高三一轮复习选修专题微生物培养与应用

1、高三一轮复习选修专题微生物培养与应用1、培养基的种类、营养要求及配、培养基的种类、营养要求及配制原则制原则2、无菌技术的内容及方法、无菌技术的内容及方法3、分离纯化微生物的研究思路、分离纯化微生物的研究思路、方法方法一、培养基的营养构成一、培养基的营养构成1、微生物需要的五大类营养物质：、微生物需要的五大类营养物质： 碳源、氮源、生长因子、无机盐和水碳源、氮源、生长因子、无机盐和水 另外还需要满足微生物生长对另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质（如特殊营养物质（如:生长因子）以及氧生长因子）以及氧气的要求。气的要求。培养乳酸菌培养乳酸菌添加维生素添加维生素培养霉菌培养霉菌PH调至酸性调

2、至酸性培养细菌培养细菌PH调至中性或微碱性调至中性或微碱性培养厌氧微生物培养厌氧微生物无氧环境无氧环境【特殊要求特殊要求】 P15定义定义作用作用主要来源主要来源碳碳源源能提供能提供碳元素碳元素的物质的物质构成生物体构成生物体的物质，异的物质，异养生物的能养生物的能源物质源物质无机物：无机物：CO2、NaHCO3有机物：糖类、脂有机物：糖类、脂肪酸、石油、花生肪酸、石油、花生粉饼等粉饼等 异养微生物的碳源是有机物，最常异养微生物的碳源是有机物，最常利用的是糖类；利用的是糖类； 自养微生物利用自养微生物利用CO2或碳酸盐作为或碳酸盐作为碳源（以无机碳源作为主要碳源）。碳源（以无机碳源作为主要碳源

3、）。定义定义作用作用主要来源主要来源氮氮源源能提供能提供氮元素氮元素的物质的物质合成蛋白质、合成蛋白质、核酸以及含核酸以及含氮代谢产物氮代谢产物无机物：无机物：N2、NH3、氨盐、硝酸盐氨盐、硝酸盐有机物：尿素、牛肉有机物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等膏、蛋白胨等 能把氮气作为氮源的只限于固氮菌、某能把氮气作为氮源的只限于固氮菌、某些放线菌和藻类等。些放线菌和藻类等。 霉菌仅以无机氮素化合物为氮源；部分霉菌仅以无机氮素化合物为氮源；部分细菌不用有机氮化合物作为氮源就不能生长。细菌不用有机氮化合物作为氮源就不能生长。 生长生长因子因子生长不可缺生长不可缺少的微量有少的微量有机物机物酶和核酸的酶和核酸的

4、成分成分维生素、氨基维生素、氨基酸、碱基等酸、碱基等(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(特别是葡萄特别是葡萄糖糖)，常利用的氮源是氨盐、硝酸盐。，常利用的氮源是氨盐、硝酸盐。(2)在微生物所需要的化合物中需要量最大的在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源。是碳源。(3)微生物之所以需要补充生长因子，是由于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。缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。【特别提醒特别提醒】结果结果常用的方法常用的方法消毒消毒仅杀死物体表面或仅杀死物体表面或内部一部分对人体内部一部分对人体有害的微生物有害的微生物(

5、 (不包不包括芽孢和孢子括芽孢和孢子) )煮沸消毒法、巴氏煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或消毒法、紫外线或化学药物消毒法化学药物消毒法灭菌灭菌杀死物体内外所有杀死物体内外所有的微生物，包括芽的微生物，包括芽孢和孢子孢和孢子灼烧灭菌、干热灭灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌菌、高压蒸汽灭菌二、消毒和灭菌二、消毒和灭菌培养基培养基培养皿培养皿空空 气气接种环接种环双双 手手牛牛 奶奶巴氏消毒巴氏消毒化学消毒化学消毒紫外线消毒紫外线消毒高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌灼烧灭菌灼烧灭菌干热灭菌干热灭菌常用的消毒方法和灭菌方法常用的消毒方法和灭菌方法无菌技术主要操作要求无菌技术主要操作要求: P15: P15 实

6、验前应对操作空间、操作人员实验前应对操作空间、操作人员消毒，对所有器具和培养基灭菌。消毒，对所有器具和培养基灭菌。 实验进行时需在酒精灯火焰周围实验进行时需在酒精灯火焰周围无菌区操作，另外要避免已灭菌处理无菌区操作，另外要避免已灭菌处理材料再次污染。材料再次污染。三、微生物实验室培养三、微生物实验室培养1、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基步骤：、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基步骤： 计算计算称量称量溶化溶化灭菌灭菌倒平板倒平板2、微生物接种最常用的方法中的是：、微生物接种最常用的方法中的是： 平板划线法平板划线法和和稀释涂布平板法稀释涂布平板法如果未接种的培养基在恒温箱中保温如果未接种的培养基在恒温箱中

7、保温12天后无菌落生长，说明培养基的天后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。制备是成功的，否则需要重新制备。培养基的制作是否合格？培养基的制作是否合格？平板划线法：平板划线法： 通过接种环在琼脂固体培养基表通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。这就是菌落。平板划线的操作方法平板划线的操作方法为什么在操作的第一步以及每为什

8、么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？次划线之前都要灼烧接种环？第一步：避免接种环上可能存在的微生物第一步：避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；污染培养物；每次划线前：杀死上次划线结束后接种环每次划线前：杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上上残留的菌种，使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。的数目逐渐减少，以便得到菌落。在划线操作结束时，仍然需要在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？灼烧接种

9、环吗？为什么？划线结束后灼烧接种环，能划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感种，避免细菌污染环境和感染操作者。染操作者。 将菌液进行一系列的梯度稀释，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。琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。而能在培养基表面形成单个的菌落。1、根据培养基的用途可分为、根据培养基的用途

10、可分为:四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 培养基中加入某种化学物质，培养基中加入某种化学物质，将允许特定种类的微生物生长，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同时抑制或阻止其他种类微生物生长。生长。选择培养基选择培养基Q3:培养酵母菌和霉菌，可在培养基培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入中加入_以纤维素作为唯一碳源的选择培养以纤维素作为唯一碳源的选择培养基，可以分离分解纤维素的微生物。基，可以分离分解纤维素的微生物。 Q1:分离利用石蜡油的微生物，用分离利用石蜡油的微生物，用_的培养基的培养基Q2:分离产生蛋白酶的微生物，用分离产生蛋白

11、酶的微生物，用_的培养基的培养基Q4:分离固氮微生物用分离固氮微生物用_的培养基。的培养基。以石蜡油作为唯一碳源以石蜡油作为唯一碳源以蛋白质作为唯一氮源以蛋白质作为唯一氮源青霉素青霉素缺氮缺氮鉴别培养基鉴别培养基 在培养基中加入某种指示在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类剂或化学药品鉴别不同种类的微生物。的微生物。2、统计菌落数目的方法、统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法显微镜直接计数法利用特定细菌计数板或血细胞利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计一定容积的样品计数板，在显微镜下计一定容积的样品中微生物数量。中微生物数量。用计数板计数。用计数板计数。不能区分死菌与活菌

12、。不能区分死菌与活菌。四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(2)间接计数法间接计数法(活菌计数法活菌计数法)原理：原理： 当样品的稀释度足够高时，培养当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为了保证结果准确，一般选择菌落数在在30300的平板进行计数。的平板进行计数。计算公式：计算公式：C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌

13、落数代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数V代表涂布平板时所用的稀释液的体积代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)M代表稀释倍数代表稀释倍数3、细菌分离与计数的实验流程、细菌分离与计数的实验流程 在细菌分解尿素的化学反应中，细在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的菌合成的_将尿素分解成了将尿素分解成了_。氨会使培养基的碱性氨会使培养基的碱性_，PH_。因此，我们可以通过检。因此，我们可以通过检测培养基测培养基_变化来判断该化学反应变化来判断该化学反应是否发生。是否发生。 脲酶脲酶 氨氨 增强增强 升高升高 PH 4、对分离的菌种的鉴定、对分离的菌种的鉴定 在以在以_为唯一氮源的培养基中为唯一

14、氮源的培养基中加入加入_指示剂。培养某种细菌后，指示剂。培养某种细菌后，如果如果PH升高，指示剂将变升高，指示剂将变_ ，说明，说明该细菌能够该细菌能够_ 。 尿素尿素 酚红酚红 红红 分解尿素分解尿素4、对分离的菌种的鉴定、对分离的菌种的鉴定1、纤维素酶、纤维素酶五、分解纤维素的微生物的分离五、分解纤维素的微生物的分离纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即组分，即C1酶、酶、 CX酶和葡萄糖苷酶。酶和葡萄糖苷酶。纤维素纤维素纤维纤维二糖二糖葡萄糖葡萄糖C1酶酶Cx酶酶葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶(1)筛选纤维素分解菌的方法是筛选纤维素分解菌的方法是_ 该方法可以

15、通过该方法可以通过_反应直接筛选。反应直接筛选。刚果红染色法刚果红染色法颜色颜色2、纤维素分解菌的筛选原理、纤维素分解菌的筛选原理(2)其原理是：刚果红可以与纤维素形成其原理是：刚果红可以与纤维素形成_，当纤维素被，当纤维素被_分解后，分解后，红色复合物无法形成，出现以红色复合物无法形成，出现以_为中心的为中心的_，我们可以，我们可以通过通过_来筛选纤维素分解菌。来筛选纤维素分解菌。红色复合物红色复合物纤维素酶纤维素酶纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈是否产生透明圈是否产生透明圈土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴将样品涂布到鉴别纤维素分解菌别纤维素分解菌的培养基

16、上的培养基上挑选产生挑选产生透明圈的透明圈的菌落菌落3、分离分解纤维素的微生物的实验流程、分离分解纤维素的微生物的实验流程土壤取样土壤取样选择培养选择培养涂布培养涂布培养纯化培养纯化培养染色法染色法染色法染色法富含纤维素土壤富含纤维素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鉴别染色鉴别分离出分解菌分离出分解菌分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是是()A经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素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分解菌的培养基上B富集培养这一步可省略；但培养纤维素富集培养这一步可省略；但培养纤维素分解菌少分解菌少C经稀释培养后，用刚果

17、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纤维素的培养基上A【解析解析】经选择培养后，再经稀释，才能将经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；养基上；富集培养可省略；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色，设经稀释培养后，用刚果红染色，设置对照能证明经富集培养的确得到置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。了欲分离的微生物。生物生物柴油柴油油料油料作物作物植物油植物油甲甲 醇醇微生物微生物M M提取提取脂肪酶脂肪酶（2010山东）生物柴油是一种可再生

18、清洁山东）生物柴油是一种可再生清洁能源，其应用在一定程度上能够缓人类对化能源，其应用在一定程度上能够缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现，在微生物石燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油。合成生物柴油。（1）筛选产脂肪酶的微生物）筛选产脂肪酶的微生物M时，选择时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提培养基中添加的植物油为微生物生长提供供_，培养基灭菌采用的最适方，培养基灭菌采用的最适方法是法是_法。法。（2）测定培养液中微生物数量，可选）测定培养液中微生物数量，可选用用_法直接计数；法直接计数；（3）若需克

19、隆脂肪酶基因，可应用耐）若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热热DNA聚合酶催化的聚合酶催化的_技术。技术。碳源碳源高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌显微镜直接计数显微镜直接计数PCR2、某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情、某小组同学为了调查湖水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。此实验相关的问题。（1）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细）培养基中含有的蛋白胨、淀粉分别为细菌培养提供了菌培养提供了_和和_。除此。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是之外，培养基还

20、必须含有的基本成分是_和和_。（2）为了使该实验所得结果可靠，还）为了使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种应该同时在另一平板上接种_作为对照进行实验。作为对照进行实验。氮源氮源碳源碳源水水无机盐无机盐无菌水无菌水（3）培养）培养20小时后，观察到平板上有小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有样品中有_种细菌。一般说种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越染的程度越_。（4）如果要检测水中是否含有大肠杆）如果要检测水中是否含有大肠杆菌，培养基中还应加入菌，培养基中还应加入_。多多大

21、大( (或严重或严重) )伊红伊红美蓝美蓝 (2010年青岛市模拟年青岛市模拟)啤酒是我们日常生啤酒是我们日常生活中最常见的饮料之一。生产过程大致如下：活中最常见的饮料之一。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增糖度下降，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多；当糖度下降到一定程度后，结束发酵；多；当糖度下降到一定程度后，结束发酵；最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过最后分别输出有形物质和啤酒。根据上述过程，回答以下问题：程，回

22、答以下问题：(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：诱变及筛选过程如下：步骤步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。外线照射诱变处理。步骤步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意添加基础上，注意添加_和调低和调低pH，加琼脂后灭菌，制成固体平板。，加琼脂后灭菌，制成固体平板。高浓度蔗糖高浓度蔗糖( (葡萄糖葡萄糖) )步骤步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。步骤步骤4：根据：根据_筛筛选出突变菌。选出突变菌。(2)上述步骤上述步骤2、3的目的分别是的目的分别是_、_。(3)酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是产生酒精，应采取的措施是_。是否能在选择培养基上生长是否能在选择培养基上生