高中生物1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)知識梳理新人教版選擇性必修3

1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)知識梳理微生物：難以用______肉眼______觀察的微小生物的統(tǒng)稱。包括以下類群：病毒（無細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物）：SARS病毒、新冠病毒等______RNA______病毒；T2噬菌體等______DNA______病毒。細(xì)菌（原核生物）：藍(lán)細(xì)菌、大腸桿菌、乳酸菌等；放線菌：衣氏放線菌等。真菌（真核生物）：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履蟲、變形蟲等。防止______雜菌污染______，獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是研究和應(yīng)用微生物的前提，也是酵工程的重要基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物的條件：①要為人們需要的微生物提供合適的______營養(yǎng)______和______環(huán)境______條件；②要確保______其他微生物______無法混入，并將______需要的微生物______分離出來。一、培養(yǎng)基的配制1.培養(yǎng)基的概念和類型（1）概念：人們按照微生物對______營養(yǎng)物質(zhì)______的不同需求，配制出供其______生長繁殖______的營養(yǎng)基質(zhì)，即培養(yǎng)基。（2）培養(yǎng)基的作用：用以______培養(yǎng)______、______分離______、______鑒定______、______保存______微生物或______積累______其代謝物。（3）培養(yǎng)基的類型標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類培養(yǎng)基特點(diǎn)作用物理性質(zhì)_____固體培養(yǎng)基_____加凝固劑，如瓊脂微生物的分離與鑒定，活菌計(jì)數(shù)，保藏菌種___半固體培養(yǎng)基_____容器放倒不致流出，劇烈震動則破散觀察微生物的運(yùn)動、分類鑒定____液體培養(yǎng)基______不加凝固劑常用于工業(yè)生產(chǎn)功能____選擇培養(yǎng)基______根據(jù)某種微生物的特殊營養(yǎng)要求配置選擇分離____鑒別培養(yǎng)基______加入能與目的菌的代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑鑒定成分來源____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______用已知的化學(xué)物質(zhì)配制分類鑒定2.培養(yǎng)基的配制（1）基本成分：水、碳源、氮源、無機(jī)鹽。①碳源：a.無機(jī)碳源：CO2、CO32-、HCO3-→______自養(yǎng)______微生物；b.有機(jī)碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等→______異養(yǎng)______微生物。②氮源：a.無機(jī)氮源：NH4＋、NO3-、NH3等。b.有機(jī)氮源：牛肉膏、蛋白胨、______尿素______、氨基酸等。注意：含C、H、O、N的有機(jī)物是______異養(yǎng)型______微生物的碳源、氮源、能源。如______氨基酸______等。（2）特殊需求：某些微生物對___pH___、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及____O2___的需求。特殊營養(yǎng)物質(zhì)：______維生素______、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）①培養(yǎng)乳酸桿菌時，需要在培養(yǎng)基中添加______維生素______；②培養(yǎng)霉菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)至______酸性______；③培養(yǎng)細(xì)菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)至______中性______或______弱堿性______；④培養(yǎng)厭氧微生物時，需要提供______無氧______的條件。3.培養(yǎng)基的配制原則（1）目的要明確：不同的微生物需求不同，根據(jù)培養(yǎng)目的進(jìn)行配制。（2）營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜。（3）pH要適宜：為維持pH的相對恒定，可在培養(yǎng)基中加入緩沖劑，常用K2HPO4－KH2PO4。4.培養(yǎng)基的成分及功能營養(yǎng)物質(zhì)作用功能主要來源碳源能為微生物代謝提供碳元素構(gòu)成生物體的細(xì)胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機(jī)碳源：CO2、NaHCO3等；有機(jī)碳源：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸等氮源能為微生物的代謝提供氮元素合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無機(jī)化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽等；有機(jī)氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等水是生命活動所必需的不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定外界攝入無機(jī)鹽為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素細(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，酶的激活劑無機(jī)化合物二、無菌技術(shù)獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是______防止雜菌污染______。無菌技術(shù)應(yīng)圍繞著如何避免雜菌的污染展開，主要包括______消毒______和______滅菌______。消毒和滅菌工作的兩個方面：（1）對實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和______消毒______。（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______。注意：避免已經(jīng)______滅菌______處理的材料用具與周圍的物品接觸。為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，操作都應(yīng)在超凈工作臺并在______酒精燈火焰______附近進(jìn)行。1.消毒（1）概念：指使用______較為溫和______的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體______表面______或______內(nèi)部______一部分微生物。（2）常用的消毒方法①煮沸消毒法：100℃煮沸5～6min，可以殺死微生物的______營養(yǎng)細(xì)胞______和一部分______芽孢_(dá)_____。②巴氏消毒法：62～65℃下消毒30min或80～90℃處理30s～1min，適合一些______不耐高溫______的液體，如牛奶?？梢詺⑺琅Ｄ讨械慕^大多數(shù)微生物，并且不破壞牛奶的營養(yǎng)成分。③化學(xué)藥劑消毒法：用______70%酒精______擦拭雙手、用______氯氣______消毒水源等。④紫外線消毒法：接種室、接種箱或超凈工作臺在使用前可用______紫外線______照射30min。在照射前，適量噴灑______石碳酸______或______煤酚皂______溶液等消毒液，可以加強(qiáng)消毒效果。2.滅菌（1）概念：指使用______強(qiáng)烈______的理化方法殺死物體______內(nèi)外所有______的微生物，包括______芽孢_(dá)_____和______孢子______。（2）常用的滅菌方法①濕熱滅菌：利用沸水、流通蒸汽或______高壓蒸汽______進(jìn)行滅菌的方法。______高壓蒸汽______滅菌效果最好，100kPa、121℃下維持15～30min，常用于______培養(yǎng)基______、______無菌水______等的滅菌。②干熱滅菌：將滅菌物品放入密閉容器如干熱滅菌箱，在160～170℃的熱空氣中維持2～3h。常用于______耐高溫的______和______需要保持干燥______的物品（如玻璃器皿、金屬用具等）。③灼燒滅菌：將微生物的接種工具，如涂布器、______接種環(huán)______、______接種針或其他______金屬用具，直接在酒精燈火焰的______充分燃燒______層（外焰）灼燒，可以迅速徹底地滅菌。此外，在接種過程中，試管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通過______火焰灼燒______來滅菌。3.目的：獲得純凈的培養(yǎng)物。4.關(guān)鍵：防止雜菌污染。5.常用滅菌和消毒方法的比較滅菌和消毒的種類主要方法應(yīng)用范圍滅菌濕熱滅菌（高壓蒸汽滅菌法）100kPa、121℃維持15～30min培養(yǎng)基及多種器材、物品干熱滅菌干熱滅菌箱160～170℃加熱2～3h玻璃器皿（如吸管、培養(yǎng)皿等）、金屬用具等凡不適宜用其他方法滅菌而又能耐高溫的物品灼燒滅菌酒精燈火焰灼燒微生物接種工具，如接種環(huán)、接種針或其他金屬用具等，接種過程中的試管口或瓶口等消毒煮沸消毒法100℃煮沸5～6min家庭餐具等生活用品巴氏消毒法62～65℃煮30min或80～90℃煮30s～1min牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進(jìn)行高溫滅菌的液體紫外線消毒30W紫外燈照射30min接種室空氣化學(xué)藥物消毒用體積分?jǐn)?shù)為70%～75%的乙醇、碘酒涂抹等皮膚、傷口、動植物組織表面和空氣、手術(shù)器械、塑料或玻璃器皿等6.其他操作①做好消毒和滅菌工作后，要注意避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品接觸。②為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，接下來的許多操作都應(yīng)在超凈工作臺上并在酒精燈火焰附近進(jìn)行。三、微生物的純培養(yǎng)在微生物學(xué)中，將接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體稱為______培養(yǎng)物______。1.微生物的純培養(yǎng)的概念：由______單一個體______繁殖所獲得的微生物群體稱為______純培養(yǎng)物______，獲得______純培養(yǎng)物______的過程就是純培養(yǎng)。2.微生物的純培養(yǎng)步驟：（1）配置培養(yǎng)基；（2）滅菌；（3）接種；（4）分離和培養(yǎng)?！咎骄俊?shí)踐·酵母菌的純培養(yǎng)】1.培養(yǎng)原理：微生物群分散或稀釋→單個細(xì)胞→單個菌落。菌落：分散的微生物在適宜的____固體____培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定______形態(tài)結(jié)構(gòu)______的______子細(xì)胞群體______，這就是菌落。2.獲得單菌落的方法：采用______平板劃線______法和______稀釋涂布平板______法將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后得到的單菌落一般是由______單個微生物______形成的純培養(yǎng)物。3.方法步驟（1）制備培養(yǎng)基：配制培養(yǎng)基→滅菌→______倒平板______。倒平板的具體操作步驟：①拔出錐形瓶的棉塞→②將瓶口迅速通過______火焰______→③用拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，將培養(yǎng)基（10～20mL）倒入培養(yǎng)皿，立即蓋上皿蓋→④等待培養(yǎng)基______冷卻凝固______后，將培養(yǎng)皿倒轉(zhuǎn)過來放置。倒平板既可以防止培養(yǎng)基______表面的水分揮發(fā)______；又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成______污染______。（2）接種和分離酵母菌：通過______接種環(huán)______在固體培養(yǎng)基表面______連續(xù)劃線______的操作，將聚集的菌種逐步______稀釋分散______到培養(yǎng)基表面。經(jīng)數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離得到______單菌落______。平板劃線法的具體操作：①灼燒接種環(huán)，直至接種環(huán)金屬絲燒紅→②在火焰旁______冷卻______接種環(huán)，拔出酵母菌培養(yǎng)液試管的棉塞→③試管口通過火焰→④在火焰附近用______接種環(huán)______蘸取一環(huán)菌液→⑤試管口通過火焰，并塞上棉塞→⑥將皿蓋打開一條縫隙，用______接種環(huán)______在培養(yǎng)基表面迅速劃三至五條平行線，蓋上皿蓋→⑦灼燒接種環(huán)，待其______冷卻______后，從第一次劃線的______末端______開始作第二次劃線。重復(fù)以上操作，作第三、四、五次劃線。注意：①接種環(huán)只蘸___一___次菌液，但要在培養(yǎng)基不同位置連續(xù)劃線多次；②劃線首尾______不能相接______；③每次劃線前接種環(huán)進(jìn)行______滅菌______；④劃線后，培養(yǎng)皿______倒置______培養(yǎng)?！舅伎肌繛槭裁丛诓僮鞯牡谝徊揭约懊看蝿澗€之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？灼燒時期目的取菌種前殺死接種環(huán)上原有微生物每次劃線前殺死上次劃線時殘留菌種，使下一次劃線的菌種直接來源上次劃線的末端，從而使每次劃線時菌種數(shù)目逐漸減少，直至得到單個細(xì)胞接種結(jié)束后殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者（3）培養(yǎng)酵母菌完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將______接種后______的平板和一個______未接種______的平板倒置，放入28℃左右（培養(yǎng)溫度因酵母菌種類的不同而稍有差異）的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～48h。四、平板劃線法和稀釋涂布平板法1.平板劃線法平板劃線操作及培養(yǎng)結(jié)果：接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線，將聚集的菌種逐步分散到培養(yǎng)基的表面。平板劃線示意圖（A）及培養(yǎng)后菌落分布示意圖（B）如下圖所示。平板劃線法操作步驟2.稀釋涂布平板法（1）主要操作環(huán)節(jié)：系列稀釋和涂布平板。（2）系列稀釋和涂布平板后培養(yǎng)結(jié)果如圖所示：3.平板劃線法與稀釋涂布平板法的注意事項(xiàng)（1）平板劃線法：①接種環(huán)的灼燒：a.第一次劃線前：殺死接種環(huán)上的微生物，避免污染培養(yǎng)物。b.每次劃線前：殺死殘留菌種，保證每次劃線菌種來自上次劃線末端。c.劃線結(jié)束后：殺死殘留菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者。②灼燒接種之后，要冷卻后再進(jìn)行操作，以免溫度太高殺死菌種。③劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。④劃線用力要大小適當(dāng)，防止用力過大劃破培養(yǎng)基。（2）稀釋涂布平板