生物选修1《生物技术实践》微生物的实验室培养复习课件ppt

这是一份生物选修1《生物技术实践》微生物的实验室培养复习课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了统计菌落数目的方法，微生物的筛选与鉴定，专题集训等内容，欢迎下载使用。
尿素分解菌与纤维素分解菌的分离、鉴定比较
【例1】饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。
(1)培养基中除了添加植酸钙以外，还应含有________、________、水、无机盐等基本营养物质。
(2)为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行_____，而且须将接种后的培养皿呈______状态放置。(3)接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成________。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的________就能大致推测出样品中的活菌数。
(4)由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色浑浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A～E五种菌株中，______是产植酸酶的理想菌株。(5)获得目的菌以后，若要用于植酸酶的生产，还需要进行________。
【解析】(3)根据题图知，接种前的操作是系列稀释，目的是涂布后在培养基表面形成单个菌落。(4)五个菌落中A、C、E周围有透明圈出现，说明可以产出植酸酶。三个菌落中只有E的透明圈宽度与菌落半径比最大，说明该菌株的产酶效率最高，是理想菌株。(5)筛选到的菌株若要用于生产，还需要进行扩大培养。
【答案】(1)碳源　氮源　(2)(高压蒸汽)灭菌　倒置　(3)单个菌落　菌落数　(4)E　(5)扩大培养
实验室中微生物的筛选原理是人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长，通过配制特定的培养基或设置特殊条件，进行选择培养，以期获得相应目的菌株。进行菌株筛选除特定的条件设置外，多采用配制选择培养基来完成选择培养。
选择培养基是根据不同微生物对特殊营养需求或对某种化学物质的敏感程度不同，在培养基中加入或除去相应营养物质，或者加入某些化学物质，以抑制不需要微生物的生长，以此将目的微生物从混杂的微生物群体中分离出来的固体培养基，液体培养基一般不能独立完成菌种分离。1．加入特殊营养的选择培养基：有的选择培养基是根据微生物特殊营养的需求来设计的，是在培养基中加入或除去某些培养基成分，改变微生物生存环境，来选择目的菌株。
如：在以纤维素为唯一碳源的培养基中可筛选分离出纤维素分解菌；以尿素为唯一氮源的培养基上可筛选分离出分解尿素的菌；以石蜡油为唯一碳源的培养基可筛选分离出分解石蜡油的微生物；以蛋白质为唯一氮源的培养基可筛选分离出产生胞外蛋白酶的微生物；以缺乏氮源的培养基可筛选分离出固氮微生物。2．加入特殊化学物质的选择培养基：在培养基中加入某些特殊化学物质(不作为营养物质，对目的微生物也没有危害)，杀死或抑制其他微生物生长繁殖，以筛选分离目的微生物。
如：在培养基中加入10%的酚，可以将放线菌从细菌、霉菌中分离出来；在培养基中加入青霉素、四环素等抗生素，可以抑制细菌和放线菌生长，从而将酵母菌和霉菌从细菌、放线菌中分离出来；在培养基中加入高浓度食盐，可以将金黄色葡萄球菌从各类微生物中分离出来等。
3．到相应环境条件中或创造相应环境条件来筛选希望得到的目的菌株。如在高温热泉或海底火山口、或高温后沸水中寻找耐热菌(或酶)，冰层中或冰箱冷冻条件中寻找抗寒菌(或酶)；在缺氧的条件下选择培养厌氧微生物；在盐碱条件下寻找耐盐碱抗高渗透压的微生物；在不同pH下筛选嗜酸碱微生物等。
4．用某些特定化学物质与相应菌体或菌体代谢产物所产生的特定的反应现象来筛选或鉴定目的菌株。如在含抗生素的培养基中选择含抗性基因的重组质粒；在加入伊红—美蓝的培养基中，根据菌落呈现深紫色的现象来鉴定筛选大肠杆菌；在纤维素为唯一碳源的培养基中加入刚果红来选取具有透明圈的菌落—纤维素分解菌等。
【例2】氯苯化合物是重要的有机化工原料，因其不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(如图甲)筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌。培养基配方如下表。
(1)配制Ⅱ号固体培养基时，除添加Ⅱ号液体培养基成分外，还应添加1%的________。(2)培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是________。(3)从用途上来说，Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于________培养基和________培养基。在Ⅱ号培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是________。
(4)在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为________。(5)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养，得到生长曲线(如图乙)。从图乙可知，SPl菌在________培养条件下最早停止生长，其原因是_______________。
【解析】人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长，因此该实验应选择以氯苯为唯一碳源的培养基。Ⅰ号培养基含牛肉膏和蛋白胨属于通用培养基，Ⅱ号培养基无牛肉膏、蛋白胨，碳源只有氯苯，因此属于选择培养基。选择培养基中，氯苯含量越高，菌体数越多。
【答案】(1)琼脂　(2)先调pH后灭菌　(3)通用　选择　硝酸铵　(4)芽孢　(5)20 mg/L氯苯　碳源最早耗尽
微生物培养中应注意的几个问题
1.配制培养基根据所培养微生物的营养及功能特点，选择合适的培养基配方进行配制。2．无菌技术(1)实验者、实验室、操作空间、实验器材、培养基等必须严格消毒灭菌。(2)整个实验操作过程要进行严格的无菌操作，在酒精灯火焰附近进行。
(3)操作过程中实验者不要讲话，不要吃东西。(4)实验结束后接触微生物的实验器材及培养基要进行灭菌处理。3．设置对照为排除实验中各种因素的干扰，保证实验结果的可靠性，要设置对照实验，对照实验要遵循单一变量原则。4．做好标记若实验中使用的平板较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记，注明培养基种类、培养日期、培养人及样品稀释度等。
常见消毒与灭菌方法的比较
【例3】下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是（ ）A．防止杂菌污染B．消灭杂菌C．培养基和发酵设备都必须灭菌D．灭菌必须在接种前
【解析】灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌)；B是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物；C是正确，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。【答案】B
1．下列叙述错误的是（ ）A．因为土壤中各类微生物的数量不同，所以为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离B．测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同C．只有得到了3个或3个以上菌落数目在30～300的平板，才说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数D．牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养
【解析】如果涂布三个平板能够得到2个菌落数目在30～300的平板，就说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。计数的方法是舍弃相差很大的一个，然后取平均值。【答案】C
2．某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是（ ）A．培养基分装到培养皿后进行灭菌B．转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线C．接种后的培养皿需放在光照培养箱中培养D．培养过程中每隔一周观察一次【解析】在配制培养基的过程中要先灭菌后倒平板，A错误；转换划线角度后要对接种环进行灼烧灭菌再进行划线，B正确；接种后放置在恒温培养箱中进行培养，C错误；培养过程中一般要隔天观察一次，D错误。【答案】B
3．某同学在①、②、③三种条件下培养大肠杆菌，这三种条件是：①以葡萄糖为碳源的培养基，不断补充培养基，及时去除代谢产物②以葡萄糖为碳源的培养基，不断补充培养基，不去除代谢产物③以葡萄糖和乳糖为碳源的培养基，不补充培养基，不去除代谢产物
根据培养结果绘制的一段时间内菌体数的对数随时间变化的趋势图下：
假设三种培养基中初始总糖量相等，则①、②、③三种条件依次对应的趋势图是（ ）A．甲、乙、丙　　　　B．乙、丙、甲C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲
【解析】以葡萄糖为碳源的培养基，不补充培养基，不除去代谢产物，随着营养物质的消耗和次级代谢产物的积累，大肠杆菌的生长环境不断恶化，生存阻力增大，因此种群数量达到稳定期后会出现衰亡期，故甲图对应②，反之丙图则对应①；若培养基里加入葡萄糖和乳糖，大肠杆菌先利用葡萄糖，葡萄糖消耗完以后，大肠杆菌会经过短期的调整，诱导合成乳糖苷酶，接着继续分解利用乳糖，最后衰亡，因此乙图对应③，故选C答案。【答案】C
4．植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将________分解成________。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成________色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。
(3)为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基(成分见下表)：
注：“＋”表示有，“－”表示无。
据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是___________；培养基乙______(填“能”或“不能”)用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是_________________________。
【解析】(1)纤维素酶是一种复合酶，该酶是由C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶3种组分组成，前两种酶可将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶可将纤维二糖分解为葡萄糖。(2)刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物便无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(3)生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌才会发挥作用。纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基。纤维素分解菌鉴别培养基属于固体培养基，要分离和鉴别纤维素分解菌，都需要以纤维素为主要碳源的培养基，培养基乙不具有选择的作用。
【答案】(1)纤维二糖　葡萄糖(2)红　透明圈(3)不能　液体培养基不能用于分离单菌落　不能培养基中没有纤维素，不会形成CR－纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌
5．血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列叙述正确的是（ ）A．每块血细胞计数板的正中央有1个计数室B．计数室的容积为1mm×1mm×0.1mmC．盖盖玻片之前，应用吸管直接向计数室滴加样液D．计数时，不应统计压在小方格角上的细胞【解析】每块血细胞计数板的正中央有2个计数室，A错误；计数室的容积为1mm×1mm×0.1mm，B正确；应先盖盖玻片，再滴加样液，让样液自行渗入，C错误；计数时，应计算小方格内的细胞和相邻两边及顶点上的细胞，D错误。【答案】B
6．做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是（ ）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，接种环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
【解析】高压灭菌加热结束时，需先切断电源，让灭菌锅内温度降至100℃以下，压力表的指针回到零时，再打开锅盖，A错误；倒平板时，应将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不能将培养皿盖完全打开，以防污染，B错误；接种环经火焰灭菌后需待冷却后挑取菌落，C错误。【答案】D
7．人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃，可用来发酵处理秸秆，提高秸秆的营养价值。为了增强发酵效果，研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株，并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题：(1)在样品稀释和涂布平板步骤中，下列选项不需要的是________(填序号)。①酒精灯　　②培养皿　　③显微镜　　④无菌水(2)在涂布平板时，滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是____________________________。(3)向试管内分装含琼脂的培养基时，若试管口粘附有培养基，需要用酒精棉球擦净的原因是________。
(4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上，筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。图中降解圈大小与纤维素酶的________有关。图中降解纤维素能力最强的菌株是________(填图中序号)。
(5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4，在不同温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果见下图，推测菌株________更适合用于人工瘤胃发酵，理由是________。
【解析】(1)样品稀释需用无菌水，在培养基中涂布接种时需在酒精灯的火焰旁进行。(2)涂布平板时，滴加到培养基表面的菌液一般为0.1mL，量过大将导致菌体密度过大而影响分离效果。(3)分装含琼脂的培养基时，试管口粘有培养基易造成杂菌滋生，故应用酒精棉球擦净。(4)纤维素酶活性越大，菌落周围被分解的纤维素量也越大，菌落周围的透明圈也就越大。故图中降解纤维素能力最强的菌株为①。(5)发酵过程中由于呼吸作用产生较多的热量和有机酸，故应选择较高温度和酸性环境中活性较高J4酶。
【答案】(1)③(2)培养基表面的菌悬液会出现积液，导致菌体堆积，影响分离效果(3)避免培养基污染棉塞　(4)量与活性　①(5)J4　发酵过程会产热和产酸，J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高
8.在涂布有大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片，d处滤纸片浸有无菌水。培养后的结果如图。以下判断错误的是（ ）
A．a处抑菌效果小于b处B．b处的滤纸片没有沥干C．c处抗生素无效D．d为对照