高中生物 第一章 微生物培養(yǎng)技術(shù) 第一節(jié) 微生物的分離和純培養(yǎng)學(xué)案 中圖版選修1

1、第一節(jié)微生物的分離和純培養(yǎng)1運(yùn)用微生物培養(yǎng)技術(shù)，完成微生物的分離和培養(yǎng)。2比較消毒與滅菌的區(qū)別及適用范圍。3舉例說明常用的消毒與滅菌的方法。4闡明接種的方法。一、培養(yǎng)基在進(jìn)行微生物的分離和純培養(yǎng)時，可根據(jù)微生物生長繁殖和代謝的需要，將各種營養(yǎng)物質(zhì)混合在一起，配制成適合微生物生存的營養(yǎng)基質(zhì)培養(yǎng)基。將溶化后的固體培養(yǎng)基基質(zhì)倒入無菌培養(yǎng)皿，冷卻凝固后制成的培養(yǎng)基稱為平板培養(yǎng)基。二、純培養(yǎng)將所需的微生物從混雜的微生物群體中分離出來，獲得純種微生物，這個過程稱為純培養(yǎng)。這個過程中首先需要把相應(yīng)的研究對象移入培養(yǎng)基中，這一過程稱為接種。在平板培養(yǎng)基上接種的方法有平板劃線法、稀釋涂布平板法、稀釋混合平板法等

2、。實驗中要根據(jù)實驗?zāi)康?、培養(yǎng)基種類和實驗器皿的差異，采用不同的接種方法。劃線的方法包括連續(xù)劃線法和交叉劃線法。連續(xù)劃線法是從平板邊緣的一點(diǎn)開始，連續(xù)作緊密的波浪式劃線。交叉劃線法是從平板的一邊作第一次平行劃線若干條。轉(zhuǎn)動培養(yǎng)皿約70°角，將接種環(huán)在火上灼燒并冷卻后，通過第一次劃線部分，作第二次平行劃線。同法進(jìn)行第三次、第四次劃線。通過平板劃線，聚集的多種微生物被分散到培養(yǎng)基的表面。在數(shù)次劃線后，可以分離得到由一個細(xì)菌繁殖而來的菌落。三、無菌技術(shù)在實驗過程中，要對所用的器材、培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌，對工作場所進(jìn)行消毒。滅菌是指用強(qiáng)烈的理化因素殺死環(huán)境或物體內(nèi)外所有的微生物，常用的是高溫滅

3、菌法。而消毒一般是用相對溫和的理化方法殺死環(huán)境或物體上的病原微生物和有害微生物的營養(yǎng)細(xì)胞，常用的是射線消毒法和化學(xué)藥劑消毒法。思考：日常生活中的牛奶在進(jìn)入市場銷售前要進(jìn)行消毒，可能采用哪種消毒方法呢？提示：用巴氏消毒法牛奶進(jìn)行消毒，可以殺死牛奶中的微生物，而牛奶的營養(yǎng)成分不會被破壞。四、微生物培養(yǎng)條件微生物的生長繁殖還需要適宜的溫度，一般是將接種后的培養(yǎng)基放入恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。不同的微生物，使用的培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度和時間有所不同。大多數(shù)微生物適宜生長的溫度在2540之間，實驗室中常采用2830培養(yǎng)微生物。一般的細(xì)菌適合于中性環(huán)境生長，放線菌適合于偏堿性環(huán)境，而酵母菌和霉菌適合于微酸性環(huán)境，配制培

4、養(yǎng)基時需要根據(jù)微生物的類群調(diào)節(jié)ph。1培養(yǎng)基的成分與微生物生長所需的營養(yǎng)微生物細(xì)胞是由c、h、o、n、p、s以及其他元素組成，其中c、h、o、n占細(xì)胞干重的90%以上，這些元素最終來自外界環(huán)境中的各種無機(jī)化合物和有機(jī)化合物。這些化合物可以歸納成碳源、氮源、水、無機(jī)鹽和生長因子五大類。因而，雖然培養(yǎng)不同微生物的具體培養(yǎng)基配方不同，但一般都要有這幾類物質(zhì)。下表為碳源、氮源與生長因子的相關(guān)知識。類別概念來源最常利用功能碳源能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)無機(jī)碳源：co2、nahco3等；有機(jī)碳源：糖類、脂肪酸等含碳有機(jī)物，花生粉餅、石油等天然物質(zhì)糖類（葡萄糖）構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有

5、些還是異氧微生物的主要能源物質(zhì)，因此需要量最大氮源能為微生物提供所需氮元素的營養(yǎng)物質(zhì)無機(jī)氮源：n2、氨、銨鹽、硝酸鹽等；有機(jī)氮源：尿素、牛肉膏和蛋白胨等銨鹽、硝酸鹽等合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物生長因子微生物生長不可缺少的微量有機(jī)物，包括維生素、氨基酸和堿基等一些天然物質(zhì)，如酵母膏、蛋白胨、動植物組織提取液等有的種類需要是酶和核酸的組成成分之所以要補(bǔ)充生長因子，往往是由于微生物缺乏合成這些物質(zhì)所需的酶或合成能力有限。此外，在提供營養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)基還需要滿足微生物生長對ph以及氧氣等的需求。如培養(yǎng)霉菌時需將培養(yǎng)基的ph調(diào)至酸性，培養(yǎng)細(xì)菌時需將ph調(diào)至中性或微堿性，培養(yǎng)厭氧微生物時則需

6、要提供無氧的條件。2配制培養(yǎng)基的原則（1）目的要明確。要根據(jù)培養(yǎng)的微生物的種類、培養(yǎng)的目的等，選擇原料。如自養(yǎng)微生物可以用無機(jī)物作碳源、氮源，而且不需要生長因子。（2）營養(yǎng)要協(xié)調(diào)。配制培養(yǎng)基時，必須注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。如蔗糖是多種微生物的主要營養(yǎng)物質(zhì)，但高濃度的蔗糖會抑制微生物的生長。其中碳源和氮源的比例最為重要。例如：碳氮比為41時，谷氨酸棒狀桿菌大量繁殖而產(chǎn)生谷氨酸少；碳氮比為31時，菌體繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。（3）ph要適宜。因為各種微生物適宜生長的ph范圍不同。3消毒與滅菌的比較理化因素的作用強(qiáng)度消滅微生物的范圍芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和環(huán)境或物體上的病原微生物

7、和有害微生物不能滅菌強(qiáng)烈環(huán)境或物體內(nèi)外所有的微生物能無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還能有效避免操作者自身被微生物感染。4幾種消毒和滅菌方法及其適用范圍操作方法類型適用范圍消毒方法煮沸消毒法日常生活常用100 煮沸56 min巴氏消毒法不耐高溫的液體7075 煮30 min或80 煮15 min化學(xué)藥劑生物活體、水源等擦拭等，如用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源紫外線房間、儀器設(shè)備紫外線照射30 min滅菌方法灼燒接種工具、接種時用的試管口或瓶口等直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒干熱滅菌耐高溫、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金屬用具等物品放入干熱滅菌箱，160170 加

8、熱12 h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等，生產(chǎn)和實驗室常用高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，100 kpa，溫度121 ，1530 min用巴氏消毒法對牛奶進(jìn)行消毒，可以殺死牛奶中的微生物，而牛奶的營養(yǎng)成分不會被破壞；紫外線照射30 min可以殺死物體表面或空氣中的微生物。在照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加強(qiáng)消毒效果；對于那些培養(yǎng)基中需要、但加熱會分解的化合物，如尿素、nahco3，不能使用高壓蒸汽滅菌法。只能將其配成溶液，使用特定的器材單獨(dú)過濾滅菌。5平板劃線法操作要點(diǎn)（1）在操作第一步、每次劃線之前及劃線操作結(jié)束時都要灼燒接種環(huán)。操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染

9、培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)能及時殺死接種環(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）在作第二次以及其后的劃線操作時，要從上一次劃線的末端開始劃線。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，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落。6對分離純化效果的判斷

10、方法（1）培養(yǎng)時，要將接種后的培養(yǎng)基和一個未接種的培養(yǎng)基一同培養(yǎng)，未接種的培養(yǎng)基的作用是對照，若其表面有菌落形成，說明培養(yǎng)基滅菌不徹底，需要重新進(jìn)行實驗。（2）如果對照培養(yǎng)基上無菌落形成，可觀察接種后的培養(yǎng)基。如果培養(yǎng)基上大腸桿菌菌落呈白色，為圓形，光滑有光澤，邊緣整齊，則說明接種成功；如果出現(xiàn)了其他顏色、形狀的菌落，說明有雜菌，需要重新進(jìn)行分離純化。培養(yǎng)時間不同，菌落大小會不同，因為時間越長，菌落中細(xì)菌繁殖越多，菌落體積越大；菌落數(shù)可能會增多，但已有的菌落分布位置應(yīng)相同。題型一 微生物的營養(yǎng)【例題1】下列關(guān)于微生物的營養(yǎng)，說法正確的是（）。a同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源b凡是碳源都能提供

11、能量c除水以外的無機(jī)物僅提供無機(jī)鹽d無機(jī)氮源也可能提供能量解析：對一些微生物來說，含c、h、o、n的化合物既是碳源，又是氮源。co2是光能自養(yǎng)細(xì)菌的碳源，但不能提供能量。co2和n2是無機(jī)物，也是微生物的碳源和氮源。硝化細(xì)菌所利用的氮源是無機(jī)氮源氨，同時氨也為硝化細(xì)菌提供用以化能合成作用的能源。答案：d反思領(lǐng)悟：含c、h、o、n的化合物既是一部分微生物的碳源，又是微生物的氮源；有機(jī)碳源能提供能量，無機(jī)碳源不能提供能量；無機(jī)物也可提供碳源、氮源和能源。題型二 無菌操作相關(guān)技術(shù)【例題2】細(xì)菌培養(yǎng)過程中分別采用了高壓蒸汽、酒精、火焰灼燒等幾種不同的處理，這些方法依次用于殺滅下列哪些部位的雜菌？（）a

12、接種環(huán)、手、培養(yǎng)基b高壓鍋、手、接種環(huán)c培養(yǎng)基、手、接種環(huán)d接種環(huán)、手、高壓鍋解析：高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌的一個設(shè)備，通常用于培養(yǎng)基的滅菌。用酒精擦拭雙手是消毒的一種方法?；鹧孀茻梢匝杆購氐椎販缇m用于微生物的接種工具，如接種環(huán)。答案：c反思領(lǐng)悟：微生物培養(yǎng)過程中的無菌操作包括消毒和滅菌兩大類，分別又有各種不同的方法。對實驗操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒；將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種工具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。1 要從細(xì)菌中分離出真菌，可用下列哪種培養(yǎng)基？（）a加入青霉素的培養(yǎng)基b加入食鹽的培養(yǎng)基c加入蛋白胨的培養(yǎng)基d無碳源培養(yǎng)基解析：青霉素可殺死細(xì)菌，真菌對其不敏感。答案：a2 （多選）發(fā)酵工程的第一個重要工作是選擇優(yōu)良的單一純種。消滅雜菌，獲得純種的方法包括（）。a根據(jù)微生物對碳源需要的差別，使用不同碳源的培養(yǎng)基b根據(jù)微生物需要的生長因子的種類，在培養(yǎng)基中增減不同的生長因子c根據(jù)微生物遺傳組成的差異，在培養(yǎng)基中加入不同比例的核酸d根據(jù)微生物對抗菌素敏感性的差異，在培養(yǎng)基中加入不同的抗生素解析：由于不同的微生物對碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子的需求不同，可以根據(jù)微生物的生長需求來配制特殊的培養(yǎng)基以獲得單一純種，也可以根據(jù)其對抗生素的敏感性不同，加入不同的抗生素來獲得單