(江苏专用)2020版高考生物新导学大一轮复习第十一单元生物技术实践第39讲无菌操作技术实践讲义(含解析)苏教版.docx
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1、1第 39讲 无菌操作技术实践考纲要求 1.微生物的分离和培养(B)。2.某种微生物数量的测定(C)。3.微生物的应用(B)。4.实验:微生物的分离与培养(b)。考点一 微生物的分离和培养1相关技能、技术和方法(1)无菌操作的技能干热灭菌法是指将准备灭菌的物品放在干热灭菌箱内,在 160170下加热 12h 以达到灭菌的目的。湿热灭菌法常采用高压蒸汽灭菌锅进行,其使用包括加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等步骤。(2)培养基的配制培养基的概念:是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基质。营养组成:一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无
2、机盐等最基本的物质。此外,根据拟培养的微生物的不同需要,有时还要加入维生素等特殊的营养物质,并要调节培养基的 pH使之满足微生物生长的需要。种类:天然培养基和合成培养基,前者的主要优点是取材便利、营养丰富、配制简便,缺点是营养成分难以控制、实验结果的重复性较差;后者的优点是化学成分及其含量明确,实验的可重复性好,缺点是配制繁琐、成本较高。(3)微生物的接种接种:是指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。常用的工具有玻璃涂布器、接种针、接种环等,在涂布平板接种时要用玻璃涂布器,穿刺接种时要用接种针,在斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种时要用接种环。2大肠杆菌的接种与分离培养(1)配制牛
3、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主要目的:菌种转移、扩大培养和保存纯净菌种等。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2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平板制作的方法及注意事项a请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程:丙乙甲丁。b甲、乙、丙中的灭菌方法是灼烧灭菌。c丁中的操作需要等待平板冷却凝固后才能进行。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。易混辨析 消毒和灭菌项目 条件 结果
4、常用方法 应用范围煮沸消毒法 日常用品巴氏消毒法 不耐高温的液体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化学药剂消毒法用酒精擦拭双手,用氯气消毒水源灼烧灭菌法 接种工具干热灭菌法玻璃器皿、金属用具等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子高压蒸汽灭菌法培养基及容器的灭菌(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,有时还需要加入一些特殊的物质( )(2)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( )(3)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害( )(4)为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落( )
5、(5)用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( )如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,请分析:3(1)获得图 A效果和图 B效果的接种方法分别是什么?提示 获得效果 A的接种方法为涂布平板法,获得效果 B的接种方法为平板划线法。(2)某同学在纯化土壤中的细菌时,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划下一区域前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新区域前先将接种环灼烧灭菌。(3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行?提示 火焰附近存在着无菌
6、区域。命题点一 微生物的培养和无菌技术分析1(2018全国,37)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
7、能的原因是_。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解析 (1)干热灭菌是指将物品放入干热灭菌箱内,在 160170条件下加热 12h。耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等,可采用干热灭菌的方法。(2)巴氏消毒法是在 7075条件下煮 30min或在 80条件下煮 15min,可以杀死牛奶中的微生物,并且使牛奶的营养物质损失较少。(3)接种室、接种箱或超净工作台在使用前,可以用紫外线照射 30min,紫外线能破坏微生物的 DNA结构,以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前
8、,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以强化消毒效果。(4)自来水通常是用氯气进行消毒的。(5)在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并4没有达到相应温度,最可能的原因是锅内原有的冷空气没有排尽。2高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选出了能高效生产高温淀粉酶的嗜热菌,其筛选过程如下图所示。请据图回答下列问题:(1)号培养基从物理状态来看,属于固体培养基,配制时要加入_作为凝固剂,从用途来看属于选择培养基,应以_作为唯一碳源。(2)配制固体培养基的基本步骤是( )A计算、称量、倒平板、溶化、灭菌B计算、称量、溶化、倒平板、灭菌C计算、称量、溶化、灭菌、倒平
9、板D计算、称量、灭菌、溶化、倒平板(3)溶化时,烧杯中加入琼脂后要不停地_,防止琼脂糊底引起烧杯破裂。对培养基灭菌的方法一般为_。(4)过程是_,过程所使用的接种方法是_法。(5)部分嗜热菌在号培养基上生长时可释放_分解培养基中的淀粉,在菌落周围形成透明圈,挑选相应的菌落,接种到号培养基进一步分离纯化后,再对菌种进行_培养。答案 ( 1)琼 脂 淀 粉 (2)C (3)搅 拌 高 压 蒸 汽 灭 菌 (4)稀 释 涂 布 平 板 (5)淀 粉 酶 扩大解析 (1)固体培养基中通常加入琼脂作为凝固剂。本实验的目的是获得生产高温淀粉酶的嗜热菌,故其选择培养基中应以淀粉作为唯一碳源。(2)配制固体培
10、养基的基本步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。(3)配制培养基加热溶化时,要注意加入琼脂后要不断搅拌,防止琼脂糊底。对培养基的灭菌一般采用高压蒸汽灭菌法。(4)仔细观察题图可知,过程是菌液稀释,过程是采用涂布平板法接种。(5)能产生淀粉酶的部分细菌能分解利用淀粉,其菌落周围会出现透明圈,取这样的菌落再分离纯化可获得相应菌种,以后可以对菌种进行扩大培养用于生产。科学探究 (1)培养基的配制原则目的要明确:配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。5营养要协调:注意各种营养物质的浓度和比例。pH 要适宜:细菌为 6.57.5,放线菌为 7.58.5,真菌为 5.06.0,培养不同
11、微生物所需的 pH不同。(2)微生物对主要营养物质的需求特点自养型微生物所需的主要营养物质是无机盐,碳源可来自大气中的 CO2,氮源可由含氮无机盐提供。异养型微生物所需的营养物质主要是有机物,即碳源必须由含碳有机物提供,氮源也主要是由有机物提供,部分异养型微生物也可以利用无机氮源。命题点二 微生物的纯化方法及过程分析3(2018全国,37)回答下列与酵母菌有关的问题:(1)分离培养酵母菌通常使用_(填“牛肉膏蛋白胨” “MS”或“麦芽汁琼脂”)培养基,该培养基应采用_灭菌法灭菌。若将酵母菌划线接种在平板上,培养一段时间后可观察到菌落,菌落的含义是_。(2)酵母菌液体培养时,若通入氧气,可促进_
12、(填“菌体快速增殖” “乙醇产生”或“乳酸产生”);若进行厌氧培养,可促进_(填“菌体快速增殖” “乙醇产生”或“乳酸产生”)。(3)制作面包时,为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌,酵母菌引起面包松软的原因是_。答案 (1)麦芽汁琼脂 高压蒸汽 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 (2)菌体快速增殖 乙醇产生 (3)酵母菌分解葡萄糖会产生 CO2,CO 2使面包松软解析 (1)牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用广泛的细菌培养基;MS 培养基是满足植物细胞的营养和生理需要的培养基;麦芽汁琼脂培养基通常用于酵母菌(真菌)的培养、鉴定及菌种保存。培养基的灭菌方法为高压蒸汽灭菌法。菌落是指由
13、一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。(2)酵母菌为兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸为其自身的繁殖提供能量;在无氧条件下,酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇。(3)面包松软是因为制作过程中加入的酵母菌可以分解葡萄糖产生大量的 CO2,CO 2遇热膨胀,使得制作的面包松软多孔。4牛奶是微生物培养的良好培养基,牛奶在饮用前都要经过巴氏消毒,以杀死有害微生物,为检测消毒前后牛奶中细菌含量变化情况,做如图 1所示操作。用无菌吸管从锥形瓶中吸取1mL生牛奶稀释液至盛有 9mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复 2次。请回答下列有关问题:6(1)巴氏消毒的方法是_,使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好
14、处是_。(2)取最终的牛奶稀释液 0.1mL滴在培养基上进行涂布,应选择的涂布工具是图 2中的_。(3)图 1中所示方法为稀释涂布平板法,理想情况下,培养一段时间后可在培养基表面形成菌落。若用该方法培养设置了 3个培养皿,菌落数分别为 35个、33 个、34 个,则可以推测生牛奶中每毫升含细菌数为_个,运用这种方法统计的结果往往较实际值_(填“偏大”或“偏小”),原因是_。(4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应做什么改动?_。(5)从生牛奶取样培养得到的菌落中混有各种杂菌,从中检测出大肠杆菌的方法是在培养基中加入_,若菌落具有_特征
15、,则可以认定为大肠杆菌。答案 (1)在 7075煮 30min(或在 80煮 15min) 牛奶的营养成分不被破坏 (2)B (3)3.4106 偏小 个别菌落可能是由两个或多个细胞形成的 (4)减少稀释次数 (5)伊红美蓝 (金属光泽的紫)黑色解析 (1)巴氏消毒的方法是在 7075煮 30min或在 80煮 15min,可以杀死牛奶中的微生物,并且使牛奶的营养成分不被破坏。(2)涂布使用的工具是涂布器,图 2中 B正确。(3)菌落的平均数是 34个,生牛奶中每毫升含细菌数菌落平均数/涂布量稀释倍数34 个/0.1 mL1043.410 6个/mL。在统计菌落时,当两个或多个细胞连在一起时,
16、平板上观察到的只是单个菌落,所以运用这种方法统计的结果往往比实际值偏小。(4)由于消毒后牛奶中绝大部分细菌被杀死,所以可减少稀释次数。(5)大肠杆菌的代谢产物会使伊红美蓝鉴别培养基出现金属光泽的紫黑色。考点二 分离特定的微生物并测定其数量71区分涂布平板法和混合平板法(1)过程如图(2)结果不同涂布平板法:细菌菌落通常仅在平板表面生长。混合平板法:细菌菌落出现在平板表面及内部。(3)目的相同:分离各种目的微生物。2选择培养分离(1)方法:针对某种微生物的特性,设计一个特定的环境,使之特别适合这种微生物的生长,而抑制其他微生物的生长。(2)原理:不同微生物有不同的营养需求或对某种化学物质有不同的
17、敏感性。(3)用途:从众多微生物中分离出特定的微生物。3菌落(1)概念:单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度,形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体。(2)特征:不同微生物在特定培养基上生长形成的菌落一般都具有稳定的特征,如菌落的大小、形状、边缘特征、隆起程度、颜色等,这些可以作为对微生物进行分类、鉴定的重要依据。4土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)分离原理:土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。(2)统计菌落数目一般用涂布平板法。8统计菌落数目时,培养基表面生长的 1个菌落,来源于样品稀释液中
18、1个活菌。为了保证结果准确,一般选择菌落数在 30300 的平板进行计数。从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是(平均菌落数涂布的稀释液体积)稀释倍数。利用涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释度。(3)实验流程:土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。5分解纤维素的微生物的分离(1)土壤中能分解纤维素的微生物种类很多,有细菌、真菌等,它们能分泌纤维素酶,将纤维素分解成小分子糖类物质以满足自身生命活动的需要,同时也能改善土壤的结构,提高土壤的肥力。(2)纤维素分解菌的筛选原理纤维素分解菌Error! 红色复合物 红色消失,出现透明圈 纤 维 素 酶 筛选方法:刚果红
19、染色法,即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。培养基:以纤维素为唯一碳源的选择培养基。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96显微镜直接计数法(1)原理:利用血球计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。(2)缺点:不能区分死菌还是活菌。(3)1mL培养液中菌体的总数换算公式为:1625 型的血球计数板:1mL 悬液中待测标本(菌体)数 400104稀释倍数。100小 方 格 内 菌 体 数1002516 型的血球计数板:1mL 悬液中待测标
20、本(菌体)数 40010480小 方 格 内 菌 体 数80稀释倍数。(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类( )(2)对细菌进行计数只能采用涂布平板法,而不能用平板划线法( )(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,使得培养基的酸碱度降低( )(5)刚果红可以与纤维素形成透明复合物,所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌( )研究人员在刚果红培养基平板上,筛选到了几株有透明降解圈的菌落如图 1所示,将筛选到的纤维素酶高产菌株 J1和 J4在不同的温度和 pH条件下进行发酵,测得发酵液中酶活性的结果如图 2
21、,请分析:(1)透明圈是如何形成的?提示 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发生这种反应。细菌分泌的纤维素酶能将培养基中的纤维素降解,形成透明圈。10(2)图中透明圈大小代表什么?降解纤维素能力最强的菌株是哪种?提示 透明圈大小与纤维素酶的量和活性有关,降解纤维素能力最强的是菌株。(3)结合图 2推测哪种菌株更适合用于人工瘤胃发酵?提示 J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高,更适合用于人工瘤胃发酵。1选择培养基的制作思路(1)在培养基全部营养成分具备的前提下,加入物质:如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长,从而可将该菌分离出
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