复习与测试第二课时教学设计

微生物的培养及应用

2018备考·最新考纲

1.微生物的分离和培养。2.培养基对微生物的选择作用。

考点一

微生物的实验室培养

[自主梳理] 1.培养基

(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。

(2)营养组成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。此外，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。

固体培养基：含凝固剂(3)分类

液体培养基：不含凝固剂2.无菌技术

(1)关键：防止外来杂菌的入侵。

(2)不同对象的无菌操作方法[连一连]

3.大肠杆菌的纯化培养

(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

(2)纯化大肠杆菌的方法

①纯化培养原理：想方设法在培养基上得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。

②纯化大肠杆菌的关键步骤：接种。

③常用的微生物接种方法有两种

a.平板划线法：是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的表面。

b.稀释涂布平板法：是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涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。

(3)菌种的保存方法

①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。

②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。

[跟进题组] 1.微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染，请分析下列操作中错误的是(

) ①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢

②接种操作要在酒精灯火焰附近进行

③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒

④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌

⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌

⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌

A.①③

B.②④

C.③⑤

D.④⑥

解析

无菌操作包括消毒和灭菌。需进行消毒处理的有植物的外植体及操作人员的双手等，需进行灭菌的有器皿、培养基、添加剂(指示剂或染色剂)等。煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，属于消毒；为防止空气中杂菌污染，接种时要在酒精灯火焰附近进行；家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌，故不能灭菌；培养基常进行高压蒸汽灭菌。故④⑥操作错误。

答案

D 2.下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题。

(1)图甲是利用________法进行微生物接种，图乙是利用________法进行微生物接种。这两种方法所用的接种工具分别是________和________；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。

(2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？

________________________________________________________________________。

(3)下图是采用上述接种方法接种后培养的效果图解，其接种方法是________(填“图甲”或“图乙”)。

答案

(1)平板划线

稀释涂布平板

接种环

涂布器

灼烧灭菌

(2)火焰附近存在着无菌区域

(3)图乙

1.实验室常用的消毒和灭菌的方法

项目

概念

使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物消毒

体表面或内部一部分微生物化学药剂消毒法

(不包括芽孢和孢子) 使用强烈的理灭菌

化因素杀死物灼烧灭菌：酒精灯火焰

试管口的灭菌

用氯气消毒水源等

紫外线消毒法：紫外灯照射30 min 接种室、操作台

接种工具的灭菌和常用方法

煮沸消毒法：在100 ℃下煮沸5～一般物品

6 min 巴氏消毒法：在70～75 ℃下煮30 一些不耐高温的液min或在80 ℃下煮15 min 体，如牛奶

如用酒精擦拭双手、应用范围

体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子) 干热灭菌：在160～170 ℃下灭菌1～2 h 高压蒸汽灭菌：在压力为100 kPa，玻璃器皿、金属工具的灭菌

培养基及容器的灭温度为121 ℃的条件下，灭菌15～菌

30 min

2.两种纯化细菌的方法的比较

项目

平板划线法

对混合菌进行分离

吸收量较少，较麻烦，可以计数，可以观察稀释涂布平板法

菌落特征

好，容易蔓延

3.平板划线操作3个易错点

(1)灼烧接种环之后，要冷却后再进行取种，以免温度太高杀死菌种

(2)划线时最后一区域不要与第一区域相连

(3)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破

考点二

微生物的筛选和计数

[自主梳理] 1.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

项目

详细内容

(1)能合成脲酶的细菌才能分解尿素

实验原理

(2)配制以尿素为唯一氮源的培养基，能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌

数量统计

(1)直接计数法(显微镜下用特定细菌计数板或血细胞计数板) 平板不干燥效果不厌氧菌

适用于厌氧菌和兼性优点

可以观察菌落特征，不能计数

适用于好氧菌

缺点

适用范围

(2)间接计数法：稀释涂布平板法

土壤取样→配制土壤溶液和制备培养基→系列稀释→涂布平板与培养实验流程

→菌落计数

2.分解纤维素的微生物的分离

(1)纤维素酶

①组成：纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。

②作用

纤维素――→纤维二糖――→葡萄糖

Cx酶(2)纤维素分解菌的筛选

①原理

纤维素分解菌

↓

C1酶葡萄糖苷酶

刚果红纤维素酶→红色复合物――→红色消失，出现透明圈

纤维素②筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

④实验流程

土壤取样：富含纤维素的环境

↓

选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度

↓

梯度稀释：制备系列稀释液

↓

涂布平板：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

↓

挑选产生透明圈的菌落

3.判断正误

(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类(

) (2)从物理性状的角度看，选择培养基多属于固体培养基(

) (3)对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法(

) (4)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源(

) (5)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低(

) (6)纤维素是构成植物细胞壁的主要成分在纤维素酶的作用下，纤维素可以水解成葡萄糖(

) 答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×

(6)√

[跟进题组] 1.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。请回答下列问题：

(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入________作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基________(A.影响；B.不影响)细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用________法。

(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

使用____________________法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时进行倒置培养的原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)实验过程中如何防止其他微生物的污染？

________________________________________________________________________。

答案

(1)苯酚

A

稀释涂布平板

(2)④的培养基没有加入苯酚作为碳源，⑤的培养基加入苯酚作为碳源

稀释涂布平板法或平

板划线

防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基

(3)培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程无菌操作

2.(2014·新课标全国卷Ⅰ)植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题。

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。

(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：

培养基甲

培养基乙

酵母膏

＋

＋

无机盐

＋

＋

淀粉

＋

＋

纤维素粉

＋

－

琼脂

－

＋

CR溶液

＋

＋

水

＋

＋

注：“＋”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)纤维二糖

葡萄糖

(2)红

透明圈

(3)不能

液体培养基不能用于分离单菌落

不能

培养基中没有纤维素，不会形成CR—纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

1.选择培养基与鉴别培养基的比较

种类

选择培养基中加入培养某些化学物质

基

鉴别培养基中加入嗜好、抗性而设计

依据微生物产生的某鉴别不同种类的微伊红-美蓝培养基可些物质或环境条件的离所需的微生物

到酵母菌和霉菌

制备方法

原理

依据某些微生物对某从众多微生物中分加入青霉素分离得用途

举例

培养基

某种指示剂或化学药品

种代谢产物与培养基中的特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计

生物

以鉴别大肠杆菌

2.选择培养基四种常见制备方法或实例

3.分离纤维素分解菌所用的两种培养基比较

分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。

(1)选择培养基为液体培养基，以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；因培养基中无凝固剂，为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分被充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。

(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，细菌可在培养基上形成肉眼可见的菌落。刚果红染色法应用的就是鉴别培养基。

易错易混

防范清零

[易错清零] 易错点1

误认为所有微生物培养基中均需加入“生长因子”

点拨

碳源、氮源、水分、无机盐、生长因子是微生物生长必需的五大营养成分，但大多数培养基中都含碳源、氮源水分、无机盐四类物质，可能不需额外添加“生长因子(如维生素)”，这是因为许多微生物可自行合成这些生长因子，而对那些合成能力有限或不能合成生长因子的微生物(如乳酸菌)，则需在培养基中添加诸如维生素等生长因子

易错点2

混淆两种“对照组”与“重复组”

点拨

(1)两种对照组作用比较

①判断培养基中“是否有杂菌污染”，需将未接种的培养基同时进行培养。

②判断选择培养基“是否具有筛选作用”，需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。

(2)重复组的设置及作用

为排除偶然因素对实验结果的干扰，在每一稀释度下宜设置3个平板作重复组，选择菌落数均在30～300且数目相差不大的三个平板，用“平均值”代入计数公式予以计算菌落数

易错点3

不明确每次划线操作中“灼烧接种环”的目的或误认为划线结束后“不必灼烧接种环”

点拨

平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的不同

①第一次操作：杀死接种环上原有的微生物。

②每次划线之前：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。

③划线结束后：杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。

易错点4

不知道菌落计数比实际值“偏高”还是“偏低”

点拨

稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目“低”。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。而显微计数法中由于不能区分死菌与活菌，故所得数值可能“偏高”。