2017-2018年高中生物第1章微生物培養(yǎng)技術(shù)第1節(jié)微生物的分離和純培養(yǎng)學案中圖版選修1

1、第一節(jié) 微生物的分離和純培養(yǎng)一、培養(yǎng)基1含義由于微生物代謝方式的不同，因而對營養(yǎng)物質(zhì)的需求也是有差異的。根據(jù)微生物生長繁殖和代謝的需要，將各種營養(yǎng)物質(zhì)混合在一起而配制的營養(yǎng)基質(zhì)。2平板培養(yǎng)基將溶化后的固體培養(yǎng)基基質(zhì)倒入無菌培養(yǎng)皿中，冷卻凝固后制成的培養(yǎng)基。二、無菌技術(shù)1目的和要求在微生物的分離和純培養(yǎng)中，一定不能有外來的污染性雜菌，所以必須采用無菌技術(shù)進行操作。因此，在實驗過程中，要對所用的器材、培養(yǎng)基進行嚴格的滅菌，對工作場所要進行消毒。2滅菌和消毒(1)滅菌：用強烈的理化因素殺死環(huán)境或物體內(nèi)外所有的微生物，常用的方法是高溫滅菌法。(2)消毒：用相對溫和的理化方法殺死環(huán)境或物體上的病原微生物

2、和有害微生物的營養(yǎng)細胞，常用的方法是射線消毒法和化學藥劑消毒法。三、接種技術(shù)1含義把相應(yīng)的研究對象移入培養(yǎng)基中的過程。2分類在平板培養(yǎng)基上接種的方法有平板劃線法、稀釋平板涂布法、稀釋混合平板法等。預(yù)習完成后，請把你認為難以解決的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3問題4一、微生物的概念及特點1概念微生物是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱。2特點微生物微生物二、微生物的營養(yǎng)及功能微生物的化學組成成分與其他生物大體相同，也是由C、H、O、N、P、S等元素組成，其中C、H、O、N占細胞干重的90%以上，這些元素最終來自外界環(huán)境中的各種無機化合物和有機化合物。這些化合物可歸納成碳源、氮源、

3、生長因子、無機鹽和水這五大類營養(yǎng)要素。營養(yǎng)物質(zhì)定義作用主要來源碳源凡能提供所需碳元素的物質(zhì)構(gòu)成生物體的細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機化合物：CO2、NaHCO3等；有機化合物：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無機化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽；有機化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等生長因子生長必不可少的微量有機物酶和核酸的組成成分維生素、氨基酸、堿基等水在生物體內(nèi)含量很高，在低等生物體內(nèi)含量更高不僅是優(yōu)良的溶劑而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定外界攝入無機鹽為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素細胞內(nèi)的

4、組成成分，生理調(diào)節(jié)物質(zhì)，某些化能自養(yǎng)菌的能源，酶的激活劑無機化合物微生物最常利用的碳源是糖類，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是銨鹽、硝酸鹽。在微生物所需要的化合物中需要量最大的是碳源，新陳代謝同化作用類型的劃分也是根據(jù)是否能合成含碳有機物為依據(jù)，能合成含碳有機物的是自養(yǎng)型，反之則為異養(yǎng)型。對異養(yǎng)微生物來說，含C、H、O、N的有機化合物既是碳源又是氮源、能源。微生物之所以需要補充生長因子，往往是由于缺乏合成這些物質(zhì)所需要的酶或合成能力有限。一些天然物質(zhì)如酵母膏、蛋白胨、動植物組織提取液等可為微生物提供生長因子。三、大腸桿菌的分離方法和實驗過程1實驗原理微生物的分離與純化就是將待檢測微生物樣品通過劃

5、線或涂布接種在固體培養(yǎng)基上，樣品中的每一個細胞或孢子都可以生長繁殖形成單個菌落。將單個菌落接種到斜面培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后，即可得到一個微生物的純種。2材料用具培養(yǎng)1624 h的大腸桿菌(E.coli)培養(yǎng)液，滅菌的牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基斜面和平板，盛有9 mL無菌水的試管，無菌玻璃涂棒，無菌吸管，接種環(huán)等。3方法步驟微生物的分離包括樣品稀釋、劃線或涂布及培養(yǎng)三個步驟。微生物分離操作流程圖(1)稀釋用1 mL無菌吸管吸取 1 mL大腸桿菌培養(yǎng)液，加入到盛有9 mL無菌水的大試管中，充分混勻，然后用無菌吸管從此試管中吸取1 mL加入另一支盛有9 mL無菌水的試管中，混合均勻，依次制成101、102、

6、103、104、105、106系列稀釋度的大腸桿菌稀釋液。(2)劃線或涂布平板劃線分離法：在近火焰處，左手拿皿底，右手拿接種環(huán)，沾取大腸桿菌培養(yǎng)液在平板上劃線，常用的劃線方法有交叉劃線和連續(xù)劃線兩種(如下圖)。交叉劃線時，每轉(zhuǎn)一個角度燒一次接種環(huán)。劃線完畢后，蓋上培養(yǎng)皿蓋，做好標記。劃線法示意圖涂布分離法：取3個平板，底面分別用記號筆寫上104、105和106三種稀釋度，然后用無菌吸管分別吸取相應(yīng)稀釋度的稀釋液各0.1 mL，放入已標記好的平板上，用無菌玻璃涂棒在培養(yǎng)基表面輕輕地涂布均勻，室溫下靜置510 min，使菌懸液吸附進培養(yǎng)基(如下圖)。涂布法示意圖(3)培養(yǎng)將劃線或涂布接種的平板倒置

7、于培養(yǎng)箱或溫室中37 培養(yǎng)1624 h，即可長出單個的菌落。四、平板劃線操作應(yīng)注意的問題第一次劃線及每次劃線之前都需灼燒接種環(huán)滅菌，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒目的如下表：第一次灼燒每次劃線之前灼燒劃線結(jié)束灼燒目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使每次劃線的菌種來自上次劃線末端殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻后才能伸入菌液，以免溫度太高殺死菌種。劃線時最后一區(qū)域不要與第一區(qū)域相連。畫線用力要大小適當，防止用力過大將培養(yǎng)基劃破。培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分下表是某微生物實驗室的培養(yǎng)基配方。據(jù)表回答：編號成分含量

8、(NH4)2SO40.4 gKH2PO44.0 gFeSO40.5 gCaCl20.5 gH2O100 mL(1)上表中培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物類型是_。(2)此培養(yǎng)液能否用于植物的無土栽培？_，理由是_，若用于無土栽培，還應(yīng)注意培養(yǎng)液中_的含量。(3)若除去，加入(CH2O)，該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)_?！窘馕觥颗囵B(yǎng)基中未提供碳源，據(jù)此可判定該生物應(yīng)為自養(yǎng)型，但對植物來說，無土栽培時所用培養(yǎng)液必須是全素培養(yǎng)液(即含所有必需元素)，因此，該培養(yǎng)液不可直接用于植物的無土栽培。從培養(yǎng)基中除去(NH4)2SO4(氮源)，加入(CH2O)(有機碳源)，該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)固氮微生物。【答案】(1)自養(yǎng)型微生物(2

9、)不能缺乏Mg等礦質(zhì)元素氧氣(3)固氮微生物自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物的營養(yǎng)比較微生物自養(yǎng)型微生物異養(yǎng)型微生物碳源CO2、NaHCO3糖類、脂肪酸等氮源NH3、銨鹽、硝酸鹽等銨鹽、硝酸鹽、蛋白質(zhì)等生長因子一般不需要有些種類需要舉例硝化細菌乳酸菌1關(guān)于培養(yǎng)基配制的說法不正確的是()A配制的培養(yǎng)基需要進行滅菌B微生物的適應(yīng)性強，配制培養(yǎng)基時可以不考慮pHC雖然各種培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含有碳源、氮源、水和無機鹽D配制培養(yǎng)基時要注意各種養(yǎng)分的濃度和比例【解析】pH影響微生物的生長、代謝和繁殖，因此配制培養(yǎng)基時pH一定要適宜?！敬鸢浮緽微生物的純化氯苯化合物是重要的有機化工原料，不易降解，會污染環(huán)

10、境。某研究小組依照下列實驗方案(如圖)篩選出能高效降解氯苯的微生物SP1菌，培養(yǎng)基配方如表。圖a表b培養(yǎng)基的組成液體培養(yǎng)基蛋白胨牛肉膏氯苯氯化鈉硝酸銨無機鹽(無碳)蒸餾水號10 g5 g5 mg5 g1 L號50 mg5 g3 g適量1 L號2080 mg5 g3 g適量1 L下列有關(guān)說法正確的是()A圖中有篩選作用的只有號培養(yǎng)基B號、號培養(yǎng)基中無碳源只能培養(yǎng)自養(yǎng)微生物C、號培養(yǎng)基中氯苯含量逐漸增加，是為了逐步選擇降解氯苯能力強的微生物D微生物中原來就存在能降解氯苯的SP1菌，因此可以直接用號培養(yǎng)基進行一次性選擇【審題導(dǎo)析】【精講精析】、號培養(yǎng)基都對SP1菌有篩選作用；從培養(yǎng)基配方可以看出，、

11、號培養(yǎng)基的碳源為氯苯；號培養(yǎng)基中氯苯的含量太高，直接使用，可能無法得到SP1菌(自然狀態(tài)下具高效降解能力的變異很少)?！敬鸢浮緾2上題將SP1菌接種在含不同濃度氯苯的號培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到生長曲線(如下圖)，下列敘述不正確的是()A隨著氯苯含量升高，SP1菌體數(shù)增多B在20 mg/L氯苯的培養(yǎng)基中菌體數(shù)最先達到最高C氯苯為SP1菌提供碳源DSP1菌在只含氯苯的培養(yǎng)基中就可以生長【解析】培養(yǎng)基中除了含有氯苯外，還應(yīng)含有氮源、無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)?！敬鸢浮緿1據(jù)食品產(chǎn)業(yè)網(wǎng)報道，近些年出現(xiàn)的一種膨化食品，合格率僅為76.2%，這兩年不斷有名牌企業(yè)出現(xiàn)食品質(zhì)量問題，其主要原因大部分為鋁含量超標，以及微生物超

12、標。下列關(guān)于微生物的敘述中，正確的是()A所有的微生物都是形體微小、結(jié)構(gòu)簡單、對人類有害的B微生物包含了除動物界、植物界的其他生物C微生物的結(jié)構(gòu)簡單到?jīng)]有細胞核D微生物的結(jié)構(gòu)簡單到?jīng)]有細胞結(jié)構(gòu)【答案】B2有關(guān)平板劃線法操作的敘述不正確的是()A第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物B每次劃線前，灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種C在每一區(qū)域內(nèi)劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于菌液D劃線結(jié)束后，灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者【解析】在用平板劃線法分離大腸桿菌的實驗中，接種環(huán)取菌種前灼燒的目的是為了避免接種環(huán)上可能存在的微

13、生物污染培養(yǎng)物。以后每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線后殘留的菌種；劃線結(jié)束后仍需灼燒接種環(huán)，是為了避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。從第二次劃線開始，每次劃線時接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端?！敬鸢浮緾3空氣中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小組欲用平板收集教室空氣中的微生物，以了解教室內(nèi)不同高度空氣中微生物的分布情況。實驗步驟如下：配制培養(yǎng)基(成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O)；制作無菌平板；設(shè)置空白對照組和若干實驗組，進行相關(guān)操作；將各組平板置于37 恒溫箱中培養(yǎng)一段時間，統(tǒng)計各組平板上菌落的平均數(shù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)該培養(yǎng)基中微生物所需的氮來源于_。若要完成步驟，該培養(yǎng)基中的成分X通常是_。(2)步驟中，實驗組的操作是_。(3)若在某次調(diào)查中，某一實驗組平板上菌落平均數(shù)為36個/平板，而空白對照組的一個平板上出現(xiàn)了6個菌落，這種結(jié)果說明在此次調(diào)查中出現(xiàn)了_現(xiàn)象?！窘馕觥?1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮