1、1 新情境激趣引航遍布于地球上各种环境中的微生物具有丰富的物种多样性。迄今为止，能够在实验室条件下培养的微生物仅仅是其中的一小部分，微生物物种的绝大多数还都难以在现有培养技术和条件下进行繁殖和生长。2 新课堂互动探究学习目标 1.了解有关培养基的基础知识。2.进行无菌技术的操作。3.进行微生物的培养。新知预习一、培养基1概念：人们按照微生物对营养物质的不同要求，配制出供其生长繁殖的营养基质。2分类：依据培养基的物理性质可分为(1)液体培养基：液体状态的基质。(2)固体培养基：在液体状态的基质中加入凝固剂琼脂可制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长形成肉眼可见的菌落。3营养(1)各种培养
2、基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。(2)在提供上述营养的基础上，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。激趣应用 1如何理解培养基中基本的成分？可由组成细胞的必需元素的种类理解微生物培养基的基本成分。(1)构成细胞的基本元素有哪几种？由此推测培养基中应含有哪些基本的成分？(2)组成细胞的大量元素中，除了 C、H、O、N 外，还有哪些元素？据此推测，培
3、养基中还应含有除问题(1)基本成分外的何种成分？(3)以硝化细菌和乳酸菌为例，比较自养微生物和异养微生物培养基中碳源的不同。提示：(1)构成细胞的基本元素有 C、H、O、N 4 种，由此推测培养基应含有提供 C 的物质(碳源)、提供 N 的物质(氮源)、提供 H 和 O的物质(H2O)。(2)还有 P、S、K、Ca、Mg 等，据此推测培养基中应含有提供 P、S、K、Ca、Mg 等元素的物质(无机盐)。(3)自养微生物的碳源是含碳的无机物，主要是 CO2、NaHCO3 等，而异养微生物的碳源则是含碳的有机物，如糖类、脂肪酸等。二、无菌技术1概念：获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，无菌技术
4、就是围绕如何解决该问题展开的。2消毒：用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的一部分微生物(不包括芽孢和孢子)。3灭菌：指采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。4无菌技术主要包括以下四方面。(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)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)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。(4)实验操作时应避免已经灭菌处理过的材料用具与周围的物品相接触。5实验室常用的消毒和灭菌方法(1)对一些不耐高温的液体，如牛奶，可用巴氏消毒法。(2)接种环、接种针或其他金属用具，可进行灼烧灭菌。
5、(3)能耐高温的、需要保持干燥的物品可进行干热灭菌。(4)高压蒸汽灭菌：一般压力在100kPa，温度为121的条件下，维持1530min。(5)除了以上方法外，实验室里还用紫外线或化学药物进行消毒。激趣应用2人们的哪些做法体现着“无菌操作”？“无菌操作”与人们的生活休戚相关，无时、无处不在。(1)在人们的日常生活中有哪些“无菌操作”的例子？请列举两例。(2)在人们的生产实践中有一些“无菌操作”，请列举两例。(3)在人体自身健康防护中，也有“无菌操作”，请列举两例。提示：(1)被褥、鞋袜要常晒；肉制品储存时用盐腌等。(2)家畜阉割后，要在其伤口涂抹一些酒精或白酒；初冬杨树树干涂刷生石灰水等。(3
6、)打针时，注射部位要用酒精棉球擦洗，一般伤口要在其伤口处涂抹一些碘酒。三、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基1计算：计算各种成分的用量。2称量：牛肉膏和蛋白胨都容易吸潮，称取时动作要迅速。3溶化：制备固体培养基需要加入琼脂。加热熔化过程要不停地用玻璃棒搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。4灭菌：培养基需要高压蒸汽灭菌，而培养皿需要进行干热灭菌。5倒平板：在培养基冷却到50时，在酒精灯火焰附近倒平板。四、分离纯化大肠杆菌1微生物分离纯化的方法很多，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。2菌落：由一个(细菌、真菌、放线菌等)细胞繁殖而来的子细胞群体，称为菌落。五、菌种的保藏对于频繁使用的菌种，可以采用临时保
7、藏法；对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏法。3 新课堂互动探究知识点一培养基中的营养要素细解教材微生物的化学组成与其他生物大体相同，也是由C、H、O、N、P、S等元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上，这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物。培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等。营养要素含义作用主要来源碳源凡能提供所需碳元素的物质构成生物体细胞的物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质无机化合物：CO2、NaHCO3；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物质合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机化合物：N2、NH3、铵盐、
8、硝酸盐；有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等水在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定外界摄入无机盐为微生物提供除碳、氮元素以外的各种重要元素，包括某些大量元素细胞内的组成成分，生理调节物质；某些化能自养菌的能源，酶的激活剂无机化合物 特 别 提 醒培养基的配制原则(1)目的要明确(根据微生物的种类、培养目的等)，如培养基可由简单的无机物组成，生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质，而分类鉴定用培养基内必须加入已知化学成分的物质。(2)营养要协调。注意各种营养物质的浓度和比例。(3)pH要适宜。各种微生物适宜生长的pH范围不同，如细菌、放线
9、菌和真菌的最适pH分别为：6.57.5、7.58.5和5.06.0。典例精析 2015广元期中 不同的微生物对营养物质的需要各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是()A氮源物质为该微生物提供必要的氮素B碳源物质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【解析】培养基的组成成分包括：碳源、氮源、水、无机盐，有的还有生长因子；用以CO2为唯一碳源的培养基培养自养微生物，培养基中还必须提供氮源、水、无机盐。氮源物质为该微生物提供必要的氮素，A项正确；该碳源是CO2，不能作为该微生物的能源物质，B项错误；无机盐是该微生物
10、不可缺少的营养物质，C项正确；水是该微生物的营养要素之一，D项正确。【答案】B跟踪练习1牛肉膏可以为微生物提供()A氮源和维生素B氢元素和氧元素C碳源、氮源、磷酸盐和维生素D无机盐【解析】牛肉膏可以为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素，A、B、D三项均错误，C项正确。【答案】C知识点二无菌技术细解教材1获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：(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)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。(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焰附近进行。(4
11、)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消毒灭菌消毒是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)。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。3三种常用灭菌方法的比较灭菌方法适用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌接种环、接种针或其他金属用具酒精灯火焰的充分燃烧层直至烧红干热灭菌玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌箱内，16017012 h高压蒸汽灭菌培养基等100 kPa,1211530 min 特 别 提 醒消毒和灭菌的区别项目概念常用方法应用的范围煮沸消毒法：在100煮沸56 min
12、一般物品巴氏消毒法：7075煮30 min或在80煮15 min一些不耐高温的液体，如牛奶化学药剂消毒法如用酒精擦拭双手后、用氯气消毒水源等消毒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)紫外线消毒法：30 W紫外灯照射30 min接种室灼烧灭菌：用酒精灯火焰的燃烧层充分灼烧接种工具的灭菌干热灭菌：160170下灭菌12 h玻璃器皿、金属工具的灭菌灭菌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)高压蒸汽灭菌：121条件下，灭菌15 30 min培养基及容器的灭菌 典例精析2015广元期中关于灭菌和消毒的理解不正确的是()A灭菌是指
13、杀灭环境中一切微生物的细胞、芽孢和孢子B消毒和灭菌实质上是相同的C接种环用灼烧法灭菌D常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等【解析】灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子，A项正确；常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等，其中接种环用灼烧法灭菌，C、D项正确；消毒是指用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部部分微生物，综上所述，B项错误。【答案】B跟踪练习2.关于消毒和灭菌方法的选择，下列各项中错误的是()A培养基高压蒸汽灭菌B牛奶煮沸消毒C接种环灼烧灭菌D实验者双手化学消毒【解析】培养基一般用高压蒸汽灭菌，A 正确；牛奶消毒一般用巴氏消毒法
14、，煮沸会破坏蛋白质结构，B 错误；接种环一般用灼烧灭菌，C 正确；实验操作者的双手用酒精擦拭消毒，D 正确。【答案】B知识点三制备牛肉膏蛋白胨固体培养基细解教材1制备牛肉膏蛋白胨固体培养基步骤如下：计算：依据牛肉膏蛋白胨培养基配方比例计算配制 100 mL的培养基时，各种成分的用量称量：牛肉膏比较黏稠，可用称量纸称取，牛肉膏和蛋白胨都易吸潮，称取时动作要迅速，称后要及时盖上瓶盖溶化：牛肉膏和称量纸水加热 取出称量纸加蛋白胨和氯化钠加琼脂(注意：不断用玻璃棒搅拌防止糊底而导致烧杯破裂)补加蒸馏水至100 mL调pH灭菌1培养基：高压蒸汽灭菌2培养皿：干热灭菌倒平板：待培养基冷却至50左右时，在酒
15、精灯火焰附近倒平板2注意事项(1)天平称量时，注意放等大的称量纸。防止牛肉膏粘在托盘上。(2)在溶化时要用玻璃棒不断搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。(3)培养基灭菌后，需冷却至50左右时才能倒平板，原因是琼脂在44以下凝固。(4)培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开。(5)整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。(6)平板冷凝后要倒置的原因：防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。(7)若倒平板时，培养基溅在皿盖和皿底之间的部位，易滋生杂菌，这个平板应丢弃。典例精析2015宿迁期中 关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述，错误的是()A将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯B待培
16、养基冷却至50左右时进行倒平板C待平板冷却凝固约510 min后将平板倒过来放置D操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌【解析】制备牛肉膏蛋白胨固体培养基时，应将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯，A正确；待培养基冷却至50左右时进行倒平板，B正确；待平板冷却凝固约510 min后将平板倒过来放置，C正确；操作顺序为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板，D错误。【答案】D跟踪练习3.2015吉林一中月考 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是()A计算、称量、倒平板、溶化、灭菌B计算、称量、溶化、倒平板、灭菌C计算、称量、溶化、灭菌、倒平板D计算、称量、灭菌、溶化、倒平板【解析】制备牛肉膏蛋白胨固体培
17、养基的一般步骤是：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。【答案】C知识点四纯化大肠杆菌细解教材1纯化大肠杆菌的方法(1)平板划线法：平板划线操作及培养结果：接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面。平板划线示意图(A)及培养后菌落分布示意图(B)如下图所示。每次划线前后都要进行灼烧接种环的目的：灼烧时间目的第一次杀死接种环上原有的微生物、防止外来微生物干扰每次划线前杀死上次划线后残留在接种环上的菌种，使下次划线的菌种直接来自上次划线末端，使每次划线菌种数目减少，达到分离菌体的目的接种结束后杀死接种环上残存的菌种，避免污染环境或感染操作者(2)稀释涂布平板法：主要操作环节：系
18、列稀释和涂布平板。系列稀释和涂布平板后培养结果如图所示。2.纯化大肠杆菌的结果分析与评价(1)未接种的培养基表面若有菌落生长，说明培养基被污染；若无，则说明未被污染。(2)在接种大肠杆菌的培养基上可观察到独立的菌落。有光滑型菌落，菌落边缘整齐，表面有光泽，湿润、光滑、呈灰色；也有粗糙型菌落，菌落扁平，干涩、边缘不整齐；还有黏液型菌落，为含荚膜菌的菌落。(3)培养12 h和24 h，菌落大小不同，培养24 h，菌落大，灰色深，光泽度强。(4)若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯、混入其他杂菌或在实验操作过程中被杂菌污染。特 别 提 醒(1)单细胞菌落的获得。利用平板划线法接种时，
19、单细胞茵落从后划线的区域挑取。利用稀释涂布平板法接种时，只有合适的稀释度才能得到单细胞菌落。(2)两种接种方法的异同：两种方法都能将微生物分散接种到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离的目的；稀释涂布平板法还能对微生物计数。典例精析2015镇江模拟 下列关于微生物接种时平板划线操作的叙述中，正确的是()A使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌B打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌，取出菌种后需直接塞好棉塞C将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线即可D最后应将平板倒置，放入培养箱中培养【解析】微生物接种平板划线操作时，使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中也需要灭菌，A错误
20、；打开含菌种的试管需要通过火焰灭菌，取出菌种后再通过火焰灭菌才能塞好棉塞，B错误；将沾有菌种的接种环直接在平板表面按顺序向不同方向划线，C错误；最后应将平板倒置，放入培养箱中培养，D正确。【答案】D跟踪练习4.2015徐州模拟 微生物接种方法很多，平板划线法是最常用的一种。下图是平板划线示意图，划线的顺序为。下列操作方法错误的是()A划线操作时，将沾有菌种的接种环插入培养基B平板划线后培养微生物时要倒置培养C不能将第区域的划线与第区域的划线相连D在区域中划线前后都要对接种环进行灭菌【解析】平板划线法在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在火焰上灼烧，接种时划线操作是在火焰边进
21、行。在每个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落；平板划线后培养微生物时要倒置培养；接种是让细菌在培养基表面生长，所以不能将接种环插入培养基中，A选项错误。【答案】A4 新思维随堂自测1.有三位同学，利用稀释涂布平板法来测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释106倍的培养基中，得到如下表所示的结果。你认为下列数据中最接近真实值的是()同学统计菌落数平均值甲230230乙21、212、256163丙222、260241A.230 B163C241 D236【解析】在进行该实验时，一定要至少涂布3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以甲只有一个结果，不正确；乙同学虽涂布
22、了3个平板，但其中1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；丙同学尽管只有两个数据，但由于其数据相差不大，故最接近真实值的是两个数据的平均值即(222260)/2241，C项正确。【答案】C2利用稀释涂布平板法纯化的大肠杆菌，经培养后发现培养基上出现了多种菌落，不可能的原因是()A培养基制备过程中被杂菌污染B接种过程中，无菌操作不符合要求C系列稀释时，无菌操作不符合要求D由大肠杆菌的种类不同造成的【解析】大肠杆菌培养基中出现了多种菌落，说明污染了杂菌，杂菌可能来自培养基，也可能是因为操作过程中无菌操作不符合要求，A、B、
23、C项均有可能。【答案】D3下列有关平板划线法的操作错误的是()A将接种环放在火焰上灼烧B将已冷却的接种环伸入菌液中沾取一环菌液C沾取菌液和划线要在火焰旁进行D接种环划线要将最后一区的划线与第一区的划线相连【解析】平板划线时，每次划线都需要将接种环灼烧，故A正确；在划线时，将已冷却的接种环伸入菌液中沾取一环菌液，在酒精灯火焰旁划线，故BC都正确；划线时，最后一区的划线不能与第一区的划线相连，故D错。【答案】D4.2015景德镇质检 无菌操作是微生物接种技术的关键；传统发酵技术和微生物分离、纯化、应用过程及植物组织培养和动物细胞培养过程中，均要无菌操作。回答下列相关问题：(1)消毒和灭菌是两个不同
24、的概念，灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害的病原菌而对被消毒的物体基本无害。下列哪些事物适用于消毒处理_。皮肤 饮用水 牛奶 注射器 培养皿 接种环 培养基 果汁 酱油手术刀A BC D以上全部A(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调整_，接种前要进行_，在整个微生物的分离和培养中，一定要注意在无菌条件下进行。pH高压蒸汽灭菌(3)在微生物的实验室培养中，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。下图是利用_法进行大肠杆菌接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。为达到这一目的，操作上应注意：每次划线前要_；冷却后从上一区划线末端开始
25、划；首尾区_。平板划线灼烧接种环不连接(4)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对固体培养基应采用的检测方法是_，观察培养基上是否有菌落产生。(5)有位同学在家制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素，结果发酵失败，原因可能是_。将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间青霉素杀死了乳酸菌【解析】(1)应采用消毒，应采用灭菌，故选 A。(2)配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行调整 pH，培养基接种前要进行高压蒸汽灭菌，再进行倒平板。(3)微生物实验室培养的关键在于防止杂菌污染，本题是采用平板划线法接种，需要注意的是连续划线时，每次划线前要灼烧接
26、种环，同时划线结束首尾不能相连。(4)检测培养基是否被污染对固体培养基应采用的检测方法是将未接种(接种等量无菌水)的培养基在适宜的温度下放置适当时间，观察培养基上是否有菌落产生。(5)制作泡菜时，为避免杂菌污染而向泡菜坛中加入了青霉素结果发酵失败，原因可能是青霉素杀死了乳酸菌。5.2015广元期中 制备培养基方法：将蛋白胨、NaCl和牛肉膏放入烧杯内，加200 mL蒸馏水，用玻璃棒搅匀后，在酒精灯上加热。当蛋白胨、牛肉膏融化后，加入琼脂，用微火继续加热至琼脂溶化，补充水至200 mL。用0.1 mol/L的NaOH或0.1 mol/L的HCl将pH调至7.07.2，分别对培养基和培养皿进行高压
27、蒸汽灭菌。当培养基的温度下降到50时，将其分装在5套培养皿中，当培养基冷却至室温，按下表分别进行处理。将处理完毕的培养基置于35的温度下培养23天，观察每个培养基中的细菌生长情况。请回答下列问题：第1套开盖，在空气中暴露10 s第2套用手指接触培养基约10s第3套用硬币接触培养基约10 s第4套用滤纸擦一下课桌，再接触培养基约10 s第5套对照(不打开盖)(1)该培养基中，含有的营养物质有_。(2)从培养基的物理性质来看，上述培养基是_培养基，该种培养基主要用于微生物的_等。(3)实验中，有三处特别强调温度控制，请简要说明其控制温度的科学道理。“高压蒸汽灭菌后培养基的温度下降到50”_。“当培
28、养基冷却至室温，按下表分别进行处理”_。“将处理完毕的培养基置于35的温度下培养”_。碳源、氮源、生长因子、水分、无机盐固体分离和计数防止培养基的温度过高使培养皿因受热不均而破裂防止培养基温度过高杀死接种在其上的细菌(或微生物)让细菌在适宜的温度下快速生长繁殖【解析】(1)牛肉膏可为微生物提供碳源、氮源、磷酸盐、维生素(属于生长因子)，蛋白胨可为微生物提供碳源、氮源、维生素。依题意可知，该培养基中，含有的营养物质有碳源、氮源、生长因子、水分、无机盐。(2)因该培养基的配方中有琼脂，所以是固体培养基；固体培养基主要用于微生物的分离和计数等。(3)“高压蒸汽灭菌后培养基的温度下降到50”，以防止培
29、养基的温度过高使培养皿因受热不均而破裂。“当培养基冷却至室温，按下表分别进行处理”，其目的是防止培养基温度过高杀死接种在其上的细菌(或微生物)。“将处理完毕的培养基置于35的温度下培养”，其目的是让细菌在适宜的温度下快速生长繁殖。6新视点名师讲座菌种保藏为了保持菌种的纯度，需进行菌种保藏，常用的方法有临时保藏法和甘油管藏法。(1)临时保藏法：适用于频繁使用的菌种，其步骤为：菌种接种在试管的固体斜面培养基上；适宜条件下，培养至菌落长成；将试管放在4冰箱中保存；以后每36个月，都要重新将菌种从旧培养基上转移到新鲜的培养基上，重复步骤。这种保存菌种的时间短(36个月)，菌种易被污染，易产生变异。(2)甘油管藏法：适用于需长期保存的菌种。其方法是：在3 mL甘油瓶中装入1 mL甘油，然后灭菌；将1 mL培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在20的冰箱中保存。