1、 专题专题2 2 微生物的培养与应用微生物的培养与应用高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)项目项目内容内容要求要求考点考点1.微生物的实验室培养微生物的实验室培养2.土壤中分解尿素的细菌分离土壤中分解尿素的细菌分离与计数与计数3.分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离重难点重难点微生物的培养和分离方法及微生物培微生物的培养和分离方法及微生物培养的具体操作养的具体操作（一一）培养基培养基 人们按照微生物对营养物质的不同需求，配人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质制出供其生长繁殖的营养基质.培养基的基本成分培养基的基本成分基本营养要素：各种
2、培养基一般都含有水、水、碳源、氮源、无机盐碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质(维生素,氨基酸)以及氧气的需求培养基的分类按培养基的物理性质分为按培养基的物理性质分为液体培养基：配制成的液体状态的基质，一般用液体培养基：配制成的液体状态的基质，一般用于生产。于生产。固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂(如琼脂如琼脂)，配制成固体状态的基质，琼脂固体，配制成固体状态的基质，琼脂固体培养基是实验室中最常用的培养基之一。培养基是实验室中最常用的培养基之一。按照化学成分按照化学成分天然培养基：由天然成分配置而成，成分不明确，天然培养基：
3、由天然成分配置而成，成分不明确，用于工业生产用于工业生产合成培养基：成分明确。合成培养基：成分明确。高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)培养基培养基种类种类特点特点用途用途选择培选择培养基养基培养基中添加或缺培养基中添加或缺少某种化学物质或少某种化学物质或者根据对一些物理者根据对一些物理化学抗性控制培养化学抗性控制培养条件进行目的菌的条件进行目的菌的筛选。筛选。培养、分离出特定微生物培养、分离出特定微生物(如如培养真菌，可在培养基中加培养真菌，可在培养基中加入青霉素；用尿素为唯一氮入青霉素；用尿素为唯一氮源的培养基用于分离分解尿源的培养基用于分离分解尿素的细菌素的细菌)鉴别
4、培鉴别培养基养基根据微生物的代谢根据微生物的代谢特点，在培养基中特点，在培养基中加入某种指示剂或加入某种指示剂或化学药品化学药品鉴别不同种类的微生物，如鉴别不同种类的微生物，如可用伊红可用伊红美蓝培养基鉴别美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽并带有金属光泽)按照目的用途按照目的用途（二二）无菌技术无菌技术 无菌操作泛指在培养微生物的操作中，无菌操作泛指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法技术。所有防止杂菌污染的方法技术。 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，获得纯净培养物的关键是防止外来
5、杂菌的入侵，无菌技术就是围绕着如何避免杂菌污染的操作技术。无菌技术就是围绕着如何避免杂菌污染的操作技术。包括以下几个方面包括以下几个方面 对实验操作的空间、操作者的衣着和手对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。进行清洁和消毒。 将用于微生物培养的器皿（培养皿）、将用于微生物培养的器皿（培养皿）、接种用具（接种环，涂布器）和培养基等接种用具（接种环，涂布器）和培养基等进行灭菌。进行灭菌。 为避免周围环境中微生物的污染，实验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。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实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具
6、与周围的物品相接触。用具与周围的物品相接触。消毒消毒 无菌技术的种类无菌技术的种类灭菌灭菌 使用较为温和的方法来杀死部分微生物。使用较为温和的方法来杀死部分微生物。使用较为强烈的理化因素杀死物体内外的所使用较为强烈的理化因素杀死物体内外的所有微生物（包括芽孢和孢子）。有微生物（包括芽孢和孢子）。1 1、煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6min2 2、巴氏消毒法巴氏消毒法：70-75 70-75 下煮下煮30min30min或或 80 80 下煮下煮15min15min，适用于不耐高温的液体，适用于不耐高温的液体3 3、化学药剂消毒法化学药剂消毒法: :用用75%75%
7、酒精、进行皮肤酒精、进行皮肤消毒消毒; ;氯气消毒水源。氯气消毒水源。4 4、紫外线消毒紫外线消毒：接种室，接种箱或超净工：接种室，接种箱或超净工作台使用前用紫外线照射作台使用前用紫外线照射3030分钟，在照射前，分钟，在照射前，适量喷洒石碳酸，煤酚皂。适量喷洒石碳酸，煤酚皂。(1)消毒的方法：消毒的方法：1.1.灼烧灭菌：灼烧灭菌：接种环，接种过程中的试管口或瓶口，接种环，接种过程中的试管口或瓶口，放在酒精灯火焰的放在酒精灯火焰的充分燃烧层充分燃烧层中进行灼烧灭菌。中进行灼烧灭菌。（2）常用的灭菌方法）常用的灭菌方法2.2.干热灭菌：干热灭菌：将将玻璃器皿、金属用具玻璃器皿、金属用具等能耐高
8、温并需要等能耐高温并需要保持干燥的物品放到干热灭菌箱内，在保持干燥的物品放到干热灭菌箱内，在160160170170O OC C中加中加热热1 12h2h即可。即可。3.3.高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌: :（湿热灭菌）（湿热灭菌）将需灭菌的物品放到盛将需灭菌的物品放到盛有水的高压灭菌锅内煮沸，待冷空气排尽后，密闭继有水的高压灭菌锅内煮沸，待冷空气排尽后，密闭继续加热至锅内压力到续加热至锅内压力到100kPa100kPa，温度到，温度到121121O OC C后，维持后，维持151530min30min即可。培养基，培养皿。即可。培养基，培养皿。（一一）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固
9、体培养基1.1.牛肉膏蛋白胨固体培养基配方牛肉膏蛋白胨固体培养基配方物质物质牛肉膏牛肉膏蛋白胨蛋白胨NaClNaCl琼脂琼脂水水重量重量5g5g10g10g5g5g20g20g定容至定容至1000mL1000mL2.2.称量称量 按比例称取各种物质，注意事项：牛肉膏要放在称按比例称取各种物质，注意事项：牛肉膏要放在称量纸上称量，牛肉膏、蛋白胨都易吸潮，称取时动作要量纸上称量，牛肉膏、蛋白胨都易吸潮，称取时动作要迅速，称后及时盖上瓶盖。迅速，称后及时盖上瓶盖。 3. 3.溶化：溶化：先将先将牛肉膏连，牛肉膏连，加入蛋白胨和氯化钠，用加入蛋白胨和氯化钠，用玻璃棒搅拌使之溶解，再加入琼脂，搅拌，待溶
10、解后，玻璃棒搅拌使之溶解，再加入琼脂，搅拌，待溶解后，加蒸馏水定溶至加蒸馏水定溶至100mL100mL。 4. 4.灭菌灭菌( (先调先调PH)PH)将配制好的培养基放到三角形瓶中将配制好的培养基放到三角形瓶中（瓶口加棉塞，包上牛皮纸），放到高压锅内灭菌；培（瓶口加棉塞，包上牛皮纸），放到高压锅内灭菌；培养皿（用几层报纸包好）放入干热灭菌箱内灭菌。养皿（用几层报纸包好）放入干热灭菌箱内灭菌。 5. 5.倒平板：倒平板：待培养基冷却到待培养基冷却到5050O OC C左右时倒平板左右时倒平板 3.3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？ 4.4.在倒平板的过程中，如果
11、不小心将培养基溅在皿在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？为什么？ 平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养平板冷凝后，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，基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖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。上的水珠落入培养基，造成污染。 空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此上滋生，因
12、此最好不要最好不要用这个平板培养微生物。用这个平板培养微生物。接种纯化 原理：在培养基上将细菌稀释分散成单个原理：在培养基上将细菌稀释分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。是一个纯化的细菌菌落。 菌落：由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落：由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。不同微生物繁殖形成的菌落子细胞群体。不同微生物繁殖形成的菌落在颜色，大小，形状不同。在颜色，大小，形状不同。 接种方法：平板划线法、稀释涂布平板法。接种方法：平板划线法、稀释涂布平板法。高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)平板划线法是
13、通过接种环在琼脂固体培养基表面连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，将聚集的菌种逐步稀释分解到培养基的表续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分解到培养基的表面；面；稀释涂布平板法：则将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释涂布平板法：则将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。面，进行培养。(3)菌种的保藏菌种的保藏短期保存：固体斜面培养基上短期保存：固体斜面培养基上4保存，菌种易被保存，菌种易被污染或产生变异。污染或产生变异。长期保存：长期保存：20甘油管在冷冻箱中保藏。甘油管在冷
14、冻箱中保藏。 操作的操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的下一次划线时，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。数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后仍然要灼烧划线结束后仍然要灼烧接种环，能及时杀死接种环上残
15、留的菌种，避免细菌污接种环，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。染环境和感染操作者。 1、为什么在操作的第一步以及划线之前都要灼、为什么在操作的第一步以及划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环？烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环？ 2.2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？行划线？ 3.3.在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？是从上一次划线的末端开始划线？以免接种环温度太高，杀死菌种。以免接种环温度太高，杀死菌
16、种。 划线后，线条划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着每次从上一次划线的末端开始，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。繁殖而来的菌落。涂布平板操作涂布平板操作(1)(1)将涂布器浸在盛有将涂布器浸在盛有7070的酒精的酒精的烧杯中。的烧杯中。(2)(2)取少量菌液（不超取少量菌液（不超0.1mL0.1mL），滴加到培养基表），滴加到培养基表面。面。(3)(3)将沾有酒精的涂布器在火焰上将沾有酒精的涂布器在火焰上引燃引燃，火
17、熄后，火熄后冷冷却却8 810s10s。(4)(4)用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。（一一） 筛筛 选选 菌菌 株株原理原理 人为提供有利于目的菌株的条件（包括营养、温度、人为提供有利于目的菌株的条件（包括营养、温度、pHpH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。等），同时抑制或阻止其他微生物生长。 在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养选择培养基。基。寻找目的菌：根据它对环境的要求，到相应的环境中去找寻找目
18、的菌：根据它对环境的要求，到相应的环境中去找（4 4）细菌分离的流程与计数）细菌分离的流程与计数 细菌分离与计数的实验流程细菌分离与计数的实验流程土壤取样土壤取样样品稀释样品稀释配制培养基配制培养基取样涂布取样涂布微生物培微生物培养养观察并记录菌落数观察并记录菌落数细菌计数。细菌计数。选取菌落数在选取菌落数在3030300300的平板进行计数。在同一稀释度下，的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对至少对3 3个平板进行重复计数个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。计算公式：每克样品中
19、的菌株数计算公式：每克样品中的菌株数C/VC/VM M，其中，其中C C代表某代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V V代表涂布平板时代表涂布平板时所用的稀释液的体积所用的稀释液的体积(mL(mL) )，M M代表稀释倍数。代表稀释倍数。能分解尿素的细菌的鉴定能分解尿素的细菌的鉴定鉴定的原理：鉴定的原理： 细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，会使培养基的细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，会使培养基的pHpH升高。升高。鉴定方法：鉴定方法： 在以尿素为唯一氮源的培养基中加入在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂酚红指示剂，利，利用此培养基进行细菌培养，观察培养基的
20、颜色变化。用此培养基进行细菌培养，观察培养基的颜色变化。分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离：一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，属于多糖。广泛地存在于植物的根、茎、化合物，属于多糖。广泛地存在于植物的根、茎、叶等器官中。一般动物和人不能分解。植物中棉叶等器官中。一般动物和人不能分解。植物中棉花中纤维素含量最高花中纤维素含量最高纤维素菌分离方法：纤维素菌分离方法： 刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。 用加入刚果红的纤维素培养基去培
21、养微生物用加入刚果红的纤维素培养基去培养微生物时，如果培养基中出现以菌落为中心的时，如果培养基中出现以菌落为中心的透明圈透明圈时，时，可说明该菌落是纤维素分解菌，因为它已将被刚可说明该菌落是纤维素分解菌，因为它已将被刚 果红果红 染成红色的纤维素分解了。染成红色的纤维素分解了。高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)命题热点命题热点1关于实验考查关于实验考查【例【例1】有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究和作用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产微生物的研究和作用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员
22、用化合物酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功的筛选硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功的筛选到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。(1)培养基中加入的化合物培养基中加入的化合物A是是_，为微生物的，为微生物的生长提供生长提供_，这种培养基属于，这种培养基属于_培养基。培养基。(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基中加入中加入_。高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液在筛
23、选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液体培养基培养，增加微生物的浓度。为获得纯净的菌株，体培养基培养，增加微生物的浓度。为获得纯净的菌株，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具是是_，操作时采用，操作时采用_灭菌的方法；还可用灭菌的方法；还可用_的方法接种。的方法接种。(4)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是后才能倒掉，这样做的目的是_。答案答案(1)纤维素碳源选择纤维素碳源选择(2)刚果红刚果红(3)接种接种环灼烧稀释涂布平板环灼烧稀释涂布平板(4)防止造
24、成环境污染防止造成环境污染高考总复习高考总复习 生物生物 (人教实验版人教实验版)解析解析(1)纤维素酶能将纤维素水解成葡萄糖，为微纤维素酶能将纤维素水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。要筛生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。要筛选到能产生纤维素酶的微生物，应用选择培养基，在培养选到能产生纤维素酶的微生物，应用选择培养基，在培养基中加入纤维作唯一的碳源，能在此培养基中存活的微生基中加入纤维作唯一的碳源，能在此培养基中存活的微生物就是能产生纤维素酶的微生物。物就是能产生纤维素酶的微生物。(2)刚果红可以和像纤刚果红可以和像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，
25、而不与水解后的纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，而不与水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。纤维素分解菌能产生纤维维二糖和葡萄糖发生这种反应。纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。(3)获得获得纯净的菌株有两种方法，即平板划线法和稀释涂布平板法。纯净的菌株有两种方法，即平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线操作时所用的接种环，每次接种之前都要灼烧，平板划线操作时所用的接种环，每次接种之前都要灼烧，这是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物。划这是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，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。避免细菌污染环境和感染操作者。(4)实验结束后，使用实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样可防止造过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样可防止造成环境污染。成环境污染。
