第一节微生物的分离和培养
(教师用书独具)
●课标要求
1.结合灭菌知识理解无菌操作技能。
2.结合配制培养基的知识,理解微生物培养基的配制方法。
●课标解读
1.学会微生物的分离与培养。
2.掌握无菌操作技能。
●教学地位
本节内容介绍了实验室常采用的灭菌方法, ( http: / / www.21cnjy.com )配制培养基的方法,接种微生物的方法以及微生物的分离培养技术。本节内容是无菌操作的核心内容之一,是高考中常考的内容。
●教法指导
1.有关培养基的问题,建议教师通过实例、图片等形式讲解,以增进学生的感性认识。
2.有关无菌技术,建议教师引导学生理清实验原理、实验方法。
3.培养基的概念、类型、成分等内容可借助图片、课件、实例向学生展示,并设置问题启发诱导。
4.大肠杆菌的接种与分离培养要创造条件,让学生走进实验室进行实际操作。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.通过课题背景实例引出本章要解决的问题。
2.通过微生物培养和分离图示引出本节内容。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读教材P7-16,填写【课 ( http: / / www.21cnjy.com )前自主导学】,完成“思考交流1、2”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】引出本章和本节课题。 步骤2:根据创设的情景,通过【课堂互动探究】探究1分析、理解培养基的作用及配制原则,通过例1巩固、提高。 步骤3:结合固体培养基的制备过渡至消毒和灭菌的教学。
步骤7:回顾基础知识,将检查、批阅【课前自 ( http: / / www.21cnjy.com )主导学】时学生出错较多的部分进行强化,重点对【正误判断】部分进行辨析。 步骤6:通过【课堂互动探究】探究3帮助学生认识平板划线操作技术。 步骤5:结合微生物的无菌操作过渡至平板划线操作的教学。 步骤4:通过【课堂互动探究】探究2帮助学生认识常用的无菌技术,利用例2验收、巩固。
步骤8:引导学生通过合作, ( http: / / www.21cnjy.com )整理本课题的重点、难点内容,利用【本课知识小结】进行总结,建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。 步骤9:通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.学会微生物的分离与培养。2.掌握无菌操作技能。 1.无菌操作技能。(重点)2.微生物培养基的配制方法。(重点)3.微生物接种和培养的方法。(难点)
手提式高压灭菌锅
1.实验室常采用的灭菌方法
实验室常利用高温处理达到灭菌效果,包括采用干热灭菌或湿热灭菌等方法。
2.手提式高压灭菌锅的使用
使用步骤包括:加水―→装锅―→加热排气―→保温保压―→出锅等。
1.高压灭菌锅是依赖高压灭菌吗?
【提示】 不是,是通过高压来提高湿热的温度灭菌的。
配制培养基
1.培养基的概念
为人工培养微生物而制备的,提供适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。
2.培养基的类型
(1)天然培养基
(2)合成培养基
3.培养基的成分
各种培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等最基本的物质。
2.在固体培养基中加入的琼脂能为微生物提供营养吗?为什么?
【提示】 不能,微生物不能分解琼脂。
接种微生物
1.接种的概念
指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。
2.不同接种工具的使用
(1)穿刺接种要用接种针。
(2)斜面划线接种或平板划线接种要用到接种环。
(3)涂抹平板接种要用到玻璃刮铲。
大肠杆菌的接种与分离培养
1.牛肉膏蛋白胨培养基的配制步骤
①配制培养液;②调节pH至7.2;③分 ( http: / / www.21cnjy.com )装:培养基的高度约为试管长度的1/5;④包扎;⑤灭菌:高压蒸汽灭菌是常用的灭菌方法;⑥搁置斜面:待试管冷却至50 ℃左右,斜面长度不超过试管总长的1/2。
3.牛肉膏蛋白胨能培养病毒吗?为什么?
【提示】 不能,因为病毒只能进行活细胞寄生生活。
2.斜面接种和培养大肠杆菌
(1)斜面接种的主要目的
有菌种转移、扩大培养、保存纯净菌种等。
(2)具体操作步骤
准备接种―→接种环灭菌―→试管口灭菌―→挑取少许菌体―→划线接种―→培养大肠杆菌―→低温保存。
4.通常在酒精灯火焰附近接种微生物的原因是什么?
【提示】 酒精灯火焰附近的局部高温使得微生物不能存活。
1.牛肉膏蛋白胨培养基主要用于培养酵母菌。(×)
【提示】 主要用于培养细菌。
2.接种是将微生物接入培养基后再灭菌。(×)
【提示】 接种是在无菌条件下将微生物接入培养基。
3.通常认为消毒是一种部分灭菌的方法。(√)
4.肉眼看到的一个菌落肯定是由一个大肠杆菌生长和繁殖形成的。(×)
【提示】 不一定,有可能是由几个没有分离开的大肠杆菌形成的。
培养基中各营养要素的作用及配制原则
【问题导思】
①培养基中碳源、氮源、水和无机盐的来源和作用是什么?
②培养基的配制应遵循哪些原则?
1.培养基的成分
营养要素 含义 作用 主要来源
碳源 凡能提供所需碳元素的物质 构成生物体细胞的物质和一些代谢产物,有些是异养生物的能源物质 ①无机化合物:CO2、NaHCO3②有机化合物:糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等
氮源 凡能提供所需氮元素的物质 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 ①无机化合物:N2、NH3、铵盐、硝酸盐②有机化合物:尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水 在生物体内含量很高,在低等生物体内含量更高 不仅是优良的溶剂,而且可维持生物大分子结构的稳定
无机盐 为微生物提供除碳、氮元素以外的各种重要元素 细胞内的组成成分,生理调节物质;某些化能自养菌的能源,酶的激活剂
1.对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是单一方面的作用。
2.有些微生物需添加特殊营养物质,原因是它们自身缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
下列制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述中,错误的是( )
A.操作顺序为配制培养液、调节pH、分装、包扎、搁置斜面、灭菌
B.在配制培养基过程中要加入琼脂作为凝固剂
C.将培养基冷却至50 ℃左右时进行搁置斜面
D.可以用3%的HCl或NaOH溶液调节培养液的pH
【审题导析】 该题的解题关键是配制牛肉膏蛋白胨培养基的步骤。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 操作顺序为配制培养液―→调节pH―→分装―→包扎―→灭菌―→搁置斜面
B 固体培养基在配制时需添加琼脂作凝固剂
C 待试管冷却至50 ℃左右,将试管口部枕在高约1 cm的木条上,使其自然倾斜
D 根据实际情况用质量分数为3%的HCl或NaOH溶液调节培养基的pH
【答案】 A
1.分析有关微生物的资料,回答问题。
(1)1982年澳大利亚学者从胃活检组织中分离出幽门螺杆菌。幽门螺杆菌的遗传物质集中分布的区域称为 。
(2)如图4支试管分别代表4种微生 ( http: / / www.21cnjy.com )物在半固体培养基(琼脂含量3.5g/L)中的生长状态,其中②号试管代表幽门螺杆菌的生长状态,由图判断,该菌在 条件下不能生长。
(3)下表是某培养基的配方
成分 葡萄糖 KH2PO4 MgSO4 NaCl CaSO4 CaCO3 琼脂 蒸馏水
含量 10 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 0.2 g 5 g 3.5 g 1 L
将幽门螺杆菌接种到pH适宜的该培养基中,置于37°C下培养一段时间后,在该培养基中幽门螺杆菌的数目比刚接种时 ,主要原因是 。
(4)幽门螺杆菌形态如图所示,该菌 ( http: / / www.21cnjy.com )在人体中可引起胃溃疡等胃部疾病。幽门螺杆菌生长的最适pH为6~7,人体胃腔内pH在1~2之间,但胃黏膜的黏液层靠近上皮细胞侧pH为7.4左右。若幽门螺杆菌随食物进入胃腔,结合其结构特点以及能导致胃溃疡的特性,推测该菌在胃内如何存活?
【解析】 (1)幽门螺杆菌为原核生物,没有核膜包围的细胞核,遗传物质集中在拟核内。
(2)幽门螺杆菌生活在半固体培养基的中部,说明它不能生活在氧气浓度过高或过低的地方。
(3)培养基中缺乏氮源,幽门螺杆菌不能正常生活,数量会减少。
(4)幽门螺杆菌进入胃腔后,可以先依靠鞭毛运动至pH较高处缓冲,然后分泌蛋白中和胃酸,提高pH,以便继续生存和繁殖。
【答案】 (1)拟核(核区)
(2)氧气浓度过高或过低
(3)少 缺少氮源(缺少氮源和生长因子)
(4)幽门螺杆菌进入胃腔后,首先依靠鞭毛运动至pH较高处缓冲,然后分泌蛋白中和胃酸,提高pH,以便继续生存和繁殖
消毒与灭菌
【问题导思】
①怎样区分消毒和灭菌?
②实验操作过程中怎样实施无菌操作?
1.消毒与灭菌的区别
条件 结果 常用的方法
消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体上绝大多数微生物(包括病原微生物和有害微生物的营养细胞) 煮沸消毒法(如100 ℃下5~6 min可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢)、巴氏消毒法、化学药剂消毒法
灭菌 强烈的物理或化学方法 杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子 干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌
2.常用的无菌技术
(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
(3)为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
1.消毒与灭菌的区别:两者最大的区别是芽孢和孢子是否存活。
2.无菌操作是微生物接种和培养的关键。
细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽灭菌锅、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理,这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌?
A.接种环、手、培养基
B.高压锅、手、接种环
C.培养基、手、接种环
D.接种环、手、高压锅
【审题导析】
在无菌操作中,针对不同的对象,要根据理化性质不同采用不同的方法灭菌或消毒。
【精讲精析】
处理方法 处理目的
高压蒸汽灭菌锅 高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备,通常用于培养基的灭菌
酒精 用酒精擦拭双手是消毒的一种方法
火焰灼烧 火焰灼烧可以迅速彻底地灭菌,适用于微生物的接种工具,如接种环
【答案】 C
2.(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条 ( http: / / www.21cnjy.com )件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、 等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。
(2)在微生物培养操作过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行 (填“消毒”或“灭菌”);操作者的双手需要进行清洗和 。
(3)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散,造成污染。
【解析】 (1)大肠杆菌 ( http: / / www.21cnjy.com )具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活用期短等优点,培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。
(2)灭菌是用强烈的理化因素杀死物体内 ( http: / / www.21cnjy.com )外所有的微生物,所以对培养基和培养皿要进行灭菌;而消毒是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,所以操作者的双手需要进行清洗和消毒。
(3)因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的 ( http: / / www.21cnjy.com )毒素,并可能导致肠管出现严重症状,使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散,造成污染。
【答案】 (1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短
(2)灭菌 消毒
(3)灭菌
平板划线操作
【问题导思】
①平板划线分离法的操作原理是什么?
②几次灼烧的目的是什么?
1.平板划线分离法的原理
分区域连续划线。由于划线后线条末端 ( http: / / www.21cnjy.com )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
2.平板划线法几次灼烧灭菌的目的比较
第一次操作 每次划线之前 划线结束
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
1.平板划线分离法的特点是操作简单,但是单菌落不易分离。
2.该接种方法需做对照。接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37 ℃恒温箱中,培养12 h和24 h,观察记录。
(2013·周口高二测试)有关平板划线操作的叙述不正确的是( )
A.第一次操作前灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物
B.每次划线前,灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种
C.在第二区域内划线时,接种环上的菌种直接来源于菌液
D.划线结束后,灼烧接种环能及时杀死接种环上的菌种,避免细菌污染环境或感染操作者
【审题导析】
接种划线时,将带有微生物样品的接种环,依次从第1区域―→第2区域―→第3区域划线,达到逐步稀释分散的目的。
【精讲精析】 平板划线法通过接种环在琼脂 ( http: / / www.21cnjy.com )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,以形成标准菌落。因此,每次划线时,都应将接种环上原有的菌体杀死,划线时分散的菌体来自上次划线上的菌体。
【答案】 C
3.有关倒平板的操作错误的是( )
A.将灭菌的培养皿放置在火焰旁的桌面上
B.使打开的锥形瓶瓶口迅速通过火焰
C.将培养皿打开,培养皿盖倒放在桌子上
D.等待培养基冷却凝固后需要将平板倒过来放置
【解析】 倒平板时,应用左手将培养皿 ( http: / / www.21cnjy.com )打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。整个过程中培养皿皿盖不能放在桌子上。
【答案】 C
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1.培养基的成分:水、无机盐、碳源、氮源和特殊营养物质。
2.在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程叫做接种。
3.细菌培养基的配制过程:配制培养液―→调节pH―→分装―→包扎―→灭菌―→搁置斜面。
4.消毒和灭菌的实质不同:前者只杀死绝大多数微生物,后者则杀死所有的微生物。
1.牛肉膏蛋白胨培养基的主要优点是取材 ( http: / / www.21cnjy.com )便利,营养丰富,配制简单,但由于营养成分难以控制,实验结果的重复性差,而逐渐在生产中被合成培养基代替,下列关于合成培养基的叙述错误的是( )
A.合成培养基配制繁琐、成本较高
B.合成培养基的化学成分及含量明确、实验可重复性好
C.合成培养基可采用部分天然物质和部分化学试剂配制而成
D.一般情况下,水、碳源、氮源、无机物等是各种培养基共有的物质
【解析】 合成培养基是指由准确 ( http: / / www.21cnjy.com )称量的分析纯等高纯度化学试剂与蒸馏水配制而成的培养基。它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。各种培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源、无机物等最基本的生命物质。
【答案】 C
2.甲型H1N1流感在全球范围内迅速蔓延,导致很多人死亡,该流感是由甲型H1N1流感病毒感染引起的,培养该病毒应使用( )
A.在适宜温度和湿度下的活的鸡胚
B.碳源与氮源比例恰当的液体培养基
C.富含维生素的固体培养基
D.严格无菌的猪肉汤
【解析】 病毒营寄生生活,必须寄生在活细胞中才能存活。
【答案】 A
3.(2013·徐州高二检测)关于灭菌和消毒的理解不正确的是( )
A.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子
B.消毒和灭菌的实质是相同的
C.接种环用灼烧灭菌
D.常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂法
【解析】 灭菌与消毒是两个概念。灭菌是 ( http: / / www.21cnjy.com )指杀灭一定环境中的所有微生物的细胞、芽孢和孢子。根据不同的材料选用不同的灭菌方法,如接种环用火焰灼烧法,培养基用高压蒸汽灭菌法等。消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体上绝大多数微生物。
【答案】 B
4.(2013·新乡高二检测)对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是( )
①化学消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线灭菌 ⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法
A.⑤③②①④⑥ B.①②③④⑤⑥
C.⑥②③④①⑤ D.③④②①⑥⑤
【解析】 培养基用高压蒸汽灭菌;培养皿能耐 ( http: / / www.21cnjy.com )高温,需用干热灭菌;接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果;实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒,如用酒精擦拭双手;空气可用紫外线消毒;为了不破坏牛奶的营养成分,可采取巴氏消毒法。
【答案】 A
5.在接种操作过程中,不正确的是( )
A.要将接种环灼烧灭菌
B.取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌
C.将接种环伸入试管内,先接触长菌多的部位
D.接种后还要将管口灭菌加塞
【解析】 接种环伸入试管内先接触未长菌的部位,待接种环冷却后再接触长菌部位。
【答案】 C
6.(2013·江苏高考)某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是( )
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线
C.接种后的培养皿须放在光照培养箱中培养
D.培养过程中每隔一周观察一次
【解析】 微生物分离中培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )的制备应是先灭菌再倒平板,A项错误;每一次划线前都要灼烧接种环,以杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种,B项正确;接种后的培养皿应在恒温培养箱中进行培养,光照会影响温度等条件,C项错误;培养过程中观察的间隔时间不能太长,适宜条件下一般不超过24 h,D项错误。
【答案】 B
7.乳酸菌素(小分子蛋白质)有抑菌作用,其提取及应用如图所示。
乳酸菌A―→培养液―→乳酸菌素―→抑菌实验
(1)对新配制的培养基灭菌时所用的设备是 。实验前需对超净工作台进行 处理。
(2)培养基中的尿素可为乳酸菌A生长提供 。
(3)抑菌实验时,在长满致病菌的平板上,会出现以抑菌物质为中心的透明圈。可通过测定透明圈的 来测定乳酸菌素的抑菌效果。
【解析】 (1)新配制的培养基需要用高 ( http: / / www.21cnjy.com )压蒸汽灭菌锅灭菌;实验前需对超净工作台进行消毒处理。(2)尿素可为乳酸菌A提供氮源。(3)透明圈越大,表明抑菌效果越好。
【答案】 (1)高压蒸汽灭菌锅 消毒 (2)氮源 (3)直径(或:大小)
8.某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。
(1)培养基中含有蛋白胨、淀粉分别为细 ( http: / / www.21cnjy.com )菌培养提供了 和 。除此之外,培养基还必须含有的基本成分是 和 。
(2)对培养基进行灭菌,应该采用的方法是 。
(3)为了尽快观察到细菌培养的实验结果, ( http: / / www.21cnjy.com )应将接种了湖水样品的平板置于 中培养,培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得结果可靠,还应该同时在另一平板上接种 作为对照进行实验。
(4)培养了20小时后,观察到平板上有形态和 ( http: / / www.21cnjy.com )颜色不同的菌落,这说明湖水样品中有 种细菌。一般说来,菌落总数越多,湖水遭受细菌污染的程度越 。
(5)如果提高培养基中NaCl的浓度,可以用于筛选耐 细菌,这种培养基被称为 。
【解析】 本题考查培养基的配制以及微 ( http: / / www.21cnjy.com )生物培养的实际应用,从题中获取的主要信息有:①微生物培养需要的营养物质;②无菌操作和接种技术;③培养基的种类。
解答本题可从培养基的营养物质入手。用于 ( http: / / www.21cnjy.com )培养微生物的培养基中,一般要含有微生物所需要的碳源、氮源、水和无机盐等成分,碳源、氮源一般分别由糖类和蛋白质提供。对培养基常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。在检测湖水中细菌的污染情况时,应设置对照,才能得出可靠的结果。在培养微生物时,若改变培养基中的成分或含量,可选择出适合新条件下的微生物,这样的培养基称为选择培养基。
【答案】 (1)氮源(碳源不作要求) 碳源 无机盐 水
(2)高压蒸汽灭菌
(3)恒温培养箱 无菌水 (4)多 高
(5)盐(或NaCl) 选择培养基
一、选择题
1.不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中,不正确的是( )
A.氮源物质为该微生物提供必要的氮素
B.碳源物质也是该微生物的能源物质
C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质
D.水是该微生物的营养要素之一
【解析】 一般来说,微生物所需的营养物质 ( http: / / www.21cnjy.com )主要包括碳源、氮源、生长因子、无机盐和水这五大类营养要素。题目中说该种微生物的碳源是空气中的二氧化碳,即该种微生物能通过相关的生理作用,将二氧化碳合成自身所需要的有机物,为自身的生长发育提供营养、能量,但CO2本身不是该微生物的能源物质。
【答案】 B
2.下列有关培养基叙述正确的是( )
A.培养基的营养成分都有碳源、氮源、水、无机盐
B.除水以外的无机物都属于无机盐
C.用培养基培养甲型H1N1流感病毒作为科学研究
D.培养基配制过程中应调pH,适应各微生物的生长
【解析】 固氮微生物培养基可无氮源,有的无机物如NH4NO3可作氮源,H1N1流感病毒必须寄生在细胞内,不能用培养基培养。
【答案】 D
3.(2013·连云港高二测试)下列哪种生物不能用人工合成的培养基培养( )
A.大肠杆菌 B.酵母菌
C.毛霉 D.HIV
【解析】 HIV为病毒,病毒的培养要用活体细胞培养的方法,不能用人工合成的培养基培养。
【答案】 D
4.关于微生物的营养,说法正确的是( )
A.同一种物质不可能既作碳源又作氮源
B.凡是碳源都能提供能量
C.除水以外的无机物仅提供无机盐
D.无机氮源也可能提供能量
【解析】 对一些微生物来说,含C、 ( http: / / www.21cnjy.com )H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。CO2是光能自养细菌的碳源,但不能提供能量。CO2和N2是无机物,也是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用的氮源是无机氮源氨,同时氨也为硝化细菌提供用以化能合成作用的能源。
【答案】 D
5.获得纯净培养物的关键是( )
A.将用于微生物培养的器皿、接种用具、培养基等器具进行灭菌
B.接种纯种细菌
C.适宜环境条件下培养
D.防止外来杂菌的入侵
【解析】 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。
【答案】 D
6.高温灭菌的原理是( )
A.每种微生物生长的最适温度是一定的
B.微生物对于高温环境不适应
C.高温破坏了微生物细胞内的蛋白质、核酸,影响其生命活动
D.高温降低了环境中氧的浓度
【解析】 高温的致死作用,主要是使微生物的蛋白质和核酸等重要生物大分子物质发生不可逆转的变性。
【答案】 C
7.(2013·伊犁高二检测)下面对发酵过程中灭菌的理解不正确的是( )
A.防止杂菌污染
B.消灭杂菌
C.培养基和发酵设备都必须灭菌
D.灭菌必须在接种前
【解析】 A是灭菌的目的,发酵大多是 ( http: / / www.21cnjy.com )单一纯种,整个发酵过程不能混入其他微生物(杂菌)。但实际灭菌过程中不可能只消灭杂菌,而是消灭全部微生物。发酵设备和物质必须灭菌,其灭菌在接种前,若在接种后会将接种菌杀死。
【答案】 B
8.将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37 ℃恒温箱中的目的是( )
A.对比观察培养基有没有被微生物利用
B.对比分析培养基上是否生有杂菌
C.对比说明培养基营养是否充足
D.下次接种时再使用
【解析】 如果未接种的培养基没有生长出微生物,说明接种后的培养基没有被杂菌污染。
【答案】 B
9.(2011·北京西城区目标检测)如右图是微生物平板划线示意图,划线的顺序为12345。下列操作方法正确的是( )
A.操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌
B.划线操作须在火焰上进行
C.在5区域中才可以得到所需菌落
D.在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌
【解析】 本题考查平板划线的操作方法。 ( http: / / www.21cnjy.com )在每次划线前后都要对接种环进行灭菌,接种环的灭菌方法应是在火焰上灼烧,接种时划线操作是在火焰边进行。在5个区域中,只要有单个活细菌,通过培养即可获得所需菌落。
【答案】 D
10.三个培养皿中分别加入1 ( http: / / www.21cnjy.com )0 mL不同的培养基,然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36 h后,计算菌落数,结果如下表。下列选项正确的是( )
培养皿 培养基成分 菌落数
Ⅰ 琼脂、葡萄糖 35
Ⅱ 琼脂、葡萄糖、生长因子 250
Ⅲ 琼脂、生长因子 0
A.该实验采用的是液体培养基
B.接种时为方便操作可完全打开皿盖
C.Ⅰ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长不需要生长因子
D.Ⅱ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖
【解析】 该培养基加入了琼 ( http: / / www.21cnjy.com )脂,故为固体培养基;Ⅰ和Ⅲ对照,说明大肠杆菌生长需要葡萄糖,但不能证明是否需要生长因子;Ⅱ和Ⅲ对照,自变量是有无葡萄糖,说明大肠杆菌的生长需要碳源葡萄糖。
【答案】 D
二、非选择题
11.下表为牛肉膏蛋白胨培养基的成分列表,据此回答:
成分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl H2O
含量 0.5 g 1 g 0.5 g 100 mL
(1)蛋白胨在培养基中的作用是 。
(2)要用此材料配制观察细菌菌落状况的培养基,还需添加的成分是 。
(3)表中各成分含量确定的原则是 。
(4)培养基配制好后,分装前应进行的工作是 ( http: / / www.21cnjy.com ) 。
(5)从配制培养基直到培养完 ( http: / / www.21cnjy.com )成,所采用的预防杂菌污染的方法有
。
(6)在培养基凝固前要搁置斜面,其目的是 ( http: / / www.21cnjy.com ) 。
【解析】 蛋白胨含有蛋白质、糖类等比较 ( http: / / www.21cnjy.com )丰富的营养成分,在培养基中可以作为氮源、碳源,其中的某些小分子有机物也可以作为特殊营养物质;培养基的制备遵循的原则是目的明确、比例协调、pH适宜,所以在分装前要调节pH;而整个培养过程中包括培养基的高压蒸汽灭菌、接种环的灼烧、操作者酒精擦拭双手、菌种试管口的棉塞密封等,都是预防杂菌污染的方法。
【答案】 (1)提供碳源、氮源、特殊营养物质
(2)琼脂(凝固剂)
(3)根据所培养微生物对各营养成分的需要量
(4)调节pH
(5)高压蒸汽灭菌、灼烧接种环、酒精棉擦手、棉塞塞试管口、在酒精灯火焰旁接种等
(6)扩大接种面积
12.(2013·淮安高二测试)炭 ( http: / / www.21cnjy.com )疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病。炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列,菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者,可根据噬菌体的宿主专一性,通过实验确诊。
(1)细菌培养:采集疑似患者的样本,分离培养,获得可疑菌落。
(2)细菌鉴定:实验流程如图所示
①对配制的液体培养基等需采取 方法灭菌;实验所用液体培养基的碳源为 (填“无机碳”或“有机碳”)。
②挑选可疑菌落制片后,用 观察,可看到呈竹节状排列的杆菌。
③接种可疑菌后,35 ℃培养24 ( http: / / www.21cnjy.com )小时,液体培养基变浑浊,原因是 。
对照组试管中应加入 ,与 ( http: / / www.21cnjy.com )实验组同时培养6小时后,若实验组液体培养基的浑浊度比对照组 (填“高”或“低”),则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染,反之则排除。
【解析】 (2)①培养可疑炭疽杆菌 ( http: / / www.21cnjy.com )之前应先将液体培养基进行高压蒸汽灭菌。由于炭疽杆菌是异养生物,因此培养基中的碳源应是有机碳。②观察杆菌应用显微镜。③接种可疑菌24小时后,液体培养基变浑浊的原因是细菌大量繁殖。
【答案】 (2)①高压蒸汽 有机碳
②显微镜
③细菌大量繁殖 等量生理盐水 低
13.氯苯化合物是重要的有机化工原料 ( http: / / www.21cnjy.com ),不易降解,会污染环境。某研究小组依照下列实验方案(图1)筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌,培养基配方如表1。
图1
表1 培养基的组成
液体
培养基 蛋白胨 牛肉膏 氯苯 氯化钠 硝酸铵 无机盐
(无碳) 蒸馏水
Ⅰ号 10 g 5g 5 mg 5 g - - 1 L
Ⅱ号 - - 50 mg 5 g 3 g 适量 1 L
Ⅲ号 - - 20 mg
~
80 mg 5 g 3 g 适量 1 L
(1)配制Ⅱ号固体培养基时,除添加Ⅱ号液体培养基成分外,还应添加1%的 。
(2)培养基配制时,灭菌与调pH的先后顺序 。
(3)在Ⅱ号培养基中,为SP1菌提供氮源的成分是 。
(4)将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的 ( http: / / www.21cnjy.com )Ⅲ号培养基中培养,得到生长曲线(如图2)。从图2可知SP1菌在 培养条件下最早停止生长。
图2
【解析】 (1)固体培养 ( http: / / www.21cnjy.com )基必须含有适量的琼脂;(2)配制培养基时应先调pH后灭菌;(3)Ⅱ号培养基成分中含N物质为硝酸铵,则应由它为SP1菌提供氮源;(4)SP1菌是以氯苯为碳源,当氯苯消耗尽,菌株因缺少碳源而不能继续生存,故氯苯含量越少,SP1菌越早停止生长。
【答案】 (1)琼脂 (2)先调pH,后灭菌 (3)硝酸铵
(4)20 mg/L氯苯
第二节分离特定的微生物并测定其数量
(教师用书独具)
●课标要求
1.结合涂抹平板法或混合平板法分离细菌的知识掌握涂抹平板法或混合平板法操作技术。
2.结合选择培养分离的实验,掌握选择培养基的选择作用。
●课标解读
1.掌握涂抹平板法或混合平板法。
2.掌握利用选择培养基分离特定微生物的方法。
3.观察各种微生物形成的菌落。
●教学地位
本节内容涉及了涂抹平板法或混合平 ( http: / / www.21cnjy.com )板法分离细菌、选择培养分离、观察各种微生物形成的菌落,仅以尿素为氮源的土壤微生物的分离、培养与数量测定、分离土壤中能分解纤维素的微生物等内容,属于微生物利用的一些基本操作,是高考中的常考内容。
●教法指导
1.涂抹平板法和混合平板法可用多媒体课件展示,通过讨论掌握其操作要领。
2.菌株计数的两种计数方法可通过列表比较、分析出各自的特点。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1.可通过分离微生物的具体事例,引出分离微生物的两种基本的分离方法。
2.可通过微生物的营养需求,引出选择培养基的作用。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读教材P ( http: / / www.21cnjy.com )17-24,填写【课前自主导学】,完成“思考交流1、2、3”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2:根据创设的情景,引出基因工程的概念,并通过【课堂互动探究】探究1分析、理解涂抹平板法和混合平板法的异同。通过例1巩固、提高。 步骤3:结合目的微生物的生长条件过渡至选择培养基的作用的教学。
步骤7:回扣基础知识,将检查、批阅 ( http: / / www.21cnjy.com )【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化,重点对【正误判断】部分进行辨析。 步骤6:通过【课堂互动探究】探究3分析理解菌株计数的两种计数方法。 步骤5:结合菌落的观察过渡至菌株计数的教学。 步骤4:通过【课堂互动探究】探究2帮助学生认识选择培养基的作用,利用例2验收、巩固。
步骤6:引导学生通过合作,整理本 ( http: / / www.21cnjy.com )节重点、难点内容,利用【本课知识小结】进行总结,建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。 步骤7:通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握涂抹平板法或混合平板法。
2.掌握利用选择培养基分离特定微生物的方法。
3.观察各种微生物形成的菌落。 1.涂抹平板法或混合平板法。(重难点)
2.选择培养基的选择作用。(重点)
涂抹平板法或混合平板法分离细菌
1.平板分离法
将单个微生物分离和固定在固体培养基表面或里面,每个孤立的活微生物经过生长、繁殖均可形成单个菌落。
2.分离、培养微生物最常用的是琼脂固体培养基。
3.实验室中最常用的两种平板分离法是涂抹平板法和混合平板法。
1.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌吗?
【提示】 标准的单个菌落中只含有一种细菌。
选择培养分离
1.原理
(1)不同的微生物有特殊的营养需求或对某种化学物质有不同的敏感性。
(2)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.目的
采用选择培养分离的方法,经过一定时间的培养后,使这种微生物在群落中的数量不断增加,再通过平板稀释法等进行纯培养分离。
2.如果要分离厌氧菌,应在什么条件下培养?
【提示】 在无氧条件下培养。
观察各种微生物形成的菌落
1.菌落的概念
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.菌落的特征
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。
3.观察菌落的意义
可以成为对微生物进行分类、鉴定的重要依据。
仅以尿素为氮源的土壤微生物的分离、培养与数量测定
1.准备实验器材
2.采集土壤,制备悬液
(1)制备悬液
称取0.5 g土壤样品,倒入盛有50 mL无菌水的锥形瓶,振荡20 min,使土样充分打散,即为10-2g/mL的土壤悬液。
(2)等比稀释
用无菌移液管吸取0.5 mL土壤悬 ( http: / / www.21cnjy.com )液注入盛有4.5 mL无菌水的1号试管,配成10-3g/mL的土壤悬液。取另一支无菌移液管吹吸1号试管3次,使悬液均匀,再吸取0.5 mL注入盛有4.5 mL无菌水的2号试管,配成10-4g/mL的土壤悬液。以此类推,依次配制成10-5g/mL、10-6g/mL、10-7g/mL、10-8g/mL的土壤悬液。
3.培养基的选择
选择适于分离特定微生物的培养基:利用不同微生物代谢特性的不同,通过选择培养基选出所需要的特定微生物。
4.接种
采用3支无菌移液管分别吸取 ( http: / / www.21cnjy.com )10-8 g/mL、10-7 g/mL、10-6 g/mL的土壤悬液各1 mL加入培养皿中,每个浓度设置3个重复,并充分振荡混合均匀,用涂抹平板法进行分离。
5.培养与观察
将培养皿倒置于37 ℃恒温箱中培养1~2d,观察细菌菌落。
6.计数菌落
培养24~48 h后取出平板, ( http: / / www.21cnjy.com )计数,选取菌落数为30~300的一组为样本进行统计。每克土壤样品的细菌数=某一稀释度几次重复培养后的菌落平均数×稀释倍数(假定涂抹所用稀释液为1 mL)。
3.你认为计数的菌数与实际菌落之间存在什么样的关系?
【提示】 实际菌落数远大于计数的菌落数目。原因是有的菌落不只由一个细菌生长而成。
分离土壤中能分解纤维素的微生物
1.研究目标
(1)研究培养基对微生物的选择作用。
(2)探讨能分解纤维素的微生物的应用价值。
2.研究指导步骤
问题与假设―→设计与实验―→交流与合作―→结论与反思。
1.每种培养基都只适合一种微生物的特殊营养需求。(×)
【提示】 常常能适合一些微生物生长,而另一些微生物的生长会被抑制。
2.要选择培养分离能固氮的微生物应选用含氮的培养基。(×)
【提示】 要选用无氮的培养基。
3.在固体培养基上形成的单个菌落即为纯培养物。(√)
4.经过选择培养分离平板上出现30个菌落最好。(√)
【提示】 在平板上出现了30~300个单个细菌菌落为宜。
涂抹平板法和混合平板法的异同
【问题导思】
①在固体培养基上怎样分离微生物?
②如何比较涂抹平板法和混合平板法?
1.过程如图
2.结果不同
(1)涂抹平板法:细菌菌落通常仅在平板表面生长。
(2)混合平板法:细菌菌落出现在平板表面及内部。
3.目的相同:分离和计数各种目的微生物。
1.平板划线分离法与上述两种方法的不同点是:平板划线分离法不能用于微生物的计数。
2.用涂抹平板法和混合平板法分离后统计的菌落数是活菌数。
3.混合平板法用不到玻璃刮铲。
(2013·安康高二测试)用稀释涂抹平板法来统计样品中的活菌数时,通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。原因是( )
A.平板上的一个菌落就是一个细菌
B.菌落中的细菌数是固定的
C.此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌
D.此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同
【审题导析】 待测样品往往不易完全分散成单个个体。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 由于待测样品不一定完全分开,一个菌落也可能由2~3个细菌组成
B 菌落中的细菌数不一定固定
C 一个标准菌落一般来源于一个细菌
D 此方法统计的菌落数往往偏低于活菌的实际数
【答案】 C
1.在平板划线操作中,错误的是( )
A.将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红
B.将烧红的接种环在火焰旁边冷却
C.接种环在平板上的划线位置是随机的
D.在挑取菌种前和接种完毕后均要将试管口通过火焰
【解析】 接种环灼烧及接种前后试管口要通过火 ( http: / / www.21cnjy.com )焰,其目的是为了防止杂菌污染,将接种环先冷却再接种可以避免高温烫死菌种。在平板上划线时,要划三至五条平行线,而不是随机划线。
【答案】 C
选择培养基的作用
【问题导思】
①选择培养基为什么具有选择作用?
②怎样利用选择培养基对微生物进行筛选?
1.选择培养基筛选微生物的原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
2.选择培养基筛选微生物的方法
(1)在培养基中加入某种化学物质。例如,加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌;加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。
(2)改变培养基中的营养成分。例如,缺乏氮源时可以分离固氮微生物;石油作为唯一碳源时,可以分离出能消除石油污染的微生物。
(3)改变微生物的培养条件。例如,将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物。
1.生物适应一定环境,环境对生物具有 ( http: / / www.21cnjy.com )选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等均可以选择出目的微生物,如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
2.原则上只有目的微生物 ( http: / / www.21cnjy.com )才能在选择培养基上生长。但实际上,微生物培养是一个非常复杂的问题,有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖,因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物,还需要进一步的验证。
下面是本课题将用到的培养基配方,请根据下表回答下面的问题。
编号 成分 含量
① KH2PO4 1.4 g
② Na2HPO4 2.1 g
③ MgSO4·7H2O 0.2 g
④ 葡萄糖 10.0 g
⑤ 尿素 1.0 g
⑥ 琼脂 15.0 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1 000mL
(1)在该培养基的配方中,为微生物提供碳源的是 ,提供氮源的是 。
(2)绝大多数微生物都能利用 ,但是,只有能合成脲酶的微生物才能分解 。
(3)分析该培养基的配方,该培养基对微生物是否具有选择作用?如果具有,又是如何进行选择的?
【思维导图】
( http: / / www.21cnjy.com )
微生物的营养→明确微生物的
营养组成—→
【精讲精析】 碳源是提供 ( http: / / www.21cnjy.com )碳元素的物质,氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖,氮源是尿素。绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
【答案】 (1)葡萄糖 尿素
(2)葡萄糖 尿素
(3)具有。以尿素为唯一氮源的培养基可以分离到产生脲酶的微生物(即分解尿素的微生物)。
2.下表是微生物的培养基成分。请据图回答:
编号 成分 含量
① (NH4)2SO4 0.4 g
② KH2PO4 4.0 g
③ FeSO4 0.5 g
④ CaCl2 0.5 g
⑤ H2O 100 mL
(1)上表培养基可培养的微生物类型是 。
(2)此培养液能否用于植物的无土栽培 ( http: / / www.21cnjy.com )? ,理由是 ,若用于无土栽培,还应注意培养液中 的含量。
(3)若除去①,加入(CH2O),该培养基可用于培养 。
(4)表中营养成分共有 类。
【解析】 依据培养基中未提供碳源,可判 ( http: / / www.21cnjy.com )定该生物应为自养型,但对植物来说,无土栽培时所用培养液必须是全素培养液(即含所有必需元素),因此,该培养液不可直接用于培养植物进行无土栽培。从培养基中除去(NH4)2SO4(氮源),加入(CH2O)(有机碳源),该培养基可用于培养固氮微生物。表中共有3类营养成分,分别为水、无机盐和氮源。
【答案】 (1)自养型微生物
(2)不能 缺乏Mg等6种必需矿质元素 氧气
(3)固氮微生物 (4)3
菌株计数
【问题导思】
①菌株的计数方法有哪些?
②利用稀释平板分离法计数与显微镜直接计数有怎样的区别?
微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等,但是一般使用计数法,计数法可分为直接计数法和间接计数法。二者比较如下:
直接计数法 间接计数法
主要用具 显微镜、细菌计数板 培养基
计数依据 菌株本身 培养基上菌落数
优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌
缺点 死菌、活菌都计算在内 操作较复杂,且有一定误差
计算公式 每毫升原液含菌株数=400×1 000×每小格平均菌株数×稀释倍数① 每毫升原液含菌株数=×稀释倍数
注:①400、1 000是常数。
1.在设计实验时,一定要涂布至少3个平板作为重复组。
2.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,如果差别过大,则意味着操作有误,需要重新实验。
自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。
步骤:①制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。②用稀释涂抹平板法接种样品。③适宜温度下培养。
结果分析:
(1)测定的大肠杆菌数,在对应稀释倍数为106的培养基中,得到以下几种统计结果,正确可信的是 。
A.一个平板,统计的菌落数是23
B.两个平板,统计的菌落数是22和26,取平均值24
C.三个平板,统计的菌落数分别是21、5和52,取平均值26
D.四个平板,统计的菌落数分别是21、30、24和25,取平均值25
(2)一同学在稀释倍数为106的培养基中 ( http: / / www.21cnjy.com )测得平板上菌落数的平均值为23.4,那么每毫升样品中的菌株数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2 mL) 。
(3)用这种方法测定密度,实际活菌数量 ( http: / / www.21cnjy.com )要比测得的数量 ,因为 。
(4)某同学在测定大肠杆菌的密度时发现,在培养基上还有其他杂菌的菌落,能否肯定该大肠杆菌的品系被污染了?为什么?
【思维导图】
( http: / / www.21cnjy.com )
大肠杆菌
数量的测定―→关键是明确
测定方法-
【精讲精析】 (1)计数微生物时可选取多个菌落数相差不大的平板计数求其平均值。
(2)23.4÷0.2×106=1.17×108(个)。
(3)因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。
【答案】 (1)D (2)1.17×108个
(3)多 菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成,所以实际活菌数量要比测得的数量多
(4)不能。因为不能排除杂菌来自培养基或来自培养过程。
3.探究如何从土壤中分离自生固氮菌与计数。
实验原理:农田的表层土壤中,自生固氮菌的含量 ( http: / / www.21cnjy.com )比较多。将用表土制成的稀泥浆,接种到无氮培养基上进行培养。在这种情况下,只有自生固氮菌才能生长繁殖。用这种方法,可以将自生固氮菌与其他细菌分离开来。
材料用具:农田的表层土壤、无氮 ( http: / / www.21cnjy.com )培养基、牛肉膏蛋白胨培养基、盛9 mL无菌水的大试管若干。无菌移液管、无菌涂布器、无菌培养皿、盛90 mL无菌水的锥形瓶、酒精灯、恒温箱。
方法步骤:
(1)倒平板。分别将无氮培养基、牛肉膏蛋白胨培养基倒平板,应在 操作。
(2)制备土壤稀释液。取土样10 ( http: / / www.21cnjy.com )g加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀。用无菌移液管吸取上清液1 mL,转至9 mL无菌水的大试管中,依次稀释到107倍稀释度。为实现无菌操作,试管口和移液管应在离火焰 cm处。
(3)涂布。按照由107~1 ( http: / / www.21cnjy.com )03稀释度的顺序分别吸取0.1 mL进行平板涂布,每个稀释度下,无氮培养基应至少涂布 个平板,牛肉膏蛋白胨培养基涂布 个平板。
(4)培养。放入恒温箱内,在适宜温度条件下培 ( http: / / www.21cnjy.com )养3 d~4 d。一般每隔 小时统计一次,选取 时的记录作为结果,这样可以防止 。
(5)细菌的计数。当菌落数目稳定时,选取菌 ( http: / / www.21cnjy.com )落数在 的平板进行计数。如果测试的平均值为50,则每克样品中的菌落数是 。(稀释度是105)
(6)预期结果。相同稀释度下,牛肉膏蛋白胨平 ( http: / / www.21cnjy.com )板上的菌落数 (填“多于”或“少于”)无氮培养基上的数目。理由是 。
【答案】 (1)酒精灯火焰旁 ( http: / / www.21cnjy.com )(2)1~2 (3)3 1 (4)24 菌落数目稳定 因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 (5)30~300 5×107 (6)多于 无氮培养基上可以生存和繁殖的只是土壤中的固氮菌,而牛肉膏蛋白胨培养基上几乎允许土壤中所有菌类的生长
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1.分离、培养微生物最常用的是琼脂固体培养基。
2.用涂抹平板法形成的细菌菌落通常仅在平板表面生长,而混合平板法形成的细菌菌落出现在平板表面及内部。
3.微生物分离的原理是提供有利于目的菌株生长的条件,同时抑制或阻止其他微生物生长。方法是使用选择培养基。
4.统计菌落数目的方法可分为活菌计数法和显微镜直接计数法。前者的原理是稀释涂抹平板法接种,一个菌落代表一个单细胞;后者的原理是利用计数板,在显微镜下计数。
1.(2013·南京高二质检)在涂抹平板操作时错误的是( )
A.将涂抹器在酒精灯火焰上灼烧,直到烧红
B.取少量菌液滴加在培养基表面
C.为了防止污染,涂抹时培养皿盖不要完全打开
D.涂抹时可转动培养皿,使涂布均匀
【解析】 涂抹器的灭菌是将其沾少量酒精在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10 s使用。
【答案】 A
2.用稀释涂抹平板法测定同一土壤样品中的细菌数,在对应稀释倍数为106的培养基中,得到以下几种统计结果,正确的是( )
A.涂抹了一个平板,统计的菌落数是230
B.涂抹了两个平板,统计的菌落数是215和260,取平均值238
C.涂抹了三个平板,统计的菌落数分别是21、212和256,取平均值163
D.涂抹了三个平板,统计的菌落数分别是210、240和250,取平均值233
【解析】 在设计实验时,一定要涂抹至少3个平 ( http: / / www.21cnjy.com )板,作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性,所以A、B不正确。C项虽涂抹了3个平板,但是,其中1个平板的计数结果与另两个相差太远,说明在操作过程中可能出现了错误,因此,不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
【答案】 D
3.(2013·泰州高二质检)在对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是( )
A.用液体培养基可获得大量菌体
B.纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长
C.在液体培养基中纤维素分解菌可充分利用营养物质
D.用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌
【解析】 在对纤维素分解菌进行选择培养时,用液体培养基的目的是在液体培养基中纤维素分解菌繁殖速度更快,可获得大量菌体。
【答案】 A
4.下表资料表明在各种培养 ( http: / / www.21cnjy.com )中细菌的生长,S、C、M为简单培养基;U、V、X、Y、Z代表加入培养基的不同物质,问哪一种物质细菌不能合成?( )
培养基 生长状态
S、C、M -
S、C、M+V+Z -
S、C、M+U+Y +
S、C、M+Z+X -
S、C、M+V+Y +
S、C、M+U+X -
S、C、M+Y+Z +
A.U B.V
C.Y D.Z
【解析】 基础培养基上加入Y后都能正常生长,没有Y就不能正常生长,因此Y物质细菌不能合成。
【答案】 C
5.(2013·徐州高二检测)下列关于微生物分离和培养的有关叙述,错误的是( )
A.微生物培养前,需对培养基进行消毒
B.测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法
C.分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度
D.分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源
【解析】 微生物培养前,需 ( http: / / www.21cnjy.com )对培养基进行灭菌,而不是消毒;测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法而一般不用活菌计数法;分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度以便能从中选择出菌落数在30~300间的平板进行计数;分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源。
【答案】 A
6.产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是( )
A.一个细菌,液体培养基
B.许多细菌,液体培养基
C.一个细菌,固体培养基
D.许多细菌,固体培养基
【解析】 菌落是一个或几个细菌的子细胞群体,在固体培养基上肉眼可见,是作为菌种鉴定的重要依据,若是多种细菌形成的菌落则不是标准菌落。
【答案】 C
7.(2013·青岛高二检测)甲、乙 ( http: / / www.21cnjy.com )、丙是三种微生物,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖,甲能在Ⅰ中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都不能。下列说法正确的是( )
成分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
粉状硫10 g + + +
KH2PO44 g + + +
FeSO40.5 g + + +
蔗糖10 g + - +
(NH4)2SO40.4 g - + +
H2O100 mL + + +
MgSO49.25 g + + +
CaCl20.5 g + + +
A.甲、乙、丙都是异养微生物
B.甲、乙都是自养微生物,丙是异养微生物
C.甲是异养微生物,乙是固氮微生物,丙是自养微生物
D.甲是固氮微生物,乙是自养微生物,丙是异养微生物
【解析】 利用不同的选择培养基可分离出我 ( http: / / www.21cnjy.com )们所需的微生物。从表格中可看出,Ⅰ培养基中无氮源,Ⅱ中无碳源,Ⅲ为完全培养基。由此可知能在Ⅰ中生存的甲只能是固氮微生物,能在Ⅱ中生存的乙是自养微生物,丙只在Ⅲ中存活,为异养微生物。
【答案】 D
8.某化工厂的污水池中,含有一种有 ( http: / / www.21cnjy.com )害的、难以降解的有机化合物A,研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能高效降解化合物A的细菌(“目的菌”)。实验的主要步骤如下。请分析回答问题:
(1)培养基中加入化合物A的目的是筛选 ,这种培养基属于 培养基。
(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自培养基中的 ,实验需要振荡培养,由此推测“目的菌”的代谢类型是 。
(3)培养若干天后,应选择培养瓶中化合物A含量 的培养液,接入新的培养液中连续培养,使“目的菌”的数量 。
(4)转为固体培养时,常采用 的方法接种,获得单菌落后继续筛选。
【解析】 题干中首先说明了化合物A ( http: / / www.21cnjy.com )是有机物,后来在培养基中又增加了磷酸盐、镁盐以及微量元素,通过比较各培养瓶中化合物A的多少,选出“目的菌”,由此还可推断出“目的菌”所需碳源和氮源都来自化合物A,是异养型。获得“目的菌”后,再进行扩大培养,培养过程中及培养结束后注意灭菌。
【答案】 (1)目的菌 选择
(2)化合物A 异养需氧型
(3)减少 增加
(4)平板划线
9.曾获诺贝尔生理学或医学奖 ( http: / / www.21cnjy.com )的美国科学家鲁里亚和德尔布吕克设计实验来研究大肠杆菌的抗噬菌体突变是发生在接触噬菌体之前还是之后。请阅读以下资料回答问题。
实验的方法和步骤如图所示:
培养皿中培养基的基本配方:
配方 蛋白胨 乳糖 K2HPO4 水 琼脂 20%伊红水溶液 0.325%美蓝水溶液 pH
含量 10 g 10 g 2 g 1 000 mL 25 g 20 mL 20 mL 7.2~7.4
(1)在培养基中加噬菌体的作用是 ;加伊红和美蓝的目的是 。
(2)由于大肠杆菌的同化作用类型 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ,因此,在培养基中还加入了一些相应的物质,其中 是大肠杆菌生长的主要碳源, 是氮源。
(3)从生态学的角度看,噬菌体与大肠杆菌这两种生物之间的关系是 。
(4)该实验有两个假设
假设一:大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之前:
假设二:大肠杆菌的抗噬菌体突变发生在大肠杆菌与噬菌体接触之后。
你认为图中的实验结果支持上述哪个假设: ,如果另一个假设成立的话,实验结果应该是: 。
(5)在这个实验设计中,研究者根据培 ( http: / / www.21cnjy.com )养皿中菌落数的差异推断 ,从而证明假设的成立。请你分析出现A4和A5实验结果的原因: 。
【答案】 (1)选择具有抗噬菌体突变的大肠杆菌
便于识别大肠杆菌的菌落
(2)异养型 乳糖 蛋白胨 (3)寄生
(4)假设一 A、B两组所有的培养基上菌落数没有显著差异
(5)抗噬菌体变异发生时间的差异
A5比A4发生突变的时间早,具有抗噬菌体突变的大肠杆菌数较多,培养皿中出现的菌落数就多
一、选择题
1.不用显微镜也可以鉴定细菌的种类,主要依据是细菌菌落的特征。下列不是菌落特征的是( )
A.大小和形状 B.光泽度和透明度
C.颜色和硬度 D.气味和pH
【解析】 不同种类的细菌所形成的菌落 ( http: / / www.21cnjy.com )大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征,所以每种细菌在一定条件下所形成的菌落,可以作为菌种鉴定的重要依据。
【答案】 D
2.(2013·宿迁高二检测)要从多种细菌中分离某种细菌,培养基要用( )
A.加入青霉素的培养基
B.固体培养基
C.加入高浓度食盐的培养基
D.液体培养基
【解析】 如果加入青霉素则抑制所有 ( http: / / www.21cnjy.com )细菌生长;若加入高浓度食盐,则只能选择出金黄色葡萄球菌;液体培养基多用于生产,分离鉴定一般不用液体培养基。
【答案】 B
3.在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基称做( )
A.鉴别培养基 B.加富培养基
C.选择培养基 D.基础培养基
【解析】 鉴别培养基是在培养基中加入 ( http: / / www.21cnjy.com )某种特殊化学物质,使微生物的代谢产物与特殊化学物质发生特定化学反应,产生明显特征变化;加富培养基一般用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物;基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基,如牛肉膏蛋白胨培养基;选择培养基是在培养基中加入特殊营养物质或化学物质,抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长。
【答案】 C
4.通过选择培养基可以从混杂的微生 ( http: / / www.21cnjy.com )物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长;在培养基中加入青霉素可抑制细菌和放线菌;在培养基中加入10%酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法不能从混杂的微生物群体中分别分离出( )
A.大肠杆菌 B.霉菌
C.放线菌 D.固氮细菌
【解析】 固氮微生物的生 ( http: / / www.21cnjy.com )长不需要从培养基上获得氮源,可在缺乏氮源的培养基上正常生长;加入青霉素的培养基上不能生长细菌和放线菌,则可收获霉菌和酵母菌;加入酚的培养基使细菌和霉菌不能正常生长,而放线菌却能利用酚作原料合成自身产物。
【答案】 A
5.(2013·安徽淮南期末)用平板划线法或涂抹平板法纯化大肠杆菌时( )
①可以用相同的培养基 ②都需要使用接种针进行接种
③都需要在火焰旁进行接种 ④都可以用来计数活菌
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
【解析】 平板划线法或涂抹 ( http: / / www.21cnjy.com )平板法都使用固体培养基,故①正确;平板划线法采用接种针进行操作,而稀释涂抹平板法采用玻璃刮铲进行操作,故②错误;纯化时,要进行无菌操作,需要在火焰旁接种,避免空气中的微生物混入培养基,故③正确;平板划线法一般用于分离而不是计数,故④错误。
【答案】 C
6.为验证某同学的培养基是否被污 ( http: / / www.21cnjy.com )染,可设计两组实验,甲组严格无菌操作接种高纯度的某一细菌并培养,乙组直接用该同学的培养基进行培养。此实验中乙组为( )
A.空白对照 B.自身对照
C.条件对照 D.标准对照
【解析】 空白对照是对对照组不做任何处理的对照,目的是检测环境因素对实验结果的影响。
【答案】 A
7.现有两种固体培养基,已知其配制时所加的成分和含量如下表,用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物,你认为它们适于分离( )
成分 KH2PO4 MgSO4·
7H2O NaCl CaSO4·
2H2O CaCO3 葡萄
糖 纯淀
粉
甲培
养基 0.02% 0.02% 0.02% 0.01% 0.5% 0.5% 2%
乙培
养基 0.02% 0.02% 0.02% 0.01% 0.5% - -
A.甲培养基适于分离自养型自生固氮菌;乙培养基适于分离异养型自生固氮菌
B.甲培养基适于分离异养型自生固氮菌;乙培养基适于分离自养型自生固氮菌
C.甲培养基适于分离酵母菌;乙培养基适于分离真菌
D.甲培养基适于分离自养型共生固氮菌;乙培养基适于分离异养型共生固氮菌
【解析】 固氮菌中能独立生存的是自 ( http: / / www.21cnjy.com )生固氮菌,甲培养基中含有的葡萄糖和淀粉是有机物,由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌;乙培养基中不含有机碳源,所以可用来分离自养型的自生固氮菌。
【答案】 B
8.某同学在稀释倍数为106的培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )上测得平板上的菌落数的平均值为234,那么每毫升样品中菌落数是(涂抹平板时所用稀释液的体积为0.1mL)( )
A.2.34×108 B.2.34×109
C.234 D.23.4
【解析】 稀释倍数为106,0.1 mL稀释液的菌落数的平均值为234,则每毫升样品中菌落数就为234/0.1×106=2.34×109。
【答案】 B
9.(2013·渭南高二测试)在做 ( http: / / www.21cnjy.com )分离分解尿素的细菌实验时,A同学从对应10-6培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因可能有( )
①由于土样不同 ②由于培养基污染
③由于操作失误 ④没有设置对照
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
【解析】 A同学比其他同学的实验结果数 ( http: / / www.21cnjy.com )据大许多,可能是由于选取的土样不同,培养基灭菌不彻底或操作过程中杂菌污染,也可能操作失误,如配制培养基时混入其他含氮物质、稀释度不够准确等。
【答案】 A
10.实验测定链霉素对3种细菌的 ( http: / / www.21cnjy.com )抗生素效应,用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线(3条线均与图中的链霉素带接触),将平板置于37 ℃条件下恒温培养3天,结果如图所示。从实验结果分析,下列叙述不正确的是( )
A.链霉素能阻止结核菌的生长
B.链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C.链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效
D.链霉素可以用于治疗伤寒
【解析】 链霉素能阻止霍 ( http: / / www.21cnjy.com )乱菌和结核菌的生长繁殖,不能阻止伤寒菌的生长繁殖,链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效,所以A、B、C正确。链霉素不能用于治疗伤寒菌感染的伤寒病人。
【答案】 D
二、非选择题
11.(2013·扬州高二测试)某同学在 ( http: / / www.21cnjy.com )做微生物实验时,不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起,请你设计实验,分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌,并回答有关问题:
(1)主要步骤:
①制备两种培养基:一种是 培养基,另一种是 的培养基。分别分成两份,依次标上A、A′和B、B′,备用。
②分别向A、B培养基中接种 。
③接种后,放在恒温箱中培养3~4天。
④分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌种,接种到A′、B′培养基中。
⑤接种后,把A′、B′培养基放入恒温箱中培养3~4天。
(2)回答问题。
在步骤①中,为保证无杂菌污染,实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中应采用的主要措施有 、 、 。
第④⑤两个步骤的目的是 。
【解析】 圆褐固氮菌和酵 ( http: / / www.21cnjy.com )母菌是两种不同的微生物。圆褐固氮菌是原核生物,可以固氮,对抗生素敏感。酵母菌属于真核生物,不能够固氮,对抗生素不敏感。要分离这两种菌,可以根据它们的不同特性使用选择培养基来设计。在实验中应该注意灭菌,消除无关变量对实验的影响。
【答案】 (1)①无氮 加青霉素 ②混合菌
(2)培养基高压蒸汽灭菌 接种环在酒精灯火焰上灼烧灭菌 接种过程在酒精灯火焰附近进行 获得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌
12.急性肠胃炎、手足口病分别 ( http: / / www.21cnjy.com )是由细菌、病毒通过消化道进入人体导致的。因此检验饮用水的细菌、病毒的含量是有效监控疾病发生的必要措施。请回答下列与检验饮用水有关的问题:
(1)检验大肠杆菌含量时,通常 ( http: / / www.21cnjy.com )将水样进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的水样用玻璃刮铲分别涂抹到琼脂固体培养基的表面进行培养,记录菌落数量,这种方法称为 。下图所示的四种菌落分布图中,不可能由该方法得到的是 。
(2)用该方法统计样本菌落数量是否需要对照组? 。
为什么? 。
(3)有三种材料或用具需要消毒或灭菌;① ( http: / / www.21cnjy.com )培养细菌用的培养基与培养皿;②玻棒、试管、烧瓶和吸管;③实验操作者的双手。其中需要消毒的是 ,需要灭菌的是 。
(4)已知大肠杆菌能发酵乳糖并产 ( http: / / www.21cnjy.com )酸产气,现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具塞试管,应如何判断待检水样中是否含有大肠杆菌?
。
【解析】 (1)平板划线法所得菌落集中呈线状,D的菌落分布情况可判断为平板划线法接种。
(2)为判断培养基灭菌是否合格,本实验需要对照。
(3)消毒是指使用较温和的物 ( http: / / www.21cnjy.com )理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。灭菌是指使用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。对人的手不能进行灭菌。
(4)根据题目意思大肠杆菌能产生气体,对培养基进行接种观察有无气泡产生来判断大肠杆菌的有无。
【答案】 (1)稀释涂抹平板法 D
(2)需要 因为需要判断培养基是否被杂菌污染(培养基灭菌是否合格)
(3)③ ①②
(4)通过无菌操作向试管 ( http: / / www.21cnjy.com )内注入一定量待测水样。再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满,塞上塞子,混匀后置于37 ℃恒温箱培养24 h。若试管内有气泡生成,则说明水样中有大肠杆菌
13.(2013·徐州高二检测)在探究培 ( http: / / www.21cnjy.com )养液中酵母菌种群数量变化的实验中,需利用计数板对微生物细胞进行直接计数。计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片,样品就滴在计数室内。计数室由25×16=400个小室组成,容纳液体总体积为0.1 mm3。某同学操作时将1 mL酵母菌样品加99 mL无菌水稀释,用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室,盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液,进行观察计数。
(1)在实验中,某同学的部分实验操作过 ( http: / / www.21cnjy.com )程是这样的:①从静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数,并记录数据;②把酵母菌培养液放置在冰箱中;③第七天再取样计数,记录数据,统计分析绘成曲线。
请纠正该同学实验操作中的3处错误:
① ;
② ;
③ ;
(2)在实验前应该对计数板、吸管等器具进行 处理。
(3)如果一个小方格内酵母菌过多, ( http: / / www.21cnjy.com )难以数清,应采取的措施是 。
(4)如果观察到如图所示a、 ( http: / / www.21cnjy.com )b、c、d、e 5个大格共80个小室内共有酵母菌48个,则上述1 mL酵母菌样品中约有酵母菌 个;要获得较为准确的数值,减少误差,你认为该怎么做?
【解析】 (1)在从试管中吸取酵母菌之 ( http: / / www.21cnjy.com )前,应将试管轻轻振荡几次,目的是使酵母菌在培养液中均匀分布。酵母菌的培养液应置于适宜条件下,并且每隔24小时就要统计一次菌落数目。
(2)为了避免杂菌污染,实验中所用吸管、计数板等器具需进行灭菌处理。
(3)(4)解答时要注意以下两点:①统一单 ( http: / / www.21cnjy.com )位;②注意体积的变化。400个小室共容纳液体总体积为0.1 mm3,则80个小室容纳体积为:2×10-2mm3,含酵母菌48个,又因酵母菌培养液总体积为100 mL,统一单位后即可求出酵母菌个数。
【答案】 (1)①应将试管轻轻振荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数
②应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养
③应连续七天观察、取样计数并记录数据
(2)灭菌 (3)适当稀释
(4)2.4×108 多次计数,求平均值
第三节植物组织培养技术
(教师用书独具)
●课标要求
1.结合植物组织培养的过程理解植物组织培养的含义、原理。
2.结合天竺葵的组织培养掌握植物组织培养的操作过程。
●课标解读
1.掌握培养基的配制。
2.掌握植物组织培养过程中各项技能。
3.掌握合理利用激素诱导愈伤组织脱分化、再分化。
●教学地位
本节涉及到植物组织培养的概念、原理、过程、培养基的配制、组织培养的操作技术等内容,是该章的核心内容之一,是高考中常考的内容。
●教法指导
1.植物组织培养的过程可用多媒体课件展示。
2.天竺葵的组织培养可直接进入实验室进行实际实验操作。
(教师用书独具)
●新课导入建议
利用课件向学生展示花卉生产过程,感知组织培养给人们带来的便利。
●教学流程设计
学生课前预习:阅读教材P ( http: / / www.21cnjy.com )25-32,填写【课前自主导学】,完成“思考交流”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】引出本节课题。 步骤2:根据创设的情景,引出基因工程的概念,并通过【课堂互动探究】探究1分析、理解植物组织培养的过程。通过例1巩固、提高。 步骤3:结合植物组织培养的条件和实际操作过渡至MS培养基的配制和实验操作中的注意事项的教学。
步骤7:通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收 ( http: / / www.21cnjy.com )。 步骤6:引导学生通过合作,整理本节重点、难点内容,利用【本课知识小结】进行总结,建立知识网络。理解并记忆【结论语句】。 步骤5:回扣基础知识,将检查、批阅【课前自主导学】时学生出错较多的部分进行强化,重点对【正误判断】部分进行辨析。 步骤4:通过【课堂互动探究】探究2帮助学生认识MS培养基配制和组织培养的实验操作。利用例2验收、巩固。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.掌握培养基的配制。
2.掌握植物组织培养过程中各项技能。
3.掌握合理利用激素诱导愈伤组织脱分化、再分化。 1.培养基的配制。(重点)
2.植物组织培养的操作过程。(重难点)
植物组织培养的过程
1.含义
指在无菌和人工控制条件下,诱导离体的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发育成完整植株的技术。
2.原理
植物细胞的全能性,是指植物体的每个体细胞都携带着一套来自受精卵的完整基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。
3.植物茎尖组织培养的主要过程
优良母株诱导形成愈伤组织―→诱导芽的分化
―→ ( http: / / www.21cnjy.com )
试管
苗
同一株植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成一定相同吗?
【提示】 不一定相同,如取的是花粉,是通过减数分裂形成的,获得的愈伤组织染色体数是体细胞的一半,所以与体细胞形成的愈伤组织基因组成不同。
天竺葵的组织培养
一、组织培养
1.准备
实验器材和药品。
2.配制
配制MS培养基。分别向MS基本 ( http: / / www.21cnjy.com )培养基中添加所需的激素,配制诱导愈伤组织形成的培养基、分化芽的培养基、生根的培养基,搅拌均匀,再一次定容,按要求调节pH。
3.灭菌
将培养基121 ℃湿热灭菌20 min。灭菌彻底的培养基用于天竺葵的组织培养。
4.取材与接种
(1)植物组织培养的各项操作均需在无菌室中或超净工作台上进行。
(2)取天竺葵幼嫩的叶,流水冲净后,消毒并切成约0.5 cm2的小块。
(3)接种在已经配制好的诱导愈伤组织形成的培养基上,做好标记放在适宜条件下培养。
5.观察与记录
每天观察外植体的生长情况,并记录其变化情况。
6.转接幼苗
将增长至一定体积的愈伤组织转接到分化芽的 ( http: / / www.21cnjy.com )培养基上,在15~25 ℃、光照强度为1 000~2000 lx的光照培养箱内继续培养。分化出幼芽后,再转接至生根的培养基上。生根后,将试管苗先炼苗,再移栽于大田中。
二、露地栽培
1.一般要经过炼苗驯化的原因
组织培养得到的试管苗植株特点是非 ( http: / / www.21cnjy.com )常嫩弱,所处的环境是恒温、高湿、弱光、无菌和有完全营养的条件,植株表面没有蜡质和角质层等保护组织,气孔没有关闭功能,有叶绿体但自养能力差。
2.炼苗驯化的步骤
培育壮苗―→洗净琼脂培养基―→选用合适的移植基质―→移栽后条件控制
1.植物组织培养所指的培养条件是指自然环境与无菌。(×)
【提示】 无菌和人工的控制条件。
2.植物组织培养的依据是植物器官具有全能性。(×)
【提示】 是植物细胞具有全能性。
3.用作植物组织培养的基本培养基的配方一般要列入所需要的植物激素。(√)
4.向MS基本培养基中加入等量的2,4-D和6-BA,可诱导芽的分化。(×)
【提示】 诱导形成愈伤组织。
植物组织培养
【问题导思】
①植物组织培养的过程是怎样的?
②植物激素的使用对组织培养有怎样的影响?
植物组织培养基本过程
过程名称 过程 形成体特点 条件
脱分化 由外植体成为愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 ①离体②提供营养物质(有机物、无机物)③提供激素④提供其他适宜条件
再分化 由愈伤组织分化成为幼苗或胚状结构 有根、芽或有生根发芽的能力
营养生长、生殖生长 发育成完整的植物体 由根、茎、叶、花、果实、种子组成 栽培
2.生长素和细胞分裂素使用顺序和比例的比较
(1)使用顺序的比较
使用顺序 实验结果
先使用生长素,后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂,但细胞不分化
先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高
(2)使用比例的比较
使用的量及比例 实验结果
比例适中 促进愈伤组织的生长
生长素>细胞分裂素 有利于根的形成
生长素<细胞分裂素 有利于芽的形成
植物组织培养的特点
1.培养条件可以人为控制,便于稳定地进行培养和生产。
2.生长周期短,繁殖率高。往往20~30 d为一个周期。
3.成本低廉,且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
4.管理方便,利于工厂化生产和自动化控制。
(2013·仙桃高二测试)植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A.给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因
C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件
D.将成熟筛管的细胞核移植到去核卵细胞中
【审题导析】 植物细胞表现出全能性的条件:
(1)离体条件下。(2)外部环境条件适宜,如温度、pH、无菌操作等。(3)具有完整细胞核的细胞。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 不具备离体条件,错误
B 导入其他植物细胞的基因不是表现出全能性的条件,错误
C 具备了植物细胞表现出全能性的必要条件,正确
D 植物细胞的全能性不能用动物细胞核移植的方法进行,错误
【答案】 C
1.(2013·海南高考)在工业化大量培养植物试管苗的过程中,一般进行如下操作,则正确操作顺序是( )
①诱导形成芽 ②取合适外植体 ③诱导形成愈伤组织 ④诱导形成未分化状态的细胞 ⑤诱导形成根
A.②①③④⑤ B.②④③①⑤
C.②③④①⑤ D.②⑤①④③
【解析】 植物细胞培养的一 ( http: / / www.21cnjy.com )般操作顺序是,选取合适的外植体;诱导形成未分化状态的细胞,并诱其分裂形成愈伤组织,再经再分化过程,诱导愈伤组织细胞分化发育成芽和根,从而形成试管苗,移栽后长成植物体。
【答案】 B
MS培养基的配制和实验操作中的注意事项
【问题导思】
①配制MS培养基有怎样的要求?
②如何做到严谨的实验操作?
1.MS培养基的配制
(1)无机营养
①大量元素:氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等元素。
②微量元素:铁(Fe)、铜(Cu)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、钴(Co)、硼(B)和碘(Ⅰ)等。
(2)有机营养
①氨基酸:如甘氨酸、丝氨酸及酪蛋白水解的氨基酸作为主要有机氮源。
②维生素类:常用维生素C、维生素B1、维生素B6、维生素H等,作为早期的生长因子。
③琼脂除固化培养物外,还有吸附能力。
(3)植物生长调节物质
植物生长调节物质起关键作用的是生长素、细胞分裂素;二者的比例与使用先后顺序均影响细胞的分裂和分化。
(4)pH、温度、光照
不同的植物对各种条件的要求往往不同。菊花的组织培养适宜条件:pH在5.8左右;温度控制在18~22 ℃;每日用日光灯照射12 h。
2.实验操作中的注意事项
(1)防止外植体带菌。
①选择好外植体采集时期和采集部位。外 ( http: / / www.21cnjy.com )植体采集以春秋为宜,优先选择地上部分作为外植体,阴雨天勿采,晴天下午采,采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。
②在室内或无菌条件下进行预培养。
③外植体严格灭菌。做灭菌效果实验,多次灭菌和交替灭菌。
(2)保证培养基及接种器具彻底灭菌。
①分装时,注射器勿与瓶接触,培养基勿粘瓶口。
②检查封口膜是否有破损。
③扎瓶口要位置适当、松紧适宜。
④保证灭菌时间和高压锅内温度。
⑤接种工具用前彻底灭菌。
⑥工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。
1.对外植体进行表面消毒时, ( http: / / www.21cnjy.com )既要考虑到药剂的消毒效果,又要考虑到植物的耐受力。不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待。消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理,以免引起环境污染。
2.一旦发现培养材料被污染,特别是真菌性污 ( http: / / www.21cnjy.com )染,一定不要打开培养瓶。应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后,再打开培养瓶进行清洗。
某班同学在学完菊花的组织培养内容之后,决定利用课余时间去实践这项技术,培养出美丽的菊花来美化教室的环境。
(1)在制备MS固体培养基时 ( http: / / www.21cnjy.com )先根据 进行计算。MS培养基含有 种营养成分。其中 6种元素属大量元素; 8种元素属微量元素,能源物质是 。由于菊花的茎段组织培养比较容易,所以不必加 。
(2)将分装好的培养基连同培养器械一起进行 灭菌。
(3)选取菊花的 部分进行外植体消毒,在消毒时既要考虑 ,又要考虑 ,所以分别用 的酒精和 的氯化汞溶液消毒,消毒时间不宜过长。
(4)接种时要特别注意 ,每瓶接种 块外植体。将接完种的锥形瓶放在 中培养,培养期间定期消毒。温度控制在 ℃并每日用日光灯光照12 h。
(5)若干天后发现有的锥形瓶中生长 ( http: / / www.21cnjy.com )出可爱的菊花幼苗,有的锥形瓶中培养失败还长出很多细菌菌落,试分析其原因。幼苗在移栽入土之前需进行哪些处理工作?
【思维导图】
( http: / / www.21cnjy.com )
植物组
织培养→组织培养的
实验操作-综合分
析作答
【答案】 (1)植物组织对各物质的需求量 20多 N、P、K、Ca、Mg、S B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co 蔗糖 植物激素
(2)高压蒸汽
(3)生长旺盛的嫩枝 药剂的消毒效果 植物的耐受能力 体积分数为70% 质量分数为0.1%
(4)插入时的方向,不要倒插 6~8 无菌箱 18~22
(5)接种时操作不规范,培养基中混入细菌, ( http: / / www.21cnjy.com )或培养基灭菌不彻底。移栽生根的试管苗之前,应先打开培养瓶的封口膜,让试管苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中。
2.(2013·徐州高二期末)植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养技术是20世纪初发展起来的,在快速繁殖、除去植物病毒、育种和代谢产物的生产上都有广泛的应用。以下是用植物组织培养的方法培育月季,过程如图:
月季花粉细胞①愈伤组织②长出丛芽、生根③―→④
(1)植物组织培养的原理是 。A过程表示 ,B过程表示 。
(2)(多选)A过程必需的条件有 。
A.营养 B.激素
C.光照 D.适宜pH
(3)在培养过程中,首先用 素相对较多和 素相对较少的发芽培养基进行培养,使其长出较多的丛状苗;然后将丛状苗分株培养。分株后,再移入生根培养基进行培养,使其生根。
(4)植株④叫做 。
(5)植物组织培养实验用人工合成的植物生长调节剂,还是使用植物中存在的天然激素?为什么?
【解析】 (1)利用植物细胞的全 ( http: / / www.21cnjy.com )能性可以把离体植物组织培养成完整的植株,先脱分化形成愈伤组织,再分化长出丛芽、生根,形成幼苗。(2)脱分化不需要光,但需要一定的营养物质、激素和适宜的pH条件才能形成愈伤组织。(3)发芽培养基就是指细胞分裂素相对较多,而生长素相对较少的一种培养基。(4)用离体的花粉细胞组织培养而成的植株属于单倍体。(5)人工合成的植物生长调节剂比天然激素更有利于组织培养过程,因为植物中存在的天然激素都有相应的使之分解的酶,在植物体内作用和存在的时间短;而人工合成的植物生长调节剂在植物中没有相应分解的酶,作用时间长,作用效果明显。
【答案】 (1)细胞全能性 脱分化 再分化 (2)ABD
(3)细胞分裂 生长 (4)单倍体 ( http: / / www.21cnjy.com )(5)用人工合成的植物生长调节剂 因为植物中存在的天然激素都有相应的使之分解的酶,在植物体内作用和存在的时间短;而人工合成的植物生长调节剂在植物中没有相应分解的酶,作用时间长,作用效果明显(意思合理即可)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1.植物组织培养的基本过程
外植体愈伤组织试管苗
2.影响植物组织培养的因素
(1)植物材料;(2)培养基;(3)植物激素;(4)环境条件。
3.进行组织培养时要配备三种培养基,分别是脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,期间进行两次转接。
4.在培育壮苗时,需在培养基中添加一定数量的生长延缓剂,使试管苗的茎增粗、根数增加、叶绿素含量增加等。
1.下列实例中能体现细胞全能性的是( )
①用培养基培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ②植物用种子进行繁殖 ③用烟草组织培养的单个细胞培育出了可育的完整植株
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
【解析】 ①和③都属已分化 ( http: / / www.21cnjy.com )的细胞经过培养形成可育的植株,体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代,实际上是由一个受精卵,通过细胞的增殖和分化发育成胚,再发育成新个体的过程。
【答案】 B
2.植物组织培养的过程可以归纳为:①②③―→④。对此叙述有误的是( )
A.②―→③的再分化过程中,当细胞分裂素与生长素的浓度比低时,有利于根的发生
B.植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性
C.③―→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段
D.③为愈伤组织
【解析】 ②为愈伤组织,故D项错误。
【答案】 D
3.(2013·徐州高二检测)MS培养基与微生物培养基相比,需要提供大量的( )
A.无机营养 B.有机营养
C.甘氨酸和维生素 D.激素
【解析】 植物组织培养与微生物的培养不同,用于植物组织培养的MS培养基需提供大量的无机营养,微生物培养基以有机营养为主。
【答案】 A
4.下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法,不正确的是( )
A.植物组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素
B.先使用生长素,后使用细胞分裂素,有利于细胞分裂和分化
C.先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂也分化
D.同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
【解析】 在植物组织培养中,先使用生长素,后 ( http: / / www.21cnjy.com )使用细胞分裂素,有利于细胞分裂,但细胞不分化;先使用细胞分裂素,后使用生长素,对细胞的分裂和分化均有利。
【答案】 B
5.(2013·泰州高二质检)下列关于影响植物组织培养的因素,说法正确的是( )
A.不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料培养的难易程度相同
B.在植物组织培养中,培养基中必须添加植物激素
C.生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的
D.pH、温度、光照等条件对植物组织培养也特别重要
【解析】 不同植物组织培养的难易程度不 ( http: / / www.21cnjy.com )同,同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等而导致实验结果不同,故A项错;在植物组织培养中常常要添加植物激素,但不是都必须添加植物激素,如菊花茎段组织培养不必添加植物激素,故B项错;各种植物激素的作用是相互联系的,而不是互相独立的,故C项错。
【答案】 D
6.某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污 ( http: / / www.21cnjy.com )染,为查找污染原因设计了四个实验,实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果,据图不能得出的初步结论是( )
A.污染主要不是培养基灭菌时间短造成的
B.污染不可能来源于组织培养所用的离体组织
C.调节培养基pH不能解决污染问题
D.调节培养温度不能解决污染问题
【解析】 本题主要考查图文转换能力,A、C、 ( http: / / www.21cnjy.com )D图解所示的信息是随培养基灭菌时间、培养基pH和培养温度的增加,污染率在90%上下波动,说明污染源不是这三方面的原因;而B图解中随离体组织消毒时间的延长,污染率急剧下降,因而,该曲线表明组织培养所用的离体组织是污染的主要原因。
【答案】 B
7.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染 ( http: / / www.21cnjy.com )的病