1、专题2 微生物的培养与应用课题2.1 微生物的实验室培养庖丁巧解牛知识巧学一、培养基1.培养基的概念及其分类：微生物生命活动所需要的营养基质称为培养基。培养基有很多种，根据物理状态可以分为固体、半固体和液体培养基；根据化学组成可以分为天然培养基和合成培养基，根据用途可分为选择培养基和鉴别培养基等。辨析比较 培养基的分类2.培养基的成分：各种培养基的成分是不同的，但是所有培养基都包含微生物生长繁殖所需的必需成分，如水、无机盐、碳源和氮源等，有些微生物生命活动过程中还需要一些微量有机物生长因子。联想发散碳源和氮源的种类和作用功能举例碳源为微生物提供碳素营养、能源物质，形成代谢产物，构成细胞成分无机
2、化合物：CO2、NaHCO3；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源为微生物提供氮素营养、合成蛋白质、核酸、含氮代谢产物无机化合物：氮、氨、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等3.培养基的其他条件：除了营养物质外，培养基还要满足微生物生长所需要的温度、酸碱度以及氧气含量等条件。不同微生物所需的这些条件是不同的，例如培养真菌时，pH要调整到5.06.0之间，培养细菌时要调整到6.57.5之间，培养放线菌时要调整到7.58.5之间。二、无菌技术1.无菌技术的内容（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。（2）对培养微生物所用的器皿、接种工具和培养基等器具进行灭菌
3、（3）实验操作的过程要保证无菌。（4）要避免灭过菌的材料再次被污染。2.灭菌方法(1)灼烧灭菌：主要用于接种环（针）或其他金属工具的灭菌。(2)干热灭菌：将待灭菌的物品放入干热灭菌箱内，在160170 的情况下加热12小时进行的灭菌。(3)高压蒸气灭菌：将待灭菌的物品放入盛有适量水的高压蒸气灭菌锅内，把锅内水加热至沸腾，将其中的冷空气彻底排除后，将锅密闭后继续加热使锅内温度上升，压力增加，最后温度可以达到100 以上，常用的灭菌锅灭菌时压力为100 kPa，温度为121 ，维持1530 min,即可达到彻底灭菌的结果。（4）紫外线灭菌:这种方法只能适用于表面灭菌和空气灭菌。深化升华 灭菌所依据
4、的原理基本都是使菌体内的蛋白质和核酸发生变性，从而达到杀菌的效果.三、制备培养基和纯化大肠杆菌1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基：首先要根据培养基的配方要求，计算出各种成分的用量，然后用天平准确地称量，对于牛肉膏和蛋白胨等易吸潮的物质称量时要迅速，称量完成后要及时盖上瓶盖；为了使各种成分混合均匀，需要将它们溶化，溶化后千万不要忘记调整pH；溶化后的培养基分装完成后放入高压蒸气灭菌锅内进行灭菌（平板培养基一般是灭菌后再分装）。深化升华 培养基的配置要遵循一定的原则，第一，目的要明确，要根据所培养的微生物的种类、培养的目的选择原料；第二，营养要协调，配制培养基时必须要注意各种营养物质的浓度和比例，否则
5、会产生不良后果；第三，pH要适宜，这是因为各种微生物适宜生长的pH范围不同。2.纯化大肠杆菌时需要注意的问题（1）每次划线之前都要将接种环上的剩余物质烧掉以灭菌，整个操作完成后也要将接种环灭菌。（2）接种环灼烧完成后，要等到其冷却后才能用于接种，以防培养基溶化、划线不整齐或杀死菌种。（3）作第二次划线时，要从上一次划线的末端开始，使微生物随划线次数的增加而减少，并逐步分散，最后可在平板表面得到单个菌落。（4）用涂布法接种时，将涂布器的末端浸在盛有体积分数为70的酒精的烧杯中，取出时要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。（5）操作过程都要在火焰附近的无菌区进行。（6
6、）整个过程中要注意防火。疑点突破 （1）未接种的培养基表面若有菌落生长，说明培养基已被污染，必须更换或者重新灭菌。（2）在接种大肠杆菌的培养基上可以观察到独立的菌落，有光滑型菌落、粗糙型菌落、黏液型菌落等。（3）培养12 h和24 h菌落的大小不同，后者菌落大，灰色加深，光泽度强。（4）若在培养基中观察到不同形态的菌落，则说明菌液不纯或者操作过程中被杂菌污染。问题探究问题1配制培养基时，除了营养要齐全外，各种营养物质的比例也要适中，而且还要调整好pH、温度等，试从多个方面探究其原因。思路:虽然微生物个体微小，但是其代谢过程丝毫不比多细胞生物简单，它也要不断地进行吸水、吸收营养物质、代谢、排泄等
7、过程。凡是影响这些过程的因素，在配制培养基时都要考虑。探究:微生物的生命活动除了需要各种营养物质外，还需要适宜的外界环境，例如外界营养物质浓度过高时，会影响细胞吸水；外界溶氧不足时会影响需氧微生物呼吸；外界温度过高或者过低时会影响酶的活性。另外各种物质的比例也会影响微生物的生命活动，例如在培养谷氨酸棒状杆菌时，如果CN为41，则菌体会大量繁殖，如果该比值为31，则菌体繁殖减慢，代谢产物谷氨酸的产生会加快。问题2在日常生活中，灭菌和消毒经常混用，它们的含义相同吗？试探究其区别。思路:从字面意思来看，二者就有所不同。灭菌就是灭掉所有“菌”，消毒只是把“毒”消灭，不同的场所所使用的方法实际上是不同的
8、，如医院和牛奶厂所用的方法就不同。探究:灭菌是指杀灭所有微生物的菌体、芽孢和孢子，灭菌的方法有高温灼烧、干热（150 以上）灭菌等，灭菌常用于外科手术、发酵工程等；消毒是指用较为温和的理化方法杀死对人体有害的微生物菌体的方法，这种处理并不能彻底杀灭微生物或其繁殖体，但是对于一些保质期要求不长的食品行业却是既能保持其原有风味又能基本消灭致病菌的好方法。消毒常用巴式消毒法、紫外线消毒法、化学药剂消毒法等。典题热题例1关于配制培养基的有关叙述中，正确的是（）A.制作固体培养基必须加入琼脂B.发酵工程中一般用液体培养基C.氮源主要是为微生物提供能量D.牛肉膏主要为微生物提供氮元素解析：本题考查微生物营
9、养的有关知识。制作固体培养基时必须加入凝固剂。琼脂是常用的凝固剂，但不是唯一的凝固剂，例如明胶也可作为凝固剂；发酵工程一般都是用液体培养基，原因是液体培养基便于调节pH、温度、溶氧等，而且液体培养基还能使营养物质比较充分地利用；氮源主要是作为微生物蛋白质和核酸的原料；牛肉膏主要为微生物提供碳源、磷酸盐和维生素。答案：B误区警示 虽然我们作实验时都是用琼脂作凝固剂，但这并不代表凝固剂具有唯一性。例2关于灭菌和消毒不正确的理解是（） A.灭菌是指杀灭环境中一切微生物的细胞、芽孢和孢子B.消毒和灭菌实质是相同的C.接种环用灼烧法灭菌D.常用的灭菌方法有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法解析：考查灭
10、菌和消毒的区别。灭菌与消毒是两个概念。灭菌是指杀灭一定环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子。灭菌的原理是蛋白质凝固变性，含水分较多者，其凝固所需温度较低。灭菌时要根据不同的材料选用不同的灭菌方法，如接种环用火焰灼烧法，培养基用高压蒸汽灭菌法，还有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法等。消毒是指消灭病原菌或有害微生物。答案：B巧妙变式 培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所用的灭菌或者消毒方法依次是（）化学消毒灼烧灭菌干热灭菌紫外线灭菌高压蒸气灭菌巴氏消毒法A.B.C.D.解析：不同器皿或者材料的灭菌要求不同，方法也不一样，要在理解的基础上熟记常用材料和器皿的灭菌方法。答案：A例
11、3根据下表某培养基的配方回答问题：蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水pH10 g5 g5 g2 g0.4 g0.065 g1 000 mL7.2（1）该培养基中的营养物质有_类；碳源是_，氮源是_。（2）按物理性质分，该培养基属于_培养基，按用途则属于_培养基。（3）该培养基可培养的微生物的同化作用类型属于_。解析：综合考查有关培养基的知识。解答该题需从如下几步入手分析：第一步，微生物所需的营养物质共有碳源、氮源、生长因子、水和无机盐五大类。碳源是提供碳元素的营养物质，有有机物和无机物两大类；氮源是提供氮元素的营养物质，也有无机物和有机物两类；生长因子则是微生物生长不可缺少的微量有机物。
12、第二步，培养基按物理性质可分为液体、半固体、固体培养基等，按用途可分选择培养基、鉴别培养基等，此培养基中的伊红、美蓝可用于鉴别大肠杆菌。第三步，此培养基中含有多种有机物，可供培养异养型微生物，其中天然物质蛋白胨含丰富的营养成分，可为细菌提供生长因子。答案：（1）五乳糖、蔗糖蛋白胨（2）液体鉴别（3）异养型方法归纳 对于图表题一定要先读懂图表中所要表达的意思，然后再联系所学知识进行解答。例4菌种保藏应该控制的条件是（）湿度低温干燥有光隔绝空气适当有氧A.B.C.D.解析：考查菌种的保藏条件。微生物具有相对易变异性，在保藏菌种的过程中，必须使微生物的代谢处于最不活跃状态，这样才能在一定时间内使其不发生变异而又保持生活力。答案：D深化升华 考虑不同类型微生物的保藏条件时，一定要从该微生物的代谢入手考虑，其保藏条件应该是不利于代谢且不影响生存的。