2014世纪金榜生物教师用书配套课件选修1-第一部分

典例突破选修1第一部分微生物的利用典例突破考纲要求四年考情(1)大肠杆菌的培养和分离(2)分离以尿素为氮源的微生物2012浙江·非选择题典例突破考点一培养基及无菌技术1.培养基(1)概念:由适于微生物生长繁殖需要的各种营养物质人工配制而成的基质。典例突破划分标准种类特点用途按物理性质分固体培养基加入凝固剂，如琼脂、明胶、硅胶等常用于微生物分离、鉴定、计数和菌种保存等方面半固体培养基在液体培养基中加入少量凝固剂而呈半固体状态可用于观察细菌的运动、鉴定菌种等方面液体培养基不加任何凝固剂常用于发酵工业和微生物扩大培养(2)类型:典例突破划分标准种类特点用途按用途分选择培养基根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基培养、分离特定的微生物鉴别培养基加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化的培养基鉴别不同类型的微生物典例突破(3)培养基的成分:包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。典例突破2.无菌技术(1)实验操作过程中，应从以下几个方面注意避免外来杂菌的污染:①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁、消毒。②将用于微生物培养的实验用具和培养基等进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。典例突破(2)消毒和灭菌:项目消毒灭菌理化因素的作用强度较为温和强烈方法煮沸消毒法、化学药剂消毒、紫外线消毒灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌消灭微生物的数量部分生活状态的微生物全部微生物芽孢和孢子能否被消灭不能能典例突破【高考警示】不同器具选用的灭菌方法不同(1)接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法。(2)培养基、无菌水、玻璃器皿等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。(3)表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。典例突破考点二大肠杆菌的培养和分离1.培养和分离实验步骤步骤具体操作①培养基灭菌将50mLLB液体培养基、50mLLB固体培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌②倒平板在酒精灯火焰旁将固体培养基倒入4个灭菌的培养皿中，并水平放置使之形成平面典例突破步骤具体操作③接种在装有液体培养基的三角瓶中接种大肠杆菌，在摇床上37℃振荡培养12h④划线分离用接种环在接种有大肠杆菌的三角瓶中蘸取菌液一次，在固体培养基的平板上连续划线，盖好培养皿⑤培养观察将培养皿倒置，放在37℃恒温箱中培养12h～24h后，可看到在划线的末端出现不连续的单个菌落典例突破2.保存菌种用接种环取出单菌落，用划线法接种在斜面上，37℃培养24h后，置于4℃冰箱中保存。3.分离大肠杆菌的方法(1)划线分离法(方法简单易操作):通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面(也是分离纯化的方法)。在第一次划线后都从上次划线末端开始，目的是获得由单个细菌形成的标准菌落。典例突破(2)涂布分离法(操作复杂，单菌落更易分开):将菌液进行一系列梯度稀释，并将不同稀释度菌液分别涂布到琼脂固体培养基上进行培养。当稀释倍数足够高时，即可获得单个细菌形成的标准菌落。典例突破【高考警示】划线分离法中接种环的使用注意事项(1)划线分离操作第一次划线及划线结束后需灼烧接种环，其目的不同:操作第一次灼烧划线结束后灼烧目的避免接种环上可能存在的微生物污染培养基杀死接种环上残留的菌种，避免污染环境和感染操作者典例突破(2)灼烧接种环后，需要等接种环冷却才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。典例突破考点三分离以尿素为氮源的微生物1.实验原理(1)以尿素为唯一氮源的培养基培养细菌时，只有含有脲酶的细菌能够正常生长，据此可分离出以尿素为氮源的微生物。(2)细菌合成的脲酶能将尿素分解成NH3，使pH升高，使酚红指示剂变红。典例突破2.实验步骤制备培养基:将已灭菌的LB固体培养基和尿素固体培养基分别倒入两个培养皿中，摇匀，平放至凝固。制备细菌悬液:用1g土样配制不同浓度的细菌悬液。用涂布分离法分离细菌:将不同浓度的土壤稀释液分别加入到有LB培养基和尿素培养基的培养皿中，并用玻璃刮刀涂布到整个平面上。典例突破培养:倒置培养皿，在37℃恒温箱中培养24h～48h。观察:培养基中菌落数量。典例突破3.实验分析(1)样品稀释:①稀释原因:样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数目。当样品的稀释度足够高时，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目的关键。②稀释标准:选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证获得菌落数在30～300之间,便于计数。典例突破(2)与涂布平板有关的问题:①平板倒置的原因:平板冷凝后皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。②防止培养基外溅:在倒平板的过程中，不能将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。典例突破③涂布器的灭菌:玻璃刮刀用70%酒精消毒，取出时，多余酒精在烧杯中滴尽，沾有少量酒精的玻璃刮刀在酒精灯火焰上引燃。(3)设置对照:可排除实验中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。典例突破【思维拓展】常见选择培养基的用途不同(1)加高浓度食盐:用于筛选获得金黄色葡萄球菌。(2)加青霉素:用于筛选获得真菌(酵母菌和霉菌)，原理是青霉素能破坏原核生物的细胞壁，杀死原核生物。(3)缺少氮源的培养基，用于筛选得到自生固氮菌。(4)缺少碳源的培养基，筛选自养型微生物。典例突破类型一培养基及无菌技术【典例1】请回答下列与大肠杆菌有关的问题。(1)从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于。(2)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。典例突破成分含量蛋白胨10.0g乳糖5.0g蔗糖5.0gK2HPO42.0g显色剂0.2g琼脂12.0g将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000mL根据用途划分,该培养基属于(固体、液体)培养基。该培养基中的碳源是。典例突破(3)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行(消毒、灭菌);操作者的双手需要进行清洗和。空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能_____________________。(4)将配制好的培养基分装到试管中,加棉塞后若干支试管一捆,包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入中灭菌,温度为,时间为。灭菌完毕拔掉电源,待锅内压力自然降到大气压时,将试管取出。如果棉塞上沾有培养基,此试管应。典例突破(5)使用高压蒸汽灭菌锅时注意,先向锅内倒入。把锅内水加热煮沸并将其中原有冷空气彻底排出后将锅密闭。若在灭菌前,没有排尽锅内的冷空气会导致__________________。(6)从一支试管向另一支试管接种时注意,接种环要在酒精灯________(选填“内焰”或“外焰”)灭菌,并且待接种环后蘸取菌种,试管口不能离开酒精灯火焰附近,将接种的试管在适宜温度下培养,长成菌落后放入冰箱中保存。典例突破【解析】(1)大肠杆菌营腐生生活,从生态系统的成分来看,大肠杆菌属于分解者。(2)表中的培养基配方中含有琼脂,是固体培养基,其中能为大肠杆菌提供碳元素的物质有蛋白胨、乳糖和蔗糖。(3)微生物培养过程中,培养基和培养皿要进行灭菌,操作者的双手要进行消毒;紫外线杀菌的原理是紫外线不仅能使蛋白质变性,还能损伤DNA的结构。典例突破(4)玻璃器皿的灭菌应用高压蒸汽灭菌锅,在压力为1kg/cm2、温度为121℃条件下,灭菌15min。若棉塞上沾有培养基,易被杂菌污染,应废弃。(5)使用高压蒸汽灭菌锅时要先加入适量水,否则没有高压蒸汽,还有可能损坏设备。(6)酒精灯外焰温度高,灭菌效果好。灼烧后待冷却后再蘸取菌种,否则会杀死菌种造成实验失败。典例突破答案:(1)分解者(2)固体乳糖、蔗糖、蛋白胨(3)灭菌消毒损伤DNA的结构(4)高压蒸汽灭菌锅121℃15min废弃(5)适量水锅内温度上升不到应有度数,使灭菌不彻底(6)外焰冷却4℃典例突破【互动探究】(1)培养大肠杆菌除用题中所给培养基外,还可用何种培养基?提示:培养大肠杆菌常用LB液体培养基。(2)表中的培养基在配制时应如何操作?提示:表中的培养基中含有琼脂成分,配制时要不断搅拌,否则易引起琼脂糊底而使烧杯炸裂。典例突破类型二大肠杆菌的培养和分离【典例2】(2013·浙大附中)大肠杆菌是生活在人和高等动物体内的一种常见细菌,在饮用水的检测中常用它作为水源是否受到污染的指示菌,在遗传学上常作为实验材料,在基因工程中常用它作为受体细胞,为人类的健康和科学技术的发展作出了许多贡献。请回答下列有关大肠杆菌的问题:典例突破(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑、和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、易培养、等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。(2)分离大肠杆菌时常用的接种方法是法和法。前者操作简单,后者更易分开,但操作复杂些。典例突破(3)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适当的时间,观察。(4)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,下列对操作过程说法不妥的是()A.严格操作、多次重复B.保证待测样品稀释的浓度比较合适C.倒平板培养D.计数所有菌落,取其平均值典例突破(5)通常对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小、硬度和颜色等对细菌进行初步的鉴定(或分类)。(6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及其培养物必须经过处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。典例突破【解析】(1)大肠杆菌的培养除需要合适的营养条件外,还需要适宜的温度、酸碱度(pH)和渗透压。由于大肠杆菌变异类型容易选择、繁殖速度快,常作为遗传学研究的实验材料。(2)分离微生物常用的接种方法有划线分离法和涂布分离法。前者方法简单;后者单菌落更易分开,但操作复杂些。典例突破(3)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适当的时间,观察培养基上是否有菌落产生。若固体培养基被细菌污染,在适宜条件下培养一段时间,细菌会大量繁殖,形成菌落,可根据菌落数量的多少判断污染程度。(4)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,应该采用倒平板培养,并且严格操作、多次重复;保证待测样品稀释的浓度比较合适。典例突破(5)对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定。(6)因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠道出现严重症状,所以使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。答案:(1)温度酸碱度(pH)生活周期短(或繁殖快)(2)划线分离涂布分离单菌落(3)培养基上是否有菌落产生(4)D(5)菌落特征(6)灭菌典例突破【变式训练】要获得遗传特性单一的大肠杆菌菌种,一般必须对原有的大肠杆菌菌种进行扩大培养、并利用纯化技术得到单菌落的菌种。请回答下列有关大肠杆菌的培养和分离实验的相关问题:(1)对买回来的大肠杆菌菌种进行扩大培养,一般用LB培养基,在培养基中为微生物提供碳源、氮源和能源的物质主要是,为调节渗透压,要加入一定量的。为进行大肠杆菌的分离,还要加入琼脂配制成固体培养基,并进行倒平板的操作。典例突破(2)获得纯净微生物培养物的关键是_____________________,为此,必须对培养器皿、接种用具和培养基进行严格灭菌。培养器皿和培养基一般采用法灭菌,接种环采用灼烧法灭菌。同时在接种或倒平板操作时,除了在超净台上进行操作并对实验者的衣着、手和实验空间进行严格清洁和消毒外,还必须以防止空气中的杂菌污染。典例突破(3)大肠杆菌菌种的扩大培养一般采用液体培养基,接种后将培养基置于37℃摇床震荡条件下培