人教版高考生物学一轮总复习精品课件 第10单元 生物技术与工程 第48讲 微生物的培养技术及其应用

指示剂鉴别法 染色鉴别法
如以尿素为氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种 微生物后,培养基变红,说明该种微生物能够分解尿素
如利用刚果红染色法,根据培养基中出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈来筛选分解纤维素的微生物
考向探究•素养提升
考向一 结合选择培养基及微生物的筛选,考查科学思维 1.稀释涂布平板法是分离菌种常用的方法,下列相关叙述不恰当的是( B ) A.固体培养基灭菌后,应冷却至50 ℃左右时倒平板 B.倒好的平板需立即使用,以免表面干燥,影响菌种的生长 C.稀释涂布平板分离到的单菌落需进一步划线纯化 D.稀释涂布平板法既可用于微生物的分离,也可用于微生物的计数
第48讲 微生物的培养技术及其应用
素养目标
考点一 微生物的基本培养技术
夯实基础•精研教材 1.培养基 (1)概念:人们按照微生物对 营养物质
生长繁殖 的营养基质。 (2)培养基的种类、特点及用途分析: ①按物理状态分类
的不同需求,配制出的供其
培养基种类
特点
液体 培养基 不加凝固剂
半固体培养基 加凝固剂(如琼脂)
解析 培养基灭菌后需要冷却至50 ℃左右时才能用来倒平板,避免温度过 高,A项正确;倒好的平板需要放置一段时间,用以观察培养基是否被杂菌污 染,B项错误;稀释涂布平板法分离到的单菌落需要用平板划线法进行纯化 培养,C项正确;稀释涂布平板法可以计数,也可观察菌落特征进行菌种分离, D项正确。
2.研究者从温泉中筛选出高效产生耐高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如 图1所示。将得到的菌悬液转接到同时含有葡萄糖和淀粉作碳源的固体培 养基上培养,得到若干菌落后用碘液作显色处理,结果如图2所示。
透析重难•精准突破
几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源
蓝细菌 硝化细菌 根瘤菌
CO2
CO2 糖类等有机物
酵母菌 糖类、蛋白质等有机物
氮源 NH4+、NO3- 等 NH3 N2 蛋白质等
能源 光能 NH3的氧化 有机物 有机物
考向探究•素养提升 考向一 结合培养基成分及配制方法和无菌技术,考查科学探究 1.(2023·山东济宁模拟)下表表示某培养基的配方,下列叙述正确的是( B )
3.(2024·山东师范大学附中模拟)酵母菌的品质影响葡萄酒的产量和质量, 研究人员为分离出产酒精能力强的酵母菌菌株,进行了如图Ⅰ所示实验,甲、 乙、丙、丁锥形瓶内分别加入100 mL完全培养基。
Ⅰ
Ⅱ
下列说法正确的是( B ) A.传统葡萄酒发酵时,将葡萄冲洗去梗后榨汁装满消毒后的玻璃瓶 B.对培养基进行高压蒸汽灭菌,需在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件 下 C.用稀释涂布平板法计算出葡萄酒过滤液的活菌数为6.8×106个/L,此数 值可能低于实际的活菌数 D.由图Ⅱ可知,丙瓶出现的原因可能是培养瓶密封不严,丁组酵母菌产酒精 能力比乙弱
图1
图2
下列说法正确的是( D ) A.①②为稀释涂布平板法,实验使用的培养基和培养皿应采用高压蒸汽灭 菌 B.从Ⅱ号培养基上挑取单个菌落液体培养后,用血细胞计数板计数方法进 行计数 C.图2培养皿要放在高温条件下培养,周围显蓝色的菌落含有所需要的嗜 热菌 D.利用蛋白质工程或基因工程也可能得到产生耐高温淀粉酶的嗜热菌
教材深挖
1.[选择性必修3第10页“旁栏思考”]培养基中加入氮源所必需的
2.[选择性必修3第10页“相关信息”]生物消毒法是指利用生物或其
代谢物 除去环境中的部分微生物的方法。
3.[选择性必修3第10页“旁栏思考”]无菌技术除用来防止实验室的培养物
[2020·浙江卷]( × ) (2)在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,若实验结果因单菌落太多, 不能达到菌种纯化的目的。[2020·江苏卷]( × ) (3)在鉴别培养基上划线接种纤维素降解细菌,菌落周围的纤维素被降解后, 可被刚果红染成红色。[2020·江苏卷]( × ) (4)筛选分解淀粉的细菌时,菌液应稀释后涂布。[2019·北京卷]( √ )
解析 青霉素G和链霉素可抑制可利市嗜热产氢菌的生长,但可利市嗜热产 氢菌对氯霉素不敏感,为了筛选可利市嗜热产氢菌,应该在培养基中添加一 定量的氯霉素,C项错误。
考点二 微生物的选择培养和计数
夯实基础•精研教材 1.选择培养基
允许 抑制或阻止
目的菌 抑制或阻止
脲酶 NH3
氮源
尿素
2.微生物的选择培养(稀释涂布平板法) 90
都要用到固体培养基;都需进行无菌操作;都会在培养基表面形 成单个的菌落;都可用于观察菌落特征
2.微生物的选择培养的实验结果分析与评价
3.微生物的筛选方法
方法
特点
举例
利用营养缺陷型选择培 养基进行的选择培养
通过控制培养基的营养 成分,使营养缺陷型微生 物不能正常生长
缺乏氮源的培养基可筛 选自生固氮微生物
被其他外来微生物污染外,还有什么作用?
提示 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
链高考·前挂后连 (1)用免洗酒精凝胶擦手能达到灭菌目的。[2021·天津卷]( × ) (2)在火焰上灼烧接种环能达到灭菌目的。[2021·天津卷]( √ ) (3)平板划线法接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染。
解析 该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白 胨,B项正确。
2.防止杂菌污染,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙 述错误的是( C ) A.实验室里可用紫外线或化学药物对物体表面或空气进行消毒 B.在实验室里不可以吃东西,离开时一定要洗手以防被微生物感染 C.接种环、接种针等用具应在酒精灯火焰的内焰部位灼烧灭菌 D.使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境
组分 蛋白胨 葡萄糖
含量 10 g
10 g
K2HPO4 2g
伊红 0.4 g
亚甲蓝 0.065 g
蒸馏水 1 000 mL
A.从用途看,该培养基属于选择培养基 B.培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖,属于氮源的物质是蛋白胨 C.该培养基没有提供维生素等营养 D.该培养基调节到合适的pH后就可以接种使用
0.1 酒精
燃尽
酒精 冷却
吸收 恒温培养箱
单菌落
3.微生物的数量测定 (1)稀释涂布平板法
活菌
30~300
平均值
少 菌落
(2)显微镜直接计数法
细菌计数板 计数板
血细胞 显微镜
活菌
死菌
快速直观
4.土壤中分 解尿素的 细菌的分 离与计数
脲酶 尿素
中性
菌落数目稳定时 菌落特征
5.分解纤维素的微生物的分离 (1)分离方法与原理
(2)纤维素分解菌的培养基成分及鉴定原理 纤维素
红色复合物
刚果红
教材深挖 1.[选择性必修3第18页“相关信息”挖掘]血细胞计数板和细菌计数板的主 要区别是什么? 提示 前者常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数;后者可对细 菌等较小的细胞进行观察和计数。 2.[选择性必修3第18页正文延伸思考]为什么测定活菌的数量不能用平板 划线法? 提示 由于在所划的线中,一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个 细菌形成的单菌落,而其他一些菌落往往由两个或多个细菌繁殖而成,而在 计数时一个菌落对应着一个细菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目远低 于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量。
透析重难•精准突破
1.两种纯化方法的比较
项目
平板划线法
稀释涂布平板法
分离结果
关键操作 接种用具
接种环在固体培养基表面连 ①一系列的梯度稀释;
续划线
②涂布平板操作
接种环
涂布器
项目 优点 缺点 共同点
平板划线法
稀释涂布平板法
可以观察菌落特征,对混合菌 进行分离
可以计数,可以观察菌落特征
不能计数
操作复杂,需要涂布多个平板
考向二 结合微生物的纯培养,考查科学探究 3.可利市嗜热产氢菌是一种严格厌氧菌,其最适生长温度为65 ℃,最适pH 为7.0~7.4,可利用 NH4+ 、尿素、葡萄糖、蔗糖和淀粉生长。青霉素G和链 霉素可抑制其生长,但可利市嗜热产氢菌对氯霉素不敏感。下图为从工业 酵母的生物制品中分离纯化可利市嗜热产氢菌过程示意图,相关说法错误 的是( C ) A.图中使用的培养基可以尿素为氮源, 淀粉为碳源 B.涂布及划线操作时均需在酒精灯的 火焰附近进行 C.涂布培养时可通过在培养基中添加一定量的链霉素以达到筛选目的 D.菌液涂布均匀后应将平板倒置放入65 ℃恒温无氧培养箱中培养
(3)培养基营养成 分的含义、作用、 主要来源分析:
2.无菌技术 (1)目的:获得纯净培养物。 (2)关键:防止杂菌污染。 (3)常用方法:灭菌和消毒。
杀灭所有微生物
(4)无菌技术的主要方法及适用对象: ①消毒方法及适用对象
②灭菌方法及适用对象
3.微生物的纯培养 (1)概念:由 单一个体 繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物,获得
解析 Ⅰ号培养基上菌落分布均匀,可知①②过程为稀释涂布平板法,实验 使用的培养基应采用高压蒸汽灭菌,培养皿一般使用干热灭菌法进行灭菌, A项错误;从Ⅱ号培养基上挑取单个菌落进行液体培养后,可借助血细胞计 数板采用显微镜直接计数法进行计数,B项错误;图2中周围不显蓝色的菌 落,说明其产生的淀粉酶可以在高温下分解淀粉,所以周围不显蓝色的菌落 含有所需的嗜热菌,C项错误;蛋白质工程或基因工程的设计思路都是围绕 人们的需要设计的,进而产生出人们需要的产品,因而利用蛋白质工程和基 因工程也可能得到产生耐高温淀粉酶的嗜热菌,D项正确。
纯培养物 的过程就是纯培养。
(2)过程: 配制培养基 、灭菌、接种、 分离 和培养等步骤。 (3)常用方法: 平板划线 法和 稀释涂布平板 法。
(4)实例—— 酵母菌的纯培养:
协调 湿热灭菌
50 ℃ 酒精灯火焰
单菌落
(5)倒平板的操作步骤:
(6)平板划线法: ①平板划线操 作成功关键点
冷却
固体 培养基 加凝固剂(如琼脂)
用途 工业生产 观察微生物的运动、分类鉴定 微生物分离、鉴定,活菌计数 , 菌种保藏
②按化学成分分类
培养基种类 特点
用途
天然培养基 含 化学成分不明确 的天然物质
工业生产
培养基成分明确 合成培养基 学物质配成)
(用化学成分已知的化 微生物的 分类、鉴定
③按功能分类
3.[选择性必修3第18~19页“探究·实践”]利用稀释涂布平板法纯化分解尿素 的细菌时,经培养后发现培养基上出现多种菌落,可能的原因有哪些? 提示 出现杂菌污染的可能原因:培养基制备过程中被杂菌污染;接种过程 中,无菌操作不符合要求;系列稀释时,无菌操作不符合要求等。
链高考·前挂后连 (1)利用尿素固体培养基可迅速杀死其他微生物,而保留利用尿素的微生物。
种类 制备方法 选择 培养 培养基中加入 基 某些化学物质
原理
用途
依据微生物对某 从众多微生
些物质的特殊需 物中分离所
求或抗性
需的微生物
举例 加入 青霉素 分 离得到酵母菌和霉 菌
鉴别 培养 基
培养基中加入 某种_指__示__剂__或__
化学药品
产生特定的颜色 鉴别不同种类 用伊红—亚甲蓝培 或其他变化 的微生物 养基鉴别大肠杆菌
(5)分离产纤维素酶菌的选择培养基中应含有大量的葡萄糖或蔗糖提供生 长营养。[2019·江苏卷]( × ) (6)获得产纤维素酶菌可从富含腐殖质的林下土壤中筛选产纤维素酶菌。
[2019·江苏卷]( √ ) (7)分离产纤维素酶菌,在分离平板上长出的菌落需进一步确定其产纤维素 酶的能力。[2019·江苏卷]( √ )
[2021·山东卷]( √ ) (4)配制培养基时应根据微生物的种类调整培养基的pH。
[2020·浙江卷]( √ ) (5)筛选分解淀粉的细菌时,培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质。
[2019·北京卷]( √ ) (6)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具不可以放入干热灭菌箱中进行 干热灭菌。[2018·全国Ⅱ卷]( × )
在培养基中加入某种化
利用某种化学物质进行 的选择培养
学物质,抑制某些微生物,
同时选择所需的微生物
加入青霉素的培养基可 抑制细菌,分离出真菌
利用培养条件进行的选
择培养
改变微生物的培养条件
将培养基放在高温环境 中培养,可分离出耐高温 的微生物
4.微生物的鉴别方法
根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大 菌落特征鉴别法 小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别
上一次划线的末端
②平板划线操作中几次灼烧接种环的目的
项目 目的
第一次划线前灼烧
第二次及之后每次划线前 灼烧
划线结束灼烧
避免接种环上可能 存在的微生物污染 培养物
杀死上次划线结束后接种 环上残留的菌种,使下次划 线的菌种均来自上次划线 的末端
杀死接种环上残 留的菌种,避免微 生物污染环境和 感染操作者