2017-2018年高中生物 第1章 微生物培養(yǎng)技術(shù) 第2節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用學(xué)案 中圖版選修1

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1、 第二節(jié) 培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 一、選擇培養(yǎng)基 1．含義 能讓特定的微生物生長，抑制其他微生物生長，從而將所需要的微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。 2．操作原理 配制選擇培養(yǎng)基時(shí)，可加入某些物質(zhì)或除去某些營養(yǎng)物質(zhì)，也可以加入某種化學(xué)物質(zhì)，從而抑制不需要的微生物的生長繁殖。 二、平板培養(yǎng)基的制備 稱量：根據(jù)培養(yǎng)基配方，準(zhǔn)確稱取各原料成分。 ↓ 溶解：在錐形瓶中加適量蒸餾水后，在電爐上邊加熱邊攪拌直至瓊脂完全溶化，然后加蒸餾水至1 000 mL。 ↓ 調(diào)節(jié)pH ↓　 分裝、包扎：做好標(biāo)記。 ↓　 滅菌：置于高壓蒸汽滅菌鍋中，121 ℃下滅菌2

2、0 min。 ↓　 倒平板：將滅菌后的培養(yǎng)液冷卻至50℃左右時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。 接種操作為什么要在酒精燈火焰旁進(jìn)行？ 【提示】　接種時(shí)應(yīng)確保一個(gè)無菌的環(huán)境。 預(yù)習(xí)完成后，請把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4 一、培養(yǎng)基的種類 二、無菌技術(shù) 1．概念：無菌技術(shù)不僅能防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染，保持微生物的純培養(yǎng)，而且在分離、轉(zhuǎn)接時(shí)亦能防止其他微生物污染。 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵。無菌技術(shù)圍繞著如何避免雜菌的污染展開，主要包括以下幾個(gè)方面：

3、(1)對實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清洗和消毒(disinfection)。 (2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌(sterilization)。 (3)為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。 (4)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。 2．消毒與滅菌的區(qū)別與聯(lián)系 消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒屬于部分滅菌。 三、接種技術(shù) 1．用接種環(huán)接種 (1)先點(diǎn)燃酒精

4、燈，再取兩支盛有培養(yǎng)基的試管，其中一支內(nèi)有菌種。用拇指和其他四指夾住試管，使管口平齊，管內(nèi)培養(yǎng)基斜面向上(如圖1)。 (2)手持接種環(huán)，將接種環(huán)的環(huán)端和接種時(shí)可能進(jìn)入試管的部分放在火焰上，來回灼燒多次(如圖2)。 圖1　　　　　圖2 (3)在火焰附近用握有接種環(huán)的那只手的小指、無名指、中指和掌心拔去兩支試管上的試管塞，迅速將試管口通過火焰2～3次，以殺滅試管口上沾染的微生物(如圖3)。 (4)將滅過菌的接種環(huán)伸入菌種管，先將環(huán)部接觸培養(yǎng)基斜面頂端等部位使其冷卻，再輕輕挑取少許菌體。在抽出接種環(huán)時(shí)，注意其帶菌部分不要觸及管壁或通過火焰(如圖4)。 圖3　　　　　圖4 (5)迅

5、速將上述帶菌的接種環(huán)伸入待接種的試管中，在培養(yǎng)基斜面上由底部向上輕輕劃“S”型曲線，將菌種接種到培養(yǎng)基上。劃曲線時(shí)不要將培養(yǎng)基的表面劃破(如圖5)。 (6)將試管口與試管塞通過火焰2～3次，迅速塞緊試管。多次灼燒接種環(huán)后，放回原處。將接種過菌種的試管，放在恒溫箱中(37 ℃)培養(yǎng)24 h(如圖6)，觀察接種和培養(yǎng)的結(jié)果。 圖5　　　　 　　圖6 2．稀釋平板涂布操作 涂布平板時(shí)，稀釋平板涂布的操作比較復(fù)雜，且各個(gè)細(xì)節(jié)均需保證“無菌”，應(yīng)特別注意： (1)酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適。 (2)吸管頭不要接觸任何其他物體。 (3)吸管要在酒精燈火焰周圍使用。 (4)移液管需要經(jīng)過

6、滅菌。操作時(shí)，移液后用手指輕壓上端的橡皮頭，吹吸三次，使菌液與水充分混勻。 (5)將涂布器末端浸在盛有體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精的燒杯中。取出時(shí)，要讓多余的酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。 選擇培養(yǎng)基的配制原理 　下面是某實(shí)驗(yàn)室中將用到的培養(yǎng)基配方，請根據(jù)下表回答下面的問題。 編號 成分 含量 ① KH2PO4 1.4 g ② Na2HPO4 2.1 g ③ MgSO4·7H2O 0.2 g ④ 葡萄糖 10.0 g ⑤ 尿素 1.0 g ⑥ 瓊脂 15.0 g 將上述物質(zhì)溶解后，用自來水定溶到1 000 mL

7、 (1)在該培養(yǎng)基的配方中，為微生物提供碳源的是________，提供氮源的是________。 (2)絕大多數(shù)微生物都能利用________，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解________。(填編號) (3)分析該培養(yǎng)基的配方，該培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有，又是如何進(jìn)行選擇的？ 【審題導(dǎo)析】 →→ 【精講精析】　表中營養(yǎng)成分中只有葡萄糖含有碳元素，只有尿素含有氮元素。絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以這種培養(yǎng)基對微生物有選擇作用。選擇的原理是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。 【答案】　(1)葡萄糖　尿素 (2)④

8、?、? (3)有選擇作用。以尿素為氮源的微生物才能生長。 解決選擇培養(yǎng)基的問題，關(guān)鍵看培養(yǎng)基中的特殊成分(或缺少的成分)，因?yàn)樗鼈儗?yīng)著一類微生物，如： 纖維素為唯一碳源——分解纖維素的微生物 缺氮源——固氮微生物 加青霉素——有抗青霉素基因的細(xì)菌、真菌 1．在培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中加入某些物質(zhì)能分離出所需的微生物。下列前項(xiàng)是在培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)，后項(xiàng)是能分離出的微生物，正確的是(　　) A．氫氧化鈉，酵母菌 B．鹽酸，放線菌 C．適量的青霉素，霉菌 D．適量的伊紅和美藍(lán)，大腸桿菌 【解析】　氫氧化鈉和鹽酸都不利于微生物的生長；青霉素可以抑制細(xì)菌的生長，因而能選出酵母

9、菌和霉菌；加入伊紅和美藍(lán)能夠鑒別出大腸桿菌的存在，但不能選擇出來。 【答案】　C 選擇培養(yǎng)基的應(yīng)用 　植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由3種組分組成的復(fù)合酶，其中的葡萄糖苷酶可將________分解成________。 (2)在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅(CR)時(shí)，CR可與纖維素形成________色復(fù)合物。用含有CR的該種培養(yǎng)基培養(yǎng)纖維素分解菌時(shí)，培養(yǎng)基上會(huì)出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的________。 (3)為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落，某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙兩種培養(yǎng)基(成分見下表)：

10、 酵母膏 無機(jī)鹽 淀粉 纖維素粉 瓊脂 CR溶液 水 培養(yǎng)基甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ 培養(yǎng)基乙 ＋ ＋ ＋ － ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示有，“－”表示無。 據(jù)表判斷，培養(yǎng)基甲________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是________________________________； 培養(yǎng)基乙________(填“能”或“不能”)用于分離和鑒別纖維素分解菌，原因是_________________________________________。 【解析】　(1)纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包

11、括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶能使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶能將纖維二糖分解成葡萄糖。(2)剛果紅是一種染料，可以與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中就會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。(3)纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，而用于分離和鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，并且培養(yǎng)基中需含有纖維素，才能與CR形成紅色復(fù)合物，有纖維素分解菌時(shí)才能形成以纖維素分解菌為中心的透明圈。 【答案】　(1)纖維二糖　葡萄糖　(2)紅　透明圈 (3)不能　液體培養(yǎng)基不能用于

12、分離單菌落　不能　培養(yǎng)基中沒有纖維素，不會(huì)形成CR—纖維素紅色復(fù)合物，即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌 2．分離菌落特征明顯的微生物，還可以用(　　) A．劃線法和稀釋平板涂布法 B．液體培養(yǎng)基培養(yǎng)法 C．加青霉素的選擇培養(yǎng)基 D．振蕩式培養(yǎng)法 【解析】　分離微生物可以使用固體培養(yǎng)基，采用劃線法或稀釋平板涂布法分離出來。 【答案】　A 1．若在固體培養(yǎng)基中放入纖維濾紙作唯一碳源，下列哪種微生物可以生存 (　　) A．可以分泌纖維素酶的微生物 B．由于缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，所有微生物均無法生存 C．所有微生物均可以生存 D．病毒 【答案】　A 2．用來判斷選

13、擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用需要設(shè)置的對照是(　　) A．未接種的選擇培養(yǎng)基 B．未接種的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 C．接種了的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 D．接種了的選擇培養(yǎng)基 【答案】　C 3．有些細(xì)菌可分解原油，從而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同學(xué)欲從受原油污染的土壤中篩選出能高效降解原油的菌株。下列敘述錯(cuò)誤的一項(xiàng)是(　　) A．在篩選過程中，應(yīng)將土壤樣品稀釋液接種于以原油為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上。從功能上講，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基 B．無菌技術(shù)要求實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，以避免周圍環(huán)境中微生物的污染 C．為了篩選出高效菌株，可比較單菌落周圍分解圈的大小，分解圈小說明該菌株的降解能力強(qiáng) D．通常情況下，在微生物培養(yǎng)過程中，實(shí)驗(yàn)室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌 【解析】　本題考查高效降解原油的菌株篩選的有關(guān)知識。欲篩選出能降解原油的菌株，培養(yǎng)基中只含有原油而無其他碳源，這樣，不能降解原油的細(xì)菌在此培養(yǎng)基上不能生存，這類培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基，故A正確；無菌技術(shù)要求實(shí)驗(yàn)室操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行，故B正確；降解原油能力越強(qiáng)的菌株，在菌落周圍形成的分解圈越大，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌，故D正確。 【答案】　C 9