2020版生物新优化浙江大一轮课件：第十部分 生物技术实践 31 .pdf

第十部分第十部分 生物技术实践生物技术实践 第第3131讲 微生物的利用讲 微生物的利用 考纲导学 -3- 考纲导学 -4- 教材梳理题型探究 大肠杆菌的培养和分离 1.细菌的培养 (1)培养基:扩大培养用 培养基,划线分离用 培养基。 (2)不同微生物对培养基的需求 蛋白胨 氯化钠 中性偏碱 蔗糖 中性偏酸 LB液体 LB固体平面 考纲导学 -5- 教材梳理题型探究 (3)培养的方法:需要将已有细菌的培养物转移到新的培养基中, 一般用 (工具)转移带菌的培养物。 2.细菌分离的方法与特点 3.无菌操作 (1)目的:防止实验室的培养物被其他 污染;避免 操作者自身被微生物感染。 微生物 接种环 划线分离 涂布分离 考纲导学 -6- 教材梳理题型探究 高压蒸汽灭菌 尿素 碳化 500 g/cm2 酒精灯火焰 G6玻璃砂漏斗 (2)常用的几种灭菌方法 考纲导学 -7- 教材梳理题型探究 30 6080 冷却 冷却 过热杀死目的菌种 HCl 抽滤去酸 中性 考纲导学 -8- 教材梳理题型探究 4.大肠杆菌的培养和分离 (1)大肠杆菌 分裂方式: 。 特性:大肠杆菌是革兰氏 性、 (代谢类型) 的肠道杆菌,在肠道中一般对人无害,但若进入人的 系统, 就会对人体产生危害。大肠杆菌是 技术中被广泛采 用的工具。 (2)实验内容:将大肠杆菌扩大培养和划线分离,即用 培养基扩大培养大肠杆菌,培养后再在 培养基上划线进行分离,随后培养基上就会 形成一个个单独的菌落。 二分裂 阴 兼性厌氧 泌尿 基因工程 LB液体 LB固体平面 考纲导学 -9- 教材梳理题型探究 (3)实验步骤 倒平板 高压蒸汽 三角瓶 连续划线 考纲导学 -10- 教材梳理题型探究 (4)大肠杆菌分离的用途:单菌落的分离是 的通 用方法,也是用于筛选 菌株的最简便方法之一。 单菌落 斜面 4 冰箱 消除污染杂菌 高表达量 考纲导学 -11- 教材梳理题型探究 考向一考向一 划线分离法和涂布分离法划线分离法和涂布分离法 【典例1-1】 如图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、 2、3、4、5。下列叙述正确的是( ) A.在五个区域中划线前后都要对接种环和培养基进行灭菌 B.划线操作时完全打开培养皿盖,划完立即盖上 C.接种时不能划破培养基,否则难以达到分离单菌落的目的 D.第1区和第5区的划线最终要连接起来,以便比较前后的菌落数 答案解析解析 关闭 在每次划线前后都要对接种环进行灭菌,但划线过程中培养基不能进行 灭菌;进行划线操作时,左手将培养皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种 的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上培养皿盖;注意接种 时不能划破培养基,否则难以达到分离单菌落的目的;第1区和第5区的划 线不能相连。 答案解析 关闭 C 考纲导学 -12- 教材梳理题型探究 【典例1-2】 用划线分离法或涂布分离法纯化大肠杆菌时( ) 可以用相同的培养基 都需要使用接种环进行接种 都需要在酒精灯火焰旁进行接种 都可以用来计数活菌 A. B. C.D. 答案解析解析 关闭 划线分离法或涂布分离法都使用固体培养基,故正确;划线分离法采用 接种环进行操作,而涂布分离法采用涂布器(玻璃刮刀)进行操作,故错 误;纯化时,要进行无菌操作,需要在酒精灯火焰旁接种,避免空气中的微 生物混入培养基,故正确;划线分离法一般用于分离而不是计数,故 错误。 答案解析 关闭 C 考纲导学 -13- 教材梳理题型探究 概念辨析微生物接种的两种常用方法比较 考纲导学 -14- 教材梳理题型探究 考向二考向二 无菌操作无菌操作 【典例1-3】 下列有关微生物培养的叙述中,不正确的是( ) A.获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染 B.单菌落的分离是消除污染的杂菌的通用方法 C.培养基都必须使用高压蒸汽灭菌法灭菌 D.倒置平板防止培养皿盖上的冷凝水滴落 答案解析解析 关闭 微生物培养中获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染,A项正确;通常可 以采用涂布分离法或划线分离法进行单菌落的分离,以消除污染的杂 菌,B项正确;培养基通常可以进行高压蒸汽灭菌,但对于培养基中有高温 易分解的成分,就不能用此方法,如培养基中的尿素等物质,C项错误;划 线接种结束后需要将培养皿倒置,以防止培养基蒸发冷凝成的水滴入培 养基而造成污染,D项正确。 答案解析 关闭 C 考纲导学 -15- 教材梳理题型探究 【典例1-4】 (2018浙江选考十校联盟3月适应性考试)回答下列 与微生物的培养和利用有关的问题。 (1)微生物在试管中培养时通常加棉塞,周围没有皱褶和缝隙,容 易拔出,但用手提着棉塞时,试管又不能落下。棉塞的作用有两个: 一是 ;二是保证通气良好。制作棉塞 所用的棉花不能用脱脂棉,原因是 。 (2)测定微生物生长曲线的方法有很多,有血细胞计数板法、平板 计数法、 法等。制作生长曲线时,以 作纵坐标, 作横坐标。 (3)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础 培养基,一般要将pH调至 ,以利于细菌的生长繁 殖。 考纲导学 -16- 教材梳理题型探究 答案:(1)防止杂菌污染 脱脂棉易吸水,吸水后容易引起污染 (2)菌落 比浊 菌数的对数 生长时间 (3)中性偏碱 解析:(1)微生物培养过程中棉塞既可以防止杂菌的污染,又可以 保证通气良好。因为脱脂棉易吸水,吸水后容易引起污染,所以制 作棉塞所用的棉花不能用脱脂棉。 (2)测定微生物生长曲线的方法有很多,有血细胞计数板法、平板 菌落计数法、比浊法等。制作生长曲线时,应以菌数的对数为纵坐 标,生长时间为横坐标。 (3)培养一般细菌时,需要将培养基的pH调至中性偏碱。 考纲导学 -17- 教材梳理题型探究 概念辨析消毒与灭菌 考纲导学 -18- 教材梳理题型探究 考向三考向三 大肠杆菌的培养和分离大肠杆菌的培养和分离 【典例1-5】 (2018浙江丽水学院附中阶段考)下列是有关大肠杆 菌的培养实验,请回答问题。 (1)配制培养大肠杆菌的培养基时,根据“细菌喜荤,霉菌喜素”的 规律,通常在培养基中加入蛋白胨和 作为营 养物质,为维持一定的渗透压,常需加入一定量的 。 考纲导学 -19- 教材梳理题型探究 (2)大肠杆菌培养和分离的实验中,在 中 进行扩大培养,培养液经 后,在LB固体培养基 上进行 ,并将培养皿 放在恒温培养箱中培养,可以获得如图效果。为了检测接种、培养 过程是否受杂菌污染以及 ,应同时将未 接种的培养基放入相同条件的恒温培养箱培养。 (3)对获得的纯菌种通常可以依据 的形状、 大小等特征进行初步的鉴定。 考纲导学 -20- 教材梳理题型探究 (4)下列关于“大肠杆菌培养和分离”的操作中,叙述正确的是( ) A.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启 锅盖 B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上 C.为了防止污染,接种工具经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落 D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上 答案:(1)酵母提取物 NaCl (2)LB液体培养基 稀释 分离 倒置 无菌操作是否规范 (3)菌落 (4)D 考纲导学 -21- 教材梳理题型探究 解析:(1)配制培养大肠杆菌的培养基时,根据“细菌喜荤,霉菌喜素” 的规律,通常在培养基中加入蛋白胨和酵母提取物作为营养物质, 为维持一定的渗透压,常需加入一定量的NaCl。(2)大肠杆菌培养 和分离的实验中,在LB液体培养基中进行扩大培养,培养液经稀释 后,在LB固体培养基上进行分离,并将培养皿倒置放在恒温培养箱 中培养;为了检测接种、培养过程是否受杂菌污染以及无菌操作是 否规范,应同时将未接种的培养基放入恒温培养箱培养。(3)通常对 获得的纯菌种可以依据菌落的形状、大小等特征进行初步的鉴定。 (4)高压灭菌加热结束,等待压力表指针回到零后,才能开启锅盖,不 能直接打开放气阀使压力表指针回到零,A项错误;倒平板过程中不 能打开培养皿的皿盖,以防止杂菌污染,B项错误;接种环在火焰上 灼烧后,待冷却后才可以快速挑取菌落,C项错误;用记号笔标记培 养皿中菌落时,应标记在皿底上,D项正确。 考纲导学 -22- 教材梳理题型探究 易错提醒(1)恒温培养时,培养基中的水分会以水蒸气的形式蒸发, 倒放培养皿则会使水蒸气凝结成水滴留在盖上;如果正放培养皿, 则水分形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开。如果培养皿中 已形成菌落,则菌落中的菌会随水扩散,菌落间相互影响,很难再分 成单菌落,达不到分离的目的。因此恒温培养时,培养皿必须倒置。 (2)平板划线时除第一次划线外,每一次划线的起点都是上一次划 线的末端,而不是第一次划线的末端。 考纲导学 -23- 教材梳理题型探究真题演练 分离以尿素为氮源的微生物 1.菌种特点 含有 酶,可通过降解尿素作为其生长的氮源。 2.培养基:以 为唯一氮源的培养基,以 为对照。 3.实验原理 (1)筛选以尿素为氮源的微生物,可使用以尿素为唯一氮源的 培养基进行选择培养。 (2)脲酶能将尿素分解成 ,致使培养基的pH升高,使培养 基中的酚红由红黄色变成 色。 脲 尿素 LB全营养培养基 选择 NH3 红 考纲导学 -24- 教材梳理题型探究真题演练 4.实验步骤 1 无菌 10-2 悬液 0.1 LB培养基 倒置 较多的 少量 考纲导学 -25- 教材梳理题型探究真题演练 考向一考向一 分离以尿素为氮源的微生物分离以尿素为氮源的微生物 【典例2-1】 下图是“分离以尿素为氮源的微生物”实验的基本 流程,请回答下列问题。 (1)尿素溶液可用 使之无菌。若 要检查B过程灭菌是否彻底,可以采用的方法是 。 (2)图中步骤C为 。相对于划线分离法,过程D涂 布分离法的优点是 。 (3)如果菌落周围出现 色环带,说明该菌落能分泌脲 酶。 考纲导学 -26- 教材梳理题型探究真题演练 答案:(1)G6玻璃砂漏斗过滤 将空白培养基放在适宜温度下培 养一段时间,观察有无菌落出现 (2)倒平板 单菌落更易分开 (3) 红 解析:(1)尿素用G6玻璃砂漏斗过滤除去其中的细菌等微生物。 (3)若菌落能分泌脲酶,则菌落周围会出现红色环带。 考纲导学 -27- 教材梳理题型探究真题演练 疑难解析1.培养基中观测指标的分析 (1)培养基中的酚红指示剂产生颜色变化(变红),标志着存在脲酶 水解尿素的作用,从而证明这一菌株能以尿素为氮源。红色环状区 域的大小代表脲酶活性的强弱和含量的多少。红色区域越大,表明 菌株利用尿素的能力越强。 (2)与全营养培养基上的菌落数比较,尿素培养基上只有少数菌落, 这一现象表明能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占极少部分。 2.样品稀释的原因和标准 (1)稀释原因:样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落数。在适 当的稀释度下,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中 的一个活菌。因此,恰当的稀释度是成功地统计菌落数的关键。 (2)稀释标准:选用一定范围的样品稀释液进行培养,为了保证结 果准确,一般选择菌落数在30300的平板计数。 考纲导学 -28- 教材梳理题型探究真题演练 考向二考向二 实验应用实验应用 【典例2-2】 (2018浙江宁波3月新高考模拟)研究小组从土壤中 筛选以多环芳烃(PAHs)为碳源和能源的细菌,用以降解工业废水和 生活污水中的PAHs。请回答下列问题。 (1)为了从土壤中筛选PAHs降解菌,需配制以 为唯 一碳源的培养基,培养基经 A.121 (500 g/cm2压力),15 min B.90 (500 g/cm2压力),15 min C.121 (1 kg/cm2压力),15 min D.90 (500 g/cm2压力),30 min 高压蒸汽灭菌,待冷却至60 后倒平板。 (2)倒平板时应使锥形瓶的瓶口通过火焰,目的是 。在倒平 板的过程中,如果培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,则这个平板 不能用来培养PAHs降解菌,原因是 。 考纲导学 -29- 教材梳理题型探究真题演练 (3)制备土壤稀释液,用 方法接种于固体培养基表面, 培养时,需将培养皿 并放在37 恒温培养箱中培养24 h。 (4)用划线法纯化PAHs降解菌的过程中,在第二次及其后的划线 操作时,须从上一次划线的末端开始划线,原因是 。 答案:(1)PAHs C (2)防止杂菌污染 空气中的微生物可能在 皿盖与皿底之间的培养基上滋生 (3)涂布 倒置 (4)使细菌数随 着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而成的菌 落 考纲导学 -30- 教材梳理题型探究真题演练 解析:(1)从土壤中筛选PAHs降解菌,需配制以PAHs为唯一碳源的 培养基,培养基经121 (1 kg/cm2压力)、15 min的高压蒸汽灭菌,待 冷却至60 后倒平板。 (2)倒平板时,为了防止杂菌污染,应使锥形瓶的瓶口通过火焰。 在倒平板的过程中,如果培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,则可 能导致空气中的微生物在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此这 个平板不能用来培养PAHs降解菌。 (3)制备土壤稀释液,用涂布方法接种于固体培养基表面。培养时, 为了防止培养皿被污染,需将培养皿倒置并放在37 恒温培养箱 中培养24 h。 (4)用划线法纯化PAHs降解菌的过程中,在第二次及其后的划线 操作时,须从上一次划线的末端开始划线,原因是:使细菌数随着划 线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细菌繁殖而成的菌落。 考纲导学 -31- 教材梳理题型探究真题演练 导师点睛微生物筛选过程中必要的两种对照培养基及其作用 考纲导学 -32- 教材梳理题型探究真题演练 (2016浙江10月选考,32节选)请回答从土壤中分离产脲酶细菌和 脲酶固定化实验的有关问题。 (1)LB固体培养基:取适量蛋白胨、酵母提取物、NaCl,加入一定 量的蒸馏水溶解,再加 ,灭菌备用。 (2)尿素固体培养基:先将适宜浓度的尿素溶液用 灭菌过的 G6玻璃砂漏斗过滤,G6玻璃砂漏斗因为 ,故用于过滤除菌。然后将尿素溶液加入已经灭菌的含有酚红的 培养基中,备用。 考纲导学 -33- 教材梳理题型探究真题演练 (3)取适量含产脲酶细菌的10-4、10-5两种土壤稀释液,分别涂布 接种到LB固体培养基和尿素固体培养基上,培养48 h,推测固体培 养基上菌落数最少的是 (A.10-5稀释液+尿素固体培养基 B.10-5稀释液+LB固体培养基 C.10-4稀释液+尿素固体培养基 D.10-4稀释液+LB固体培养基)。在尿素固体培养基上产生脲酶细 菌菌落周围出现 ,其原因是细菌产生的脲酶催化尿素 分解产生 所致。 (4)制备固定化脲酶时,用石英砂吸附脲酶,装柱。再用蒸馏水洗 涤固定化酶柱,其作用是 。 答案:(1)琼脂 (2)高压蒸汽 孔径小,细菌不能滤过 (3)A 红 色环 氨(或NH3) (4)除去游离的脲酶 考纲导学 -34- 教材梳理题型探究真题演练 解析:(1)在从土壤中分离产脲酶细菌实验中,制备LB固体培养基 时应加适量的蛋白胨、酵母提取物、NaCl、蒸馏水和琼脂。(2)制 尿素固体培养基时,先将适宜浓度的尿素溶液用高压蒸汽灭菌过的 G6玻璃砂漏斗过滤除菌,因为G6玻璃砂漏斗孔径小,细菌不能滤过, 然后将尿素溶液加入已经灭菌的含有酚红的培养基中即可。(3)10- 4、10-5两种土壤稀释液分别涂布接种到LB固体培养基和尿素固体 培养基上,培养48 h,固体培养基上菌落数最少的是10-5稀释液+尿素 固体培养基,因为此组不但土壤溶液浓度低,而且由于自然界中能 利用尿素的细菌在土壤中只占少数,故培养基中以尿素为唯一氮源 的固体培养基中的菌落最少,A项正确。因是细菌产生的脲酶催化 尿素分解产生碱性的氨,故尿素固体培养基上产生脲酶细菌菌落周 围出现红色环带。(4)制备固定化脲酶柱时要用蒸馏水洗涤固定化 酶柱,以除去游离(未固定)的脲酶。