1、选修1 生物技术实践,第13单元 生物技术实践,第1讲 无菌操作技术实践,-4-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考点 微生物的培养和应用 1.培养基 (1)培养基的概念:为人工培养微生物而制备的适合微生物 、 或积累 的营养基质。 (2)培养基的营养构成:一般都含有水、 (提供 元素的物质)、 (提供 元素的物质)和 等最基本的生命物质。,生长 繁殖,代谢产物,碳源,碳,氮源,氮,无机物,(3)培养基的分类,-5-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.消毒和灭菌的比较,-6-,自主梳理,核心突破,考向感悟,3.细菌培养基的配制 (1) 牛肉膏蛋白胨培养基 是常用的培养细菌的基础培养基。 (2)配
2、制过程: 配制培养基调节pH分装包扎灭菌 搁置斜面。 (3)细菌培养基pH应调至 7.2 。分装时培养基的高度约为试管高度的 1/5 。 高压蒸汽灭菌 是常用的灭菌方法之一。温度为 121 ,气压为 100 kPa,灭菌 2030 min。搁置斜面时,斜面长度不超过试管总长的 1/2 。,-7-,自主梳理,核心突破,考向感悟,4.无菌操作和接种技术 (1)接种:通常把在 无菌 条件下将微生物接入培养基的操作过程叫做接种。 (2)接种工具:接种环用于 斜面接种,或在固体培养基平板上进行划线接种 ;接种针用于 穿刺接种 ;玻璃涂布器用于 涂抹平板接种 。 (3)微生物接种和培养的关键:无菌操作。培
3、养微生物用的 试管 、 培养皿 和微生物 培养基 等,在接种之前都需要进行 灭菌 ,接种操作通常还需要在 酒精灯火焰 附近进行。 (4)接种与培养大肠杆菌。,-8-,自主梳理,核心突破,考向感悟,5.微生物的分离和培养 (1)原理:在实验室中利用 培养基可以筛选和分离出某种微生物,然后在高度稀释的条件下,在 培养基上培养该微生物形成 ,即为纯培养物。 (2)方法 最常用的方法: ,又包括涂布平板法和 。 选择培养分离:科学家针对某种微生物的特性,设计一个特定的环境,使之特别适合这种微生物的生长,而抑制其他微生物的生长。这种通过 进行微生物纯培养分离的技术,称为选择培养分离。,选择,固体,单个菌
4、落,平板分离法,混合平板法,选择培养,-9-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)土壤微生物的分离和计数 准备实验器材;采集土壤,制备悬液;选择适于分离特定微生物的培养基;接种,从浓度最低的土壤悬液开始,用无菌移液管吸取1 mL加入到有相应标记的培养皿,再用不同的无菌移液管分别从不同浓度的悬液中吸取1 mL加入有相应标记的培养皿中,每个浓度设置3个重复,采用 法进行分离;培养与观察。,涂布平板,-10-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(1)据物理状态的不同,培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型。( )(2)用平板划线法纯化大肠杆菌时不同阶段灼烧接种环的目的相同。( ),提示:根据物理状态的
5、不同,培养基可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基三种类型。,提示:第一次操作:杀死接种环上原有的微生物;每次划线之前:杀死上次划线后接种环上残留的菌种,使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端;划线结束后:杀死接种环上残存的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。,-11-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)如果要分离土壤中能分解尿素的微生物,可采用唯一氮源为尿素的培养基。( ) (4)微生物对pH的要求不同的原因是不同微生物所含的酶的最适pH不同。( ),提示:不同的微生物体内的酶所需的最适pH不同。,-12-,自主梳理,核心突破,考向感悟,1.培养基的成分,-13-,自主梳理,核心突破
6、,考向感悟,-14-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.培养基的种类和用途,-15-,自主梳理,核心突破,考向感悟,-16-,自主梳理,核心突破,考向感悟,3.三种常用灭菌方法的比较,-17-,自主梳理,核心突破,考向感悟,4.微生物的纯化培养技术 (1)原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是纯化的细菌菌落。 (2)微生物接种方法,平板划线法:平板划线法中细胞的分离和稀释过程发生在接种环在固体平板表面上的划线和移动过程中。在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着划线的进行,菌数逐渐减少,最后可形成纯种的单个菌落。,-18-,自主梳理,核心突破,考向感悟
7、,涂布平板法:系列稀释操作。 a.将分别盛有9 mL水的6支试管灭菌,并按10106的顺序编号。 b.用移液管吸取1 mL培养的菌液,注入10倍稀释的试管中。用手指轻压移液管上的橡皮头,吹吸3次,使菌液与水充分混匀。 c.从10倍稀释的试管中吸取1 mL稀释液,注入102倍稀释的试管中,重复b步的混匀操作。依次类推,直到完成最后1支试管的稀释。,-19-,自主梳理,核心突破,考向感悟,考向 微生物的培养和应用 1.(2018全国理综)在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。 回答下列问题。 (1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具 (填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌
8、箱中进行干热灭菌。 (2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是 。,-20-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒, 其原因是紫外线能 。在照射前,适量喷洒 ,可强化消毒效果。 (4)水厂供应的自来水通常是经过 (填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。 (5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是 。,-21-,自主梳理,核心突破,考向感悟,答案 (1)可以 (2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少 (3)破坏DNA结构 消毒液 (4)氯气 (5)未将锅内
9、冷空气排尽 解析 本题考查的是微生物实验室培养的消毒和灭菌技术。实验室中能耐高温的、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等,可用干热灭菌的方法灭菌。对于一些不耐高温的液体,如牛奶采用巴氏消毒法和高温瞬时消毒法消毒,这种消毒方法的优点是可以杀死牛奶中的微生物,并且牛奶中的营养成分基本不被破坏。自来水通常是用氯气消毒的,氯气与水反应生成次氯酸和氯化氢,次氯酸具有强氧化性,能杀死自来水中的微生物。用高压蒸汽灭菌法灭菌,必须把锅内的冷空气彻底排除后才能达到设定的压力和相应的温度。,-22-,自主梳理,核心突破,考向感悟,2.(2017全国理综)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3,供植物吸收和
10、利用。回答下列问题。 (1)有些细菌能分解尿素,有些细菌则不能,原因是前者能产生 。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源,原因是 。但可用葡萄糖作为碳源,进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是 (答出两点即可)。 (2)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 (填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是 。 (3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4,其作用有 (答出两点即可)。,-23-,自主梳理,核心突破,考向感悟,答案: (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供
11、能量,为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机营养,作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定,-24-,自主梳理,核心突破,考向感悟,解析: (1)有些细菌能分解尿素是因为其能产生分解尿素的酶,即脲酶。能分解尿素的细菌是异养生物,不能利用CO2来合成有机物。葡萄糖既能作为能源,为细胞的代谢提供能量,也能作为碳源,为其他有机物的合成提供原料。 (2)利用尿素作为唯一氮源的选择培养基可筛选分解尿素的细菌。其他两组都含有NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用
12、NH4NO3,不能起到筛选作用。 (3)培养基中的KH2PO4和Na2HPO4既可为细菌生长提供无机营养,又可作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定。,-25-,自主梳理,核心突破,考向感悟,3.(2016全国理综)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下: 配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O); 制作无菌平板; 设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作; 将各组平板置于37 恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。,-26-,自主梳理,核心突破,考向感悟,回
13、答下列问题。 (1)该培养基中微生物所需的氮来源于 。若要完成步骤,该培养基中的成分X通常是 。 (2)步骤中,实验组的操作是 。 (3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了 现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法 (填“正确”或“不正确”)。,-27-,自主梳理,核心突破,考向感悟,答案: (1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂 (2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确 解析: (1)培养基中的牛肉膏、蛋白胨为微生物的生长既提供了碳源也提
14、供了氮源。微生物培养所采用的培养基是固体培养基,故题中X应是琼脂,在培养基中起凝固剂的作用。(2)本实验是为了了解教室不同高度空气中微生物的分布情况,所以应选择不同的高度放置平板,并使之暴露在空气中一段时间,以利于空气中微生物沉附在平板上。(3)空白对照实验的设计是不暴露在空气中,正常情况下,不应出现菌落。产生了菌落,说明在此次实验中平板被污染。用实验组获取的菌落的平均值减去污染产生的菌落数,作为实验的结果,这种做法不正确,应在防止污染的情况下重新实验,以获得较准确的数据。,-28-,自主梳理,核心突破,考向感悟,4.(2017江苏)苯酚及其衍生物广泛存在于工业废水中,对环境有严重危害。小明同
15、学准备依据下图操作步骤,从处理废水的活性污泥中分离筛选酚降解高效菌株。请回答下列问题。,(1)酚降解菌富集培养基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水,其中可作为碳源的有 。,-29-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(3)下图为连续划线法示意图,在图中 (填图中序号)区域更易获得单菌落。 (4)采用比色测定法(使用苯酚显色剂)检测降解后的废水中苯酚残留量。先制作系列浓度梯度并进行显色反应,下表中15号比色管的苯酚浓度应分别为 。,-30-,自主梳理,核心突破,考向感悟,如果废水为50 mg/L 苯酚溶液,降解后约有21%的苯酚残留,则需将残留液稀释 (填序号:5 10 20)倍后,再进
16、行比色。,答案: (1)蛋白胨、苯酚 (2)增加 稀释涂布 凝固剂 (3) (4)0、0.2、0.4、0.6、0.8 ,-31-,自主梳理,核心突破,考向感悟,解析: (1)培养基中的营养物质一般都包括H2O、无机盐、碳源、氮源,蛋白胨和苯酚中含有C元素,可作为碳源。 (2)要富集该菌,应提高营养物质含量。若菌落过于密集,说明稀释倍数不够,应进一步稀释,然后再涂布平板。制备固体培养基时需加入凝固剂琼脂。 (3)用平板划线法接种菌体,随划线次数的增加,菌体数量逐渐减少,故区域更易获得单菌落。,-32-,自主梳理,核心突破,考向感悟,(4)题中已给出6号比色管中的苯酚浓度为1 mg/L,根据浓度梯度的设计原则和空白对照原则,15号比色管中的苯酚浓度应依次为0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L。废水中苯酚的浓度为50 mg/L,降解后约有21%的苯酚残留,则降解后废水中苯酚的浓度为5021%=10.5(mg/L),因为比色管中苯酚的浓度范围为01 mg/L,若将降解后的废水稀释5倍或10倍,则稀释后废水中苯酚的浓度均大于1 mg/L,若稀释20倍,则稀释后废水中苯酚的浓度为0.525 mg/L,介于01 mg/L之间,故需将降解后的废水稀释20倍后再进行比色。,
