资源简介

第2节　微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
学习目标
1.概述培养基的营养构成，无菌技术的原理、常用设备和方法。
2.概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求。
3.进行酵母菌的纯培养。
预学案--教材研读（自主学习）
培养基的配制
1. 培养基概念和类型
（1） 培养基的概念：人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。
（2）培养基的作用：用以___ __、___ __、___ __、___ __微生物或___ __其代谢物。
（3）培养基的类型
标准 培养基种类 培养基特点 作用
物理性质 加凝固剂，如琼脂 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种
容器放倒不致流出，剧烈震动则破散 观察微生物的运动、分类鉴定
不加凝固剂 常用于工业生产
功能 根据某种微生物的特殊营养要求配置 选择分离
加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂 鉴定
成分来源 含化学成分不明确的天然物质 工业生产
用已知的化学物质配制 分类鉴定
2.培养基的配制
（1）基本成分：水、碳源、氮源、无机盐。
①碳源:a.无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-→______微生物；
b.有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等→______微生物。
②氮源：a.无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等。
b.有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、______、氨基酸等。
注意：含C、H、O、N的有机物是____ __微生物的碳源、氮源、能源。如____ __等。
【思考】为什么培养基需要氮源？
（2）特殊需求：某些微生物对___ ___、特殊营养物质以及____ __的需求。
①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加___ ___；②培养霉菌时，需要将培养基调至_ _____；③培养细菌时，需要将培养基调至______或______；④培养厌氧微生物时，需要提供___ ___的条件。
二、无菌技术
1．获得纯净的微生物培养物的关键： 。
2．消毒
（1）概念：指使用____________的物理、化学或生物等方法杀死物体____ __或__ ____一部分微生物。
（2）常用的消毒方法
①煮沸消毒法：100℃煮沸5～6min，可以杀死微生物的____________和一部分___ __。
②巴氏消毒法：62～65℃下消毒30 min或80～90℃处理30s～1min，适合一些___________的液体，如牛奶。可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且不破坏牛奶的营养成分。
③化学药剂消毒法：用________擦拭双手、用______消毒水源等。
④紫外线消毒法：接种室、接种箱或超净工作台在使用前可用______照射30min。在照射前，适量喷洒______或______溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
3.灭菌
（1）概念：指使用____ __的理化方法杀死物体____________的微生物，包括______和______。
（2）常用的灭菌方法
①湿热灭菌：利用沸水、流通蒸汽或____________进行灭菌的方法。____________灭菌效果最好，100 kPa、121℃下维持15～30min，常用于______、______等的灭菌。
②干热灭菌：将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱，在160～170℃的热空气中维持2～3h。常用于____________和__________________的物品（如玻璃器皿、金属用具等）。
③灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如涂布器、______、______或其它金属用具，直接在酒精灯火焰的____________层（外焰）灼烧，可以迅速彻底地灭菌。此外，在接种过程中，试管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通过____________来灭菌。
4.具体操作
（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和___ ___。
（2）将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行___ ___。
注意：避免已经______处理的材料用具与周围的物品接触。为了避免周围环境中微生物的污染，操作都应在超净工作台并在____________附近进行。
【思考】无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
三、微生物的纯培养
1．纯培养：在微生物学中，将接种于 内，在合适条件下形成的含 的群体称为培养物。由 所获得的微生物群体称为纯培养物，获得 的过程就是纯培养。
2．微生物纯培养的步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、 、 、分离和培养等。
3．酵母菌的纯培养
（1）菌落：分散的微生物在适宜的 表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的 。
（2）获得单菌落的方法： 法和 法。
【导学案】
一、制备培养基
1．培养基的配制原则
(1)目的要明确：不同的微生物需求不同，根据培养目的进行配制。
(2)营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。
(3)pH要适宜：为维持pH的相对恒定，可在培养基中加入缓冲剂，常用K2HPO4－KH2PO4。
2．培养基的成分及功能
营养物质 作用 功能 主要来源
碳源 能为微生物代谢提供碳元素 构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等
氮源 能为微生物的代谢提供氮元素 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、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水 是生命活动所必需的 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、氮以外的各种重要元素，包括大量元素 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
合作探究：
1.能够利用无机碳源的微生物的同化作用类型是什么？
2.牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基，其中牛肉膏、蛋白胨能够提供哪些营养成分？
消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物(不包括芽孢和孢子) 使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
三、常用灭菌与消毒方法的比较
灭菌和消毒的种类 主要方法 应用范围
灭菌 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌法） 100 kPa、121 ℃维持15～30 min 培养基及多种器材、物品
干热灭菌 干热灭菌箱160～170 ℃加热2～3 h 玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等凡不适宜用其他方法灭菌而又能耐高温的物品
灼烧灭菌 酒精灯火焰灼烧 微生物接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具等，接种过程中的试管口或瓶口等
消毒 煮沸消毒法 100 ℃煮沸5～6 min 家庭餐具等生活用品
巴氏消毒法 62～65 ℃煮30 min或80～90 ℃煮30 s～1 min 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体
紫外线消毒 30 W紫外灯照射30 min 接种室空气
化学药物消毒 用体积分数为70%～75%的乙醇、碘酒涂抹，来苏尔喷洒等 皮肤、伤口、动植物组织表面和空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等
合作探究：
4.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶常采用的灭菌或消毒方法分别是什么？
四、培养基的成分及功能
营养物质 作用 功能 主要来源
碳源 能为微生物代谢提供碳元素 构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 无机碳源：CO2、NaHCO3等；有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等
氮源 能为微生物的代谢提供氮元素 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、硝酸盐等；有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水 是生命活动所必需的 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、氮以外的各种重要元素，包括大量元素 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
【固学案】达标练习
判断题
1．液体培养基含有水，而固体培养基不含水。 (　 　)
2．获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。 (　 　)
3．用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基都要进行消毒。 (　 　)
4．培养基分装到培养皿后进行灭菌。 (　 　)
5．平板冷凝后应将平板倒置，防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。(　 　)
6．转换划线角度后需要灼烧接种环再进行划线。 (　 　)
二、选择题
1.下列关于培养基的叙述,正确的是 (　 　)
A.培养基可为微生物的生长繁殖提供营养
B.培养微生物的培养基都含有水、碳源、氮源、无机盐和维生素等
C.牛肉膏蛋白胨培养基属于固体培养基,营养全面
D.微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的单个细菌
2.关于培养基中满足微生物生长对pH、特殊营养物质及O2的需求,下列叙述错误的是 ( )
A.培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素
B.培养霉菌时一般需将培养基调至碱性
C.培养细菌时一般需将培养基调至中性或弱碱性
D.培养厌氧微生物时需要提供无氧的条件
3.下列关于灭菌和消毒的理解,正确的是 (　 　)
A.医务人员进入工作区要全身灭菌
B.接种疫苗前要对注射区域进行消毒
C.消毒与灭菌的含义本质是相同的
D.常用的消毒方法有灼烧和高压蒸汽
4.在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列关于消毒和灭菌的叙述,错误的是 (　　)
A.牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法
B.水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的
C.用紫外灯对密闭教室消毒前,适量喷洒消毒液可强化消毒效果
D.培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
5.微生物培养过程中,要十分重视无菌操作,现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作,防止杂菌污染。下列无菌操作错误的是 (　　)
A.接种时培养皿盖只打开一条缝隙
B.菌种和培养基使用前均需灭菌处理
C.接种前、后都要灼烧斜面菌种试管口
D.高压蒸汽灭菌既能杀死微生物的营养体,也能杀死芽孢等休眠体
6.下列有关平板划线操作的叙述,正确的是 (　　)
A.用接种环蘸取菌液后需要立即塞上棉塞
B.待灼烧灭菌的接种环冷却后再进行划线
C.划线结束后要形成首尾相连的环形圈
D.每次划线都要在菌液中蘸取一环菌液
7.如图为平板划线法接种的示意图。观察或比较各种细菌菌落形态的最佳区域是 (　　)
A.① B.②
C.③ D.④
8.如图是倒平板的操作,下列相关叙述错误的是 ( )
A.正确的操作顺序是丙→乙→甲→丁 B.甲应在酒精灯火焰附近进行
C.此培养基不可能为液体培养基 D.完成甲后应快速进行丁操作
9.研究人员从市售酸奶中分离出一种叫嗜热链球菌(St)的细菌,为了便于培养和纯化,首先制备甲酚绿(BCG)牛乳培养基:将脱脂乳粉100 g加入500 mL蒸馏水中,再加入1.6%的BCG乙醇溶液(一种指示剂)1 mL,高压蒸汽灭菌(80~90 ℃)20 min,即得溶液A。将酵母膏(富含蛋白质和B族维生素等)10 g,琼脂20 g,蒸馏水500 mL,分别配制成pH为5.5和7.0的溶液,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min,即得溶液B。以无菌操作将A、B两溶液等体积混合均匀,倒于平板,待冷凝后置于37 ℃恒温培养箱中倒置培养24 h,若无杂菌生长,即可使用。然后通过平板划线法进行培养和纯化。根据以上材料回答问题:
(1)BCG培养基从物理性质分类属于　　　　培养基。
(2)加入酵母膏的目的是　。
(3)常用的灭菌方法除了材料中提到的高压蒸汽灭菌外,还有　　　　　、　　　　　。
(4)下列示意图中正确的操作顺序为　　　　。
(5)每次划线前灼烧接种环是为了　　　　　　　　　　　　　,在第二次 以及后面的划线操作时,总是从　　　　　　　　开始划线,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)倒平板中的平板指的是　　　　　　　　。
【课后作业】
1.下列关于培养基的说法,正确的是 (　　)
A.为微生物的生长繁殖提供营养基质的是固体培养基
B.培养基只有两类:液体培养基和固体培养基
C.固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基
D.有的培养基还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的需求
2.硝化细菌广泛存在于通气性较好的土壤中,其部分代谢反应如图所示,下列关于硝化细菌的培养条件的描述正确的是 (　　)
A.碳源为葡萄糖 B.培养时需隔绝空气
C.氮源是氮气 D.培养时需适宜的温度
3.无菌技术是在操作过程中,保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的 技术,主要包括消毒和灭菌。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.100 ℃煮沸消毒5~6 min,可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢
B.巴氏消毒法在杀死牛奶中所有微生物的同时并基本不破坏牛奶的营养成分
C.进行动物细胞的传代培养前,需用紫外线对超净工作台进行灭菌处理
D.高压蒸汽灭菌是湿热灭菌法中效果最好的,可用于培养皿的灭菌处理
4.无菌操作技术在生产生活中应用广泛。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.实验者双手用肥皂洗手后还需用酒精棉球擦拭
B.对培养基、接种环等可放入干热灭菌箱中灭菌
C.使用后的培养基需经过彻底灭菌处理后方可丢弃
D.喷洒石炭酸配合紫外线照射可提高消毒效果
5.(不定项)如图为实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤,下列说法不正确的是 (　　)
A.①步骤使用的培养基是已经调节pH并灭菌的培养基
B.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行
C.③到④的过程中,接种环共灼烧了5次
D.④步骤操作时,需将第1次和第5次的划线相连
6.菜籽粕含有35%~45%的蛋白质,是畜禽饲料的重要原料,但其中的单宁等抗营养因子限制了菜籽粕的应用。研究者将不同菌种接种到菜籽粕与麸皮制成的固体培养基中发酵48 h,测定菜籽粕中单宁的含量,结果如图。
下列相关叙述错误的是 (　　)
A.菜籽粕与麸皮为微生物提供碳源和氮源
B.接种后需对培养基进行高压蒸汽灭菌
C.黑曲霉菌对单宁的去除效果最为理想
D.对照组为不接种微生物的固体培养基
7.某同学配制含琼脂的牛肉膏蛋白胨培养基后,对培养基和培养皿进行高压蒸汽灭菌,当培养基温度下降到50 ℃时,在酒精灯火焰附近倒平板,待培养基冷却至室温,按如表处理:
组别 处理
A组 打开培养皿盖,距地面0.3米处暴露15分钟
B组 打开培养皿盖,距地面0.6米处暴露15分钟
C组 打开培养皿盖,距地面0.9米处暴露15分钟
D组 打开培养皿盖,距地面1.2米处暴露15分钟
E组 不打开培养皿盖
将处理完毕的培养皿置于适宜温度下培养2~3天,观察每个培养皿中的菌落特征和数目。回答下列问题:
(1)上述实验的实验目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若E组的培养基表面有菌落生长,说明　　　　　　　　　　。
(2)培养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为微生物生长分别提供　　　　和　　　　　。“在酒精灯火焰附近”进行相关操作是为了　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验过程特别强调温度控制,请简要说明下列温控措施的目的:
①“待培养基冷却至室温”的目的有
。
②“将处理完毕的培养皿置于适宜温度下培养”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)培养微生物时将培养皿倒置的目的是　　　　　　　　　　　　　　。实验结束后,对使用过的培养基应进行　　　　　处理。
8．回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其原因是________。硝化细菌在没有碳源的培养基上__________(填“能够”或“不能”)生长，原因是________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是___________________________。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有的微生物。
9．下表是培养某微生物的培养基的配方，请回答下列问题：
组分 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水
用量 5 g 10 g 5 g 20 g 1 000 mL
(1)培养基的类型很多，但培养基中一般都含有水、碳源、________和无机盐。上述培养基配方中能充当碳源的成分是____________________。培养基配制完成以后，一般还要调节pH并对培养基进行________处理。
(2)在配制培养基时，除考虑营养条件外，还要考虑________、________和渗透压等条件。
(3)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行________(填“消毒”或“灭菌”)；操作者的双手需进行清洗和________；空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质________，还能损伤DNA的结构。
(4)分离纯化微生物最常使用的接种方法是_____________和____________。
(5)在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是____________________________________________。
答案：
预学案
一、1.（1）营养物质 生长繁殖（2）培养 分离 鉴定 保存 积累（3）固体培养基 半固体培养基 液体培养基 选择培养基 鉴定培养基 天然培养基 合成培养基
2、(1)自养 异养 尿素 异养型 氨基酸 培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。
（2）pH O2 维生素 酸性 中性 弱碱性 无氧
二、1. 防止杂菌污染
2.(1) 较为温和 表面 内部
(2) 营养细胞 芽孢 不耐高温 70%酒精 氯气 紫外线 石碳酸 煤酚皂
3、（1）强烈 内外所有 芽孢 孢子
（2）高压蒸汽 高压蒸汽 培养基 无菌水 耐高温的 需要保持干燥 接种环 接种针 充分燃烧 火焰灼烧
4、（1）消毒 （2）灭菌 灭菌 酒精灯火焰 无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染
三、1.培养基 特定种类微生物 单一个体繁殖 纯培养物
2.灭菌 接种
3.固体培养基 子细胞群体 平板划线 稀释涂布平板
导学案
一、
能利用无机碳源的微生物的同化作用类型是自养型微生物。
牛肉膏、蛋白胨能够提供碳源、氮源、维生素(生长因子)和无机盐。
无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。
分别为高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒。
固学案：
判断题
×√× ×√　√ 　
1.A 2.B 3.B 4.B 5.B 6.B 7.D 8.D
　9.(1)固体　(2)为细菌的生长提供蛋白质和维生素　(3)干热灭菌　灼烧灭菌　(4)ADBEC　(5)杀死接种环上残留的菌种　上一次划线的末端　使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少　(6)冷却凝固后的固体培养基
课后作业
1.D 2.D 3.A 4.B 5.CD 6.B
7. (1)探究不同高度空气中微生物的种类和数量　平板灭菌不合格(受到杂菌污染)　(2)碳源　氮源　避免周围环境中微生物的污染　(3)①使培养基凝固,防止培养基温度过高杀死接种在其上的微生物　②让微生物在适宜的温度下生长(繁殖)　(4)防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上(污染培养基和破坏菌落)　灭菌
8. (1)蛋白胨　不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同　能够　硝化细菌可以利用空气中的CO2作为碳源　(2)倒置　(3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落特征　(4)灭菌
9. (1)氮源　牛肉膏　灭菌　(2)温度　酸碱度　(3)灭菌　消毒　变性　(4)平板划线法　稀释涂布平板法　(5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生

展开更多......

收起↑