生物選修三專(zhuān)題二知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、專(zhuān)題二 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題一 微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)一、培養(yǎng)基分類(lèi)培養(yǎng)基分類(lèi)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基類(lèi)型作用物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒定固體培養(yǎng)基常用于觀察微生物的運(yùn)動(dòng)及菌種保藏等成分人工合成培養(yǎng)基常用于微生物的分離鑒定天然培養(yǎng)基常用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)用途選擇培養(yǎng)基抑制不需要的微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)鑒定培養(yǎng)基根據(jù)微生物的特點(diǎn)，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成的，用以鑒別不同類(lèi)別的微生物二、培養(yǎng)基的成分培養(yǎng)基成分成分作用例子水碳源為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)如CO2、NaHCO3等無(wú)機(jī)碳源；糖類(lèi)、石油、花生粉餅等有機(jī)碳源，異養(yǎng)微生物只能利

2、用有機(jī)碳源氮源為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)如N2、NH3、NO3-、NH4+（無(wú)機(jī)氮源）蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有機(jī)氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2 培養(yǎng)基還要滿足微生物生長(zhǎng)對(duì)PH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時(shí)須將培養(yǎng)基的pH調(diào)至酸性，培養(yǎng)細(xì)菌是需要將pH調(diào)至中性或微堿性，培養(yǎng)厭氧型微生物是則需要提供無(wú)氧的條件三、無(wú)菌技術(shù)·控制無(wú)菌的目的控制無(wú)菌的操作1.防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染2.有效避免操作者自身被微生物感染對(duì)實(shí)驗(yàn)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、接種用具

3、和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。為避免周?chē)h(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周?chē)奈锲废嘟佑|·消毒與滅菌的區(qū)別比較項(xiàng)常用的方法理化因素的作用強(qiáng)度消滅微生物的數(shù)量芽孢和孢子能否被消滅消毒煮沸消毒法，巴氏消毒法（對(duì)于一些不耐高溫的液體）還有化學(xué)藥劑（如酒精、氯氣、石炭酸等）消毒、紫外線消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌灼燒滅菌（用于接種環(huán)、接種針、試管口等）、干熱滅菌（用于玻璃器皿、金屬用具等）、高壓蒸汽滅菌（用于培養(yǎng)基、無(wú)菌水等）、紫外線滅菌法（表面滅菌和空氣滅菌等使用）強(qiáng)烈全部微生物能四、制作牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基（1）方法步驟

4、：計(jì)算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。（2）倒平板操作的步驟：（3）倒平板操作的討論討論問(wèn)題答案1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50左右時(shí)，才能用來(lái)倒平板。你用什么辦法來(lái)估計(jì)培養(yǎng)基的溫度？可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺(jué)錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí)，就可以進(jìn)行倒平板了為什么需要使錐形瓶的瓶口通過(guò)火焰？通過(guò)灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基平板冷凝后，為什么要將平板倒置？平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。在倒平板的過(guò)程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板還

5、能用來(lái)培養(yǎng)微生物嗎？為什么？空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。五、純化大腸桿菌方法平板劃線法稀釋涂布平板法操作步驟將接種環(huán)放在火焰上灼燒，直到接種環(huán)燒紅。在火焰旁冷卻接種環(huán)，并打開(kāi)棉塞。將試管口通過(guò)火焰。將已冷卻的接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。將試管通過(guò)火焰，并塞上棉塞。左手將皿蓋打開(kāi)一條縫隙，右手將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi)，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要?jiǎng)澠婆囵B(yǎng)皿。灼燒接種環(huán)，待其冷卻后，從第 一區(qū)域劃線的末端開(kāi)始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。重復(fù)以上操作，在三、四、五區(qū)域內(nèi)劃線。注意不要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)相連。將平板倒置放入培養(yǎng)箱中培

6、養(yǎng)。1.稀釋將分別盛有9ml水的6支試管滅菌，并按101到106的順序進(jìn)行編號(hào)。用移液試管吸取1ml培養(yǎng)的菌夜，注入101倍稀釋的試管中。用手指輕壓移夜管上的橡皮，吹吸三次，使菌液與水充分混勻。從101倍稀釋的試管中吸取1ml稀釋液，注入102倍稀釋的試管中，重復(fù)第二步的混勻操作。以此類(lèi)推，直到完成最后一支試管的稀釋。注意：移夜管需要經(jīng)過(guò)滅菌。操作時(shí)，試管口和移夜管應(yīng)在離火焰12cm處2涂布平板：將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。取少量菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃盡后，冷卻810s。用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面目的使聚集在一起的微生物分散成單個(gè)細(xì)胞，

7、從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落（由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見(jiàn)的子細(xì)胞群體），以便于純化菌種1.平板劃線操作的討論討論問(wèn)題答案1.為什么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)束時(shí)，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？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(shí)，接種環(huán)上的菌種直接來(lái)源于上次劃線的末端，從而通過(guò)劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時(shí)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(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其

8、冷卻后再進(jìn)行劃線？以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌在作第二次以及其后的劃線操作時(shí)，為什么總是從上一次劃線的末端開(kāi)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(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.涂布平板操作的討論問(wèn)題答案涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無(wú)菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進(jìn)行無(wú)菌操作？應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無(wú)菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周?chē)鹊攘?、菌種的保存方法 適用的對(duì)象 具體操作臨時(shí)保藏頻繁使用的菌種將菌種接種到

9、試管的固體斜面培養(yǎng)基上，在合適的溫度下培養(yǎng)。當(dāng)菌落長(zhǎng)成后，將試管放入4的冰箱中保藏。以后每36個(gè)月，都要重新將菌種從舊的培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮的培養(yǎng)基上甘油管藏需要長(zhǎng)期保存的菌種在3mL的甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油充分混勻后，放在20的冷凍箱中保存課題二 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)一、篩選菌株土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離尿素尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥，尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。只有當(dāng)土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之后，才能被植物利用。原理土壤中的細(xì)菌能合成脲酶將尿素分解所用培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基（培養(yǎng)基的氮源為尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿

10、素作為氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生長(zhǎng)發(fā)育繁殖，而受到抑制，所以用此培養(yǎng)基就能夠選擇出分解尿素的微生物）配制選擇培養(yǎng)基的依據(jù)根據(jù)選擇培養(yǎng)的菌種的生理代謝特點(diǎn)加入某種物質(zhì)以達(dá)到選擇的目的。例如，培養(yǎng)基中不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；培養(yǎng)基中不加入氮元素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等二、統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目（1）直接計(jì)數(shù)法：常用顯微鏡直接技術(shù)法，一般適用于純培養(yǎng)懸浮液中各種單細(xì)胞菌體的計(jì)數(shù)。（2）間接計(jì)數(shù)法：常用稀釋平板計(jì)數(shù)法，平板培養(yǎng)基上長(zhǎng)出一個(gè)菌落就代表原待測(cè)樣品中一個(gè)微生物個(gè)體。當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落

11、，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活細(xì)菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般設(shè)置35個(gè)平板，選擇菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，并取平均值。統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低，因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。采用此方法的注意事項(xiàng)：1.一般選取菌落數(shù)在30300之間的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)三、設(shè)置對(duì)照設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件以外，其他條件都相同的實(shí)驗(yàn)，其作用是比照試驗(yàn)組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括實(shí)驗(yàn)方案

12、，所需儀器、材料、用具和藥品，具體的實(shí)施步驟以及時(shí)間安排等的綜合考慮和安排操作步驟具體操作原因土壤取樣距地表約38cm的土壤層取樣細(xì)菌適宜在酸堿度接近中性的潮濕土壤中生長(zhǎng)，絕大多數(shù)分布在距地表約38cm的土壤層取樣樣品的稀釋測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量，一般選用104 105 106測(cè)定放線菌的數(shù)量，一般選用103 104 105 測(cè)定真菌的數(shù)量，一般選用102 103 104保證獲得菌落數(shù)在30300之間、適于計(jì)數(shù)的平板微生物的培養(yǎng)與觀察培養(yǎng)時(shí)間：細(xì)菌3037 12天，放線菌2528 57天 ，霉菌2528 34天觀察：每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目、形狀、大小、隆起程度、顏色四、疑難解答（1）如何從

13、平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的菌落數(shù)？每克樣品中的菌落數(shù)=（C/V）*M 其中，C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積（ml），M代表稀釋倍數(shù)注：統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板，計(jì)算出平板菌落數(shù)的平均值課題三 分解纖維素的微生物的分離一、 纖維素與纖維素酶 組成 例子纖維素一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類(lèi)物質(zhì)棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈等也富含纖維素纖維素酶由C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶組成，可將纖維素分解成葡萄糖纖維素在纖維素酶作用下最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)

14、二、 纖維素分解菌的篩選方法原理剛果紅染色法剛果紅+纖維素 紅色復(fù)合物當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌三、 分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程 流程注意事項(xiàng)土壤取樣選擇富含纖維素的環(huán)境選擇培養(yǎng)以纖維素為C源，增加纖維素分解菌的濃度梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上剛果紅染色法：一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅挑選產(chǎn)生透明圈的菌落四、課題延伸對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選后，只是分離純化的第一步，為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)。纖維素酶的測(cè)定方法，一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。五、疑難解答（1）為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分