選修1 專題1微生物地利用

生物技術(shù)實踐

選修1專題1微生物的利用廣東最新考綱廣東考綱解讀近3年廣東高考考情1.微生物的分離與培養(yǎng)1.培養(yǎng)基的種類、營養(yǎng)要求及配制原則2．無菌技術(shù)的具體操作及應(yīng)用3．運用相關(guān)技術(shù)解決微生物的分離與培養(yǎng)等實際問題2013年：單選T62014年：非選T292.某種微生物數(shù)量的測定3.培養(yǎng)基對微生物的選擇作用4.利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物以及微生物在其他方面的應(yīng)用一、微生物的實驗室培養(yǎng)1．培養(yǎng)基(1)概念：人們按照微生物對①__________的不同需求，配制出供其②__________的營養(yǎng)基質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖(2)成分：盡管培養(yǎng)基的配方各不相同，但其基本成分都包括③____________、④____________、⑤____________和⑥__________。還需滿足不同微生物對⑦_(dá)_______、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及⑧__________的要求。(3)培養(yǎng)基配制的程序：計算→⑨__________→溶化→滅菌→倒平板。水碳源氮源無機鹽pH

氧氣稱量2．無菌技術(shù)技術(shù)條件結(jié)果常用方法消毒較為⑩______的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或?__________對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)?_____________、?______________、化學(xué)藥劑消毒法：酒精、氯氣、石炭酸等滅菌?________的理化因素殺死物體?____________的微生物，包括芽孢和孢子?_____________、干熱滅菌法、?________________溫和內(nèi)部一部分煮沸消毒法巴氏消毒法強烈內(nèi)外所有灼燒滅菌法高壓蒸汽滅菌法3．微生物培養(yǎng)的基本技術(shù)(1)純化大腸桿菌的原理：在培養(yǎng)基上將稀釋的細(xì)菌分散成單個菌落，會形成一個肉眼可見的、具有?______________的子細(xì)胞群體，叫做?_______。菌落是鑒定菌種的重要依據(jù)。(2)微生物純化的培養(yǎng)方法(兩種接種方法)：一定形態(tài)結(jié)構(gòu)菌落平板劃線法簡單單菌落易分離復(fù)雜

4℃

甘油管藏－20℃脲酶制備培養(yǎng)基細(xì)菌的計數(shù)稀釋涂布平板復(fù)合C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶纖維素酶葡萄糖剛果紅染色法透明圈1．培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基(1)培養(yǎng)基的配制原則①目的要明確：配制時應(yīng)根據(jù)微生物的種類、培養(yǎng)目的等確定配制的培養(yǎng)基種類。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。③pH要適宜：各種微生物適宜生長的pH范圍不同，如細(xì)菌為6.5～7.5，放線菌為7.5～8.5，真菌為5.0～6.0，培養(yǎng)不同微生物所需pH不同。微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用(2)培養(yǎng)基的種類與用途劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運動、分類、鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計數(shù)、保藏菌種化學(xué)性質(zhì)天然培養(yǎng)基含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分明確分類、鑒定劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點用途用途選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要微生物的生長，促進(jìn)所需的微生物的生長培養(yǎng)、分離出特定微生物(如培養(yǎng)酵母菌和霉菌，可在培養(yǎng)基中加入青霉素；培養(yǎng)金黃色葡萄球菌，可在培養(yǎng)基中加入高濃度食鹽)鑒別培養(yǎng)基根據(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)藥品鑒別不同種類的微生物，如用伊紅—美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈深藍(lán)色，并帶有金屬光澤)①微生物最常用的碳源是糖類，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是銨鹽、硝酸鹽。②對異養(yǎng)微生物來說，含C、H、O、N的有機化合物既是碳源，又是氮源、能源。③有些培養(yǎng)基不需要添加特殊營養(yǎng)物質(zhì)，生物自己能合成，如大腸桿菌能合成某些維生素作為特殊營養(yǎng)物質(zhì)。2．微生物培養(yǎng)的無菌技術(shù)進(jìn)行無菌操作主要是為了防止外來雜菌的入侵，重點是消毒和滅菌。(1)消毒和滅菌的區(qū)別項目使用方法結(jié)

果常用的方法消毒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)煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥劑消毒法、紫外線消毒法等滅菌強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌(2)無菌技術(shù)的操作要求①實驗前應(yīng)對操作空間、操作人員進(jìn)行消毒；對所用器具和培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌。②實驗進(jìn)行時需在酒精燈火焰周圍的無菌區(qū)操作，另外要避免已滅菌處理的材料再次污染。用酒精消毒時，70%的酒精殺菌效果最好，原因是：濃度過高，使菌體表面蛋白質(zhì)凝固成一層保護(hù)膜，乙醇分子不能滲入其中；濃度過低，殺菌力減弱。

(3)三種常用滅菌方法的比較滅菌方法適用材料或用具滅菌條件滅菌時間灼燒滅菌接種工具，如接種環(huán)、接種針或其他金屬工具；試管口或瓶口酒精燈火焰的外焰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)，160℃～170℃1h～2h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基等高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)100kPa,121℃15min～30min3．大腸桿菌的純化以及菌種的保藏(1)制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基①步驟：計算―→稱量―→溶化―→滅菌―→倒平板。②注意事項：a.倒平板的適宜溫度是50℃左右，溫度過高會燙手，過低培養(yǎng)基又會凝固；b.平板需倒置，這樣既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。(2)純化大腸桿菌①原理：在培養(yǎng)基上將細(xì)菌稀釋或分散成單個細(xì)胞，使其長成單個菌落，這個菌落就是一個純化的細(xì)菌菌落。②方法：平板劃線法、稀釋涂布平板法。平板劃線法是通過接種環(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)。(3)菌種的保藏①臨時保藏：固體斜面培養(yǎng)基上4℃保存，菌種易被污染或產(chǎn)生變異。②長期保存：－20℃甘油管在冷凍箱中保藏。解析本題考查平板劃線操作方法。在每次劃線前后都要對接種環(huán)進(jìn)行滅菌，接種環(huán)的滅菌方法應(yīng)是在火焰上灼燒，接種時劃線操作是在火焰旁進(jìn)行。在5個區(qū)域中，只要有單個活細(xì)菌，通過培養(yǎng)即可獲得所需菌落。答案D

(2013·成都模擬)關(guān)于制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的敘述錯誤的是(

)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．等培養(yǎng)基冷卻至50℃左右進(jìn)行倒平板D．待平板冷卻凝固5～10min后將平板倒過來放置【答案】A【解析】操作順序為先滅菌再倒平板；牛肉膏會黏附在稱量紙上，應(yīng)該將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放入燒杯；培養(yǎng)基冷卻至50℃左右既沒有凝固，同時又不燙手，可以進(jìn)行倒平板；為了防止冷卻過程中培養(yǎng)皿蓋上凝集的水珠對平板的污染，培養(yǎng)基冷卻凝固后就要將平板倒過來放置。1．測定微生物數(shù)量的方法(1)顯微鏡直接計數(shù)法①原理：利用特定細(xì)菌計數(shù)板或血細(xì)胞計數(shù)板，在顯微鏡下計算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。②缺點：不能區(qū)分死菌與活菌。特定微生物的數(shù)量的測定(2)間接計數(shù)法(活菌計數(shù)法)①方法：一般用稀釋涂布平板法，當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，就是來源于樣品稀釋液中的一個活菌，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。②注意事項a．設(shè)置重復(fù)組，增強實驗的說服力與準(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)行計數(shù)。③計算公式：每克樣品中的菌株數(shù)＝(C/V)×M，其中C表示某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)，V表示涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)，M表示稀釋倍數(shù)。(2)檢測天然水源中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌菌落數(shù)：細(xì)菌總數(shù)通常是指1g或1mL檢測樣品中所含細(xì)菌菌落的總數(shù)。大腸桿菌菌落數(shù)通常是指每100g或100mL檢測樣品中所含細(xì)菌的實際數(shù)值。(3)檢測某種食品中的細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌菌落數(shù)：一般說來，大腸桿菌菌落總數(shù)越多，說明食品的衛(wèi)生質(zhì)量越差。(4)土壤中分解尿素細(xì)菌的計數(shù)某些細(xì)菌中含有尿素分解酶，能將培養(yǎng)基中的尿素分解成氨，該物質(zhì)的水溶液會使酚酞指示劑呈現(xiàn)紅色。3．制備系列稀釋液的方法將1g土樣放入99mL無菌水中，制成102倍的稀釋液，用1mL無菌移液管吸取上述濃度的溶液0.5mL，移入裝有4.5mL無菌水的試管中，即配制成103倍的稀釋液，用同樣的方法可以配制成104、105、106倍的稀釋液。將待測樣品進(jìn)行稀釋的目的是使微生物細(xì)胞分散開，使實驗結(jié)果更接近真實值。

(2013·江蘇模擬)用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)，在對應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下幾種統(tǒng)計結(jié)果，正確的是(

)A．涂布了一個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是230B．涂布了兩個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是215和260，取平均值238C．涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是21、212和256，取平均值163D．涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是210、240和250，取平均值233解析在設(shè)計實驗時，一定要涂布至少3個平板作為重復(fù)組，才能增強實驗的說服力與準(zhǔn)確性，所以A、B項不正確。C項雖涂布了3個平板，但是，其中1個平板的計數(shù)結(jié)果與另外兩個相差太遠(yuǎn)，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，此時，不能簡單地將3個平板的計數(shù)值用來求平均值答案D

(2013·廣東深圳一模)某學(xué)者欲研究被石油污染過的土壤中細(xì)菌數(shù)量，并從中篩選出能分解石油的細(xì)菌。下列操作錯誤的是(

)A．利用平板劃線法對細(xì)菌進(jìn)行計數(shù)B．用以石油為唯一碳源的培養(yǎng)基篩選C．采用稀釋涂布平板法分離菌種D．稱取和稀釋土壤時應(yīng)在火焰旁【答案】A【解析】平板劃法能對細(xì)菌進(jìn)行分離純化，但不能對細(xì)菌進(jìn)行計數(shù)，稀釋涂布平板法可以分離菌種還可進(jìn)行計數(shù)，A項錯誤。1．分離微生物的方法從混合樣品中獲得某種微生物的方法通常有兩種：(1)利用該分離對象對某一營養(yǎng)物質(zhì)有“嗜好”的原理，專門在培養(yǎng)基中加入該營養(yǎng)物質(zhì)，從而使它成為一種加富培養(yǎng)基。(2)利用該分離對象對某種抑菌物質(zhì)的抗性，在混合培養(yǎng)物中加入該抑制物，經(jīng)培養(yǎng)后，原來占優(yōu)勢的微生物生長受抑制，而分離對象卻可乘機大大增殖，在數(shù)量上占優(yōu)勢。培養(yǎng)基對微生物的選擇分析2．選擇培養(yǎng)基及應(yīng)用實例(1)選擇培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進(jìn)需要的微生物的生長，目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。(2)選擇培養(yǎng)基應(yīng)用實例：①培養(yǎng)基中加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。②培養(yǎng)基中加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。③培養(yǎng)基中缺乏氮源時，可以分離固氮微生物，因為非固氮微生物不能在此培養(yǎng)基上生存。④當(dāng)培養(yǎng)基的某種營養(yǎng)成分為特定化學(xué)成分時，也具有分離效果。如石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達(dá)到分離能消除石油污染的微生物的目的。⑤改變微生物的培養(yǎng)條件，也可以達(dá)到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。

(2015屆揚州中學(xué)高三月考)科研人員從被石油污染的土壤中分離獲得能降解石油成分“多環(huán)芳烴菲”的菌株Q，步驟如下圖所示，下列相關(guān)的敘述中，錯誤的是(

)A．步驟①～③中，培養(yǎng)液中需加入多環(huán)芳烴菲作為唯一碳源B．步驟①～③中，將錐形瓶放在搖床上充分振蕩，使菌株與培養(yǎng)液充分接觸C．步驟④是利用平板劃線法純化菌株Q，圖中所示接種環(huán)最少灼燒2次D．步驟④中每一區(qū)域可重復(fù)畫幾次，但1區(qū)和5區(qū)不能出現(xiàn)交叉解析要想分離出能降解石油成分“多環(huán)芳烴菲”的菌株Q，所用培養(yǎng)液中需加入多環(huán)芳烴菲行為唯一碳源，A正確；培養(yǎng)過程中，將錐形瓶充分振蕩，目的是使菌株與培養(yǎng)液充分接觸，B正確；接種環(huán)在每次接種前和接種結(jié)束后都通過灼燒來滅菌，所以完成步驟④共需灼燒接種環(huán)6次，C錯誤；純化菌株Q過程中，由于線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，所以在做第二次以及其后的劃線操作時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，1區(qū)和5區(qū)不能交