高中生物 專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 課題1 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)課件 新人教版選修11

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1、 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)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(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)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(jī)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(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素,培養(yǎng)霉菌時(shí)需要將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性,培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)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(shí)則需要提供無氧的條件。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四由組成細(xì)胞的必需元素的種類理解微生物培養(yǎng)基的

2、基本成分。(1)構(gòu)成細(xì)胞的基本元素有哪幾種?由此推測培養(yǎng)基中應(yīng)含有哪些基本的成分?提示：構(gòu)成細(xì)胞的基本元素有C、H、O、N 4種,由此推測培養(yǎng)基應(yīng)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的物質(zhì)(H 2O)。(2)組成細(xì)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(yīng)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(yīng)含有提供P、S、K、Ca、Mg等元素的物質(zhì)(無機(jī)鹽)。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)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(shí)驗(yàn)操作的空間、操作

3、者的衣著和手,進(jìn)行清潔和消毒。(2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌。(3)為避免周圍環(huán)境中微生物的污染,實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。(4)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)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(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四2.消毒與滅菌(1)消毒概念:使用較為溫和的物理或化學(xué)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)。常用方法:煮沸消毒法、巴氏消毒法、化學(xué)藥劑消毒法、紫外線消毒法。(2)滅菌概念:使用強(qiáng)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。常用方法:灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四“消毒”與人們的生活休戚相關(guān),無時(shí)

4、、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(shí)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;初冬楊樹樹干涂刷生石灰水等。(3)在人體自身健康防護(hù)中,也有“消毒”,請列舉兩例。提示：打針時(shí),注射部位要用酒精棉球擦洗;用酒精擦拭雙手等。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四三、純化大腸桿菌的無菌操作本實(shí)驗(yàn)使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)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(gè)階段進(jìn)行。1.制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的一般步驟:計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。2.純化大腸桿菌(1)

5、平板劃線法: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。(2)稀釋涂布平板法: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)。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)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(dá)到要求。(3)未接種大腸桿菌的培養(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(shí)驗(yàn)失敗。 目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)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

6、時(shí)保藏法進(jìn)行保存,但這種方法保存時(shí)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(yīng)用知識架構(gòu)一二三一、培養(yǎng)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(xué)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(xì)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(jī)化合物和有機(jī)化合物。培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等。 知識精要典題例解遷移應(yīng)用知識架構(gòu)一二三 知識精要典題例解遷移應(yīng)用知識架構(gòu)一二三2.配制原則(1)目的要明確(根據(jù)

7、微生物的種類、培養(yǎng)目的等),生產(chǎn)用培養(yǎng)基內(nèi)可加入化學(xué)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(xué)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(xì)菌、放 線菌和真菌的最適pH范圍分別為6.57.5、7.58.5和5.06.0。 知識精要典題例解遷移應(yīng)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(yīng)用【例1】 下列關(guān)于培養(yǎng)基的敘述,錯(cuò)誤的是()A.硝化細(xì)菌能以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(jī)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(bǔ)充的營養(yǎng)物質(zhì)D.培養(yǎng)乳酸

8、桿菌時(shí)培養(yǎng)基中不需要添加維生素解析：硝化細(xì)菌能夠進(jìn)行化能合成作用,是自養(yǎng)型微生物,能以NH 3作為氮源和能源物質(zhì),A項(xiàng)正確;微生物的培養(yǎng)基除了含碳源、氮源、無機(jī)鹽、水四種營養(yǎng)物質(zhì)外,有的還要補(bǔ)充特殊營養(yǎng)物質(zhì),如培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素,B、C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)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(jī)物僅提供無機(jī)鹽D.無機(jī)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

9、合物既是碳源,又是氮源。CO 2是光能自養(yǎng)細(xì)菌的碳源,但不能提供能量。CO2和N2是無機(jī)物,也可作為碳源和氮源。硝化細(xì)菌所利用的氨是無機(jī)氮源,同時(shí)氨也為硝化細(xì)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(yīng)用培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用注:培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)是維持機(jī)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(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、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(jī)鹽、碳源、氮源,有些微生物還需要特殊營養(yǎng)物質(zhì)

10、。 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shí)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(xué)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(qiáng)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(yīng)用

11、知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用下列操作與消毒、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(shí)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(yīng)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(jìn)行干熱滅菌;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(jìn)行消毒;操作者的雙手

12、、皮膚、動植物組織表面、手術(shù)器械、玻璃器皿可用體積分?jǐn)?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(yīng)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(shí)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縫隙,不要完全打開。(3)整個(gè)操作過程要在酒精燈火焰旁進(jìn)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(shí),培養(yǎng)基濺在皿蓋和皿底之間的部位,這個(gè)平板應(yīng)丟棄。 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)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

13、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(jìn)行劃線,以免溫度太高殺死菌種。(3)劃線時(shí)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(dāng),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(yīng)用3.稀釋涂布平板操作(1)稀釋操作時(shí):每支試管及其中9 mL水、移液管均需滅菌;操作時(shí),試管口和移液管應(yīng)在離火焰12 cm處。(2)涂布平板時(shí):各個(gè)細(xì)節(jié)均需保證“無菌”,應(yīng)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;吸管要在酒精燈火焰周圍使用。 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用【例3】 某研究小組從有機(jī)廢水中分離微生物

14、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(jìn)行滅菌B.轉(zhuǎn)換劃線角度后需灼燒接種環(huán)再進(jìn)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(xiàng)中,培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)皿前進(jìn)行滅菌,故錯(cuò)誤。B項(xiàng)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,需要灼燒接種環(huán),故正確。C項(xiàng)中,有機(jī)廢水中的微生物只能利用現(xiàn)成的有機(jī)物,不能進(jìn)行光合作用,沒有必要放在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),故錯(cuò)誤。D項(xiàng)中,微生物的繁殖速度很快,應(yīng)培養(yǎng)24 h后觀察和記錄結(jié)果,故錯(cuò)誤。 答案：B 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用

15、知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)用關(guān)于制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.操作順序?yàn)橛?jì)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(shí)進(jìn)行倒平板D.待平板冷卻凝固約510 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(jì)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(dāng)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,用手觸摸錐形瓶剛剛不燙手,并且培養(yǎng)基處于溶化狀態(tài)時(shí)進(jìn)行倒平板。平板冷卻幾分鐘后還需倒置

16、。答案：A 知識架構(gòu)一二三知識精要典題例解遷移應(yīng)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(fù)雜,但是單菌落易分離。(3)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中菌落的數(shù)目往往比實(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。2.結(jié)果評價(jià)如果培養(yǎng)基上生長的菌落在顏色、形狀、大小上基本一致,并符合大腸桿菌菌落的特點(diǎn),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(dá)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(xué)方法殺滅或清除傳播媒介上的病

17、原微生物,使其達(dá)到無害化。滅菌是指用物理或化學(xué)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(dá)到無菌。兩者的原理相同,都是通過物理或化學(xué)的方法使蛋白質(zhì)變性,但是實(shí)質(zhì)不同。滅菌是用強(qiáng)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(cuò)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(xì)菌DNA變性解析：接種環(huán)、接種針用灼燒的方法滅菌,A項(xiàng)正確;滅菌是殺死物體內(nèi)外所有微生物,B項(xiàng)正確;消毒是殺死物體內(nèi)外絕大多數(shù)的微生物,C項(xiàng)正確;高壓蒸汽滅菌的原理是使微生物的蛋白質(zhì)

18、變性,以殺死所有微生物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D 2.平板劃線時(shí)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?！纠?】 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(xì)菌含量,并進(jìn)行了細(xì)菌分離等工作。回答下列問題。 (導(dǎo)學(xué)號52260006)(1)該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中細(xì)菌含量。在涂布接種前,隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時(shí)間,這樣做的目的是;然后,將1 mL水樣稀釋100倍,在3個(gè)平板上用涂布法分別接入0.1 mL稀釋液;經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后,3個(gè)平板上的菌落數(shù)分別為39、38和3

19、7,據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為個(gè)。 (2)該小組采用平板劃線法分離水樣中的細(xì)菌,操作時(shí),接種環(huán)通過滅菌,在第二次及以后的劃線時(shí),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,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(jìn)行靜置培養(yǎng),另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn):振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)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(shí)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(yīng)該進(jìn)行無菌操作,配制的培養(yǎng)基要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌,可以將滅菌后的空白平板進(jìn)行培養(yǎng)以檢測

20、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)30.1100=3.8104個(gè),每升水樣中的活菌數(shù)為3.8104103=3.8107個(gè)。(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(shí),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(gè)細(xì)胞繁殖而來的菌落。(3)分析題圖可知,A培養(yǎng)皿采用的接種方法是平板劃線法,B培養(yǎng)皿采用的接種方法是稀釋涂布平板法。(4)由題意可知,振蕩培養(yǎng)比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長速度快,由此可以說明該細(xì)菌是需氧菌,由于振蕩培養(yǎng)提高了培養(yǎng)液中溶解氧的含量,同時(shí)可使菌體與培養(yǎng)液充分接觸,提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率,細(xì)菌生長速度加快。答案：(1)檢測培養(yǎng)基滅菌是否合格3.810 7(2)灼燒將聚集的菌體逐漸稀釋以便獲得單個(gè)菌落(3)B(4)溶解氧營養(yǎng)物質(zhì)