高中生物专题20 微生物的培养-2020年高考备考生物二轮复习课件

这是一份高中生物专题20 微生物的培养-2020年高考备考生物二轮复习课件，共52页。PPT课件主要包含了考纲展示，设置对照，基础知识，刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落等内容，欢迎下载使用。
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。
泛指在分离、接种和培养微生物的操作中，所有防止其他微生物污染的方法。是成功地培养微生物的关键。
1.对实验操作空间、操作者衣着和手进行清洁和消毒。
2.对培养器皿、接种用具、培养基等进行灭菌。
4.已灭菌的材料与周围的物品分开。
在100℃煮沸5 ～6min可以杀死微生物细胞和部分芽孢。
①酒精消毒：使细胞脱水、蛋白质变性。
②氯气消毒：氯气溶于水形成盐酸和次氯酸，次氯酸可放出新生态的氧，从而杀死细胞。
（一）消毒：较为温和理化方法，杀死部分有害菌体（不包括芽孢、孢子）
70℃～75℃煮30min或在85℃煮15min；杀灭非芽孢致病菌，不破坏物料原风味；适用于对牛奶、啤酒等消毒。
③其他：升汞、高锰酸钾、臭氧、甲酚皂、醋酸等等。
干热灭菌箱内160～170℃ 1～2小时，适用于耐高温、需保持干燥的物品（吸管、培养皿）和金属用具等。
在酒精灯火焰（200℃以上）上灼烧，灭菌简捷可靠。适用于接种环、接种针、接种钩等金属用具以及试管口、三角瓶口灭菌
（二）灭菌：强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）
4.紫外线（260nm）消毒法
抑制DNA的复制；产生臭氧，辅助杀菌。适用于空气及物体表面消毒或灭菌。
4.其他灭菌方法：紫外线、超声波、微波、化学药物灭菌等。
100KPa、121℃、15～30min；加压是为了提高温度，达到灭菌的目的。因此必须当灭菌锅内的冷空气完全排尽后，再将锅关闭，继续加热。适用于培养基灭菌。
附：实验室的消毒与灭菌
对接种室、接种箱、超净工作台喷洒适量的石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液后，用紫外线照射30min。
CO2、HCO3-等，适于自养生物。
葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等，适于异养生物。
N2、NH4＋、NH3、NO3-等
牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等
人们按照微生物对__________的不同需求，配制出供其 的营养基质叫培养基
1.种类：KH2PO4、K2HPO4、（NH4）2SO4、MgSO4、CaCl2、Ca(NO3)2、NaCl、FeSO4等。
（2）调节并维持细胞的渗透压；
（3）调节PH的平衡。
（1）良好溶剂，参与物质运输；
（2）参与细胞内一系列化学反应；
1.概念：微生物生长所必需的、微量的、自身不能合成或合成很少的有机物。
维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶三大类
酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等
注一：自养微生物和某些异养微生物（如大肠杆菌）不需要外源生长因子也能生长。
注二：对微生物生长所需生长因子的本质不了解时，通常在培养基中加入酵母浸膏、牛肉膏及动植物组织提取液等天然物质。
注三：最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖。
注四：最常用的氮源是铵盐、硝酸盐。
注五：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的 碳源、氮源、能源
最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法
（1）、平板划线操作：
微生物的接种技术还包括斜面接种、穿刺接种等方法。虽然这些技术和操作方法各不相同，但是，其核心都是要防止杂菌污染，保证培养物纯度。
㈠制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
1.纯化大肠杆菌的方法：
平板划线法是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。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
（2）、稀释涂布平板法：
各梯度分别涂布3个平板
稀释涂布法是将菌液进行一系列梯度稀释，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。
尿素是一种重要的农业氮肥。尿素不能直接被农作物吸收。土壤中的细菌将尿素分解成氨之后才能被植物利用。
2、细菌利用尿素的原因
土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶
考点四、分解尿素细菌的分离与计数
3、常见的分解尿素的微生物
芽孢杆菌、小球菌、假单胞杆菌、克氏杆菌、棒状杆菌、梭状芽孢杆菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。
①从土壤中分离出能够分解尿素的细菌
②统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌
利用血球计数板(血细胞计数板），在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察；
2.间接计数法（活菌计数法）⑴原理：在稀释度足够高时，微生物在固体培养基上所形成的一个菌落是由一个单细胞繁殖而成的，即一个菌落代表原先的一个单细胞。⑵常用方法：稀释涂布平板法。
每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(ml)，M代表稀释倍数。
说明设置重复组的重要性。在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性。在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要重新实验。
注意事项①为了保证结果准确，一般选择菌落数在30——300的平板上进行计数。②为使结果接近真实值可将同一稀释度加到三个或三个以上的平板中，经涂布，培养计算出菌落平均数。③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。
实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时，A同学从对应的106倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落，但是其他同学在同样的稀释度下只选择出大约50个菌落。分析其原因。
⑴土样不同⑵培养基污染或操作失误(或者是混入了其他的含氮物质)
小结：通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。
假设一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验
假设二：将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。
结果预测：如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。
①判断培养基中是否有杂菌污染：
将未接种的培养基同时进行培养。
②判断选择培养基是否具有筛选作用：
完全培养基（营养成分齐全）接种后培养观察菌落数目。
主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先铲去表层土3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。
“微生物的天然培养基”
大约70%—90%是细菌
◆取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。
由于初次实验，对于稀释的范围没有把握，因此选择了一个较为宽泛的范围：稀释倍数为103～107。 可准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。每个稀释度下需要3个选择培养基，1个牛肉膏蛋白胨培养基。 将稀释相同倍数的菌液，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
◆应在火焰旁称取土壤10g。◆在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行
◆分离不同的微生物采用不同的稀释度原因：不同微生物在土壤中含量不同目的：保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板
问题：为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
原因：土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的。例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2 185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。结论：为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
◆实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。
◆如果得到了至少2个菌落数目在30——300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数，如果同一稀释倍数的三个重复的菌落数相差较大，表明试验不精确，需要重新实验。
㈤.微生物的培养与观察
在菌落计数时，每隔24h统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
培养不同微生物往往需要不同培养温度。 细菌：30～37℃培养1～2d 放线菌：25～28℃培养5～7d 霉菌：25～28℃的温度下培养3～4d。
菌落的形状、大小、隆起程度和颜色
考点五、分解纤维素的微生物的分离
讨论：食草动物是怎样消化食物中纤维素的？
在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素。
纤维素生物燃料：最有希望替代石油的能源
科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物，木材及生长更为迅速的草本植物，转化为种类繁多的生物燃料（甚至是航空燃料）。
纤维素：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。
纤维素能被土壤中微生物分解利用，这是因为他们能够产生纤维素酶
纤维素是以一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。
纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括三组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶
（一）纤维素和纤维素酶
①取二支20mL的试管
小实验：纤维素酶分解纤维素的实验
③分别加入pH4.8，物质量为0.1ml/L的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml
④在乙试管中加入1mL纤维素酶
⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在140r/min的摇床上振荡1h
⑥结果：乙试管的滤纸条消失
讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？ 甲试管的作用是什么？
本实验的自变量是纤维素酶的有无。自变量的设置是：在一支试管中添加适量（1mL）的纤维素酶溶液，在另一支试管不添加纤维素酶，但需加入等量的缓冲液，不能加入蒸馏水，否则会影响溶液的pH。
实验分析：P27的小实验中的自变量是什么？
刚果红（Cng Red，简称CR）染色法
该方法通过颜色反应直接筛选。
刚果红可以与纤维素形成______________,当纤维素被____________分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的___________,可以通过_______________________来筛选纤维素分解菌。
（二）纤维素分解菌的筛选
即：可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明带。
从功能上看，这是一种什么培养基？
1.应在什么样的环境取样?依据是什么？2.如果土壤中纤维素含量不够丰富，应该怎么办？
根据：微生物对生存环境的要求，到相应环境中去找；
选择纤维素丰富的环境，因为在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高。
1.该培养基的物理性质？2.该培养基是否有选择作用？3.培养的目的?4.你能否设计一个对照实验，说明选择培养的作用？
目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物；
①右边的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？
②这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？
③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用
液体培养基，原因是配方中无凝固剂（琼脂）
有选择作用，本配方中的主要碳源是纤维素（粉），所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。
自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照,或者将纤维素改为葡萄糖。
1.鉴别培养基的特点?2.如何鉴别?
方法一：先培养微生物，再加入刚果红进 行颜色反应
方法二：在倒平板时就加入刚果红
◎方法一加入中NaCl溶液的作用？
漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。
◎这两种方法各有哪些优点与不足？
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
1、操作繁琐2、刚果红会使菌落之间发生混杂
操作简便，不存在菌落混杂问题
1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。 接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C－ 370C培养，可获得纯培养。