高三高考生物一輪復(fù)習(xí)課件 【知識(shí)精講+對(duì)點(diǎn)專練】 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

第30講

微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)與應(yīng)用情景一：在自制果酒時(shí)，常利用水果上的野生型酵母菌進(jìn)行發(fā)酵。這樣的發(fā)酵方式效率往往較低，而且在早期發(fā)酵時(shí)，其它雜菌也在繁殖，產(chǎn)生一些可能有害的物質(zhì)，影響果酒品質(zhì)。如果在發(fā)酵液中加入純化的菌種，可以提高發(fā)酵的效率。在此我們嘗試用微生物培養(yǎng)技術(shù)，從果酒中分離、純化酵母菌。任務(wù)一.嘗試從果酒分離純化酵母菌，并歸納總結(jié)微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。1.為培養(yǎng)微生物（包括酵母菌）提供營(yíng)養(yǎng)件——培養(yǎng)基⑴.概念：人們按照微生物對(duì)

的不同需求，配制出供其_________的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基：__________________________________配制三原則：目的要明確，營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)、pH要適宜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)生長(zhǎng)繁殖教材P83教材P83馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基（或麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基）⑵.培養(yǎng)基類型分類依據(jù)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)

培養(yǎng)基不含_工業(yè)生產(chǎn)（或選擇培養(yǎng)）

培養(yǎng)基含____________微生物的.分類依據(jù)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途舉例應(yīng)用功能選擇培養(yǎng)基利用加入（或缺少）特定物質(zhì)等方法，允許特定微生物的________，同時(shí)_______其它微生物的________從眾多微生物中___所需的微生物加入青霉素分離得到酵母菌和霉菌鑒別培養(yǎng)基加入某種指示劑或化學(xué)藥品，進(jìn)而產(chǎn)生特定的顏色或其他變化

不同種類的微生物用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌液體固體瓊脂瓊脂（凝固劑）生長(zhǎng)抑制生長(zhǎng)、繁殖分離、鑒定，活菌計(jì)數(shù)，菌種保藏分離鑒別常見選擇培養(yǎng)基舉例：①缺少

的培養(yǎng)基可以篩選出（自生）固氮微生物。②含青霉素的培養(yǎng)基可淘汰細(xì)菌，篩選出

。③無(wú)有機(jī)碳源的培養(yǎng)基可篩選出

。氮源真菌（酵母菌、霉菌）自養(yǎng)微生物⑶.分析培養(yǎng)基的主要成分成分作用來源構(gòu)成生物體的細(xì)胞的物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些也是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無(wú)機(jī)碳源：______、NaHCO3等（自養(yǎng)型）；有機(jī)碳源：糖類、牛肉膏等（異養(yǎng)型）______________________無(wú)機(jī)氮源：_______________________等；有機(jī)氮源：蛋白胨等為微生物提供無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH等無(wú)機(jī)化合物：KH2PO4、K2HPO4、NaCl等良好的溶劑，參與化學(xué)反應(yīng)等培養(yǎng)基、代謝產(chǎn)物合成蛋白質(zhì)、核酸、含氮代謝產(chǎn)物等物質(zhì)碳源氮源無(wú)機(jī)鹽水CO2N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽

除了上述主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還需要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)________________

的需求。例如，在培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)，需要在培養(yǎng)基中添加____

；在培養(yǎng)霉菌時(shí)，一般需要將培養(yǎng)基調(diào)至

；在培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，一般需要將培養(yǎng)基調(diào)至

；在培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，需要提供____的條件。pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣素酸性中性或弱堿性無(wú)氧維生注意：歸納：幾種微生物的營(yíng)養(yǎng)和能量來源2.防止菌的入侵——無(wú)菌技術(shù)⑴.分離純化酵母菌中用到消毒和滅菌的方法有哪些？這些方法的總體目的是什么？⑵.歸納常用的消毒和滅菌的方法項(xiàng)目條件結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍消毒較為____________

等的方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物煮沸消毒法日常用品__________

的液體（如牛奶）_______________操作空間、操作者的衣物和手等紫外線消毒法接種室、接種箱或超凈工作臺(tái)超凈工作臺(tái)防止雜菌污染入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物巴氏消毒法化學(xué)藥物消毒法溫和的物理化學(xué)不耐高溫（2）歸納常用的消毒和滅菌的方法項(xiàng)目條件結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍滅菌強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子__________培養(yǎng)基、容器等__________玻璃器皿、金屬用具等___________接種工具等高壓蒸汽滅菌法干熱滅菌法灼燒滅菌法其他操作①做好消毒和滅菌工作后，要注意避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與___________接觸。②為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，接下來的許多操作都應(yīng)在超凈工作臺(tái)上并在

附近進(jìn)行。周圍的物品酒精燈火焰選擇無(wú)菌技術(shù)的原則：一要考慮無(wú)菌技術(shù)的效果，滅菌的效果比消毒要好；二要考慮操作對(duì)象的承受能力，活體生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用滅菌。4.菌種的保藏方法主要方法臨時(shí)保藏法甘油管藏法保藏對(duì)象頻繁使用的菌種

的菌種方法步驟先接種到試管的

培養(yǎng)基上培養(yǎng)，然后放入

的冰箱中轉(zhuǎn)入滅菌后的

中，混勻后放在

冷凍箱中保存長(zhǎng)期保藏固體斜面甘油3.微生物的接種方法主要有：_____________________________平板劃線法、稀釋涂布平板法4℃－20℃倒平板待培養(yǎng)基不燙手時(shí)，在____________旁邊進(jìn)行倒平板，待平板凝固將其倒置.滅菌滅菌前調(diào)節(jié)_____，用____________法對(duì)培養(yǎng)基滅菌加熱，稱量牛肉膏要放在

上稱量；防吸潮，動(dòng)作要快制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基稱量紙pH高壓蒸汽滅菌酒精燈火焰溶化加入牛肉膏（連同稱量紙）、蛋白胨、NaCl、

，最后加蒸餾水定容據(jù)配方計(jì)算各成分的用量計(jì)算瓊脂注意事項(xiàng)：(1)培養(yǎng)基要冷卻到50℃左右時(shí)開始倒平板。溫度過高會(huì)燙手，過低培養(yǎng)基又會(huì)凝固。(2)倒平板時(shí)，要用左手的拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，不要完全打開，以免雜菌污染培養(yǎng)基。(3)平板冷凝后，要將平板倒置。因?yàn)槠桨謇淠?，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，平板倒置后，既可避免培養(yǎng)基表面的水分過快地?fù)]發(fā)，又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。(1).平板劃線法(具體操作)1．將接種環(huán)放在火焰上灼燒，直到接種環(huán)的金屬絲燒紅。2．在火焰旁冷卻接種環(huán)。同時(shí)，拔出裝出酵母菌培養(yǎng)液的棉塞。3．將試管口通過火焰。4．在火焰附近用接種環(huán)蘸取一環(huán)菌液。5．將試管口通過火焰，并塞上棉塞。6．在火焰旁打開一條縫隙，用接種環(huán)在培養(yǎng)基表面迅速劃3～5條平行線，蓋上蓋子。7．灼燒接種環(huán)，待其冷卻后，從第一次劃線的末端開始作第二次劃線。重復(fù)以上操作，作第三、四、五次劃線。注意不要將最后一次的劃線與第一次的劃線相連。完成以上操作后進(jìn)行：培養(yǎng)、觀察、挑選菌落(1).平板劃線法(具體操作)注意：1.取菌種之前、每次劃線之前及整個(gè)劃線操作結(jié)束時(shí)，都需灼燒接種環(huán)：項(xiàng)目第一次操作每次劃線之前劃線結(jié)束目的_________________________殺死上次劃線后接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種直接來源于____________

，使每次劃線菌種數(shù)目減少_________________________________________________________殺死接種環(huán)上原有的微生物上次劃線的末端殺死接種環(huán)上殘存的菌種，避免微生物污染環(huán)境和感染操作者2.第二次及其以后的劃線操作總是從上一次劃線末端開始，這樣做的目的是什么？提示能使微生物的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐漸減少，最終得到由單個(gè)微生物繁殖形成的菌落（純培養(yǎng)物）。3.平板劃線時(shí)最后一次劃線為何不能與第一次劃線相連？提示最后一次劃線已經(jīng)將酵母菌稀釋成單個(gè)細(xì)胞，如果與第一次劃線相連，則增加了酵母菌數(shù)目，得不到純化的效果。4.接種環(huán)灼燒后，要冷卻后才能接觸菌液，以免

。

劃線時(shí)用力要大小適當(dāng)，防止用力過大

。溫度太高殺死菌種將培養(yǎng)基劃破⑵.稀釋涂布平板法的操作①.梯度稀釋用移液器（或移液管）取1mL菌液加入盛有9mL無(wú)菌水的試管中，即得101倍稀釋液，如圖，依次得稀釋倍數(shù)為101～106的稀釋液。①取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。②將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。③將涂布器放在火焰上灼燒，待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進(jìn)行涂布。④用涂布器將菌液均勻地涂布在選擇培養(yǎng)基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使涂布均勻。完成以上操作后進(jìn)行：培養(yǎng)、觀察、挑選菌落②.涂布平板項(xiàng)目平板劃線法稀釋涂布平板法分離結(jié)果

關(guān)鍵操作接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線①一系列的梯度稀釋；②涂布平板操作接種用具接種環(huán)涂布器優(yōu)點(diǎn)可觀察菌落特征（分離、鑒定）可以計(jì)數(shù)，也可觀察菌落特征（分離、鑒定）缺點(diǎn)不能計(jì)數(shù)操作復(fù)雜，需要涂布多個(gè)平板共同點(diǎn)小結(jié)：兩種純化（或接種）方法的比較都要用到固體培養(yǎng)基；都需進(jìn)行無(wú)菌操作；都會(huì)在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落；都可用于觀察菌落特征。情景三：土壤中微生物的“大本營(yíng)”，其中有許多可以利用的細(xì)菌、真菌、放線菌等，包括能分解尿素的細(xì)菌如何分離土壤中這些微生物？每克土壤樣品究竟含有多少這樣的細(xì)菌？菌落計(jì)數(shù)與菌種鑒定當(dāng)平板上的____________時(shí)才統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)作最終結(jié)果，并計(jì)算出單位體積的細(xì)菌數(shù)目1.實(shí)驗(yàn)原理配制以_______為唯一氮源的培養(yǎng)基，能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌就是能分解尿素的細(xì)菌；分解尿素的細(xì)菌合成的脲酶可以將尿素分解產(chǎn)氨，使培養(yǎng)基

，能使

指示劑變紅。2.實(shí)驗(yàn)流程系列稀釋和制備培養(yǎng)基稀釋目的：選用一定稀釋范圍的樣品溶液培養(yǎng)，保證獲得菌落數(shù)為30～300個(gè)的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)制備以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白質(zhì)培養(yǎng)（對(duì)照）涂布平板與培養(yǎng)觀察用_______________方法接種（包括對(duì)照組、平行重復(fù)組），做好記號(hào)于皿底，置于30～37℃，培養(yǎng)1～2天，并觀察。取潮濕、近中性的、距地表約________的土壤土壤取樣pH上升酚紅3～8cm尿素稀釋涂布平板菌落數(shù)目穩(wěn)定3.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)對(duì)照的培養(yǎng)皿中無(wú)菌落生長(zhǎng)對(duì)照的培養(yǎng)皿中有菌落生長(zhǎng)30～300兩種對(duì)照設(shè)置對(duì)照組的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。設(shè)置平等重復(fù)組以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力和準(zhǔn)確性。小結(jié)：兩種微生物計(jì)數(shù)方法的比較項(xiàng)目間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法)直接計(jì)數(shù)法(顯微鏡直接計(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，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌，通過統(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的數(shù)量項(xiàng)目間接計(jì)數(shù)法(稀釋涂布平板法)直接計(jì)數(shù)法(顯微鏡直接計(jì)數(shù)法)公式每克樣品中的菌落數(shù)＝

×M每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)：每小格內(nèi)平均細(xì)菌數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)缺點(diǎn)當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)菌體連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落不能區(qū)分細(xì)胞死活結(jié)果比實(shí)際值偏小比實(shí)際值偏大注：細(xì)菌的數(shù)目還可以通過濾膜法來測(cè)定。剛果紅染色纖維素分解菌的濃度纖維素任務(wù)四：閱讀教材，歸納纖維素分解菌的分離與鑒定的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作流程等1.實(shí)驗(yàn)原理：⑴.纖維素分解菌產(chǎn)生的纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括C1酶CX酶和葡萄糖苷酶；⑵.選擇培養(yǎng)與分離鑒別目的菌都要制備以______為唯一（主要）碳源的培養(yǎng)基，但是前者是液體培養(yǎng)基，用以增加___________________，后者用固體培養(yǎng)基，用以鑒別目的菌并挑選產(chǎn)生透明圈的菌落；⑶.篩選纖維素分解菌的方法：

法紅色復(fù)合物透明圈纖維素葡萄糖纖維二糖C1酶、CX酶葡萄糖苷酶2.實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)富含纖維素的環(huán)境土壤取樣梯度稀釋制備系列稀釋液涂布平板與培養(yǎng)觀察將菌液涂布在鑒別纖維素分解菌的固體培養(yǎng)基（平板）上，并在適宜條件培養(yǎng)挑選菌落用剛果紅染色法篩選，挑選產(chǎn)生透明圈的菌落選擇培養(yǎng)用以纖維素為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基（液體培養(yǎng)基），增加纖維素分解菌的濃度（數(shù)量）。需進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)剛果紅染色法方法一方法二過程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)在倒平板時(shí)就加入剛果紅顯示顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用操作繁瑣，加入剛果紅會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問題出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)

產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈。有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。方法一中NaCl溶液的作用：漂洗作用，洗去與纖維素結(jié)合不牢的剛果紅，以免出現(xiàn)的透明圈不夠清晰。方法二出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)的原因：小結(jié)：菌株篩選原理的比較土壤中分解尿素的細(xì)菌篩選分解纖維素的微生物尿素作為唯一氮源纖維素作為唯一碳源常用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，即提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件，如營(yíng)養(yǎng)、溫度、

等,同時(shí)抑制其他微生物的生長(zhǎng)剛果紅

染色法,即在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅染液,剛果紅與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被分解后,該復(fù)合物不能形成，培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈白僵菌高孢粉是一種高效的生物殺蟲劑,應(yīng)用于多種林木和農(nóng)作物害蟲的防治。白僵菌分生孢子附著在寄主表皮、氣孔或消化道上,遇適宜條件開始萌發(fā),生出芽管。同時(shí)它會(huì)產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶、幾丁質(zhì)酶等溶解昆蟲的表皮,通過芽管入侵蟲體,在蟲體內(nèi)生長(zhǎng)繁殖,消耗寄主體內(nèi)養(yǎng)分,產(chǎn)生各種毒素,形成大量菌絲和孢子,布滿蟲體全身。請(qǐng)回答下列問題：（1）

從自然菌樣中篩選較理想的生產(chǎn)用菌種的一般步驟是：采集菌樣→富集培養(yǎng)→___________→性能測(cè)定。白僵菌的菌樣應(yīng)從___________處采集。（2）

按功能分,分離白僵菌菌種的培養(yǎng)基屬于_______培養(yǎng)基。在配制白僵菌培養(yǎng)基時(shí)加入蔗糖、硫酸銨、硝酸鉀等成分,蔗糖屬于_______（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）。（3）

白僵菌純化培養(yǎng)常用的接種方法是_____________和_________________。（4）

分離與培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)基和接種工具都要進(jìn)行_______處理,利用高溫可以使微生物的_______________等物質(zhì)發(fā)生變性。純種分離感病昆蟲選擇碳源平板劃線法稀釋涂布平板法滅菌蛋白質(zhì)和核酸

(2021·聊城模擬)對(duì)某品牌的一次性口罩中的微生物進(jìn)行檢測(cè),通過分析微生物的種類和數(shù)量來確定口罩的合格性。回答下列問題：

固體4200不符合

特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能區(qū)分死菌與活菌伊紅-美藍(lán)

實(shí)驗(yàn)思路：________________________________________________________________________________________________________________________________預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：_________________________________________________________________________________________________________________。（3）某些自養(yǎng)微生物能利用空氣中的CO2作為碳源。生物興趣小組從樣品中分離出一種細(xì)菌X,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究細(xì)菌X能否利用空氣中的CO2作為碳源，寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期結(jié)果和結(jié)論。

將細(xì)菌X接種到無(wú)碳源的培養(yǎng)基上,置于適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察有無(wú)菌落的形成。若有菌落形成,則細(xì)菌能利用空氣中的CO2作為碳源；否則,細(xì)菌能利用空氣中CO2的作為碳源[解析]要想探究該結(jié)論（細(xì)菌X能否利用空氣中的作為碳源）,應(yīng)將細(xì)菌接種在無(wú)碳源的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，能利用空氣中CO2的作為碳源的細(xì)菌就能在該培養(yǎng)基上形成菌落。

(2021·重慶質(zhì)檢)某生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)為使農(nóng)作物秸稈垃圾資源化,準(zhǔn)備用纖維素分解菌處理秸稈后用于酒精發(fā)酵。研究人員按下圖相關(guān)工藝流程從土壤樣品中分離出纖維素分解菌,并進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問題：（1）為保證分離得到纖維素分解菌,所取的土壤樣品應(yīng)具有什么特點(diǎn)？_____________。富含纖維素[解析]纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，因此為保證分離到纖維素分解菌,所取的土壤樣品應(yīng)該富含纖維素。（2）

選擇培養(yǎng)時(shí),應(yīng)選擇_______（填“液體”或“固體”）培養(yǎng)基,原因是____________________________________________________________。液體液體培養(yǎng)基能夠振蕩培養(yǎng)，讓微生物