2019-2020年高中生物 第1章 微生物培養(yǎng)技術 第2節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用教案 中圖版選修1.doc

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2019-2020年高中生物 第1章 微生物培養(yǎng)技術 第2節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用教案 中圖版選修1 一、選擇培養(yǎng)基 1．含義 能讓特定的微生物生長，抑制其他微生物生長，從而將所需要的微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。 2．操作原理 配制選擇培養(yǎng)基時，可加入某些物質或除去某些營養(yǎng)物質，也可以加入某種化學物質，從而抑制不需要的微生物的生長繁殖。 二、平板培養(yǎng)基的制備 稱量：根據(jù)培養(yǎng)基配方，準確稱取各原料成分。 ↓ 溶解：在錐形瓶中加適量蒸餾水后，在電爐上邊加熱邊攪拌直至瓊脂完全溶化，然后加蒸餾水至1 000 mL。 ↓ 調節(jié)pH ↓　 分裝、包扎：做好標記。 ↓　 滅菌：置于高壓蒸汽滅菌鍋中，121 ℃下滅菌20 min。 ↓　 倒平板：將滅菌后的培養(yǎng)液冷卻至50℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。 接種操作為什么要在酒精燈火焰旁進行？ 【提示】　接種時應確保一個無菌的環(huán)境。 預習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4  一、培養(yǎng)基的種類 二、無菌技術 1．概念：無菌技術不僅能防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染，保持微生物的純培養(yǎng)，而且在分離、轉接時亦能防止其他微生物污染。 獲得純凈培養(yǎng)物的關鍵是防止外來雜菌的入侵。無菌技術圍繞著如何避免雜菌的污染展開，主要包括以下幾個方面： (1)對實驗操作的空間、操作者的衣著和手進行清洗和消毒(disinfection)。 (2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌(sterilization)。 (3)為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應在酒精燈火焰附近進行。 (4)實驗操作時應避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。 2．消毒與滅菌的區(qū)別與聯(lián)系 消毒是指使用較為溫和的物理或化學方法僅殺死物體表面或內部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強烈的理化因素殺死物體內外所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒屬于部分滅菌。 三、接種技術 1．用接種環(huán)接種 (1)先點燃酒精燈，再取兩支盛有培養(yǎng)基的試管，其中一支內有菌種。用拇指和其他四指夾住試管，使管口平齊，管內培養(yǎng)基斜面向上(如圖1)。 (2)手持接種環(huán)，將接種環(huán)的環(huán)端和接種時可能進入試管的部分放在火焰上，來回灼燒多次(如圖2)。 圖1　　　　　圖2 (3)在火焰附近用握有接種環(huán)的那只手的小指、無名指、中指和掌心拔去兩支試管上的試管塞，迅速將試管口通過火焰2～3次，以殺滅試管口上沾染的微生物(如圖3)。 (4)將滅過菌的接種環(huán)伸入菌種管，先將環(huán)部接觸培養(yǎng)基斜面頂端等部位使其冷卻，再輕輕挑取少許菌體。在抽出接種環(huán)時，注意其帶菌部分不要觸及管壁或通過火焰(如圖4)。 圖3　　　　　圖4 (5)迅速將上述帶菌的接種環(huán)伸入待接種的試管中，在培養(yǎng)基斜面上由底部向上輕輕劃“S”型曲線，將菌種接種到培養(yǎng)基上。劃曲線時不要將培養(yǎng)基的表面劃破(如圖5)。 (6)將試管口與試管塞通過火焰2～3次，迅速塞緊試管。多次灼燒接種環(huán)后，放回原處。將接種過菌種的試管，放在恒溫箱中(37 ℃)培養(yǎng)24 h(如圖6)，觀察接種和培養(yǎng)的結果。 圖5　　　　 　　圖6 2．稀釋平板涂布操作 涂布平板時，稀釋平板涂布的操作比較復雜，且各個細節(jié)均需保證“無菌”，應特別注意： (1)酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適。 (2)吸管頭不要接觸任何其他物體。 (3)吸管要在酒精燈火焰周圍使用。 (4)移液管需要經(jīng)過滅菌。操作時，移液后用手指輕壓上端的橡皮頭，吹吸三次，使菌液與水充分混勻。 (5)將涂布器末端浸在盛有體積分數(shù)為70%的酒精的燒杯中。取出時，要讓多余的酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。 選擇培養(yǎng)基的配制原理 　下面是某實驗室中將用到的培養(yǎng)基配方，請根據(jù)下表回答下面的問題。 編號 成分 含量 ① KH2PO4 1.4 g ② Na2HPO4 2.1 g ③ MgSO47H2O 0.2 g ④ 葡萄糖 10.0 g ⑤ 尿素 1.0 g ⑥ 瓊脂 15.0 g 將上述物質溶解后，用自來水定溶到1 000 mL (1)在該培養(yǎng)基的配方中，為微生物提供碳源的是________，提供氮源的是________。 (2)絕大多數(shù)微生物都能利用________，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解________。(填編號) (3)分析該培養(yǎng)基的配方，該培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有，又是如何進行選擇的？ 【審題導析】 →→ 【精講精析】　表中營養(yǎng)成分中只有葡萄糖含有碳元素，只有尿素含有氮元素。絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以這種培養(yǎng)基對微生物有選擇作用。選擇的原理是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。 【答案】　(1)葡萄糖　尿素 (2)④?、? (3)有選擇作用。以尿素為氮源的微生物才能生長。 解決選擇培養(yǎng)基的問題，關鍵看培養(yǎng)基中的特殊成分(或缺少的成分)，因為它們對應著一類微生物，如： 纖維素為唯一碳源——分解纖維素的微生物 缺氮源——固氮微生物 加青霉素——有抗青霉素基因的細菌、真菌 1．在培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中加入某些物質能分離出所需的微生物。下列前項是在培養(yǎng)基中加入的物質，后項是能分離出的微生物，正確的是(　　) A．氫氧化鈉，酵母菌 B．鹽酸，放線菌 C．適量的青霉素，霉菌 D．適量的伊紅和美藍，大腸桿菌 【解析】　氫氧化鈉和鹽酸都不利于微生物的生長；青霉素可以抑制細菌的生長，因而能選出酵母菌和霉菌；加入伊紅和美藍能夠鑒別出大腸桿菌的存在，但不能選擇出來。 【答案】　C 選擇培養(yǎng)基的應用 　(xx全國卷Ⅰ)植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由3種組分組成的復合酶，其中的葡萄糖苷酶可將________分解成________。 (2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時，CR可與纖維素形成________色復合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時，培養(yǎng)基上會出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的________。 (3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落，某同學設計了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表)： 酵母膏 無機鹽 淀粉 纖維素粉 瓊脂 CR溶液 水 培養(yǎng)基甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ 培養(yǎng)基乙 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示無。 據(jù)表判斷，培養(yǎng)基甲________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是________________________________； 培養(yǎng)基乙________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是_________________________________________。 【解析】　(1)纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶能使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶能將纖維二糖分解成葡萄糖。(2)剛果紅是一種染料，可以與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復合物，當纖維素被纖維素酶分解后，紅色復合物就無法形成，培養(yǎng)基中就會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(3)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，而用于分離和鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，并且培養(yǎng)基中需含有纖維素，才能與CR形成紅色復合物，有纖維素分解菌時才能形成以纖維素分解菌為中心的透明圈。 【答案】　(1)纖維二糖　葡萄糖　(2)紅　透明圈 (3)不能　液體培養(yǎng)基不能用于分離單菌落　不能　培養(yǎng)基中沒有纖維素，不會形成CR—纖維素紅色復合物，即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌 2．分離菌落特征明顯的微生物，還可以用(　　) A．劃線法和稀釋平板涂布法 B．液體培養(yǎng)基培養(yǎng)法 C．加青霉素的選擇培養(yǎng)基 D．振蕩式培養(yǎng)法 【解析】　分離微生物可以使用固體培養(yǎng)基，采用劃線法或稀釋平板涂布法分離出來。 【答案】　A 1．若在固體培養(yǎng)基中放入纖維濾紙作唯一碳源，下列哪種微生物可以生存 (　　) A．可以分泌纖維素酶的微生物 B．由于缺乏營養(yǎng)物質，所有微生物均無法生存 C．所有微生物均可以生存 D．病毒 【答案】　A 2．用來判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用需要設置的對照是(　　) A．未接種的選擇培養(yǎng)基 B．未接種的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 C．接種了的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 D．接種了的選擇培養(yǎng)基 【答案】　C 3．有些細菌可分解原油，從而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同學欲從受原油污染的土壤中篩選出能高效降解原油的菌株。下列敘述錯誤的一項是(　　) A．在篩選過程中，應將土壤樣品稀釋液接種于以原油為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上。從功能上講，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基 B．無菌技術要求實驗操作應在酒精燈火焰附近進行，以避免周圍環(huán)境中微生物的污染 C．為了篩選出高效菌株，可比較單菌落周圍分解圈的大小，分解圈小說明該菌株的降解能力強 D．通常情況下，在微生物培養(yǎng)過程中，實驗室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌 【解析】　本題考查高效降解原油的菌株篩選的有關知識。欲篩選出能降解原油的菌株，培養(yǎng)基中只含有原油而無其他碳源，這樣，不能降解原油的細菌在此培養(yǎng)基上不能生存，這類培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基，故A正確；無菌技術要求實驗室操作應在酒精燈火焰附近進行，故B正確；降解原油能力越強的菌株，在菌落周圍形成的分解圈越大，故C錯誤；實驗室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌，故D正確。 【答案】　C 學業(yè)達標測評(二) 一、選擇題 1．鑒別培養(yǎng)基是根據(jù)微生物的代謝特點在培養(yǎng)基中加入一些物質配制而成，這些物質是(　　) A．指示劑或化學藥品　 B．青霉素或瓊脂 C．高濃度食鹽 D．維生素或指示劑 【解析】　鑒別培養(yǎng)基是根據(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藥品配制而成，用以鑒別不同種類的微生物。 【答案】　A 2．天然培養(yǎng)基與合成培養(yǎng)基是按照什么分類的(　　) A．物理狀態(tài) B．化學成分 C．用途 D．配制方法 【解析】　培養(yǎng)基的分類有多種方法，按照化學成分可分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。 【答案】　B 3．制備培養(yǎng)基的步驟是(　　) ①溶解?、诜Q量?、塾嬎恪、艿蛊桨濉、轀缇、拚{pH?、叻盅b A．①②③④⑤⑥⑦ B．③②①⑥⑦④⑤ C．③②①⑥⑦⑤④ D．③②①⑤④⑥⑦ 【解析】　制備培養(yǎng)基的步驟是：計算、稱量、溶解、調pH、分裝、滅菌、倒平板。 【答案】　C 4．關于制備牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基的說法，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．待培養(yǎng)基冷卻至50 ℃左右時進行倒平板 D．等平板冷卻凝固約5 min～10 min后將平板倒過來放置 【解析】　制備牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基時，正確的操作順序是：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。 【答案】　A 5．有關稀釋涂布平板法，敘述錯誤的是(　　) A．首先將菌液進行一系列的梯度稀釋 B．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 C．適宜條件下培養(yǎng) D．結果都可在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落 【解析】　稀釋涂布平板法接種后培養(yǎng)，培養(yǎng)基表面有的可以形成單個菌落，有的則不能。 【答案】　D 6．下列斜面培養(yǎng)基正確的畫線示意圖，正確的是(　　) 【解析】　正確的接種方法是將帶菌的接種環(huán)伸入待接種的試管中，在培養(yǎng)基面上由底部向上輕劃“S”型曲線，將菌種接種到培養(yǎng)基上。 【答案】　A 7．(xx江蘇高考改編)漆酶屬于木質素降解酶類，在環(huán)境修復、農業(yè)生產(chǎn)等領域有著廣泛用途。下圖是分離、純化和保存漆酶菌株的過程，相關敘述不正確的是(　　) A．生活污水中含有大量微生物，是分離產(chǎn)漆酶菌株的首選樣品 B．篩選培養(yǎng)基中需要加入漆酶的底物，通過菌落特征挑出產(chǎn)漆酶的菌落 C．在涂布平板上長出的菌落，再通過劃線進一步純化 D．對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法 【解析】　生活污水中含木質素的物質相對較少，產(chǎn)漆酶菌株也較少，不宜作為分離產(chǎn)漆酶菌株的樣品，A選項錯誤；產(chǎn)漆酶菌株可降解木質素，在篩選培養(yǎng)基中加入木質素可篩選產(chǎn)漆酶的菌株，篩選時可通過菌落特征挑出產(chǎn)漆酶的菌落，B選項正確；在涂布平板上生長的菌落可能還有其他雜菌，可再通過平板劃線法進一步純化，C選項正確。 【答案】　A 8．在細菌的連續(xù)培養(yǎng)過程中，要以一定速度不斷添加新的培養(yǎng)基，同時以同樣速度放出“老”的培養(yǎng)基。右圖表示培養(yǎng)基的稀釋率(培養(yǎng)基的更新速率)與培養(yǎng)容器中營養(yǎng)物質濃度、細菌代時(細菌數(shù)目增加一倍所需的時間)、細菌密度的關系。下列相關敘述不正確的是(　　) A．在稀釋率很低的情況下，稀釋率的增加會導致細菌密度增加 B．稀釋率從A點到B點的變化過程中，細菌生長速率不斷提高 C．稀釋率超過B點后，營養(yǎng)物質濃度過高導致細菌死亡率增大，細菌密度降低 D．為持續(xù)高效地獲得發(fā)酵產(chǎn)品，應將稀釋率控制在B點附近 【解析】　當稀釋率大于B點時，營養(yǎng)物質的濃度還會進一步增加，代時也還會進一步縮小，但是由于培養(yǎng)液更新的速度太快，細菌很快就會隨“老”的培養(yǎng)基被放出，而在這個培養(yǎng)環(huán)境中存留的時間非常的短暫，最后導致細菌的密度較低。C敘述錯誤。ABD敘述正確。 【答案】　C 二、非選擇題 9．在細菌的純培養(yǎng)中，可在無菌條件下，用已滅菌的接種環(huán)(或接種針)，把純種細菌(培養(yǎng)在試管中)接種在含有營養(yǎng)物質的固體培養(yǎng)基上(一般可用培養(yǎng)皿放置)，該種細菌在適宜條件下會迅速繁殖，形成菌落。請根據(jù)提供的材料設計一個簡單實驗探究抗生素A和抗生素B的殺菌效果。 (1)在下圖中畫出設計方案示意圖并注明名稱(三個培養(yǎng)皿均含相同培養(yǎng)基，無菌條件操作)。 (2)預測實驗結果并分析： ①經(jīng)過一段時間后，Ⅱ號培養(yǎng)皿和Ⅲ號培養(yǎng)皿均沒有菌落，抗生素A和抗生素B殺菌效果相同； ②____________________________________________________________； ③____________________________________________________________； ④若Ⅱ、Ⅲ號培養(yǎng)皿內均有大量菌落，說明抗生素A和抗生素B均無殺菌功效。 【答案】　(1) (2)②若Ⅱ號培養(yǎng)皿內無菌落，而Ⅲ號培養(yǎng)皿內菌落與Ⅰ號相同，說明抗生素A有殺菌功效，而抗生素B無殺菌功效 ③若Ⅲ號培養(yǎng)皿內無菌落，而Ⅱ號培養(yǎng)皿內菌落與Ⅰ號相同，說明抗生素B有殺菌功效，而抗生素A無殺菌功效 10．(xx全國丙卷)某同學用新鮮的泡菜濾液為實驗材料分離純化乳酸菌。分離純化所用固體培養(yǎng)基中因含有碳酸鈣而不透明，乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能溶解培養(yǎng)基中的碳酸鈣?；卮鹣铝袉栴}： (1)分離純化乳酸菌時，首先需要用________對泡菜濾液進行梯度稀釋，進行梯度稀釋的理由是_____________________________。 (2)推測在分離純化所用的培養(yǎng)基中加入碳酸鈣的作用有________和________。分離純化時應挑選出________的菌落作為候選菌。 (3)乳酸菌在－20 ℃長期保存時，菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸餾水”“甘油”或“碳酸鈣”)。 【解析】　(1)分離純化乳酸菌時，首先需要用無菌水對泡菜濾液進行梯度稀釋，這樣既可避免雜菌污染，又可將乳酸菌分散成單個細胞，以便在培養(yǎng)基表面形成單個菌落。(2)乳酸的積累影響乳酸菌的增殖，加入碳酸鈣可以中和乳酸菌代謝(無氧呼吸)過程中產(chǎn)生的乳酸，另外，乳酸和碳酸鈣反應，進而導致碳酸鈣分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鑒別和分離。(3)對于需要長期保存的菌種，可以采用甘油管藏的方法。在3 mL的甘油瓶中，裝入1 mL甘油后滅菌。將1 mL培養(yǎng)的菌液轉移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在－20 ℃的冷凍箱中保存。 【答案】　(1)無菌水　泡菜濾液中菌的濃度高，直接培養(yǎng)很難分離得到單菌落　(2)鑒別乳酸菌　中和產(chǎn)生的乳酸(或酸)　具有透明圈　(3)甘油