高二生物：微生物培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識(shí)和配置原則

1、高二生物：微生物培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識(shí)和配置原則課標(biāo)領(lǐng)航通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我能夠1了解有關(guān)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識(shí)。2知道消毒與滅菌的區(qū)別。3了解培養(yǎng)基的配制過(guò)程及培養(yǎng)基的配制原則。情景導(dǎo)引在江河湖海、土壤大氣、動(dòng)植物的體內(nèi)體表，微生物無(wú)處不在。它們的分離、培養(yǎng)都必須使用無(wú)菌的培養(yǎng)基。什么是培養(yǎng)基？如何配制培養(yǎng)基？微生物培養(yǎng)基的配制1培養(yǎng)基(1)概念：為人工培養(yǎng)微生物而制備的，提供適合微生物生長(zhǎng)、_或積累_的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)?；A(chǔ)自主梳理繁殖代謝產(chǎn)物(2)種類按化學(xué)成分可分為_(kāi)、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基。按物理狀態(tài)可分為液體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。按功能可分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基、_和鑒別培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基

2、(3)營(yíng)養(yǎng)成分：各種培養(yǎng)基的配方不同，但一般都含有水、_、_和_等最基本的生命物質(zhì)。碳源氮源無(wú)機(jī)鹽思考感悟1為什么各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都有水、無(wú)機(jī)鹽、碳源、氮源和生長(zhǎng)因子？【提示】這是因?yàn)槲⑸锏幕瘜W(xué)組成與其他生物大體相同，也是主要由C、H、O、N、P、S等大量元素和Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co等微量元素組成，這些元素最終來(lái)自于外界環(huán)境中各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，可歸納為碳源(主要提供C元素)、氮源(主要提供N元素)、水(提供H、O)、無(wú)機(jī)鹽(提供大量元素和微量元素)、生長(zhǎng)因子(提供生物生長(zhǎng)必不可少的微量有機(jī)物)五大類營(yíng)養(yǎng)。2消毒與滅菌消毒滅菌概念用較_的物理或化學(xué)方法殺死物體上絕

3、大多數(shù)微生物(包括_和有害微生物的_)，實(shí)際上是部分滅菌采用_的物理或化學(xué)方法使物體內(nèi)外所有的微生物永遠(yuǎn)喪失其繁殖能力的措施溫和病毒微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞強(qiáng)烈消毒滅菌常用方法煮沸消毒法、_消毒法、化學(xué)藥劑消毒法、紫外線消毒法高溫滅菌，可分為_(kāi)滅菌和_滅菌兩大類適用對(duì)象操作空間、液體、雙手等接種環(huán)、接種針、玻璃器皿、培養(yǎng)基等巴氏干熱濕熱思考感悟2高溫滅菌是利用高溫的致死作用，使微生物的蛋白質(zhì)和核酸等重要的生物大分子發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變性，你知道高溫破壞的是蛋白質(zhì)的哪一結(jié)構(gòu)嗎？【提示】高溫使蛋白質(zhì)內(nèi)部的氫鍵斷裂，從而破壞其空間結(jié)構(gòu)，但并不破壞肽鍵。3培養(yǎng)基的配制過(guò)程(1)配制過(guò)程配制培養(yǎng)液_分裝包扎_。調(diào)節(jié)p

4、H滅菌擱置斜面(2)幾種天然有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要成分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要成分牛肉浸膏富含_、有機(jī)氮化合物、維生素、鹽等蛋白胨富含_、一些維生素和糖類酵母浸膏富含_、有機(jī)氮化合物和糖類水溶性糖類有機(jī)氮化合物維生素B類核心要點(diǎn)突破1營(yíng)養(yǎng)要素微生物的化學(xué)組成與其他生物大體相同，也是由C、H、O、N、P、S等元素組成，其中C、H、O、N占細(xì)胞干重的90%以上，這些元素主要來(lái)自外界環(huán)境中的各種無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物。這些化合物歸納成碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水這五大類營(yíng)養(yǎng)要素。培養(yǎng)基中各營(yíng)養(yǎng)要素的作用及配制原則營(yíng)養(yǎng)要素含義作用主要來(lái)源碳源凡能提供所需碳元素的物質(zhì)構(gòu)成生物體細(xì)胞的物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生

5、物的能源物質(zhì)無(wú)機(jī)化合物：CO2、NaHCO3；有機(jī)化合物：糖類、脂肪酸、花生餅粉、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無(wú)機(jī)化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽；有機(jī)化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等營(yíng)養(yǎng)要素含義作用主要來(lái)源生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)必不可少的微量有機(jī)物酶和核酸的組成成分維生素、氨基酸、堿基等水在生物體內(nèi)含量很高，在低等生物體內(nèi)含量更高不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定無(wú)機(jī)鹽為微生物提供除碳、氮元素以外的各種重要元素，包括某些大量元素細(xì)胞內(nèi)的組成成分，生理調(diào)節(jié)物質(zhì)；某些化能自養(yǎng)菌的能源，酶的激活劑特別提醒對(duì)異養(yǎng)微生物來(lái)說(shuō)，含C、N的化合物既是碳源，也是氮

6、源，即有些化合物作為營(yíng)養(yǎng)要素成分時(shí)并不是單一方面的作用。有些微生物需添加特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，原因是它們自身缺乏合成這些物質(zhì)所需要的酶或合成能力有限。2配制原則(1)目的要明確(根據(jù)微生物的種類、培養(yǎng)目的等)，如培養(yǎng)基可由簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物組成，生產(chǎn)用培養(yǎng)基內(nèi)可加入化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)，而分類、鑒定用培養(yǎng)基內(nèi)必須加入已知化學(xué)成分的物質(zhì)。(2)營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)：注意各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。(3)pH要適宜：各種微生物適宜生長(zhǎng)的pH范圍不同，如細(xì)菌、放線菌和真菌的最適pH分別為：、和。(2011年淮安高二檢測(cè))分析有關(guān)微生物的資料，回答問(wèn)題。(1)1982年澳大利亞學(xué)者從胃活檢組織中分離出幽門螺桿菌。幽門螺桿菌

7、的遺傳物質(zhì)集中分布的區(qū)域稱為_(kāi)。(2)如圖4支試管分別代表4種微生物在半固體培養(yǎng)基(瓊脂含量3.5/L)中的生長(zhǎng)狀態(tài)，其中號(hào)試管代表幽門螺桿菌的生長(zhǎng)狀態(tài)，由圖判斷，該菌在_條件下不能生長(zhǎng)。例1(3)下表是某培養(yǎng)基的配方。成分葡萄糖KH2PO4MgSO4NaClCaSO4CaCO3瓊脂蒸餾水含量10 g0.2 g0.2 g0.2 g0.2 g5 g3.5 g1 L將幽門螺桿菌接種到pH適宜的該培養(yǎng)基中，置于37下培養(yǎng)一段時(shí)間后，在該培養(yǎng)基中幽門螺桿菌的數(shù)目比剛接種時(shí)_，主要原因是_。(4)幽門螺桿菌形態(tài)如圖所示，該菌在人體中可引起胃潰瘍等胃部疾病。幽門螺桿菌生長(zhǎng)的最適pH為67，人體胃腔內(nèi)pH在

8、12之間，但胃黏膜的黏液層靠近上皮細(xì)胞側(cè)pH為左右。若幽門螺桿菌隨食物進(jìn)入胃腔，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及能導(dǎo)致胃潰瘍的特性，推測(cè)該菌在胃內(nèi)如何存活？_。【思路點(diǎn)撥】本題主要考查微生物培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)，解答本題應(yīng)明確以下幾點(diǎn)：了解幽門螺桿菌的生活習(xí)性。了解培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分組成。區(qū)別原核生物和真核生物。【嘗試解答】(1)擬核(核區(qū))(2)氧氣濃度過(guò)高或過(guò)低(3)少缺少氮源(缺少氮源和生長(zhǎng)因子)(4)幽門螺桿菌進(jìn)入胃腔后，首先依靠鞭毛運(yùn)動(dòng)至pH較高處緩沖，然后分泌蛋白中和胃酸，提高pH，以便繼續(xù)生存和繁殖?！窘馕觥?1)幽門螺桿菌為原核生物，沒(méi)有核膜包圍的細(xì)胞核，遺傳物質(zhì)集中在擬核內(nèi)。(2)幽門螺桿菌生活在

9、半固體培養(yǎng)基的中部，說(shuō)明它不能生活在氧氣濃度過(guò)高或過(guò)低的地方。(3)培養(yǎng)基中缺乏氮源，幽門螺桿菌不能正常生活，數(shù)量會(huì)減少。(4)幽門螺桿菌進(jìn)入胃腔后，可以先依靠鞭毛運(yùn)動(dòng)至pH較高處緩沖，然后分泌蛋白中和胃酸，提高pH ，以便繼續(xù)生存和繁殖。跟蹤訓(xùn)練甲、乙、丙是三種微生物，下表、是用來(lái)培養(yǎng)微生物的三種培養(yǎng)基。甲、乙、丙都能在中正常生長(zhǎng)繁殖；甲能在中正常生長(zhǎng)繁殖，乙和丙都不能；乙能在中正常生長(zhǎng)繁殖，甲、丙都不能。下列說(shuō)法正確的是()粉狀硫10 gK2HPO44 gFeSO40.5 g蔗糖10 g(NH4)2SO40.4 gH2O100 mLMgSO49.25 gCaCl20.5 gA甲、乙、丙都是

10、異養(yǎng)微生物B甲、乙都是自養(yǎng)微生物，丙是異養(yǎng)微生物C甲是固氮微生物，乙是自養(yǎng)微生物，丙是異養(yǎng)微生物D甲是異養(yǎng)微生物，乙是固氮微生物，丙是自養(yǎng)微生物解析：選C。培養(yǎng)基的特點(diǎn)是缺氮，能在這樣的培養(yǎng)基上存活的只能是固氮微生物；培養(yǎng)基的特點(diǎn)是沒(méi)有有機(jī)碳源，是培養(yǎng)自養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基；培養(yǎng)基是適宜異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的種類和用途劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類鑒定固體培養(yǎng)基微生物分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)、保藏菌種劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途化學(xué)成分天然培養(yǎng)基含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分明確(用化學(xué)成

11、分已知的化學(xué)物質(zhì)配成)分類、鑒定半合成培養(yǎng)基部分天然物質(zhì)和部分化學(xué)試劑有天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基的優(yōu)點(diǎn)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途功能基礎(chǔ)培養(yǎng)基含有多數(shù)微生物生長(zhǎng)和繁殖的基本營(yíng)養(yǎng)成分，一般用于微生物的培養(yǎng)選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)培養(yǎng)、分離出特定微生物(如培養(yǎng)酵母菌和霉菌，可在培養(yǎng)基中加入青霉素，培養(yǎng)金黃色葡萄球菌，可在培養(yǎng)基中加入高濃度食鹽)劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途功能鑒別培養(yǎng)基根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品鑒別不同種類的微生物，如可用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈綠色，并帶

12、有金屬光澤)加富培養(yǎng)基在培養(yǎng)基成分中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)僅適合于一種或一類微生物，而對(duì)其他微生物不合適的一類營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基可以使某種微生物的生長(zhǎng)、繁殖比其他微生物更加迅速，逐漸淘汰其他微生物根據(jù)各類微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和新陳代謝類型，利用選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基，結(jié)合顯微鏡鏡檢，以及菌落特征，可以把混雜在一起的大腸桿菌、硝化細(xì)菌、乳酸細(xì)菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌、圓褐固氮菌分離開(kāi)來(lái)。下面是分離篩選的方法步驟，請(qǐng)根據(jù)各個(gè)步驟的條件，填寫空格中的內(nèi)容：首先配制一系列不同性質(zhì)的固體培養(yǎng)基，然后進(jìn)行高溫滅菌。再將上述微生物的混合液分別接種到各種培養(yǎng)基上培養(yǎng)。例2(1)用無(wú)氮培養(yǎng)基可篩選出_。(2)用不含有機(jī)碳源

13、的選擇性培養(yǎng)基可篩選出_。(3)酵母菌的篩選需要在常規(guī)培養(yǎng)基中另加入_。(4)用加了較高濃度NaCl的培養(yǎng)基可選擇出_，或者根據(jù)菌落的顏色呈現(xiàn)_色，將其挑取單獨(dú)培養(yǎng)。(5)利用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基培養(yǎng)混合菌，菌落呈_色并帶有金屬光澤的是_，挑取該菌落單獨(dú)培養(yǎng)。結(jié)合顯微鏡鏡檢和進(jìn)一步用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別來(lái)確定。(6)在無(wú)氧環(huán)境下培養(yǎng)混合菌，_可以生長(zhǎng)。加入一定濃度的乳酸，使培養(yǎng)基pH充分降低，可抑制_微生物的生長(zhǎng)，利用菌落特征，結(jié)合顯微鏡鏡檢，選取生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的菌落，即可分離出_?！緡L試解答】(1)圓褐固氮菌(2)硝化細(xì)菌(3)青霉素(4)金黃色葡萄球菌桔紅(金黃)(5)綠大腸桿菌(6)大腸桿菌、乳酸細(xì)菌

14、、酵母菌大腸桿菌和酵母菌乳酸細(xì)菌【解析】若培養(yǎng)基中無(wú)氮，則凡是不能自生固氮的微生物均不能生存，題中所列微生物中，只有圓褐固氮菌能固氮，因而無(wú)氮培養(yǎng)基可選出該菌；若用不含有機(jī)碳的培養(yǎng)基則可選出自養(yǎng)型微生物；真菌的篩選可在培養(yǎng)基中加入青霉素；高濃度NaCl可選出耐鹽微生物，如金黃色葡萄球菌；用伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基可鑒定大腸桿菌；在無(wú)氧環(huán)境中，厭氧型及兼性厭氧型微生物才能生長(zhǎng)，需氧型微生物將被抑制?！疽?guī)律方法】判定培養(yǎng)基的類型及培養(yǎng)微生物的生活方式的方法：培養(yǎng)基中是否含有有機(jī)物：若有，則培養(yǎng)的微生物為異養(yǎng)型微生物；若無(wú)，則培養(yǎng)的微生物為自養(yǎng)型微生物。是否含有瓊脂：若有，則該培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基。是否含有一些

15、特殊物質(zhì)：若含有青霉素、高濃度鹽等，用于抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)，而促進(jìn)所需微生物的生長(zhǎng)的培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基；若含有伊紅美藍(lán)等，用于區(qū)分不同微生物種類的培養(yǎng)基為鑒別培養(yǎng)基。跟蹤訓(xùn)練在培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基中加入某些物質(zhì)能分離出所需的微生物。下列選項(xiàng)中，前者是在培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)，后者是能被分離出的微生物，其中正確的是()A氫氧化鈉，酵母菌B鹽酸，放線菌C適量的青霉素，霉菌D適量的伊紅美藍(lán)，大腸桿菌解析：選C。氫氧化鈉、鹽酸為強(qiáng)堿、強(qiáng)酸，酵母菌和放線菌都不能生存，加入伊紅美藍(lán)的培養(yǎng)基是用來(lái)鑒定大腸桿菌，并不能分離大腸桿菌。適量的青霉素對(duì)原核生物有抑制作用，對(duì)真核生物的生命活動(dòng)并不影響。1概念：無(wú)菌技

16、術(shù)不僅能防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染，保持微生物的純培養(yǎng)，而且在分離、轉(zhuǎn)接時(shí)亦能防止其他微生物污染。獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵，無(wú)菌技術(shù)圍繞著如何避免雜菌的污染展開(kāi)，主要包括以下幾個(gè)方面：無(wú)菌技術(shù)(1)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。雙手用肥皂洗凈，擦干后用75%酒精消毒。(2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌。培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌。接種環(huán)用火焰灼燒來(lái)滅菌。(3)為避免周圍環(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。(4)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圍的物品相接觸。2滅菌與消毒(1)幾種常用滅菌方法的比較方法適

17、用材料或用具滅菌條件滅菌時(shí)間灼燒滅菌接種環(huán)、接種針或其他金屬工具酒精燈火焰的充分燃燒層直到燒紅干熱滅菌耐高溫且需保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培養(yǎng)皿)和金屬用具等干熱滅菌箱內(nèi)160170 12 h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基100 kPa、121 1530 min(2)消毒屬于部分滅菌。常用的消毒方法有：煮沸消毒法和化學(xué)消毒法。細(xì)菌培養(yǎng)過(guò)程中分別采用了高壓蒸汽滅菌鍋、酒精、火焰灼燒等幾種不同的處理，這些方法依次用于殺滅哪些部位的雜菌()A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【嘗試解答】C例3【解析】此題考查學(xué)生對(duì)無(wú)菌技術(shù)的掌握。高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌的一個(gè)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?gòu)氐椎販缇m用于微生物的接種工具，如接種環(huán)。跟蹤訓(xùn)練下列操作錯(cuò)誤的是()A用酒精擦拭雙手B用氯氣消毒水源C實(shí)驗(yàn)室用紫外線進(jìn)行消毒D玻璃器皿(