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1、学 海 无 涯选修1 生物技术实践微生物培养与利用考纲解读知识内容要求5-1 微生物的培养与利用（1）微生物的分离和培养（2）某种微生物数量的测定（3）培养基对微生物的选择利用（4）利用微生物发酵来生产特定的产物（5）发酵过程中亚硝酸盐含量的测定掌握程度参考本考试大纲中的：一、考试的能力要求2、实验与探究能力微生物的培养与应用课题1微生物的实验室培养第一部分 微生物的利用（是重点）锁定知识：要点1培养基细菌放线菌蓝藻支原体衣原体等原核生物真核生物真菌：霉菌、酵母菌、食用真菌原生生物：藻类、原生动物微生物有细胞结构 无细胞结构：病毒（1）知道微生物的种类：微生物是结构都相当简单,个体多数十分微小
2、.通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到生物 芽孢：某些细菌在其生命活动中的某个阶段可以从营养细胞内形成一个圆形或卵圆形的内生孢子，称为芽孢。芽孢是细菌的休眠体，含水量低，壁厚而致密，对热、干燥和化学物质的伤害的抵抗能力很强。芽孢的作用：能够使细菌度过不良的环境菌落：单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，就会形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。菌落是鉴定菌种的重要依据。不同细菌的菌落具有不同特征，表现在菌落的大小、形状、光泽度、颜色、硬度透明度等方面。 大肠杆菌在伊红美蓝培养基上形成深紫色，并带有金属光泽的菌落。 菌落主要用于微生物的分离、纯化、鉴定、记数和选种、育种
3、等实际工作微生物的营养（5要素）、微生物的代谢类型。（一）培养基：不同的微生物需要采用不同的培养基配方，尽管培养基的配方各不相同，但是其基本成分都包括水、碳源、氮源和无机盐。营养要素来源最适来源功能碳源自养型微生物无机碳源（CO2、NaHCO3等合成微生物的细胞物质和一些代谢产物；（异养生物：兼有能源功能）异型微生物有机碳源：糖、脂、蛋白质等糖类氮源自养、异型型微生物无机氮：NH3、NH4+、NO3-、N2NH4+、NO3-用于微生物合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物异型微生物有机氮：蛋白质、核酸、尿素、氨基酸（也是能源）蛋白质、核酸、生长因子不需要外界提供生长因子自行合成所需的生长因子需要外
4、界提供生长因子酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等天然物质（维生素、氨基酸、碱基）一般是酶和核酸的组成成分说明：不同种类的微生物对碳源的需求差别很大，可从微生物的代谢角度来考虑。见下表：代谢类型代表碳源光能自养型蓝细菌，藻类CO2化能自养型硝化细菌，铁细菌，硫细菌CO2化能异养型全部真菌和绝大多数细菌有机物1 碳源: 凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质。2氮源：凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质。说明：对于异养微生物来说，含C，H，O，N的化合物既是碳源，也是氮源，还是能源。大多数的微生物主要利用无机氮化合物作为氮源，也可利用有机氮化合物作为氮源。只有少数固氮微生物可以利用N2作
5、为氮源，如：根瘤菌，固氮菌，蓝藻。对于硝化细菌而言，铵盐和硝酸盐既是氮源又是能源。3生长因子（1）概念：微生物生长不可缺少的微量有机物。（2）种类：维生素，氨基酸，碱基等。（3）功能：一般是酶和核酸的组成成分。4无机盐5水【例1】下列关于微生物营养的说法，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无机氮源也能提供能量 解析：此题考查学生对微生物的营养和能源的理解。对异养微生物来说，含C、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N。是无机物，也是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用
6、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启示：含C、H、o、N的化合物既是微生物的碳源，又是微生物的氮源；有机碳源能提供能量，无机碳源不能提供能量；无机物也可提供碳源、氮源和能源。经典例题剖析例题2下列可以作为自养微生物氮源的是（）A N2、尿素 B 牛肉膏、蛋白胨 C 尿素、酵母粉 D铵盐、硝酸盐解析：明确自养微生物从外面吸收的是无机物，包括无机碳源和无机氮源。固氮微生物虽能直接利用N2还原为NH3、但是它属于异养生物。答案（D）例题3 下列说法正确的是（）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
7、机氮源也能提供能量。解析：自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长，但是CO2不能作为能源。铵盐、硝酸盐等既可作为微生物最常用的氮源，也可作为某些化能自养微生物的能源物质。答案（D）培养基以及配制培养基的原则（二）培养基的种类按培养基物理性质划分:名称特征功能固体培养基外观显固体状态的培养基主要用于微生物的分离、鉴定液体培养基呈液体状态的培养基主要用于工业生产按培养基的化学成分划分种类特征用途天然培养基用化学成分不明确的天然物质配成主要用于工业生产合成培养基用化学成分已知的化学物质配成主要用于微生物的分类、鉴定按培养基的功能分种类制备方法原理用途例选择培养基培养基中加如某种化学成分根据
8、某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基加如某种试剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计鉴别和区分菌落相似的微生物伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌培养基的配置原则1目的要明确：根据所培养的微生物种类，培养的目的等，选择原料来配置。2营养要协调：必须要注意各种营养物质的浓度和比例。3pH要适宜：细菌的最适PH：6.57.5；放线菌的最适PH：7.58.5；酵母菌的最适PH：3.86.0要点2无菌技术无菌操作的要求和灭菌相关技术 （1
9、）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。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。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。（2）消毒与灭菌的区别消毒指使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（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、红外线消毒。灭菌则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。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸
10、汽灭菌。高压蒸气灭菌法 高压蒸气灭菌法又称湿热灭菌，它的原理是利用高压来提高蒸汽的温度，达到灭菌的目的。【例】细菌培养过程中分别采用了高压蒸气、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接种针、手、培养基 B高压锅、手、接种针 C培养基、手、接种针 D接种针、手、高压锅 解析：此题考查学生对无菌技术的掌握。高压蒸气灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。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 启示：微生物培养过程中的无菌操作包括消毒和灭菌两大类，分别又有各种不同的方法。对实验操作的空间、
11、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。要点3制作牛肉膏蛋白胨固体培养基（1）方法步骤：计算称量熔化 调PH 灭菌 倒平板（2）倒平板操作的步骤：将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约1020mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。等待平板冷却凝固，大约需510min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。 【例】以下关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述错误的是( ) A操作顺序为
12、计算、称量、溶化、倒平板、灭菌 B将称好的牛肉膏连同称量纸一同放人烧杯 C待培养基冷却至50左右时进行倒平板 D待平板冷却凝固约510 min后将平板倒过来放置 解析：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，不能颠倒。牛肉膏容易吸潮，所以当牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用玻棒取出称量纸。待培养基冷却至50，用手触摸锥形瓶刚刚不烫手，并且培养基处于溶化状态。平板冷却几分钟后还需倒置。答案：A 启示：固体培养基的制作步骤是：“计算称量溶化灭菌倒平板” 顺序不能颠倒。并且在制作过程特别是倒平板时彻底做到“无菌”。要点4纯化大肠杆菌（接种之平板划线操作）微生物接种的方法最常用的
13、是平板划线法和稀释涂布平板法。用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。1、平板划线法：操作简单，但是单菌落不易分离平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。平板划线法操作步骤：将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红（为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物）。在火焰旁冷却（以免接种环温度太高，杀死菌种）接种环，并打开棉塞。将试管口通过火焰(防止瓶口的微生物污染培养基)。将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将试管通过火焰，并塞上棉塞。左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入
14、平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。灼烧接种环（为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落），待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线（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）。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。（划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者）。将平板倒置放入培养箱中培养（平板冷凝后皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染）。2.稀释涂布平板法：操作复杂，但是单菌落易分离涂布平板操
