微生物的培养与利用一轮复习.docx

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微生物的培养与利用一轮复习

微生物的培养与利用（一轮复习）

微生物的培养与利用

一、微生物的类群

微生物的类群

细胞类型

代谢类型

举例

细菌

蓝藻（蓝细菌）、硝化细菌

醋酸杆菌

乳酸菌

真菌

酵母菌

霉菌（青霉、曲霉、毛霉等）

原生生物

草履虫、变形虫、疟原虫

病毒

烟草花叶病毒、HIV、噬菌体

二、在实验室如何培养微生物

1、细菌、真菌：

培养基培养；2、单细胞动、植物：

培养液培养；3、病毒：

培养

4、在实验室培养微生物，一方面需要为培养的微生物提供，另一方面需要确保无处不在的其他微生物。

三、微生物需要的营养物质及功能

微生物需要的五大类营养要素物质是：

1.碳源2.氮源3.水4.无机盐5.

1.微生物的碳源

⑴.概念：

凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。

⑵.来源①碳源：

CO2；NaHCO3等（型微生物能利用）

②碳源：

糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等（型微生物能利用）

⑶.作用：

①构成和一些

②有机碳源是异养微生物的

2.微生物的氮源

⑴.概念：

是能够为微生物提供N元素的营养物质。

⑵.来源①无机氮源：

N2：

（能利用）

NH3：

（能利用）

NO3-、NH4+：

（能利用）

②有机氮源：

尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等

⑶.作用：

要用于合成、及含N的代谢产物。

3.水

4.无机盐

5.生长因子（有的微生物能自身合成,有的不能需要额外添加）

⑴.概念：

微生物生长不可缺少的。

⑵.作用：

和的组成成分。

⑶.常见的生长因子：

维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。

四、培养基

1、培养基的概念：

人们按照微生物对的不同需求，配制出专供微生物的营养基质

2.培养基的成分：

一般都含有、、、等营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气等的要求。

例如：

培养乳酸菌需加入，若培养霉菌PH呈，若培养细菌PH呈，培养厌氧微生物时则需要提供。

3.培养基的类型和用途

划分标准

培养基种类

特点

用途

物理性质

液体培养基

工业生产

半固体培养基

观察微生物的运动、分类鉴定

固体培养基

微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种

化学成分

天然物质

工业生产

培养基成分明确

分类、鉴定

用途

LB液体（固体）培养基

在培养基中加入或缺少某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长

培养、分离出特定微生物

在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物

鉴别不同种类微生物

五、无菌技术

1.获得纯净培养物的关键是

2.无菌技术的目的：

一是防止实验室的培养物，二是避免操作者

3.消毒与灭菌的比较

定义

常用方法

微生物培养和组培的应用

消毒

使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子），不伤及活组织。

玻璃仪器

一些不耐高温的液体（牛奶）

手、外植体

实验室、操作台、衣物

灭菌

使用强烈的理化学方法杀死物体内外所有的微生物（包括芽孢和孢子）

接种环、涂布器

玻璃器皿、培养基、棉塞等

玻璃器皿

六、实验操作：

纯化大肠杆菌

1、制备牛肉膏蛋白胨培养基

1）计算；2）称量

3）溶化、、分装

4）灭菌:

用法

5）倒平板:

待培养基冷却到50℃左右时，在倒平板，冷却后。

2、纯化大肠杆菌

微生物的接种的常用接种方法有：

和

注意：

1）在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环。

2）在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线。

3）在作第二次以及其后的划线操作时，要从上一次划线的末端开始划线。

4）无菌操作是微生物实验的关键环节，为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在进行。

3、使用后的培养基应，以免。

4、微生物的恒温培养：

接种后的培养皿放入内培养。

5、菌种的保存

⑴.临时保藏：

上4℃保存，菌种易被污染或产生变异

⑵.长期保存：

－20℃甘油管在中保藏

6、观察菌落

（1）细菌的繁殖：

。

为抵抗不良环境可形成细菌的休眠体——

（2）细菌的菌落

1）定义：

单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。

2）特征：

大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。

3）功能：

每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为的重要依据

七、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

（一）课题背景

1、尿素的利用：

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。

（二）课题目的

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

（三）实验思路

1、筛选菌株：

利用以为唯一的培养基筛选菌株。

2、统计菌落数目：

1）：

利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。

缺点：

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）（活菌计数法）

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。

计算公式：

每克样品中的菌落数＝

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。

注意事项

①为了保证结果准确，一般选择菌落数在的平板上进行计数。

②为使结果接近真实值可将同一稀释度加到的平皿中，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。

（其原因是）

3、设置对照：

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。

（四）实验的具体操作

土壤取样→制备培养基→样品的稀释→取样涂布→微生物的培养与观察→计数

（五）课外延伸

1、鉴定分解尿素的细菌：

在以为唯一氮源的培养基中加入指示剂。

培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变，说明该细菌能够分解尿素。

2、测定饮水中大肠杆菌数量的方法：

将一定体积的水用过滤后，将滤膜放到培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现，通过记数得出水样中大肠杆菌的数量。

八、土壤中分解纤维素的细菌的分离

（一）基础知识

1、纤维素酶

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

C1酶、CX酶葡萄糖苷酶

纤维素纤维二糖葡萄糖

2、纤维素分解菌的筛选：

刚果红染色法。

刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成色复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的，我们可以通过菌落是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

（二）实验操作

土壤取样→选择培养→梯度稀释→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

（三）课题延伸（进一步鉴定纤维素分解菌）

1、为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行的实验.

2、纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的进行的测定。

九、果酒及果醋的制作

（一）基础知识及实验原理

1、酵母菌是生物，其代谢类型是，生殖方式主要是。

在条件下，酵母菌进行有氧呼吸，，反应式为

在条件下，酵母菌进行，反应式为

2、醋酸菌是生物，其代谢类型是，生殖方式是。

当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。

若缺少糖源，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

（二）制作果酒和果醋流程示意图

挑选葡萄—→冲洗—→榨汁—→酒精发酵———————→醋酸发酵

↓无氧,18-25℃,10-12d↓需氧,30-35℃,7-8d

果酒果醋

（三）发酵装置

注意：

1、若用带盖的瓶子制葡萄酒，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（不打开瓶盖），以放出CO2。

2、图1-4b的装置的排气口：

用来排出酒精发酵时产生的二氧化碳；

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接的目的：

充气口：

用于醋酸发酵时充入氧气；出料口：

用于取样

（四）酒精的检测：

在条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现。

十、腐乳的制作

（一）基础知识及实验原理

毛霉是生物，其代谢类型是，生殖方式是。

毛霉等微生物产生的酶，能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸；酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

（二）实验流程示意图

让豆腐长出毛霉——————→加盐腌制——————→加卤汤装瓶——————→密封腌制

（三）豆腐中水分测定方法：

称取样品—→烘干—→称重—→再烘干—→直至所称重量不变为止

样品水分含量（%）计算公式：

（烘干前容器和样品质量-烘干后容器和样品质量）/烘干前样品质量

十一、制作泡菜并检测亚硝酸盐含量

（一）基础知识及实验原理

1、乳酸菌是生物，其代谢类型是，生殖方式是。

在条件下，将葡萄糖分解成，反应式：

2、亚硝酸盐的危害：

1）在膳食中普遍存在，在人体内以“过客”的形式随尿排出，但摄入总量较多时，可引起中毒或死亡。

2）在适宜的pH、温度和一定的微生物作用下亚硝酸盐会转化为致癌、致畸、致突变的亚硝胺。

（二）实验流程

（三）测定亚硝酸盐含量

1、原理：

在条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后，再与N-1－萘基乙二胺盐酸盐结合生成色溶液。

将经过反应显色后的待测样品与标准液比色，即可计算出样品中的亚硝酸盐含量。

2、测定方法：

3、测定步骤：

配置溶液—→制备标准显色液—→制备样品处理液—→比色（浓度越高，颜色越深）

4、亚硝酸盐含量的变化：

（4-8天最高，10天下降，20天后基本消失）

十二、制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的比较

果酒

果醋

腐乳

泡菜

菌种

细胞类型

繁殖方式

代谢类型

反应原理

发酵的氧气条件

发酵温度

检测方法

微生物培养与利用的练习

1.（海淀1模）下列生物学实验操作，能够顺利达到实验目的的是

A.在固体培养基上涂布稀释的大肠杆菌培养液获得单菌落

B.在接种酵母菌的新鲜葡萄汁中通入无菌空气制作果酒

C.土壤浸出液接种于牛肉膏蛋白胨培养基上筛选分解尿素的细菌

D.将切下的胡萝卜外植体直接接种在培养基上获得愈伤组织

2.（东城2模）淀粉酶可通过微生物发酵生产获得，生产菌株在含有淀粉的固体培养基上可释放淀粉酶分解淀粉，在菌落周围形成透明圈。

为了提高酶的产量，研究人员欲利用诱变育种的方法获得能产生较多淀粉酶的菌株。

下列实验步骤中不正确的是

A．将生产菌株分为两组，实验组用一定剂量的诱变剂处理，对照组不做处理

B．制备含水、淀粉、氮源和无机盐等成分的固体培养基，并进行灭菌处理

C．把实验组的菌株接种于多个配制好的培养基中，同时接种对照组，相同条件下培养

D．观察两组菌株的菌落周围是否出现透明圈，选出有透明圈的菌株即为所需菌株

3．（朝阳2模）下列关于高中生物学实验的原理、方法或选材的叙述，正确的是

A．制作果醋时，通氧不足或温度过低会使发酵受影响

B．利用稀释涂布平板法对细菌计数时需借助于显微镜

C．只要生物材料中含丰富的葡萄糖和果糖，就可直接用于还原糖的鉴定

D．利用二苯胺试剂鉴定细胞提取物，若产生蓝色变化即表明有RNA存在

4、（朝阳一模）1．下列各项与直接培养微生物无关的是

A．制作果醋需将环境温度保持在30~35℃

B．将土壤稀释液涂布于选择培养基上培养

C．将样品显色液与标准显色液比较，测定样品中亚硝酸盐含量

D．制作腐乳时，需先将豆腐在适宜温度、湿度条件下放置5天

5、（海淀二模）1．制作果酒、果醋和泡菜三个实验的共同点是（）

A.菌种为异养原核生物

B.将原料灭菌后再发酵

C.保证无氧环境下发酵

D.发酵液最终呈现酸性

6、（朝阳二模）5．关于生物工程和技术的说法正确是

A．从某生物cDNA文库中获取的目的基因，不含基因中的启动子

B．单倍体育种需要细胞分裂素、生长素、秋水仙素等激素的参与

C．动物细胞培养过程中，培养箱中需含5%的CO2刺激细胞呼吸

D．为统计某水样中活菌的数目，可采用平板划线法进行接种

7、（丰台二模）5．下列有关实验的叙述不正确的是

A．用于筛选杂交瘤细胞的培养基属于鉴别培养基

B．诱导外植体脱分化需要用含有蔗糖的培养基避光培养

C．平板划线法和稀释涂布平板法均可用于分离纯化菌种

D．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌实际数目低

8、（顺义二模）5．下列高中生物学实验中必须使用无菌水的是

A．将大肠杆菌培养液进行系列梯度稀释B．破碎鸡血细胞获得含有DNA的滤液

C．配制培养大肠杆菌的固体培养基D．冲洗葡萄榨取制作果酒的葡萄汁

9.（延庆5）在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是

A.给发酵装置适时排气B.让发酵装置接受光照

C.葡萄汁装满发酵瓶保证无氧D.酵母菌装置放在40℃处

10．（2012丰台区一模）人们常用醋酸杆菌来酿造果醋，下列说法正确的是

A．醋酸杆菌在线粒体进行有氧呼吸第三阶段氧与[H]结合时释放的能量最多

B．酿造过程中，当缺少糖源的时候，醋酸杆菌将乙醇变为乙醛，再变为醋酸

C．酿造过程中在补充氧气的同时，要定时释放气体以排出细胞呼吸产生的CO2

D．在加入酒精和CaCO3的固体培养基中培养醋酸菌，可观察抑菌圈大小选出高产菌

11.（朝阳31，节选）从某地分离到能分泌纤维素酶的枯草杆菌，对此菌进行诱变，利用染色法筛选纤维素酶产量高的菌体。

（染色法：

染料和培养基中的纤维素发生颜色反应，当纤维素被菌体水解，培养基中会出现以菌落为中心的透明圈）

（1）实验材料：

菌体悬液，紫外灯，添加__________为碳源的选择培养基，培养皿等

（2）实验过程及结果预期：

a．将菌体悬液稀释至适当浓度，平均分成甲、乙两组。

b．甲组用__________的紫外线照射一定时间，乙组不做处理。

c．_________接种至选择培养基上。

d．观察并测量__________的直径与相应菌落直径

e．若甲组中出现了纤维素酶产量高的菌体，其形成的菌落表现为__________比乙组相应值的平均值大。

12．（16分）（西城1模）赤霉病是由雪瘸镰刀菌等真菌感染引起的，广泛发生在小麦等粮食作物上。

雪腐镰刀菌代谢产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON，分子式为C15H20O6）严重影响禽畜生产和人体健康。

请分析回答下列问题：

（1）下列微生物与雪腐镰刀菌的细胞结构类似的是（选填选项前的符号）。

a．酵母菌b．醋酸杆菌c．毛霉d．乳酸菌e．大肠杆菌

（2）为探究DON的致畸性是否与细胞的染色体变异有关，可向动物细胞培养液中加入一定剂量的DON，在培养箱中保温培养一段时间后，在显微镜下观察染色体的。

（3）某同学为筛选专一降解DON的菌，配制了下列培养基，在适宜条件下培养：

①为实现筛选目的，步骤I所使用的培养基配方中，应去除并加入。

②为实现目的菌的分离和计数，步骤II所使用的培养基中还应加入制成平板，采用的接种方法是。

③步骤III的目的是____。

13．（2012石景山区一模）（15分）恒化器是微生物连续培养时使用的大型容器，容器中一

部分旧的培养基以一定的速度流出，同时不断有等量的新鲜培养基流入以保证微生物对营养物质的需要。

研究人员将大肠杆菌JA122菌株接种到葡萄糖含量受到限制的培养基中，在恒化器内连续培养773代，然后取样分析其中存在的新菌株。

请回答下列问题：

（1）用于连续培养JA122大肠杆菌的培养基属于。

培养基中除了含葡萄糖作为外，还应该含有。

14、（课标Ⅱ卷）39．[生物——选修1：

生物技术实践]（15分）

为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的分离等工作。

回答下列问题：

（1）该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。

在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空平板先行培养了一段时间，这样做的目的是；然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。

据此可得出每升水样中的活菌数为。

（2）该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。

操作时，接种环通过灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线。

这样做的目的是。

（3）示意图A和B中，表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

（4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。

结果发现：

振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。

分析其原因是：

振荡培养能提高培养液的的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高的利用率。

15、（课标Ⅰ卷）39.[生物——选修1：

生物技术实验]（15分）

植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。

回答下列问题:

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将分解成。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成色复合物。

用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

酵母膏

无机盐

淀粉

纤维素粉

琼脂

CR溶液

水

培养基甲

+

+

+

+

-

+

+

培养基乙

+

+

+

-

+

+

+

注：

“+”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是；培养基乙（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是；

16、（四川卷）10.有机农药苯磺隆是一种除草剂，长期使用会污染环境。

研究发现，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。

分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲、乙所示。

（1）微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、________四类，该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源，其原因是__________。

（2）与微生物培养基相比，植物组织培养的培养基常需添加生长素和_______，这些植物激素一般需要事先单独配置成_________保存备用。

（3）纯化菌株时，通常使用的划线工具是________。

划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌，第二划线区域的第一条线上无菌落，其它划线上有菌落。

造成划线无菌落可能的操作失误有________。

（4）为探究苯磺隆的降解机制，将该菌种的培养液过滤离心，取上清液做图乙所示实验。

该实验的假设是________，该实验设计是否合理？

为什么？

_______。

答案

1A2D3A4C5D6A7A8A9A10B

11、

（1）纤维素

（2）b.适当剂量（强度）c.将等量甲乙两组菌液d．透明圈e．透明圈的直径与相应菌落直径比值

12.

（1）a、c

（2）CO2数目和形态（3）①葡萄糖DON②琼脂（稀释）涂布法

③使分解DON的真菌数量增加

13、

（1）液体培养基碳源氮源、无机盐、水

（2）基因突变基因突变的不定向性

14、【答案】

（1）检测培养基平板灭菌是否合格3.8×107

（2）灼烧；将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落

（3）B⑷、溶解氧营养物质

15、【答案】

（1）纤维二糖葡萄糖

（2）红色透明圈

（3）不能液体培养基不能分离单菌落不能乙培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

16、【答案】

（1）氮源和无机盐只有能利用苯磺隆的微生物能正常生长和繁殖

（2）细胞分裂素母液

（3）接种环①接种环灼烧后未冷却；②划线未从第一区域末端开始

（4）目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质。

不合理，缺少空白对照