選修1.1微生物的利用課件

選修1生物技術(shù)實(shí)踐(IB部分)選修1生物技術(shù)實(shí)踐(IB部分)選修1生物技術(shù)實(shí)踐(IB部分)選修1生物技術(shù)實(shí)踐(IB部分)選修1生物技術(shù)實(shí)踐(IB部分)考

綱

展

示考

情

分

析大腸桿菌的培養(yǎng)和分離

(實(shí)驗(yàn)與探究)微生物培養(yǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);微生物的培養(yǎng)過(guò)程;細(xì)胞的擴(kuò)增,利用液體培養(yǎng)進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)的操作;細(xì)菌的分離,用固體平面培養(yǎng)進(jìn)行細(xì)菌的劃線培養(yǎng);細(xì)菌培養(yǎng)的條件和操作要求果汁中的果膠和果膠酶

(實(shí)驗(yàn)與探究)酶在食品制造方面的應(yīng)用:探究制作果汁的最佳條件;檢測(cè)果膠酶活性加酶洗衣粉的使用條件和效果(實(shí)驗(yàn)與探究)酶在洗滌方面的應(yīng)用:觀察加酶洗衣粉在洗滌中的效果;探究加酶洗衣粉的最佳使用條件考

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析α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)

(實(shí)驗(yàn)與探究)酶的制備與檢測(cè):制備固定化α-淀粉酶;進(jìn)行淀粉水解的測(cè)定果酒及果醋的制作

(實(shí)驗(yàn)與探究)制作果酒與果醋的過(guò)程泡菜的腌制和亞硝酸鹽的測(cè)定

(實(shí)驗(yàn)與探究)泡菜腌制原理與方法;測(cè)定泡菜中亞硝酸鹽含量的方法植物的組織培養(yǎng)

(實(shí)驗(yàn)與探究)進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng);嘗試植物激素的應(yīng)用第一部分微生物的利用二、細(xì)菌的分離方法：劃線分離法和涂布分離法1.滅菌原因:為了獲得純凈的培養(yǎng)物,關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的污染。2.無(wú)菌操作的條件(1)各種器皿必須是無(wú)菌的;(2)各種培養(yǎng)基必須是無(wú)菌的;(3)細(xì)菌轉(zhuǎn)移操作的過(guò)程必須是無(wú)菌的。3.三種常用滅菌方法的比較滅菌方法適用材料或用具滅菌條件滅菌時(shí)間灼燒滅菌接種環(huán)、接種針或其他金屬用具酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒直至燒紅干熱滅菌玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等干熱滅菌,160～170℃1～2h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基等100kPa,121℃15～30min4.避免被雜菌污染的方法(1)注意滅菌操作原則,滅菌徹底,降低環(huán)境污染幾率,手和實(shí)驗(yàn)服要清潔,減少操作時(shí)間,對(duì)污染源的改善考慮周到。(2)注意微生物生長(zhǎng)條件,如pH、滲透壓、溫度等。細(xì)菌喜中性偏堿的環(huán)境,喜蛋白質(zhì)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),喜37℃的溫度;而霉菌喜中性偏酸的環(huán)境,喜糖類(lèi)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),喜25～30℃的溫度。因此,可以根據(jù)不同微生物的“喜好”來(lái)減少污染。[特別提醒]

消毒與滅菌項(xiàng)目消毒滅菌條件使用較為溫和的理化方法使用強(qiáng)烈的理化因素結(jié)果殺死物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的微生物(不包括芽孢和孢子)殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子適用實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手微生物的培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等常用方法煮沸消毒法(如100℃,5～6min),巴氏消毒法(80℃,15min),酒精、氯氣、石炭酸等化學(xué)藥劑消毒法灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌1.某實(shí)驗(yàn)小組欲從土壤中篩選出能分泌淀粉酶的芽孢桿菌,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)給予合理的補(bǔ)充。

(1)采樣與培養(yǎng):將采集的土樣混勻后稱取1g,置于經(jīng)過(guò)________法滅菌處理的________(填“固體”或“液體”)培養(yǎng)基中,28℃振蕩培養(yǎng)。(2)接種與選擇:為避免培養(yǎng)液中菌體濃度過(guò)高,需將培養(yǎng)液進(jìn)行________處理。之后,將菌液涂布接種于以________為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上,30℃條件下培養(yǎng)。為避免污染,需將培養(yǎng)皿呈________狀態(tài)放置。此外,為排除其他因素的影響,提高實(shí)驗(yàn)可信度,本步驟需設(shè)計(jì)________作為空白對(duì)照。(3)篩選與純化:將適量的碘液滴加在平板中的菌落周?chē)?如果菌落周?chē)默F(xiàn)象是________,則說(shuō)明此種菌能夠________。從平板中挑取實(shí)驗(yàn)效果明顯的目的菌株,采用________法接種于新的培養(yǎng)基平板,可對(duì)菌株進(jìn)行進(jìn)一步的純化。解析:(1)高壓蒸汽滅菌法滅菌處理的液體培養(yǎng)基,可避免雜菌污染。(2)為避免培養(yǎng)液中菌體濃度過(guò)高,需將培養(yǎng)液進(jìn)行系列稀釋處理。將菌液涂布接種于以淀粉為唯一碳源的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),可達(dá)到從土壤中篩選出能分泌淀粉酶的芽孢桿菌的目的。為避免污染,需將培養(yǎng)皿呈倒置狀態(tài)放置。本步驟需設(shè)計(jì)接種等量無(wú)菌水的培養(yǎng)基作為空白對(duì)照,可排除其他因素的影響,提高實(shí)驗(yàn)可信度。(3)將適量的碘液滴加在平板中的菌落周?chē)?如果菌落周?chē)默F(xiàn)象是出現(xiàn)透明圈,則說(shuō)明此種菌能夠分泌淀粉酶使淀粉發(fā)生水解。從平板中挑取實(shí)驗(yàn)效果明顯的目的菌株,可采用劃線分離法接種于新的培養(yǎng)基平板,對(duì)菌株進(jìn)行進(jìn)一步的純化。答案:(1)高壓蒸汽滅菌液體(2)系列稀釋(或“梯度稀釋”)淀粉倒置未接種的空白培養(yǎng)基(或“接種等量無(wú)菌水的培養(yǎng)基”)(3)出現(xiàn)透明圈分泌淀粉酶使淀粉發(fā)生水解劃線分離1.劃線分離操作中的有關(guān)問(wèn)題(1)在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán),在劃線操作結(jié)束后,仍然需要灼燒接種環(huán)。第一次灼燒每次劃線之前灼燒劃線結(jié)束灼燒目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免細(xì)菌污染環(huán)境或感染操作者(2)在灼燒接種環(huán)之后,要等其冷卻后再進(jìn)行劃線,以免接種環(huán)溫度太高,殺死菌種。(3)在做第二次以及其后的劃線操作時(shí),要從上一次劃線的末端開(kāi)始劃線。每次劃線后,線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少,每次從上一次劃線的末端開(kāi)始,能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少,最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來(lái)的菌落。2.進(jìn)行恒溫培養(yǎng)時(shí),要將培養(yǎng)皿倒置的原因如果正放培養(yǎng)皿,則水分形成的水滴會(huì)落入培養(yǎng)基表面并且擴(kuò)散開(kāi)。如果培養(yǎng)皿中已形成菌落,則菌落中的菌會(huì)隨水?dāng)U散,菌落間相互影響,很難再分成單菌落,達(dá)不到分離的目的。因此恒溫培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)皿必須倒置。3.培養(yǎng)后判斷是否有雜菌污染的方法(1)從菌落的形態(tài)看,是否濕潤(rùn)、透明、黏稠,呈何種顏色等等,是區(qū)別細(xì)菌、酵母菌、放線菌和霉菌的關(guān)鍵指標(biāo)。(2)用顯微鏡鏡檢觀察其形態(tài)、大小,看是否有菌絲、孢子、芽孢等,這也是區(qū)別細(xì)菌、酵母菌、放線菌和霉菌的關(guān)鍵指標(biāo)。(3)上述方法較難區(qū)分同類(lèi)的不同物種,需要借助化學(xué)方法和進(jìn)一步的形態(tài)觀察,如用革蘭氏染色法,觀察有無(wú)鞭毛、孢子形態(tài)、孢子著生方式、菌絲生長(zhǎng)方式、芽孢、毒素及特異生理生化性質(zhì)等。2.下圖為“大腸桿菌的培養(yǎng)和分離”實(shí)驗(yàn)的基本流程,請(qǐng)回答:(1)A過(guò)程配制的是通用細(xì)菌培養(yǎng)基,稱為_(kāi)_______培養(yǎng)基。配制時(shí)除了加入特定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以外,還要加入一定量的氯化鈉,以維持________。對(duì)培養(yǎng)基酸堿度的調(diào)節(jié),應(yīng)該在B過(guò)程的________(前面或后面)。(2)D過(guò)程與C過(guò)程相比,培養(yǎng)基中增加的物質(zhì)是________。E過(guò)程所需的溫度是________。(3)D過(guò)程后,一個(gè)菌體便會(huì)形成一個(gè)________,這種分離方法是________的通用方法,也是篩選特定菌株的最簡(jiǎn)便方法之一。(4)植物組織培養(yǎng)時(shí),先配制MS培養(yǎng)基,再加入一定比例的植物激素,當(dāng)生長(zhǎng)素相對(duì)較多時(shí),可促進(jìn)________。(5)植物組織培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)都需要無(wú)菌操作,下列不適宜用高壓蒸汽滅菌的是________。A.接種環(huán)和鑷子B.三角瓶和廣口瓶C.發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基D.用于培養(yǎng)的幼莖和幼芽解析:LB液體培養(yǎng)基是通用的細(xì)菌培養(yǎng)基,LB固體平面培養(yǎng)基則用于劃線分離,氯化鈉充當(dāng)溶質(zhì)的作用是維持培養(yǎng)基的滲透壓,調(diào)整好酸堿度后才能進(jìn)行滅菌,若滅菌后再進(jìn)行調(diào)整酸堿度的話,又會(huì)產(chǎn)生新的污染。在液體培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上加入一定量的瓊脂就成了固體培養(yǎng)基,培養(yǎng)好后菌種置于4℃冰箱中保存。通過(guò)劃線分離后一個(gè)菌體就會(huì)繁殖出一個(gè)菌落。生長(zhǎng)素多,有助于生根,而細(xì)胞分裂素多,則利于生芽。高壓蒸汽滅菌常用于培養(yǎng)基、培養(yǎng)器材等的滅菌,而用于培養(yǎng)的幼莖和幼芽則不能進(jìn)行任何的滅菌操作,否則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。答案:(1)LB滲透壓前面(2)瓊脂4℃

(3)(單)菌落消除污染雜菌(純化菌種)

(4)生根(5)D1.土樣的獲得:在有哺乳動(dòng)物排泄物的地方取得。2.實(shí)驗(yàn)步驟3.微生物接種兩種常用方法比較比較劃線分離法涂布分離法原理通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基上。在數(shù)次劃線后培養(yǎng),可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的細(xì)胞群體,即菌落將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋,然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面,進(jìn)行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里,聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞,從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落特點(diǎn)方法簡(jiǎn)單單菌落更易分開(kāi),但操作復(fù)雜些目的使培養(yǎng)基上形成單個(gè)菌繁殖而來(lái)的子細(xì)胞群體——菌落[特別提醒]

(1)用瓊脂糖代替瓊脂配制固體培養(yǎng)基。瓊脂是未被純化的混合物,內(nèi)含一定量的含氮化合物,不利于以尿素為氮源的細(xì)菌的篩選。(2)培養(yǎng)基中的酸堿指示劑產(chǎn)生顏色變化(變紅),標(biāo)志著存在脲酶水解尿素的作用,從而證明這一菌株可以以尿素為氮源。紅色環(huán)狀區(qū)域的大小代表脲酶活性的強(qiáng)弱和含量的多少。紅色區(qū)域越大,表明菌株利用尿素的能力越強(qiáng)。(3)與全營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基上的菌落數(shù)比較,尿素培養(yǎng)基上只有少數(shù)菌落,這一現(xiàn)象表明能利用尿素的細(xì)菌在土壤菌群中只占有極少數(shù)量。3.(2009年高考全國(guó)卷Ⅱ)利用微生物分解玉米淀粉生產(chǎn)糖漿,具有廣闊的應(yīng)用前景。但現(xiàn)在野生菌株對(duì)淀粉的轉(zhuǎn)化效率低,某同學(xué)嘗試對(duì)其進(jìn)行改造,以獲得高效菌株。(1)實(shí)驗(yàn)步驟:①配制________(填“固體”“半固體”或“液體”)培養(yǎng)基,該培養(yǎng)基的碳源應(yīng)為_(kāi)_______。②將________接入已滅菌的培養(yǎng)基平板上。③立即用適當(dāng)劑量的紫外線照射,其目的是________。④菌落形成后,加入碘液,觀察菌落周?chē)囵B(yǎng)基的顏色變化和變化范圍的大小。周?chē)霈F(xiàn)________現(xiàn)象的菌落即為初選菌落。經(jīng)分離、純化后即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?2)若已得到2株變異菌株Ⅰ和Ⅱ,其淀粉轉(zhuǎn)化率較高。經(jīng)測(cè)定菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高,菌株Ⅱ的淀粉酶蛋白含量高。經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),突變發(fā)生在淀粉酶基因的編碼區(qū)或非編碼區(qū),可推測(cè)出菌株Ⅰ的突變發(fā)生在________區(qū),菌株Ⅱ的突變發(fā)生在________區(qū)。解析:本題考查微生物在實(shí)踐中的應(yīng)用。(1)用固體培養(yǎng)基對(duì)野生菌株進(jìn)行篩選,篩選的菌株是能夠分解玉米淀粉的,所以加入的碳源應(yīng)該是玉米淀粉。接種培養(yǎng)后用紫外線照射的目的是通過(guò)人工誘變,使菌株突變產(chǎn)生催化效率高的突變性菌株。加入碘液后分解效果好的菌株的周?chē)伾珳\的范圍大,說(shuō)明該菌株分解了更多的淀粉。(2)菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高,說(shuō)明發(fā)生突變的部位在能夠表達(dá)的部位,也就是位于基因的編碼區(qū);而菌株Ⅱ只是淀粉酶蛋白含量高,但催化效率并不高,說(shuō)明突變的部位在不能表達(dá)的部位,也就是非編碼區(qū)。答案:(1)①固體玉米淀粉②野生菌株③對(duì)野生菌株進(jìn)行誘變④淺色范圍大(2)編碼非編碼[例1]

(2012年紹興質(zhì)檢)研究人員測(cè)試新抗生素對(duì)某種鏈球菌殺菌效果,這種鏈球菌能引起人的咽喉感染,將此鏈球菌分別接種在三個(gè)培養(yǎng)皿中,在2號(hào)培養(yǎng)皿中放入一片浸過(guò)新型抗生素的圓片,3號(hào)作為對(duì)照,三只培養(yǎng)皿如圖。(1)請(qǐng)對(duì)本實(shí)驗(yàn)做出假設(shè):________________________。(2)“細(xì)菌喜葷,霉菌喜素”,所以該細(xì)菌培養(yǎng)基一般用________來(lái)配制,制備培養(yǎng)基的操作順序是________。(用下列字母排序)a.倒置培養(yǎng)基b.計(jì)算和稱量c.滅菌d.調(diào)pH

e.溶解和溶化(3)為能徹底消滅培養(yǎng)基中的其他微生物,科學(xué)家研究出間隙滅菌法。其程序是:第一天,將培養(yǎng)基在100℃下維持30分鐘,然后在35～37℃下放置24小時(shí);第二天、第三天重復(fù)第一天的操作。請(qǐng)分析:①培養(yǎng)基在100℃下維持30分鐘的目的是________。②在35℃～37℃下放置24小時(shí)后再加熱的目的是_________________________________________________________。③怎樣證明間隙滅菌法的效果？_________________。(4)對(duì)照組培養(yǎng)皿3中的圓片應(yīng)作怎樣的處理？_______________________________________________________。(5)利用________法對(duì)培養(yǎng)皿1進(jìn)行該鏈球菌接種,把聚集的菌種逐步分散到培養(yǎng)基的表面。待長(zhǎng)出菌落后,利用無(wú)菌絨布將培養(yǎng)皿1中的菌落轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿2和3中,轉(zhuǎn)移過(guò)程要注意________。(6)三只培養(yǎng)皿都放在37℃的溫度條件下培養(yǎng)24小時(shí),其中1號(hào)培養(yǎng)皿的變化結(jié)果如圖,在2號(hào)培養(yǎng)皿中畫(huà)出假設(shè)的變化結(jié)果。[解析]

題干中描述本題為了測(cè)試新抗生素對(duì)某種鏈球菌殺菌效果,所以可以假設(shè)成“新型抗生素能夠抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)”,當(dāng)然也可以假設(shè)“新型抗生素對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)無(wú)影響”。細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)要用蛋白胨和酵母提取物來(lái)配制,還要加入一定量的氯化鈉,以維持一定的滲透壓。配制培養(yǎng)基時(shí),先計(jì)算和稱量各種物質(zhì),再進(jìn)行溶解和溶化成溶液,然后再調(diào)pH和滅菌,最后倒置培養(yǎng)基。滅菌最終目標(biāo)是要?dú)缁蚯宄h(huán)境中一切微生物(包括芽孢和孢子)。3號(hào)作為對(duì)照不需要加任何抗生素。采用印章法轉(zhuǎn)移菌種時(shí),絨布不能進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),才能確保細(xì)菌位置不變。若該新型抗生素對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)有抑制作用,則抗生素的周?chē)课粵](méi)有菌落的形成,其他部位仍有菌落。[答案]

(1)這種新型抗生素對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)無(wú)影響或這種新型抗生素對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)有抑制作用(寫(xiě)出一種即可)(2)蛋白胨和酵母提取物bedca(3)①殺死活的微生物②殺死24小時(shí)中由細(xì)菌芽孢萌發(fā)而生長(zhǎng)的微生物③將培養(yǎng)基在37℃下放置3～5天,如無(wú)微生物生長(zhǎng),證明培養(yǎng)基已達(dá)到滅菌效果(4)將圓片在不添加任何抗生素的無(wú)菌水中浸泡一段時(shí)間(5)平板劃線或稀釋涂布平板不能轉(zhuǎn)動(dòng)絨布(6)[例2]

(2009年高考寧夏卷)(1)在大腸桿菌培養(yǎng)過(guò)程中,除考慮營(yíng)養(yǎng)條件外,還要考慮________、________和滲透壓等條件。由于該細(xì)菌具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變異類(lèi)型容