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1、第一节水和无机盐是构成细胞第一节水和无机盐是构成细胞的的第三节发酵工程为人类提供多样的生物第三节发酵工程为人类提供多样的生物产品产品 P83P83第二节纯净的目标微生物可第二节纯净的目标微生物可通过分离通过分离和纯化和纯化获得获得 P33P33第一章 发酵工程一、发酵工程和培养基1.发酵工程2.培养基 【微思考】大肠杆菌在液体培养基和固体培养基中的繁殖速度是否相同?请说明理由。提示不相同。由于细胞与固体培养基的接触面积较小,细胞与环境间物质交换速度相对较慢,培养基表面的微生物生长速度比在液体培养基中慢。自我检测1.培养微生物时,需要给它们提供生长所需的各种物质,满足它们生长繁殖所需的各种条件。
2、判断下列关于培养基的描述是否正确。(1)培养基按照物理特征的不同可分为固体培养基和液体培养基等,固体培养基和液体培养基的区别在于前者因加入凝固剂呈固体状态,而后者为液体状态。()(2)培养基的主要成分为水、碳源、氮源、无机盐等,此外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。()(3)培养细菌时,需要将培养基的pH调至酸性,培养霉菌时则需调至中性或弱碱性。()(4)培养厌氧型微生物时,除需要提供无机碳源之外,还需要提供无氧的条件。()(5)琼脂固体培养基是在液体培养基中加入琼脂制成的,是实验室中最常用的培养基之一,微生物在其表面或内部生长后可形成光镜可见的菌落。()2.不同的微生物
3、对营养物质的需求各不相同。下列关于一种以CO2为唯一碳源的自养型微生物营养的描述,不正确的是()A.氮源为该微生物提供必要的氮元素B.碳源也是该微生物的能源物质C.无机盐是该微生物不可缺少的营养物质D.水是该微生物的营养要素之一答案B解析CO2为无机物,只能作碳源而不能作为能源物质。二、灭菌和无菌操作技术可以排除非目标微生物的干扰1.三种控制有害微生物的方法2.灭菌方法 小提示芽孢对加热、紫外线照射和化学药物都具有极强的抵抗能力。自我检测1.保证器具和培养基无菌是获得微生物“纯”培养物的基础。判断下列关于无菌技术表述的正误。(1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术应围绕
4、如何避免杂菌的污染展开。()(2)灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。()(3)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。()(4)培养基最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。()(5)做好消毒和灭菌工作后,要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。()(6)为了避免周围环境中微生物的污染,许多操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰的充分燃烧层进行。()(7)在全部培养工作结束后,所有使用过的器具、废弃物等都必须先经过高压灭菌后再洗涤或倾倒。()2.下列关于灭菌和消毒的理解,错误的是()A.灭菌是指使用强烈的物理、化学方法杀死物体表面以及内部的一切
5、微生物,包括芽孢B.消毒和灭菌实质是相同的C.接种环用灼烧法灭菌D.常用的灭菌方法有灼烧法、高压蒸汽灭菌法等答案B解析灭菌与消毒是两个概念。灭菌时要根据不同的材料选用不同的灭菌方法,如接种环用灼烧灭菌法,培养基用高压蒸汽灭菌法。消毒是指使用较为温和的物理、化学方法仅杀死物体表面或内部一部分不需要的微生物。三、活动:配制可用于培养酵母菌的马铃薯蔗糖培养基1.目的要求:配制液体培养基和固体培养基。2.材料用具:马铃薯、蔗糖、琼脂、天平、试管、烧杯、三角瓶、培养皿、封口膜(或纱布)、牛皮纸或报纸、橡皮筋、小刀、高压灭菌锅、玻璃漏斗、移液器等。3.方法步骤4.注意事项【微思考】培养基中的琼脂能否成为酵
6、母菌生长的碳源?提示不能。琼脂是实验室中常用的凝固剂,绝大多数微生物并不能利用琼脂。探究点一探究点一培养基培养基情境创设 下表是牛肉膏蛋白胨培养基的配方,分析回答下列问题。牛肉膏和蛋白胨来源于动物,含有糖、维生素和有机氮等营养物质材料牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂水用量5g10g5g20g定容至1000mL1.根据培养基的物理特征,该培养基属于什么培养基?理由是什么?提示固体培养基。因为该培养基的配方中含有凝固剂琼脂。2.该培养基中主要提供碳源和氮源的物质分别是什么?属于有机物还是无机物?提示牛肉膏主要提供碳源,蛋白胨主要提供氮源。二者均属于有机物。3.该培养基培养的微生物同化作用类型是什么?理由是
7、什么?提示异养型。因为该微生物的碳源和氮源是有机物。4.试从碳源和氮源的角度分析不同类型微生物所需的培养基成分的特点。项目自养型微生物异养型微生物碳源CO2、Na2CO3等无机物氮源糖类等有机物NH3、硝酸盐等无机物尿素、蛋白质等有机物归纳总结归纳总结(1)培养自养型微生物,通常需要提供无机碳源,如CO2、NaHCO3等;而培养异养型微生物,则需要提供有机碳源,如糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等。(2)如果培养基里没有有机碳源,则通常培养的是自养型微生物;若培养基里含有有机碳源,则通常培养的是异养型微生物。(3)如果培养基的配方中没有琼脂,则通常为液体培养基;若培养基的配方中含有琼脂,则通常为固
8、体或半固体培养基。探究应用探究应用1.下列有关培养基的叙述,错误的是()A.培养基是为满足微生物生长繁殖或积累代谢产物的需求而配制的混合养料B.培养基只有两类:液体培养基和固体培养基C.培养大肠杆菌的培养基中必须添加有机碳源D.微生物在固体培养基表面生长可形成肉眼可见的菌落答案B解析培养基是人们为满足微生物生长繁殖或积累代谢产物的需求而配制的混合养料,A项正确;培养基的分类标准不同,其种类也不同,如培养基按所含化学成分可分为合成培养基和天然培养基,B项错误;大肠杆菌属于异养型微生物,培养异养型微生物的培养基中必须添加有机碳源,C项正确;微生物在固体培养基表面生长可形成肉眼可见的菌落,D项正确。
9、2.下列有关培养基成分及其特殊要求的叙述,正确的是()A.培养基中必须添加碳源B.培养基中必须添加维生素C.培养厌氧型微生物需要提供无氧的条件D.培养霉菌时需要将pH调到碱性答案C解析培养以CO2作为碳源的自养型微生物时,培养基中不需要添加碳源,A项错误;不同微生物的营养需求不同,培养基中不一定需要添加维生素,B项错误;培养厌氧型微生物需要提供无氧的条件,C项正确;霉菌要求在中性偏酸的环境中生长,D项错误。探究点二探究点二消毒和消毒和灭菌方法菌方法科学思维 消毒、灭菌是生产生活及实验室中控制有害微生物常用的方法。回答下列有关问题。1.消毒和灭菌的原理是什么?提示消毒和灭菌的原理都是使微生物的蛋
10、白质变性,借此杀死微生物。2.消毒和灭菌都能杀死所有微生物吗?提示灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢),而消毒仅能杀死物体表面或内部的部分微生物(一般不包括芽孢)。3.消毒和灭菌是否适用于所有的生物和物品?提示不是。无菌技术既要考虑效果,又要考虑操作对象的承受能力,例如,活体生物材料、操作者的双手等只能消毒,而不能灭菌。4.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的?提示无菌技术还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。归纳提升归纳提升消毒与灭菌的比较探究应用探究应用1.金黄色葡萄球菌有很强的致病力,常引起骨髓炎等,还可能引起食物中毒。实验中下列做法错
11、误的是()A.对接种环进行灼烧处理B.带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌后才能倒掉C.带菌培养基必须经加热后才能倒掉D.接种后双手必须经肥皂洗净,再用体积分数为70%的酒精棉球擦拭答案C解析带菌培养基必须经高压蒸汽灭菌后才能倒掉,简单的加热达不到灭菌效果,C项错误。2.防止外来杂菌的入侵,获得纯净的培养物,是研究和应用微生物的前提。下列叙述错误的是()A.实验室里可以用煮沸消毒法进行消毒B.接种环、接种针等金属用具可以直接在酒精灯火焰的不充分燃烧层灼烧灭菌C.在实验室中,切不可吃东西、喝水,离开实验室时一定要洗手,以防止被微生物感染D.玻璃器皿和金属用具等可以采用高压蒸汽灭菌答案B解析灼烧灭菌应该在
12、酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧,B项错误。第二节纯净的目标微生物可第二节纯净的目标微生物可通过通过 分离分离和纯化获得和纯化获得一、采用划线或涂布的接种方法能够实现对目标微生物的分离和纯化1.接种方法小提示划线的过程也是对菌种进行分散的过程。这样接种后经过培养,在划线的尾部就能得到单个细胞生长繁殖成的单菌落。2.活动:接种、培养并分离酵母菌 【微思考】采用平板划线法接种菌种时,哪些操作可防止杂菌污染?提示(1)接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧灭菌。(2)划线操作在酒精灯火焰旁进行。(3)接种环蘸取菌液前后,均要将盛有菌液的试管管口通过火焰。(4)划线时将培养皿的皿盖打开一条缝隙,用接种环在培养基
13、表面迅速划线,划线后及时盖上皿盖。自我检测1.接种是指微生物进入培养基质的过程。判断下列关于接种过程的描述是否正确。(1)平板划线操作中,划完一个区域后要将接种环灼烧,再划下一个区域。()(2)若皿盖和皿底之间溅上培养基,这个培养基不可再用。()(3)用平板划线法接种时,每一次划线前都要蘸取菌种。()(4)需要将一个不接种的培养基放在相同的条件下培养,以检验培养基的灭菌是否合格。()(5)涂布器在使用前需要先浸在酒精中,然后再放在火焰上灼烧,待酒精燃尽后应立即进行涂布。()(6)所有稀释倍数的稀释菌液涂布成的培养基,都能观察到和分离出单菌落。()2.下列有关平板划线操作的叙述,错误的是()A.
14、将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红B.接种环在平板上随机划线时不要划破培养基C.在蘸取菌液前后均要将盛有菌液的试管口通过火焰D.平板冷却后倒置,放入恒温培养箱中培养答案B解析接种环在平板上划线时并不是随机划线的,B项错误。二、采用稀释涂布平板法和显微镜计数法可测定微生物的数量1.稀释涂布平板法可对微生物进行计数2.显微镜计数法可直接对菌液中的微生物进行计数(1)实验用具(2)步骤【微思考】用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,为什么通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数?提示当样品稀释度足够高时,平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌。自我检测1.通过对微生物计数可以研
15、究微生物的繁殖速度等相关特征。判断下列关于微生物计数的描述是否正确。(1)平板划线法只能纯化细菌,不能计数;但稀释涂布平板法能分离细菌,也能计数。()(2)利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数量。()(3)在利用血细胞计数板对菌液中的酵母细胞进行计数时,应先吸取菌液滴于计数区内,再加盖盖玻片,最后用吸水纸吸去多余的菌液。()(4)从试管中吸出菌液进行计数之前,应先将试管轻轻振荡几次,这样做是为了让酵母菌全部沉降到试管底部。()2.若在固体培养基上用稀释涂布平板法培养细菌,看到的结果不可能是()答案D解析A、B、C三项固体培养基上所形成的是一个个分布较为均匀的单个菌落,是用稀释涂布法培
16、养细菌得到的结果。D项固体培养基上所形成的不是均匀的单菌落,是平板划线分离得到的结果。三、调整培养基的配方和培养方式可有目的地培养某种微生物1.选择培养基2.活动:能分解尿素的微生物的分离与计数 小提示实验过程中要注意无菌操作,如在酒精灯的火焰旁进行倒平板、接种,实验器具的灭菌以及超净工作台的消毒等。【微思考】1.在“能分解尿素的微生物的分离与计数”实验中,为什么要制备两种培养基(LB固体培养基和尿素固体培养基)?提示两种培养基形成对照,判断尿素固体培养基是否具有选择作用。2.如何对土壤悬液进行梯度稀释?提示将1g土样加入99mL无菌水中,振荡后即成10-2稀释液。取上清液1mL,转移至9mL无菌水中,制备出10-3稀释液,摇匀。依此方法制备出10-4、10-5、10-6、10-7稀释液。自我检测1.使用选择培养基能从混杂的微生物群体中快速筛选出所需种类的目标微生物。判断下列关于“能分解尿素的微生物的分离和计数”实验描述的正误。(1)筛选分解尿素的微生物的培养基以尿素为唯一氮源,且为液体培养基。()(2)尿素分解菌之所以能分解尿素,是因为其能产生脲酶。()(3)能分解尿素的细菌分解尿素
