潤(rùn)度、透明度、黏稠度,呈何種顏色等,是區(qū)別細(xì)菌、酵母菌、放線菌和霉菌的關(guān)鍵指標(biāo)。(2)用顯微鏡鏡檢,觀察菌的形態(tài)、大小,菌絲、孢子、芽孢等也是區(qū)別細(xì)菌、酵母菌、放線菌和霉菌的關(guān)鍵指標(biāo)。(3)上述方法較難區(qū)分同類的

10、不同物種,需要借助化學(xué)方法和進(jìn)一步的形態(tài)觀察,如用革蘭氏染色法,觀察有無(wú)鞭毛、孢子形態(tài)、孢子著生方式、菌絲生長(zhǎng)方式、芽孢等。16例例1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。(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

11、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。17解析解析(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,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),常采用劃線分離法和涂布分離法接種。(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。(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)基等進(jìn)行滅菌;用干熱滅菌法對(duì)玻璃器皿(吸管、培

12、養(yǎng)皿)和金屬用具等進(jìn)行滅菌。無(wú)菌技術(shù)要求實(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,可防止周圍環(huán)境中微生物的污染。18答案答案(1)原油選擇(2)劃線分離法涂布分離法(3)強(qiáng)(4)干熱滅菌高壓蒸汽滅菌火焰19三、分離以尿素為氮源的微生物實(shí)驗(yàn)剖析三、分離以尿素為氮源的微生物實(shí)驗(yàn)剖析1.土樣的獲得土樣的獲得:從有哺乳動(dòng)物排泄物的地方取得。2.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟:203.兩種常用微生物接種方法比較兩種常用微生物接種方法比較比較劃線分離法涂布分離法原理通過(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)基表面。在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的

13、肉眼可見(jiàn)的細(xì)胞群體,即菌落將菌液進(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)。在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落特點(diǎn)方法簡(jiǎn)單單菌落更易分開(kāi),但操作復(fù)雜些目的使培養(yǎng)基上形成由單個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的子細(xì)胞群體菌落21知能拓展知能拓展(1)用瓊脂糖代替瓊脂配制固體培養(yǎng)基。瓊脂是未被純化的混合物,內(nèi)含一定量的含氮化合物,不利于以尿素為氮源的細(xì)菌的篩選。(2)培養(yǎng)基中的酸堿指示劑產(chǎn)生顏色變化(變紅),標(biāo)志著存在脲酶水解尿素的作用,從而證明這一菌株可以以尿素為氮源。紅色環(huán)狀區(qū)域的大小代表脲酶活性的強(qiáng)弱和含量的多

14、少。紅色區(qū)域越大,表明菌株利用尿素的能力越強(qiáng)。(3)與全營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基上的菌落數(shù)比較,尿素培養(yǎng)基上只有少數(shù)菌落,這一現(xiàn)象表明能利用尿素的細(xì)菌在土壤菌群中只占極小部分。22例例2根據(jù)分離以尿素為氮源的微生物實(shí)驗(yàn),回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出脲酶降解尿素的反應(yīng)式:。(2)該實(shí)驗(yàn)分離細(xì)菌時(shí)用濃度為10-4和10-5土壤稀釋液接種,更容易形成單菌落的是。(3)A同學(xué)篩選出的菌落為150個(gè),其他同學(xué)只篩選出50個(gè),并且他在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)并沒(méi)有設(shè)置對(duì)照。你認(rèn)為A同學(xué)結(jié)果產(chǎn)生的原因可能有哪些?。如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)排除可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素:。(4)涂布平板的所有操作怎樣保證無(wú)菌?。(5)有脲酶的細(xì)菌在生態(tài)穩(wěn)態(tài)上起什么作用

15、?23解析解析脲即尿素,是蛋白質(zhì)降解的產(chǎn)物。有一些細(xì)菌含有脲酶可以分解尿素,利用尿素作為其生長(zhǎng)的氮源。本實(shí)驗(yàn)使用涂布分離法分離以尿素為氮源的微生物,用濃度為10-4和10-5土壤稀釋液接種,更容易形成單菌落的是10-5土壤稀釋液,濃度越小越易形成單菌落。A同學(xué)結(jié)果產(chǎn)生的原因可能是土樣不同,也可能是培養(yǎng)基污染或操作失誤,可設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)排除可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素,方案有二:一是由其他同學(xué)用與A同學(xué)一樣的土壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果結(jié)果與A同學(xué)一致,則證明A同學(xué)無(wú)誤,如果結(jié)果不同,則證明A同學(xué)存在操作失誤或培養(yǎng)基配制有問(wèn)題;另一種方案是將A同學(xué)配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進(jìn)行培養(yǎng),作為空白對(duì)照,以檢驗(yàn)培養(yǎng)基

16、是否受到污染。24答案答案(1)(NH2)2CO+H2O2NH3+CO2(2)10-5土壤稀釋液(3)可能是土樣不同,也可能是培養(yǎng)基污染或操作失誤方案有二:一是由其他同學(xué)用與A同學(xué)一樣的土壤進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果結(jié)果與A同學(xué)一致,則證明無(wú)誤,如果結(jié)果不同,則證明A同學(xué)存在操作失誤或培養(yǎng)基配制有問(wèn)題。另一種方案是將A同學(xué)配制的培養(yǎng)基在不加土樣的情況下進(jìn)行培養(yǎng),作為空白對(duì)照,以檢驗(yàn)培養(yǎng)基是否受到污染(4)應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)菌”,都應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。例如,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質(zhì)、吸管要在酒精燈火焰周圍等25(5)如果土壤中有許多尿素,在自然界較高溫度下會(huì)被水解,

17、水解后的氨使土壤變成堿性,氨還與其他陰離子物質(zhì)如S、C、N等形成化合物,則會(huì)使土壤板結(jié)。有脲酶的細(xì)菌可降解土壤中的尿素,并利用所形成的氨,有利于自然界中氮的循環(huán)24O23O3O26方法方法消毒與滅菌消毒與滅菌項(xiàng)目消毒滅菌條件使用較為溫和的理化方法使用強(qiáng)烈的理化因素結(jié)果殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物殺死物體內(nèi)外所有的微生物適用實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手微生物的培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等常用方法煮沸消毒法(如100,5min6min),巴氏消毒法(80,15min),酒精、氯氣、石炭酸等化學(xué)藥劑消毒法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌突破方法27例例3細(xì)菌培養(yǎng)過(guò)程中分別采用了高壓蒸汽、酒精、

18、火焰灼燒等幾種不同的處理,這些方法依次用于殺滅哪些部位的雜菌()A.接種環(huán)、手、培養(yǎng)基B.高壓鍋、手、接種環(huán)C.培養(yǎng)基、手、接種環(huán)D.接種環(huán)、手、高壓鍋突破方法28解析解析一般來(lái)說(shuō)滅菌是指徹底殺滅微生物使其永遠(yuǎn)喪失生長(zhǎng)繁殖的能力,對(duì)于培養(yǎng)基、操作器皿和接種環(huán)等都需要滅菌。消毒僅指殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物,而對(duì)被消毒的物體基本無(wú)害,操作者的手需要消毒。高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌設(shè)備,通常用于培養(yǎng)基的滅菌。用酒精擦拭雙手是消毒的一種方法?；鹧孀茻梢匝杆?gòu)氐椎販缇?適用于微生物的接種工具,如接種環(huán)。答案答案C29【思維點(diǎn)撥】【思維點(diǎn)撥】(1)高溫加熱滅菌,其原理就是使細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性,從而達(dá)到殺滅細(xì)菌的作用。(2)化學(xué)藥劑消毒的方法,其作用原理是使細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)變性,但是化學(xué)物質(zhì)很難透過(guò)孢子或芽孢的堅(jiān)硬外層進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),因此化學(xué)方法難以消滅孢子和芽孢。(3)體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇?xì)⒕Ч顝?qiáng)。濃度過(guò)低,殺菌力弱;濃度過(guò)高,使菌體表面蛋白質(zhì)凝固形成一層保護(hù)膜,乙醇分子不能滲入細(xì)菌內(nèi),殺菌效果受影響。對(duì)剛洗刷后未干的器皿,則可選擇75%的酒精進(jìn)行消毒。30(4)滅菌的目的:無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外,還能有效避免操作者自身被微生物感染。(5)培養(yǎng)基的制作是否合格的驗(yàn)證:如果未接種