搜索
第2讲微生物的培养与应用酶的应用-2-1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。4.酶活力测定的一般原理和方法。5.酶在食品制造和洗涤等方面的应用。6.制备和应用固相化酶。-3-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结微生物的分离与培养1.培养基(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。(2)营养组成:一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。(3)分类固体培养基:含凝固剂液体培养基:不含凝固剂教材深挖平板冷凝后,为什么要将平板倒置?提示: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。-4-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.无菌技术(1)关键:防止外来杂菌的入侵。(2)无菌操作的方法-5-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结3.大肠杆菌的纯化培养(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基计算称量溶化灭菌倒平板(2)纯化大肠杆菌①纯化培养原理: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,这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。②菌落:由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。③常用的微生物接种方法a.平板划线法: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的表面。b.稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。-6-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(3)菌种的保藏方法①对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。②对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。-7-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(√)(2)在配制培养基时,除满足营养需求外,还应考虑微生物对pH、O2及特殊营养物质的需求。(√)(3)培养基分装到培养皿后才能进行灭菌。(×)(4)消毒的原则是既能杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害。(√)(5)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(×)(6)平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧。(√)(7)用稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时,只要稀释度足够高,就能在培养基表面形成单个菌落。(√)-8-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图,请思考下列问题。(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么?提示:获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法,获得图B效果的接种方法为平板划线法。(2)某同学在纯化土壤中的某种细菌时,发现培养基上的菌落连成了一片,最可能的原因是什么?应当怎样操作才可避免此种现象?提示:最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在每次划线后未将接种环灼烧灭菌;采取的措施是增大稀释倍数或每次划线后将接种环灼烧灭菌。-9-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向微生物的纯化技术(2019全国Ⅰ卷)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(15g/L)。Ⅲ号培养基:氯化钠(5g/L),硝酸铵(3g/L),其他无机盐(适量),X(45g/L)。回答下列问题。-10-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)在Ⅰ号培养基中,为微生物提供氮源的是。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会,其原因是。(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基,若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时,应采用的方法是。(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌,且该菌能将X代谢为丙酮酸,则在有氧条件下,丙酮酸可为该菌的生长提供和。-11-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料解析:(1)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用十分广泛的天然培养基,其中的牛肉膏和蛋白胨均含氮元素,可为细菌提供氮源。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微生物提供碳源的有机物是X。(2)将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,因培养基中只有有机物X提供有机碳源,不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖。(3)若用固体培养基培养目标菌并对菌落进行计数,接种时应用稀释涂布平板法。(4)丙酮酸是细胞代谢中重要的中间产物,既可以转化为其他有机物,又可以在有氧条件下继续氧化为细胞供能。-12-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.消毒和灭菌的比较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,用氯气消毒水源紫外线消毒法接种室、接种箱、超净工作台等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子灼烧灭菌法接种工具等干热灭菌法玻璃器皿、金属工具等高压蒸汽灭菌法培养基、容器等-13-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.两种微生物接种方法优缺点的比较优点缺点平板划线法可以观察菌落特征,对混合菌进行分离不能计数稀释涂布平板法可以计数,可以观察菌落特征较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延-14-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结微生物的筛选和计数1.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数详细内容实验原理(1)能合成脲酶的细菌才能分解尿素(2)配制以尿素为唯一氮源的培养基,在此培养基上能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌数量统计(1)直接计数法:显微镜下用特定细菌计数板或血细胞计数板计数(2)间接计数法:稀释涂布平板法实验流程土壤取样→配制土壤溶液和制备培养基→系列稀释→涂布平板与培养→菌落计数-15-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结2.分解纤维素的微生物的分离(1)纤维素酶①组成:纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。②作用:纤维素纤维二糖葡萄糖(2)纤维素分解菌的筛选①原理纤维素分解菌↓刚果红纤维素→红色复合物红色消失,出现透明圈-16-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结②筛选方法:刚果红染色法,即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。③培养基:以纤维素为唯一碳源的选择培养基。④实验流程土壤取样:富含纤维素的环境↓选择培养:用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的浓度↓梯度稀释:制备系列稀释液↓涂布平板:将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上↓挑选产生透明圈的菌落-17-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结教材深挖为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物?提示:在选择培养的条件下,那些能够适应这种营养条件的微生物迅速繁殖,而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制,因此选择培养可以起到“浓缩”的作用。-18-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类。(×)(2)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。(√)(3)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中,尿素是唯一的氮源。(√)(4)分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的pH降低。(×)(5)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则说明筛选到分解尿素的细菌。(×)(6)纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,在纤维素酶的作用下,纤维素可以水解成葡萄糖。(√)(7)在筛选能分解纤维素的细菌的实验中,选择培养的目的是增大样品中目的菌株的浓度。(√)-19-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(8)刚果红可以与纤维素形成透明复合物,所以可通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(×)(9)刚果红染色法只能在培养微生物的时候加入刚果红。(×)-20-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结1.一些微生物可以有效地分解石油,如何配制选择培养基将这类微生物从含多种微生物的样品中选择出来?提示:配制的选择培养基中,以石油为唯一碳源,然后用这种培养基培养含多种微生物的样品,能在该种培养基上生存的就是能分解石油的微生物。2.为什么测定活菌的数量不能用平板划线法?提示:用平板划线法接种时,一般只在最后一次划线的末端形成只由一个活菌形成的菌落,而其他一些菌落往往由两个活菌或多个活菌繁殖而成,还有一些不能形成菌落,而在计数时一个菌落对应着一个活菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目低于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量。-21-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向1土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.某生物活动小组为探究当地农田土壤中分解尿素的细菌的数量,进行了随机取样、系列梯度稀释、涂布平板、培养、计数等步骤,实验操作过程如下。请分析并回答下列问题。-22-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(1)该实验中含有琼脂的培养基从物理性质来说,属于培养基,培养基中选择了作为唯一氮源。(2)分解尿素的细菌能产生酶,将尿素水解为。(3)在进行上述系列梯度稀释时,吸取前一试管(或锥形瓶)中1mL菌液注入后一试管的工具是。需要进行梯度稀释但稀释度不宜过高的原因是。(4)实验结果:6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、601、688,7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97,8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。该10g土壤样品中含有分解尿素的细菌的估算数目是个。-23-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结答案:(1)固体尿素(2)脲NH3和CO2(3)移液管只有在稀释度足够高时,聚集在一起的微生物才被分散成单个细胞,并形成单个菌落;稀释度过高时,得到的平板菌落数太少,实验的偶然性太大(4)7.6×1011解析:(4)为了保证实验结果的准确性,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。应选择稀释108倍的7号试管涂布的三个平板的菌落数(58个、73个、97个)进行计数,所以该10g土壤样品中含有分解尿素的细菌的估算数目=[(58+73+97)÷3]÷0.1×108×10=7.6×1011(个)。-24-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结考向2分解纤维素的微生物的分离2.为获得果胶酶高产菌株,科研人员进行了下列分离、筛选、鉴定工作。(1)为分离果胶酶高产菌株,科研人员配制了下表所示成分的培养基,该表空白处的两种成分分别是①、②。制备的培养基常用法进行灭菌。K2HPO4MgSO4NaNO3FeSO4①琼脂②0.1g0.5g3g0.01g2g15g加至1L(2)科研人员将采集的果园土壤放入无菌水中,振荡混匀,制成悬液。为获得较均匀分布的单菌落,还需要将悬液进行,用法接种于固体培养基上。接种后的培养基呈状态放入培养箱。-25-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结(3)选择单菌落数目适宜的培养基,加入一定浓度的刚果红溶液(果胶与刚果红结合后显红色),一段时间后洗去培养基表面的刚果红溶液,观察并比较菌落和直径的比值,筛选果胶酶高产菌株。(4)将获得的菌株进行液体培养后,从培养液的(填“上清液”或“沉淀物”)获得粗提的果胶酶。将一定量的粗提果胶酶与适量果胶溶液混合,一定时间后测定吸光值来测定酶活性。进行吸光值测定时,需将与等量果胶溶液混合,作为实验的对照。答案:(1)果胶蒸馏水高压蒸汽灭菌(2)梯度稀释(或系列稀释)(稀释)涂布平板倒置(3)透明圈(4)上清液等量失活的粗提果胶酶-26-核心梳理提能探究考向感悟归纳总结两种微生物筛选方法的比较土壤中分解尿素的细菌的分离分解纤维素的微生物的分离方法使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养利用富含纤维素的选择培养基进行培养原理土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏氮源而不能正常生长,能够分解尿素的微生物能以尿素为氮源正常生长,从而起到