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第一章 发酵工程
第一节 发酵工程的培养基
学习目标 学科核心素养
1.概述培养基的成分及类型。
2.掌握配制马铃薯葡萄糖琼脂培养
基的方法。 1.科学思维——根据微生物的代谢类型分析培养
基营养物质的组成。
2.科学探究——掌握配制马铃薯葡萄糖琼脂培养
基的实验步骤。
教材预习·必备知识全过关
一、培养基的类型和基础培养基
1. 培养基的概念
培养基主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等_____________________
_____的营养基质。
生长、繁殖或积累代谢产物
2. 培养基的类型
（1） 按照成分的不同分类
种类 配制成分 优点 缺点 实例 应用
天然培
养基 由动植物______或
_________细胞以及它
们的________或粗消化
物配制而成 ______便利、
______丰富、
______简便 __________难
以控制、实验
结果的______
_______ 牛肉膏蛋
白胨培养
基 工业化
生产
合成培
养基 由______称量的高纯度
化学试剂加________配
制而成 化学______及其
______明确、实
验的__________
好 配制过程
______、成本
较高 葡萄糖铵
盐培养基 研究和
育种
组织
微生物
提取物
取材
营养
配制
营养成分
重复性较差
准确
蒸馏水
成分
含量
可重复性
繁琐
（2） 按照物理性质的不同分类
种类 特点 应用
液体培养基 ______凝固剂 工业生产
固体培养基 ____凝固剂（如琼
脂） 微生物的分离、鉴定，活菌技术，菌种保藏
半固体培养基 观察微生物的运动
不加
加
（3） 按照用途的不同分类：____________（如牛肉膏蛋白胨培养基）和_____________。
基础培养基
特殊培养基
3. 基础培养基
水
碳源
氮源
无机盐
基本
能量
淀粉
硝酸盐
牛肉膏
磷酸盐
二、特殊培养基
1. 概念：以____________为基础，可进一步配制具有______用途的培养基。
基础培养基
特殊
2. 种类
（1） 选择培养基
① 概念：一种能将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中______出来的特殊培养基。
分离
②
纤维素
氮源
抑制或杀死
酚
放线菌
亚硫酸铋
细菌
放线菌
酵母菌
（2） 鉴别培养基
① 概念：用于快速分类______不同类型微生物的特殊培养基，也可用于____________
产生某种代谢产物的微生物菌种。
鉴定
分离和筛选
水解圈
淀粉酶
溴甲酚紫
紫色转为黄色
（3） 加富培养基
① 概念：也称______培养基，即在培养基中加入________某些微生物生长和繁殖所需
的特殊物质，如血液、______、酵母浸膏、动植物________。
② 实例：培养百日咳博德氏菌需要含有______成分的加富培养基。
营养
有利于
血清
组织液
血液
选择
增加
生长优势
抑制
增殖
3. 常用培养基的配方
琼脂
（2） 高氏Ⅰ号培养基
放线菌
（3） 配制培养基需要根据培养目的调节培养基的____。
（4） 对培养基进行______是获得纯净的微生物培养物的前提。实验室一般用_______
__________进行灭菌。
灭菌
高压蒸汽灭菌锅
三、配制马铃薯葡萄糖琼脂培养基
1. 实验原理：酵母菌生长繁殖需要的营养物质有____、______、______和________等。
马铃薯葡萄糖琼脂培养基具有酵母菌生长所需的碳元素、氮元素和其他营养物质。
水
碳源
氮源
无机盐
2. 实验步骤
过滤
加热
补水
5.5
污染
灭菌
自然倾斜
名称
高压蒸汽灭菌锅
核心要点·能力素养全提升
要点一 培养基的成分
1.培养基的成分及功能
营养要素 来源 功能
碳源（提供碳
元素的物质） 无机碳源 、 等含碳
无机物 ①构成微生物体的重要成分；
②有机碳既是碳源又是能源
有机碳源 糖类、脂质、蛋白质、
有机酸、石油等
氮源（提供氮
元素的物质） 无机氮源 铵盐、硝酸盐等 合成含氮的代谢产物
有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、豆饼
粉、酵母粉等 合成蛋白质、核酸及含氮的代
谢产物
营养要素 来源 功能
水 外界摄入 ①良好的溶剂；②维持生物大
分子结构的稳定
无机盐 无机物 是微生物生长和繁殖所需的，
也是合成多种代谢产物所必需
的
续表
2.几种微生物的营养和能量来源
微生物 碳源 氮源 能源
蓝细菌 、 等 光能
硝化细菌 的氧化
根瘤菌 糖类等有机物 有机物
大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物
典例1 [2023江苏淮安高二校考阶段练习]下列关于培养基中营养物质的说法，正确的
是( )
C
A.通常情况下，琼脂既可作为凝固剂又可作为微生物的碳源
B.蛋白胨为微生物的生长主要提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素
C.培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加特殊营养物质——维生素
D.同一种物质不可能既作为碳源又作为能源物质
[解析] 一般情况下，琼脂可以作为凝固剂，但不能作为微生物的碳源，A项错误；蛋白胨可以为微生物的生长提供碳源、氮源和维生素等，不能提供磷酸盐，B项错误；为了满足乳酸杆菌对营养物质的要求，保证乳酸杆菌能正常生长、繁殖，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，C项正确；糖类既可以作为碳源又可以作为能源物质，D项错误。
D
A.铵盐和硝酸盐等无机氮为该微生物提供必要的氮元素
B.碳源物质不是该微生物的能源物质
C.水、无机盐也是该微生物不可缺少的营养物质
D.琼脂是该微生物的营养要素之一
[解析] 琼脂是凝固剂，不是该微生物的营养要素之一，D项错误。
对点演练2 [2023江苏淮安高二校考阶段练习]下列关于微生物的培养基成分的叙述，
正确的是( )
C
要点二 特殊培养基
1.培养基的类型
分类
标准 培养基种类 培养基的特点 作用
用途 基础培养基 含水、碳源、氮源、无机盐等最基本
物质 提供基本需求
特殊
培养
基 选择培养基 允许特定种类的微生物生长；抑制或
杀死其他微生物 选择、分离
鉴别培养基 根据微生物的代谢特点，在培养基中
加入某种指示剂或化学药品 鉴定、分离和筛选
加富培养基 加入有利于某些微生物生长和繁殖所
需的特殊物质 增加所需分离的微生
物的数量
2.几种常用的鉴别培养基
名称 主要用途 主要化学物质 特征性变化
伊红—亚甲蓝琼脂
培养基 鉴别大肠杆菌 伊红、亚甲蓝 出现带金属光泽的深紫
色菌落
刚果红培养基 鉴别纤维素分解菌 刚果红、纤维素 纤维素被分解后出现透
明圈
油脂培养基 鉴别产脂肪酶菌株 食用油、吐温、中
性红指示剂 由淡红色变成深红色
淀粉培养基 鉴别产淀粉酶菌株 可溶性淀粉 淀粉被水解后出现淀粉
水解圈
溴甲酚紫培养基 鉴别产酸微生物 溴甲酚紫 培养基颜色由紫色转为
黄色
3.特定培养基的设计
特定培养基的设计原理 应用实例
具体处理 分离菌种
依据营养需求 不添加碳源 自养微生物（硝化细菌等）
不添加氮源 固氮微生物（圆褐固氮菌等）
以尿素为唯一氮源 能分解尿素的微生物
以石油为唯一碳源 能分解石油的微生物
加入某种化学物质，其不
作为营养物质，对目标微
生物无害，但会抑制或杀
死其他微生物 加入青霉素、四环素等 抑制细菌和放线菌生长 分离
酵母菌、霉菌等
加入质量分数为
的酚溶液 抑制细菌和霉菌生长 分离放
线菌
特定培养基的设计原理 应用实例
具体处理 分离菌种
利用特殊环境 置于无氧条件下 厌氧型微生物（乳酸菌）和兼性
厌氧型微生物（酵母菌等）
置于高盐环境中 耐盐微生物（金黄色葡萄球菌
等）
置于高温环境中 耐热微生物
续表
典例2 实验室有一瓶标签部分缺失的细菌培养基粉末，按标签（如图）中的“用法”
配制的培养基( )
B
A.属于液体培养基
B.属于基础培养基
C.可鉴定产酸微生物
D.可分离自生固氮菌
[解析] 根据图中成分可知，培养基中含有琼脂，因此该培养基属于固体培养基，A项错误；该培养基含有牛肉浸粉和蛋白胨，含有碳源和氮源等物质，故属于基础培养基，B项正确；将样品微生物培养在添加了溴甲酚紫的培养基中，如果培养基的颜色由紫色转为黄色，说明它们是产酸微生物，而本题中的培养基中没有溴甲酚紫，所以不能鉴定产酸微生物，C项错误；蛋白胨中含有氮，所以该培养基不能分离自生固氮菌，D项错误。
对点演练3 ［多选］[2023江苏盐城东台中学高二调研]“筛选”是分离微生物常用的
手段。下列有关技术中筛选成功的是( )
ABD
A.用以纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物
B.在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物
C.在全营养的普通培养基中，筛选大肠杆菌
D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体植物
[解析] 用以纤维素为唯一碳源的培养基，只有能分解纤维素的微生物能生存，因此能筛选分解纤维素的微生物，A项正确；在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，只有能利用尿素的微生物能生存，因此能够筛选分解尿素的微生物，B项正确；在全营养的普通培养基中，几乎所有细菌都能生长，不能筛选大肠杆菌，C项错误；在培养基中加入不同浓度的氯化钠，能筛选抗盐突变体植物，D项正确。
对点演练4 ［多选］下列对各种培养基的分析和实际相符的是( )
ABC
A.利用缺乏氮源的培养基，能分离出固氮微生物
B.在培养基中添加青霉素、四环素等，可以选择培养出酵母菌等真菌
C.产酸微生物能使添加了溴甲酚紫的培养基由紫色转为黄色
D.加富培养基和选择培养基都能抑制不需要的微生物的生长和繁殖
[解析] 加富培养基是通过增加所需分离的微生物的数量来达到分离该微生物的目的。
对点演练5 [2023江苏徐州高三校考阶段练习]下表为某培养基的部分配方，下列叙述
正确的是( )
成分 蛋白胨 葡萄糖 琼脂 蒸馏水
含量
B
A.该培养基缺少提供生长因子的营养成分
B.除去蛋白胨，该培养基可用于选择培养固氮微生物
C.配制培养基需要在酒精灯火焰旁进行
D.该培养基包含的营养成分有碳源、氮源、水、无机盐和琼脂
[解析] 生长因子主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶和核酸的组成成分，蛋白胨可以提供生长因子，A项错误；选择培养具有固氮能力的微生物时应该用不含氮源的选择培养基，该培养基中的蛋白胨能提供氮源，故去掉该培养基中的蛋白胨，可用于选择培养固氮微生物，B项正确；配制培养基不需要在酒精灯火焰旁进行，C项错误；该培养基包含的营养成分有碳源、氮源、水、无机盐，琼脂属于凝固剂，D项错误。
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