微生物的培养与应用学案精校版

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1、考纲要求展示考纲要求展示知识内容知识内容要求要求微生物的分离和培养微生物的分离和培养某种微生物数量的测定某种微生物数量的测定培养基对微生物的选择作用培养基对微生物的选择作用知识网络构建知识网络构建一、微生物的实验室培养一、微生物的实验室培养1.培养基培养基(1)概念：人们按照微生物对概念：人们按照微生物对_的不同需求，配制出的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。供其生长繁殖的营养基质。(2)成分：一般都含有碳源、成分：一般都含有碳源、_、水和、水和_，还需，还需要满足不同微生物生长对要满足不同微生物生长对_、特殊营养物质以及、特殊营养物质以及_的要求。的要求。2.无菌技术无菌技术(1)含义

2、：指在培养微生物的操作中，所有含义：指在培养微生物的操作中，所有_的的方法。方法。(2)关键：防止外来关键：防止外来_的入侵。的入侵。(3)方法：方法：消毒：消毒：_、化学药剂消毒法、化学药剂消毒法、_。灭菌：灭菌：_灭菌、干热灭菌、灭菌、干热灭菌、_灭菌。灭菌。3.实验操作实验操作(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基过程：计算、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基过程：计算、_、溶、溶化、化、_、倒平板。、倒平板。(2)纯化大肠杆菌的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成纯化大肠杆菌的原理：在培养基上将细菌稀释或分散成_，形成单个菌落，此菌落是由一个细胞繁殖而来的，形成单个菌落，此菌落是由一个细胞繁殖而来的子

3、细胞群体。子细胞群体。(3)微生物的常用接种方法：微生物的常用接种方法：_和稀释涂布平板法，和稀释涂布平板法，接种过程仍然是接种过程仍然是_操作。操作。二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们体分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们体内能合成内能合成_，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到起到_作用。作用。2.统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用_。3.实验流程：土壤取样、制备实验流程：土壤取样、制备_、微生物的培养与、微生

4、物的培养与观察、细菌的计数。观察、细菌的计数。三、分解纤维素的微生物的分离三、分解纤维素的微生物的分离1.纤维素酶的组成：一种纤维素酶的组成：一种_，它至少包括三种组分，它至少包括三种组分，即即C1酶、酶、_酶和酶和_酶。酶。2.筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生_来来筛选纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌。3.实验操作步骤：土壤取样、实验操作步骤：土壤取样、_、_、将、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上、样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上、_。【自我校对】【自我校对】一、一、1.(1)营养物质营养物质 (2)氮源氮源 无机盐无机盐 pH 氧气氧气

5、2.(1)防止杂菌污染防止杂菌污染 (2)杂菌杂菌 (3)煮沸消毒法煮沸消毒法 紫外紫外线消毒法线消毒法 灼烧灼烧 高压蒸汽高压蒸汽 3.(1)称量称量 灭菌灭菌 (2)单个细胞单个细胞 (3)平板划线法平板划线法无菌无菌二、二、1.脲酶脲酶 催化催化 2.稀释涂布平板法稀释涂布平板法 3.培养基培养基三、三、1.复合酶复合酶 Cx 葡萄糖苷葡萄糖苷 2.透明圈透明圈 3.选择培选择培养养 梯度稀释梯度稀释 挑选产生透明圈的菌落挑选产生透明圈的菌落微生物的培养微生物的培养一、培养基的类型及其应用一、培养基的类型及其应用标准标准培养基类型培养基类型配制特点配制特点主要应用主要应用物理性物理性质质

6、固体培养基固体培养基加入琼脂较多加入琼脂较多菌种分离，菌种分离，鉴定，计数鉴定，计数半固体培养基半固体培养基加入琼脂较少加入琼脂较少菌种保存菌种保存液体培养基液体培养基不加入琼脂不加入琼脂工业生产，工业生产，连续培养连续培养化学组化学组成成合成培养基合成培养基由已知成分配制而成，成由已知成分配制而成，成分明确分明确菌种分类、鉴定菌种分类、鉴定天然培养基天然培养基由天然成分配制而成，培由天然成分配制而成，培养基成分不明确养基成分不明确工业生产，工业生产，降低成本降低成本目的用目的用途途鉴别培养基鉴别培养基添加某种指示剂或化学药添加某种指示剂或化学药剂剂菌种的鉴别菌种的鉴别二、培养基的营养构成二、

7、培养基的营养构成营养物营养物质质定义定义作用作用主要来源主要来源碳源碳源能提供碳元素能提供碳元素的物质的物质构成生物体的构成生物体的物质，异养生物质，异养生物的能源物质物的能源物质无机物：无机物：CO2、NaHCO3有机物：糖类、脂肪酸有机物：糖类、脂肪酸、石油、花生粉饼等、石油、花生粉饼等氮源氮源能提供氮元素能提供氮元素的物质的物质合成蛋白质、合成蛋白质、核酸以及含氮核酸以及含氮代谢产物代谢产物无机物：无机物：N2、NH3、氨、氨盐、硝酸盐盐、硝酸盐有机物：尿素、牛肉膏有机物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等、蛋白胨等生长因生长因子子生长不可少的生长不可少的微量有机物微量有机物酶和核酸的成酶和核酸的成

8、分分维生素、氨基酸、碱基维生素、氨基酸、碱基等等(1)(1)微生物最常利用的碳源是糖类微生物最常利用的碳源是糖类(特别是葡萄糖特别是葡萄糖)，常，常利用的氮源是氨盐、硝酸盐。利用的氮源是氨盐、硝酸盐。(2)(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源。在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源。(3)(3)微生物之所以需要补充生长因子，是由于缺乏合成微生物之所以需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。这些物质所需要的酶或合成能力有限。三、无菌技术三、无菌技术1.消毒与灭菌的区别消毒与灭菌的区别灭菌方灭菌方法法条件条件结果结果常用方法常用方法消毒消毒较为温和的物较为

9、温和的物理或化学方法理或化学方法仅杀死物体表仅杀死物体表面或内部一部面或内部一部分对人体有害分对人体有害的微生物的微生物(不包不包括芽孢和孢子括芽孢和孢子)煮沸消毒法，煮沸消毒法，还有化学药剂还有化学药剂(如酒精、氯气、如酒精、氯气、石炭酸等石炭酸等)消毒、消毒、紫外线消毒紫外线消毒灭菌灭菌强烈的理化因强烈的理化因素素杀死物体内外杀死物体内外所有的微生物，所有的微生物，包括芽孢和孢包括芽孢和孢子子灼烧灭菌、干灼烧灭菌、干热灭菌、高压热灭菌、高压蒸汽灭菌蒸汽灭菌2.实验室常用灭菌方法的比较实验室常用灭菌方法的比较灭菌方灭菌方法法适用对象适用对象所需条件所需条件灭菌时间灭菌时间灼烧灭灼烧灭菌菌接种

10、的金属工具接种的金属工具(如接种针、接种如接种针、接种环环)在酒精灯的火焰在酒精灯的火焰外焰灼烧外焰灼烧直至烧红直至烧红干热灭干热灭菌菌耐高温需干燥的耐高温需干燥的物品物品(如玻璃器皿、如玻璃器皿、金属用具金属用具)干热灭菌箱内干热灭菌箱内160170 12 h高压灭高压灭菌菌培养基培养基100 kPa；121 1530 min1.1.芽孢是细菌发育后期形成的休眠体，耐高温，故消毒仅杀芽孢是细菌发育后期形成的休眠体，耐高温，故消毒仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物而不包括其芽死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物而不包括其芽孢和孢子。孢和孢子。2.2.灭菌和消毒的实质大都是使微生物

11、的蛋白质或核酸发生变灭菌和消毒的实质大都是使微生物的蛋白质或核酸发生变性。性。3.3.微生物分离中的无菌技术：获得纯净培养物的关键是防止微生物分离中的无菌技术：获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术可从如下四个方面展开：杂菌污染，无菌技术可从如下四个方面展开：(1)(1)对实验操作的空间，操作者的衣着和手进行清洁和消毒。对实验操作的空间，操作者的衣着和手进行清洁和消毒。(2)(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。(3)(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒

12、精灯火焰附近进行。焰附近进行。(4)(4)实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物实验操作时，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。品相接触。【例【例1】下列说法正确的是】下列说法正确的是()A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养基质的培养基是为微生物的生长繁殖提供营养基质的B.培养基只有两类，液体培养基和固体培养基培养基只有两类，液体培养基和固体培养基C.除水以外的无机物只能提供无机盐除水以外的无机物只能提供无机盐 D.无机氮源不可能提供能量无机氮源不可能提供能量【解析】根据培养基的物理性质，可分为液体培养基、半【解析】根据培养基的物理性质，可分为液体培养基、半固体培养基

13、和固体培养基，在液体培养基中加入不同量的固体培养基和固体培养基，在液体培养基中加入不同量的凝固剂可形成半固体或固体培养基；除水以外的无机物如凝固剂可形成半固体或固体培养基；除水以外的无机物如NH4HCO3，既可以是碳源，也可以是氮源，不仅仅能提供，既可以是碳源，也可以是氮源，不仅仅能提供无机盐；无机氮源有时也能提供能量，如无机盐；无机氮源有时也能提供能量，如NH3可以为硝化可以为硝化细菌提供能量。细菌提供能量。【答案】【答案】A1.培养基的配制原则培养基的配制原则目的要明确：根据微生物的种类、培养目的选择不同的原目的要明确：根据微生物的种类、培养目的选择不同的原料配制培养基。料配制培养基。营养

14、要协调：配制培养基时要注意各营养物质的浓度和比营养要协调：配制培养基时要注意各营养物质的浓度和比例、例、pH要适宜。要适宜。2.培养基的营养构成培养基的营养构成各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。源和无机盐。不同培养基还要满足不同微生物对不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及、特殊营养物质以及氧气的要求。氧气的要求。1.(2011合肥质检合肥质检)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的下列操作制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的下列操作中，不正确的是中，不正确的是()A.操作流程是计算、称量、溶化、灭菌和倒平板操作流程是计

15、算、称量、溶化、灭菌和倒平板B.将称好的牛肉膏连同称量纸一同倒入烧杯中再加水，去纸将称好的牛肉膏连同称量纸一同倒入烧杯中再加水，去纸C.灭菌后向牛肉膏蛋白胨溶液中加灭菌后向牛肉膏蛋白胨溶液中加2%琼脂，并使其溶解琼脂，并使其溶解D.将培养基冷却到约将培养基冷却到约50度时，在酒精灯火焰附近倒平板度时，在酒精灯火焰附近倒平板【解析】牛肉膏蛋白胨培养基的操作步骤是计算、称量、溶【解析】牛肉膏蛋白胨培养基的操作步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板；将称好的牛肉膏与称量纸一同放在烧杯化、灭菌、倒平板；将称好的牛肉膏与称量纸一同放在烧杯中，加入少量水，加热，牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用中，加入少量水，

16、加热，牛肉膏溶化并与称量纸分离后，用玻璃棒捞出称量纸；灭菌前将蛋白胨和氯化钠加入烧杯；等玻璃棒捞出称量纸；灭菌前将蛋白胨和氯化钠加入烧杯；等培养基冷却到培养基冷却到50度左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。度左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。【答案】【答案】C土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、实验原理一、实验原理1.筛选菌株：常用选择培养基。筛选菌株：常用选择培养基。2.统计菌落数目：测定微生物数量的常用方法有稀释涂布统计菌落数目：测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。平板法和显微镜直接计数。3.设置对照。设置对照。二、实验流程二、实验流程1.土壤取样：一般在距地表约土壤取样：

17、一般在距地表约38 cm的土壤层取样的土壤层取样(富含有富含有机物、潮湿、机物、潮湿、pH7)。2.制备培养基：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。牛制备培养基：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基。牛肉膏蛋白胨培养基作为对照，用来判断选择培养基是否起到肉膏蛋白胨培养基作为对照，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。了选择作用。3.微生物的培养与观察：将土样以微生物的培养与观察：将土样以1、101、102依次等依次等比稀释至比稀释至107稀释度，按照浓度从低到高的顺序涂布平板。稀释度，按照浓度从低到高的顺序涂布平板。注明培养基种类、培养日期以及平板培养样品的稀释度。将注明培养基种类、培养日期以及

18、平板培养样品的稀释度。将涂布好的培养皿放在涂布好的培养皿放在30 温度下培养。随着培养时间的延温度下培养。随着培养时间的延长，会有不同的菌落产生。比较牛肉膏蛋白胨培养基和选择长，会有不同的菌落产生。比较牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基中菌落的数量、形态等，并做好记录。培养基中菌落的数量、形态等，并做好记录。4.细菌的计数：当菌落数目稳定时，进行计数，防止因培养细菌的计数：当菌落数目稳定时，进行计数，防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。求出平均值，根据平板所时间不足而导致遗漏菌落的数目。求出平均值，根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。【例【例2】某

19、同学在】某同学在101、102、103倍稀释液的平均菌落数为倍稀释液的平均菌落数为2 760、295和和46，则菌落总数，则菌落总数(个个/mL)为为()A.2.76104B.2.95104C.4.6104 D.3.775104【解析】【解析】菌落计数法，注意是计算不同稀释度的平均菌落数。首菌落计数法，注意是计算不同稀释度的平均菌落数。首先选择平均菌落数在先选择平均菌落数在30300之间的，当只有一个稀释倍数的平之间的，当只有一个稀释倍数的平均菌落数符合此范围时，则以该平均菌落乘以稀释倍数即为该样均菌落数符合此范围时，则以该平均菌落乘以稀释倍数即为该样品的细菌总数；若有两个稀释倍的平均菌落数均

20、在品的细菌总数；若有两个稀释倍的平均菌落数均在30300之间，之间，则按两者菌落总数之比值来决定，若比值小于则按两者菌落总数之比值来决定，若比值小于2应采取两者的平应采取两者的平均数，若大于均数，若大于2，则取其中较小的菌落总数。本题，则取其中较小的菌落总数。本题295、46在在30300之间，之间，46103与与295102比值为比值为1.6，应取二者平均数，应取二者平均数(46103295102)23.775104。若所有稀释倍数的菌落数。若所有稀释倍数的菌落数均不在均不在30300之间，则应以最接近之间，则应以最接近300或或30的平均菌落乘以稀释的平均菌落乘以稀释倍数。倍数。【答案】【

21、答案】D微生物计数规则微生物计数规则1.选择菌落数在选择菌落数在30300的平板计数。的平板计数。2.若某两个或多个稀释浓度下获得的菌落数均符合条件时，若某两个或多个稀释浓度下获得的菌落数均符合条件时，再看两者菌落数的比值，若小于再看两者菌落数的比值，若小于2，则取两者的平均值；，则取两者的平均值；若大于若大于2，则取最小值。，则取最小值。3.计算方法：每克样品中的菌落数计算方法：每克样品中的菌落数(C/V)M。C：某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；：某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平：涂布平板所用稀释液的体积板所用稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数。：稀释倍数。2.用稀释涂布平

22、板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是()A.涂布了一个平板，统计的菌落数是涂布了一个平板，统计的菌落数是230B.涂布了两个平板，统计的菌落数是涂布了两个平板，统计的菌落数是215和和260，取平均值，取平均值238C.涂布了三个平板，统计的菌落数分别是涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和和256，取平，取平均值均值163D.涂布了三个平板，统计的菌落数分别是涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和和250，取平

23、，取平均值均值233【解析】【解析】在设计实验时，一定要涂布至少在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，才能增强实个平板，才能增强实验的说服力与准确性。验的说服力与准确性。C项虽涂布了项虽涂布了3个平板，但是，其中个平板，但是，其中1个平个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。个平板的计数值用来求平均值。【答案】【答案】D分解纤维素的微生物的分离一、实验原理一、实验原理二、实验流程二、实验流程土壤取样土壤取样选择培养选择培养(此步是否需要，应根

24、据样品中目的此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定菌株数量的多少来确定)梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴别将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。挑选产生透明圈的菌落。【例【例3】纤维素分解菌的筛选原理是】纤维素分解菌的筛选原理是()A.刚果红可以与纤维素形成红色复合物刚果红可以与纤维素形成红色复合物B.刚果红可以与水解的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合刚果红可以与水解的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物物C.刚果红可以与纤维素酶形成红色复合物刚果红可以与纤维素酶形成红色复合物D.刚果红可以与纤维素分解菌结合形成红色复合物刚果红可以与纤维素分解菌结合

25、形成红色复合物【解析】【解析】刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。刚果红也不与纤维素酶或者与和葡萄糖发生这种反应。刚果红也不与纤维素酶或者与纤维素分解菌结合形成红色复合物。纤维素分解菌结合形成红色复合物。【答案】【答案】A选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，确保能选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。够从样品中分离到所需要的微生物。涉及到微生物技术主要有：培养基的配制、无菌操作涉及到微生物技

26、术主要有：培养基的配制、无菌操作技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取技术、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。样等。3.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上上B.富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少C.经稀释培养后，用刚果红染色经稀释培养后，用刚果红染色D.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上上【解析】【解析】经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。到了欲分离的微生物。【答案】【答案】A