2021版高考生物一轮复习 选修1 第1讲 无菌操作技术实践学案 苏教版

1第1讲无菌操作技术实践1.微生物的分离和培养2．某种微生物数量的测定3．微生物的应用4．实验：微生物的分离和培养1.分析培养基的成分及其作用；平板划线法和稀释涂布平板法的异同；选择培养基和鉴别培养基的区别。（科学思维）2.设计实验探究微生物培养的条件及如何分离某种微生物等。（科学探究）3.关注有害微生物的控制及宣传健康生活方式等。（社会责任）微生物的分离和培养1．相关技能、技术和方法(1)无菌操作的技能——灭菌①分类：实验室常用高温处理达到灭菌效果，包括干热灭菌和湿热灭菌。②作用：微生物分离和培养的基础。③关键：防止外来杂菌的入侵。(2)配制培养基①培养基概念：为人工培养微生物而制备的适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养物质。②分类：按化学性质的不同分为天然培养基和合成培养基。(3)接种微生物①接种：指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。②接种方法和常用工具(连线)接种方法常用工具Ⅰ.涂布平板接种a．接种针Ⅱ.穿刺接种b．接种环Ⅲ.斜面接种c．玻璃涂布器2Ⅳ.平板划线接种[答案]Ⅰ－cⅡ－aⅢ－bⅣ－b2．大肠杆菌的接种与分离培养(1)配制牛肉膏蛋白胨培养基其操作步骤：配制培养基→调节pH→分装→包扎→灭菌→搁置斜面。(2)斜面接种和培养大肠杆菌①主要目的：菌种转移、扩大培养和保存纯净菌种等。②主要步骤：准备接种→接种环灭菌→试管口灭菌→挑取少许菌种→划线接种→在37℃恒温箱中培养大肠杆菌24h→将增殖的菌种放置在冰箱的冷藏室中(4℃)保存。(3)平板划线分离和培养大肠杆菌①平板的作用：培养、分离细菌等微生物。②平板划线法是指用带有微生物的接种环在平板培养基表面通过分区划线而纯化分离微生物的一种方法。1．选择无菌技术的原则(1)考虑无菌技术的效果：灭菌的效果比消毒要好。(2)考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能灭菌。2．微生物的培养基(1)培养基的成分营养要素来源功能碳源无机碳源CO2、NaHCO3、CaCO3等含碳无机物a.构成细胞物质和一些代谢产物b.既是碳源又是能源(有机碳源)有机碳源糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、花生粉饼等氮源无机氮源无机氮：NH3、铵盐、硝酸盐、N2等合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物有机氮源牛肉膏、蛋白胨、核酸、尿素、氨基酸生长因子维生素、氨基酸、碱基a.酶和核酸的组成成分b.参与代谢过程中的酶促反应水培养基、大气、代谢产物不仅是良好的溶剂，还是结构物质无机盐培养基、大气细胞内的组成成分，生理调节物3质；某些化能自养型细菌的能源；酶的激活剂(2)根据理化性质对培养基的分类种类特点应用物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产固体培养基加凝固剂微生物的分离、鉴定、活菌计数、保藏化学成分天然培养基含化学成分不明的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确或用一定化学物质配制分类、鉴定(3)根据功能可分为选择培养基和鉴别培养基类型实例选择培养基培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物鉴别培养基伊红—美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌(菌落呈黑色)1．大肠杆菌纯化方法的比较主要方法平板划线法稀释涂布平板法纯化原理通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将分散成单个细胞主要步骤平板划线操作系列稀释操作和涂布平板操作4接种工具接种环涂布器2．某同学在利用稀释涂布平板法纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是什么？为了防止杂菌污染，有同学建议加入抗生素，你觉得可以吗？并说明理由。[提示]最可能的原因是菌液浓度过高(土壤溶液稀释不够)。不可以，因为抗生素不但能杀灭杂菌，而且也可以杀灭大肠杆菌，因此在培养基上不可以加入抗生素。考查无菌技术和培养基成分及分类1．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_____________________。(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_____________。[解析](1)在实验室中，能耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属材质的实验器具等可以放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。(2)巴氏消毒法或高温瞬时消毒法与煮沸消毒法相比，其优点表现为在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。(3)紫外线照射能消毒的原因是其能够破坏微生物细胞中的DNA分子。在利用紫外线照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可强化消毒效果。(4)自来水通常采用氯气消毒。(5)采用高压蒸汽灭菌时，若压力达到设定要求，而温度未达到相应要求，最可能的原因是没有排尽高压蒸汽灭菌锅内的冷空气。[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)未将锅内冷空气排尽2．(2019·江西赣中南五校第一次联考)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的5培养基配方，请根据表格和所学知识回答下列相关问题。成分蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4指示剂琼脂含量(g)10.05.05.02.00.212.0将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL(1)从生态系统的成分上看，大肠杆菌属于__________。(2)若根据用途划分，该培养基属于__________(填“选择”或“鉴别”)培养基。若要用上述培养基来筛选出土壤中的尿素分解菌，培养基的营养成分必需怎样更改？________________，并用__________作为指示剂。(3)在微生物培养的过程中，为防止杂菌污染，需要对培养基和培养皿进行__________；操作者的双手需要进行清洗和__________。(4)图1和图2是培养某细菌的结果图，其对应的接种方法分别是：______________和______________，这两种方法接种后培养基上都可以得到由单个细胞繁殖所形成的__________。图1图2[解析](1)大肠杆菌只能从环境中摄取有机物，不能自己合成有机物，属于分解者。(2)该培养基中含有指示剂，属于鉴别培养基。尿素分解菌可以分解尿素，而其他微生物不能，因此可将培养基中的蛋白胨改为尿素用于筛选土壤中的尿素分解菌，并用酚红作为指示剂，尿素分解菌分解尿素产生了NH3可使酚红变红。(3)培养微生物时，培养基和培养皿需要灭菌，操作者双手需要进行消毒。(4)图1采用的是稀释涂布平板法，图2采用的是平板划线法。单个微生物细胞繁殖所形成的细胞群叫菌落。[答案](1)分解者(2)鉴别将蛋白胨改成尿素酚红(3)灭菌消毒(4)稀释涂布平板法平板划线法菌落消毒和灭菌项目条件结果常用方法应用范围消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药剂消毒法用酒精擦拭双手，用氯气消毒水源灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽灼烧灭菌法接种工具干热灭菌法玻璃器皿、金属工具6孢和孢子高压蒸汽灭菌法培养基及容器的灭菌考查微生物的纯化技术3．(2019·四川省资阳市高三诊断)土壤有“微生物的天然培养基”之称。如图是某同学分离和培养土壤中微生物的部分操作步骤和实验结果示意图。回答下列问题：(1)利用固体培养基培养土壤中的微生物时，除考虑各种营养条件外，还需要控制的培养条件有____________________(至少写两点)等。接种前应该先检测固体培养基是否被污染，检测的具体方法是_____________________________________________________。(2)图示中用平板划线法接种的操作顺序是A→B→__________；以上操作步骤中存在明显错误的是________(用字母表示)，该操作的正确方法是________________________。(3)实验室利用平板划线法来分离样品中的目的菌时，每次划线之前都要对接种环进行灭菌，目的是_______________。在第二次及以后划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样做的目的是____________________________。[解析](1)若用该培养基培养土壤中的微生物，除考虑各种营养条件外，还要考虑温度、pH、氧气、无菌和渗透压等条件。检测固体培养基是否被污染的方法是将未接种的培养基在适宜的环境中放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生。(2)图示是平板划线法接种操作示意图，由以上分析可知，其操作顺序是A→B→E→D→C→F；为了防止杂菌污染，接种应该在酒精灯的火焰旁进行，因此以上操作中存在错误的步骤是C。(3)平板划线法操作时，每次划线之前都要对接种环进行灭菌，目的是杀灭上次划线接种环上残留的菌种。在第二次及以后划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，能够使菌种的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终能够得到单菌落。[答案](1)温度、pH、氧气、无菌将未接种的培养基在适宜的环境中放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生(2)E→D→C→FC在酒精灯的火焰旁划线(3)杀灭上次划线接种环上残留的菌种使菌种的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终能够得到单菌落4．(2019·宜宾市高三月考)土壤中的苯酚(C6H5OH)对环境有极大的污染，实验室希望能7从土壤中分离出能专一性降解苯酚的微生物，如图是部分实验过程。回答下列问题：(1)为了分离纯化目的菌种，①～④步骤的培养基中都加入了一定浓度的苯酚，该物质能为微生物提供________，除此而外，培养基中一般还需要水、______________________等营养物质。(2)制备步骤④所需要的固体培养基的操作顺序：计算→称量→________→________→倒平板。为了在步骤⑤的平板上形成单个的菌落，涂布平板前，需要对培养液进行多次稀释，原因是_________________。(3)研究人员想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况，来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，若甲试管中的液体培养基中的唯一碳源是苯酚，那么，乙试管中培养基成分与甲相比，区别是___________________。研究人员对甲、乙两支试管进行接种时，所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，这样做的目的是_______________。[解析](1)为了分离能专一性降解苯酚的微生物，①～④步骤的培养基中需要加入苯酚作为唯一碳源，另外培养基中一般还需要水、氮源、无机盐等营养物质。(2)制备培养基的操作顺序是计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物易于分散成单个细胞，故涂布平板前，需要对培养液进行多次稀释。(3)研究人员想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况，来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，若甲试管中的液体培养基中的唯一碳源是苯酚，那么，乙试管中应该加入其他碳源，比较甲、乙试管中微生物的生长情况，若甲试管中微生物可以生长，乙试管中微生物不能生长，说明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源。为了保证甲、乙两支试管中的微生物种类是相同的，对甲、乙两支试管进行接种时，所选菌种都来自步骤⑤平板上的同一个