北师大版高考生物必修1同步检测试题第1章 第2课时 微生物的选择与纯培养.docx

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北师大版高考生物必修1同步检测试题第1章第2课时微生物的选择与纯培养

第2课时　微生物的选择与纯培养

[学习导航]　1.阅读教材P9内容，分析培养基对微生物的选择作用。

2.结合教材P11～12“微生物的分离与纯化实验”，理解并掌握利用平板划线分离法和涂布分离法来纯化微生物的方法。

[重难点击]　1.探究培养基对微生物的选择作用。

2.掌握微生物分离与纯化的基本操作。

一、培养基对微生物的选择作用

不同微生物的营养需求不同，因此同一培养基上不同微生物的生长繁殖情况不同，同一种微生物在不同培养基上的生长繁殖情况也不同。

通过实验探究分析培养基对微生物的选择作用。

1.实验探究

利用牛肉膏蛋白胨培养基检测空气中的微生物，利用马铃薯葡萄糖培养基检测桌面上的微生物。

（1）实验方法

①空气　打开无菌平板，让其在空气中暴露30～60min。

②桌面　用一根无菌棉签，先在无菌平板的一个区域润湿，然后用其擦抹桌面，再用此棉签在平板的另一区域内来回划线。

（2）实验结果

①同种培养基上生长的微生物类群主要有：

细菌、放线菌、霉菌和酵母菌。

②在牛肉膏蛋白胨培养基中细菌的数量多，为优势菌；在马铃薯葡萄糖培养基中霉菌的数量多，为优势菌。

（3）上述实验说明在科研或工业生产中如果想获得一种培养物应采取的措施是：

配制相应的培养基，采用适当的稀释度，得到某一种微生物的纯培养物，即单菌落。

2.归纳分析

（1）菌落概念：

微生物的单个菌体或孢子在固体培养基表面上生长繁殖形成的肉眼可见的细胞群体，称为菌落。

（2）菌落特征：

不同种微生物对营养要求不一样，在相应的培养基上可形成大小、形态各异的菌落（如图），由图思考：

①细菌菌落的特征：

湿润、黏稠、易挑起、菌落颜色一致。

②酵母菌菌落的特征：

与细菌极相似，但是菌落要大而厚，颜色单调。

③霉菌菌落的特征：

较疏松、常呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，一般比细菌菌落大几倍到几十倍。

（3）利用不同培养基培养、分离微生物

种类

营养需求

pH范围

适用培养基

细菌

高氮源（C∶N＝4∶1）

7.2～7.6

牛肉膏蛋白胨培养基

酵母菌和霉菌

高碳源（C∶N＝16∶1）

5～6

马铃薯葡萄糖琼脂培养基

3.选择培养基

根据微生物对营养物质、pH、氧气等要求的不同，在培养基中加入某种化学物质，促进需要的微生物的生长，或者抑制不需要的微生物的生长，从而淘汰不需要的微生物，分离得到需要的微生物纯种，这样的培养基称为选择培养基。

1.不同种微生物菌落的区别

（1）酵母菌菌落与细菌菌落有何区别？

答案　酵母菌菌落外形上与细菌极为相似，但比细菌菌落大而厚，颜色也较单调。

（2）霉菌菌落与细菌菌落有何区别？

答案　霉菌菌落较疏松，常呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，一般比细菌菌落大几倍到几十倍。

2.培养基的采用及原因

（1）培养细菌常采用什么培养基，原因是什么？

答案　牛肉膏蛋白胨培养基，原因是细菌生长需要的氮源高（C/N比为4∶1），pH中性或微碱性（pH7.2～7.6），因此培养细菌常采用牛肉膏蛋白胨培养基。

（2）培养酵母菌和霉菌常采用什么培养基，原因是什么？

答案　马铃薯葡萄糖琼脂培养基，酵母菌和霉菌生长所需的碳源含量高（C/N比为16∶1），pH偏酸性（pH5～6），因此培养酵母菌和霉菌常采用马铃薯葡萄糖琼脂培养基（简称PDA）。

归纳总结　

（1）菌落中的微生物是同一类型的，可以看做一个种群，菌落的特征是进行菌种鉴定的重要依据之一。

（2）常见的选择培养基

①加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。

②加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。

③无氮源培养基可以分离固氮微生物。

④石油是唯一碳源的培养基，可以分离能消除石油污染的微生物。

⑤将培养基放在高温环境中培养，分离耐高温的微生物。

1.下列关于四种生物的能源、碳源、氮源和代谢类型的描述，其中正确的一组是（　　）

项目

硝化细菌

乳酸菌

酵母菌

衣藻

能源

氧化NH3

分解乳酸

固定N2

利用光能

碳源

CO2

糖类

糖类

CO2

氮源

NH3

N2

N2

NO

代谢类型

自养需氧型

异养需氧型

异养需氧型

自养需氧型

A.硝化细菌、乳酸菌B.乳酸菌、酵母菌

C.酵母菌、衣藻D.硝化细菌、衣藻

答案　D

解析　解答此题时应明确：

硝化细菌、乳酸菌属于细菌，酵母菌属于真菌，衣藻属于真核生物。

微生物所需的能源、碳源、氮源因其同化作用类型的不同而不同。

2.培养基是人工配制的适合不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。

先用完全培养基培养混合菌种，然后分别放在A、B、C三种特殊培养基上培养，分别得到菌落①、②、③。

其中A培养基以蛋白质为唯一碳源；B培养基中缺氮源；C培养基中成分如下表：

成分

粉状硫

MgSO4·7H2O

（NH4）2SO4

FeSO4

KH2PO4

CaCl2

H2O

含量

10g

0.5g

0.4g

0.01g

4g

25g

1000mL

请分析回答：

（1）菌落③同化作用类型最可能是。

A.光能自养型B.化能自养型

C.异养型D.A或B

（2）如果要获得具有固氮能力的菌株，应选用菌落；如果要培育获得大量蛋白酶的菌株，应选用菌落。

（3）从题中分析可见，生物进化的内在因素是，对生物生存起重要作用的因素是。

问题导析　

（1）蛋白酶可水解蛋白质为氨基酸。

（2）当培养基无氮源时，固氮微生物可以进行固氮作用，获得氮源。

（3）题干表格中缺少碳源成分且含硫较多。

答案

（1）B　

（2）②　①　（3）遗传和变异　外界环境条件

解析　由题目可知：

A培养基以蛋白质为唯一碳源，则菌落①的菌株可合成较多的蛋白酶；B培养基中缺氮源，只能培养固氮微生物；C培养基中无碳源且含有大量粉状硫，可培养化能自养型微生物，所以生物的生存是由外界环境条件决定的。

二、微生物的分离与纯化

要研究某种微生物的特性，就要从混杂的样品中分离所需的菌种进行纯培养。

阅读教材，试以大肠杆菌为例探讨微生物分离与纯化的方法。

1.实验原理

微生物的分离与纯化就是将待检测微生物样品通过划线或涂布接种在固体培养基上，样品中的每一个细胞或孢子都可以生长繁殖形成单个菌落。

将单个菌落接种到斜面培养基上，经培养后，即可得到一个微生物的纯种。

2.方法步骤

（1）稀释：

用1mL无菌吸管吸取1mL大肠杆菌培养液，加入到盛有9mL无菌水的大试管中，充分混匀，然后用无菌吸管从此试管中吸取1mL加入另一支盛有9mL无菌水的试管中混合均匀，依次类推制成10－1、10－2、10－3、10－4、10－5、10－6系列稀释度的大肠杆菌稀释液。

（2）划线或涂布

①平板划线分离法

a.操作：

在近火焰处，左手拿皿底，右手拿接种环，挑取大肠杆菌培养液一环在平板上划线。

b.划线方法：

平行划线和连续划线。

c.平行划线时，第一次划线及每次划线之前都要灼烧接种环，划线结束后也要灼烧接种环，目的分别是什么？

答案　

项目

第一次灼烧

每次划线之前灼烧

划线结束时灼烧

目的

杀死接种环上原有的微生物

杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线后菌种数目减少

杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者

②涂布分离法

a.将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。

b.取不超过0.1mL的菌液，滴加到培养基表面。

c.将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10s。

d.用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。

涂布时可转动培养皿，使菌液分布均匀。

（3）培养：

将接种的平板倒置于培养箱或温室中37℃培养16～24h。

3.接斜面

从单个菌落上挑取少许细胞，接种到斜面培养基上，置于培养箱或温室37℃培养24h，菌种长好后，4℃保存备用。

1.平板划线分离法操作注意事项

（1）平板划线分离法接种菌种时，哪些操作可防止杂菌污染？

答案　①接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧。

②划完一个区域后，将接种环灼烧，冷却后再划下一区域。

③接种环沾取菌液时，要将试管口、棉塞等通过火焰。

④划线时将培养皿打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内。

（2）在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？

答案　避免接种环温度太高，杀死菌种。

（3）在做第二次划线以及其后的操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？

答案　划线后末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能够使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个的细菌。

（4）为何最后一次划线不能与第一次划线相连？

答案　最后一次划线已经将细菌稀释成单个的细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。

2.涂布分离法操作注意事项

（1）涂布分离法的所有操作都应在火焰附近进行。

结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想将菌液滴加到培养基上时应如何进行无菌操作？

答案　应从操作的各个细节保证“无菌”。

例如，酒精灯与培养皿的距离要合适，吸管头不要接触任何其他物体，吸管要在酒精灯火焰附近等。

（2）操作结束后，为什么要将一个未接种的培养基和接种的培养基放在一起培养？

未接种的培养基表面是否有菌落生长很关键。

如果有菌落生长，说明了什么？

答案　培养未接种培养基的作用是对照。

未接种的培养基在恒温箱中保温1～2d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的；若有菌落生长，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染，需要重新制备。

归纳总结　平板划线分离法和涂布分离法的比较

平板划线分离法

涂布分离法

特点

操作简单，但是单菌落不易分离

操作复杂，但是单菌落易分离

原理

连续划线。

由于划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落

将菌液进行一系列的梯度释，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。

在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养皿表面形成单个菌落

操作注意事项

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。

在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高杀死菌种

涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。

应从操作的各个细节保证“无菌”。

例如，对涂布器等接种器具进行消毒和灭菌、酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围；等等

相同点

用平板划线分离法和涂布分离法接种的目的是：

使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种

3.涂布分离法是微生物培养中常用的一种接种方法。

下列相关叙述错误的是（　　）

A.操作前需要将菌液进行一系列的梯度稀释

B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面

C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个菌落

D.操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理

答案　C

解析　涂布分离法要先将菌液进行一系列的梯度稀释，A项正确；只有在稀释度足够高的菌液中，聚集在一起的微生物才被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落，故而要将不同稀释度的菌液分别涂布平板，B项正确、C项错误；在稀释涂布过程中，为防止杂菌污染，要对培养基和涂布器等进行严格灭菌处理，D项正确。

一题多变

（1）B项中不同稀释度的菌液一般涂布几个平板为宜？

答案　为保证结果准确，每个稀释度的菌液一般涂布3个平板，并对结果取平均值。

（2）如何证明该接种过程是成功的？

答案　将接种后