1、 第第五五部分部分 选修选修1 生物技术实践生物技术实践 专题二专题二 微生物的培养与应用微生物的培养与应用 教材基础回扣教材基础回扣 核心考点整合核心考点整合 课后限时练课后限时练 命题视角研析命题视角研析 教材基础回扣教材基础回扣 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)培养基即人们按照培养基即人们按照 ，配制出供其生长繁殖的基质。配制出供其生长繁殖的基质。教教 材材 梳梳 理理 1微生物对营养物质的不同需求微生物对营养物质的不同需求(2)按物理状态，可将培养基划分为按物理状态，可将培养基划分为 培养基和培养基和 培养基培养基(如琼脂培养基如琼脂培养基)。(3)培
2、养基一般都含有的成分是：培养基一般都含有的成分是：，在此基础上还需满足微生物生长对，在此基础上还需满足微生物生长对 的需求。的需求。2液体液体 3固体固体 4 水、碳源、氮源和无水、碳源、氮源和无 机盐机盐 5 pH、特殊营养、特殊营养 物质及氧气物质及氧气 2消毒和灭菌消毒和灭菌 项目项目 消毒消毒 灭菌灭菌 条件条件 使用使用 的理的理化方法化方法 使用使用 的的理化因素理化因素 6较为温和较为温和 7 强烈强烈 项目项目 消毒消毒 灭菌灭菌 结果结果 杀死物体表面或内部杀死物体表面或内部 杀死物体内外杀死物体内外 适用适用 实验操作的空间、操作者实验操作的空间、操作者的衣着和手的衣着和手
3、 培养器皿、接种用具培养器皿、接种用具和培养基等和培养基等 8一部分对人体有害的微一部分对人体有害的微 生物生物(不包括芽孢和孢子不包括芽孢和孢子)9 所有的微生物，所有的微生物，包括芽孢和孢子包括芽孢和孢子 项目项目 消毒消毒 灭菌灭菌 常用常用方法方法 消毒法，消毒法，消消毒法，酒精、氯气、石炭毒法，酒精、氯气、石炭酸等化学试剂消毒法酸等化学试剂消毒法 灭菌、灭菌、灭菌、灭菌、灭灭菌菌 10煮沸煮沸 11巴氏巴氏 12灼烧灼烧 13干热干热 14高压蒸汽高压蒸汽 3.大肠杆菌纯化及菌种保藏大肠杆菌纯化及菌种保藏(1)制备牛肉膏蛋白胨培养基的步骤为：制备牛肉膏蛋白胨培养基的步骤为：称量称量溶
4、化溶化 15计算计算 16灭菌灭菌 17倒平板倒平板(2)微生物纯化的原理及方法：微生物纯化的原理及方法：原理：在原理：在 培养基上将细菌稀释或分散成培养基上将细菌稀释或分散成 ，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。纯化的细菌菌落。方法：方法：，要求无菌，要求无菌操作。操作。18固体固体 19单个细胞单个细胞 20平板划线法、稀释涂布平板法平板划线法、稀释涂布平板法(3)菌种保藏：菌种保藏：短期保存：短期保存：上上4保藏，缺点保藏，缺点是菌种易被污染或产生变异。是菌种易被污染或产生变异。长期保存：采用长期保存：采用 20冷冻箱中保冷冻箱中保
5、藏。藏。21固体斜面培养基固体斜面培养基 22甘油管藏法甘油管藏法 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分离原理分离原理(1)土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们能合成土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们能合成 ，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起 作用。作用。23脲酶脲酶 24催化催化(2)使用以使用以 为唯一氮源的培养基能促进为唯一氮源的培养基能促进 的细菌的生长和繁殖，并抑制或阻止其他微生物的生长，从而的细菌的生长和繁殖，并抑制或阻止其他微生物的生长，从而分离出目的菌。分离出目的菌。25尿素尿素 26
6、分解尿素分解尿素 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：土壤取样实验流程：土壤取样 微生物微生物的培养与观察的培养与观察细菌的计数。细菌的计数。27稀释涂稀释涂 布平板法布平板法 28制备培养基制备培养基 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纤维素酶的组成及作用纤维素酶的组成及作用(1)组成：一种组成：一种 ，它至少包括三种组分，即，它至少包括三种组分，即 。29复合酶复合酶 30C1酶、酶、Cx酶和葡萄糖苷酶酶和葡萄糖苷酶(2)作用：作用：纤维素纤维素C1酶酶Cx酶酶 葡萄糖葡萄糖苷酶苷酶 31纤维二糖纤维二糖 32
7、葡萄糖葡萄糖 2筛选方法筛选方法(1)方法：方法：法，即通过是否产生法，即通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。来筛选纤维素分解菌。(2)培养基：是以培养基：是以 为唯一碳源的选择培养为唯一碳源的选择培养基。基。33刚果红染色刚果红染色 34透明圈透明圈 35纤维素粉纤维素粉 3筛选流程筛选流程 土壤取样土壤取样 将样品涂将样品涂布到布到 的培养基上的培养基上挑选挑选 的菌落。的菌落。36选择培养选择培养 37梯度稀释梯度稀释 38鉴别纤维素分解菌鉴别纤维素分解菌 39产生透明圈产生透明圈 核心考点整合核心考点整合 1.微生物的实验室培养微生物的实验室培养(1)培养基培养基 概念：人们按照微生物对
8、营养物质的不同需求，配制出概念：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。供其生长繁殖的营养基质。考点一考点一 微生物的培养与应用微生物的培养与应用 分类和应用。分类和应用。划分标准划分标准 培养基种类培养基种类 特点特点 用途用途 液体培养基液体培养基 不加凝不加凝固剂固剂 工业生产工业生产 半固体培养基半固体培养基 观察微生物的运动、观察微生物的运动、分类、鉴定分类、鉴定 物理物理 性质性质 固体培养基固体培养基 加凝固加凝固剂，如剂，如琼脂琼脂 微生物分离、鉴定、微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种活菌计数、保藏菌种 划分标准划分标准 培养基种类培养基种类 特点特
9、点 用途用途 天然培养基天然培养基 含化学成分不明确含化学成分不明确的天然物质的天然物质 工业生产工业生产 化学化学 成分成分 合成培养基合成培养基 培养基成分明确培养基成分明确(用化学成分已知用化学成分已知的化学物质配成的化学物质配成)分类、鉴定分类、鉴定 划分标准划分标准 培养基种类培养基种类 特点特点 用途用途 用途用途 选择培养基选择培养基 培养基中加入培养基中加入某种化学物某种化学物质，以抑制不质，以抑制不需要的微生物需要的微生物的生长，促进的生长，促进所需要的微生所需要的微生物的生长物的生长 培养、分离出特定微培养、分离出特定微生物生物(如培养酵母菌和如培养酵母菌和霉菌，可在培养基
10、中霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度培养基中加入高浓度食盐食盐)划分标准划分标准 培养基种类培养基种类 特点特点 用途用途 用途用途 鉴别培养基鉴别培养基 根据微生根据微生物的代谢物的代谢特点，在特点，在培养基中培养基中加入某种加入某种指示剂或指示剂或化学药品化学药品 鉴别不同种类的微生鉴别不同种类的微生物，如可用伊红物，如可用伊红美美蓝培养基鉴别饮用水蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大或乳制品中是否有大肠杆菌肠杆菌(若有，菌落若有，菌落呈深紫色，并带有金呈深紫色，并带有金属光泽属光泽)培养基配方及营养要素。培养基配方
11、及营养要素。基本营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮基本营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营、特殊营养物质以及氧气的需求。养物质以及氧气的需求。营养营养 要素要素 定义定义 作用作用 主要来源主要来源 碳源碳源 凡能提供凡能提供所需碳元所需碳元素的物质素的物质 构成生物体构成生物体细胞的物质细胞的物质和一些代谢和一些代谢产物，有些产物，有些是异养生物是异养生物的能源物质的能源物质 无机化合物：无机化合物：CO2、NaHCO3；有机化合物：糖有机化合物：糖类、脂肪酸、花生类、脂肪酸、花生粉饼、
12、石油等粉饼、石油等 营养营养 要素要素 定义定义 作用作用 主要来源主要来源 氮源氮源 凡能提供凡能提供所需氮元所需氮元素的物质素的物质 合成蛋白合成蛋白质、核酸以质、核酸以及含氮的代及含氮的代谢产物谢产物 无机化合物：无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐；、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等牛肉膏、蛋白胨等 营养营养 要素要素 定义定义 作用作用 主要来源主要来源 特殊营特殊营 养物质养物质 生长必不生长必不可少的微可少的微量有机物量有机物 酶和核酸的酶和核酸的组成成分组成成分 维生素、氨基酸、核维生素、氨基酸、核苷酸等苷酸等 营养营养 要素要素 定义定义
13、作用作用 主要来源主要来源 水水 在生物体内含量在生物体内含量很高，在低等生很高，在低等生物体内含量更高物体内含量更高 不仅是优良的溶不仅是优良的溶剂，而且可维持剂，而且可维持生物大分子结构生物大分子结构的稳定的稳定 营养营养 要素要素 定义定义 作用作用 主要来源主要来源 无机盐无机盐 为微生物提供为微生物提供除碳、氮以外除碳、氮以外的各种重要元的各种重要元素，包括大量素，包括大量元素元素 细胞内的组成成细胞内的组成成分，生理调节物分，生理调节物质；某些化质；某些化能自养能自养菌的能源，酶的激菌的能源，酶的激活剂活剂 特别提醒特别提醒 微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄微生物最常用的碳源是
14、糖类，尤其是葡萄糖；最常用利用的氮源是铵盐、硝酸盐；糖；最常用利用的氮源是铵盐、硝酸盐；对异养微生物来对异养微生物来说，含说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源，又是氮源、能的有机化合物既是碳源，又是氮源、能源；源；有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质；成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质；制备：计算制备：计算称量称量溶化溶化灭菌灭菌倒平板。倒平板。(2)无菌技术无菌技术 消毒和灭菌的区别。消毒和灭菌的区别。条件条件 结果结果 常用的方法常用的方法 消消毒毒 较为温和较为温和的
15、物理或的物理或化学方法化学方法 仅杀死物体表面或内仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害部一部分对人体有害的微生物的微生物(不包括芽不包括芽孢和孢子孢和孢子)煮沸消毒法、煮沸消毒法、巴氏消巴氏消毒法、毒法、紫外线或化学紫外线或化学药物消毒法药物消毒法 条件条件 结果结果 常用的方法常用的方法 灭灭菌菌 强烈的理强烈的理化因素化因素 杀死物体内外所有的杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和微生物，包括芽孢和孢子孢子 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 特别提醒特别提醒 用酒精消毒时，用酒精消毒时，70%的酒精杀菌效果最好，的酒精杀菌效果最好，原因是：浓度过高，使菌体表面
16、蛋白质凝固成一层保护膜，原因是：浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。乙醇分子不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。三种常用灭菌方法的比较三种常用灭菌方法的比较 灭菌灭菌方法方法 适用材料或用具适用材料或用具 灭菌条件灭菌条件 灭菌时间灭菌时间 灼烧灼烧灭菌灭菌 接种环、接种针或接种环、接种针或其他金属工具其他金属工具 酒精灯火焰的充酒精灯火焰的充分燃烧层分燃烧层 直至烧红直至烧红 干热干热灭菌灭菌 玻璃器皿玻璃器皿(吸管、培吸管、培养皿养皿)和金属用具等和金属用具等 干热灭菌箱内，干热灭菌箱内，160 170 1 h2 h 灭菌灭菌方法方法 适用材料或用具适用材料或用具 灭菌条件灭菌条件 灭菌时间灭菌时间 高压高压蒸蒸汽汽灭菌灭菌 培养基等培养基等 高压蒸气灭菌锅内高压蒸气灭菌锅内100 kPa，121 15 min30 min 2.微生物的纯化培养及菌种的保藏微生物的纯化培养及菌种的保藏(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。其