微生物的培养与应用专题

2020届高考生物难点及易错题精讲精练专题12 微生物的培养和应用【难点精讲】一、微生物的实验室培养和无菌技术例题：(2018·全国Ⅱ，37)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。

回答下列问题：(1)在实验室中，玻璃和金属材质的实验器具___________(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。

(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是_____________________________________________________________________________。

(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒，其原因是紫外线能_______________________。

在照射前，适量喷洒________，可强化消毒效果。

(4)水厂供应的自来水通常是经过________(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。

(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时，若压力达到设定要求，而锅内并没有达到相应温度，最可能的原因是____________________。

【答案】(1)可以(2)在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少(3)破坏DNA结构消毒液(4)氯气(5)未将锅内冷空气排尽【解析】(1)干热灭菌是指将物品放入干热灭菌箱内，在160～170 ℃条件下加热1～2 h。

耐高温、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等，可采用干热灭菌的方法。

(2)巴氏消毒法是在70～75 ℃条件下煮30 min或在80 ℃条件下煮15 min，可以杀死牛奶中的微生物，并且使牛奶的营养物质损失较少。

(3)接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，紫外线能破坏微生物的DNA结构，以杀死物体表面或空气中的微生物。

在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以强化消毒效果。

微生物的培养与应用1．培养基按照物理性质分为液体培养基(常应用于工业或生活生产)、固体培养基(常应用于微生物的分离和鉴定)和半固体培养基(常用于观察微生物的运动及菌种保藏等)。

2．按照成分培养基分为人工合成培养基和天然培养基。

(合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。

天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。

)3．按照培养基的用途可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。

（选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。

鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。

）4．微生物的实验室培养常用琼脂(是从红藻中提取的一种多糖)作凝固剂。

5．培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。

(碳源是能为微生物的代谢提供碳元素的物质，如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。

异养微生物只能利用有机碳源。

单质碳不能作为碳源。

氮源是能为微生物的代谢提供氮元素的物质，如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。

只有固氮微生物才能利用N2。

培养基还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。

例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件)6．无菌技术包括消毒和灭菌。

(①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。

②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。

③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。

④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。

⑤无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。

专题2 微生物的培养与应用课题1 微生物的实验室培养一、培养基1.概念：人们按照对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。

2.种类（1）按物理状态来分：〃固体培养基：不加凝固剂，用于工业生产。

〃液体培养基：加凝固剂（如琼脂），用于微生物分离、鉴定，活菌数，保藏菌种等。

（琼脂是一种从红藻中提取出的多糖，在98°C 以上熔化，44°C 以下凝固，在常规培养条件下呈固态。

琼脂中的多糖不易被微生物分解，所以一般不用做碳源。

）（2）按功能来分：〃选择培养基：培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物生长。

用于培养、分离出特定的微生物。

常见选择培养基如下：加入青霉素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基:分离导入了目的基因的受体细胞〃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。

用于鉴别不同种类的微生物。

（可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌。

若有，菌落呈深紫色并带有金属光泽。

）（3）按成分来分：〃天然培养基〃合成培养基3.培养基的营养要素不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、和氮源、 无机盐等营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH 、特殊营养物质,例如:生长因子(即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要求。

例如，乳酸杆菌需添加维生素，霉菌时需将pH 调至酸性，细菌pH 调至中性或微碱性，厌氧微生物需无氧条件。

（1） 碳源：构成生物细胞、生物体及细胞代谢产物，有些为异养生物提供能量。

主要来源与CO2、微生物 病毒细菌放线菌 原核生物界 病毒界NaHCO3等无机化合物和糖类、脂质、花生粉饼、石油等有机化合物。

（2）氮源：用于合成蛋白质核酸及含氮代谢产物，也可为异氧微生物提供能源。

专题2 微生物的培养与应用★培养基：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，是进行微生物培养的物质基础。

★培养基的分类：液体培养基：应用于工业或生活生产。

1. 物理性质半固体培养基：观察微生物运动、鉴定菌种。

固体培养基：分离计数、鉴定、菌种保藏。

人工合成培养基：用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生2. 成分物的分离鉴定。

天然培养基：用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。

选择培养基：在培养基中加入或除去某些物质，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生长。

（如：不含碳源的培养基用于筛选自养微生物；不含氮源的培养基用于筛选自生固氮菌；加高浓度食盐的培养基用于筛选金黄色葡萄3. 用途球菌；培养基中加抗生素用于分离真菌等）鉴别培养基：培养基中加入某种指示剂或化学药品，以鉴别不同种类的微生物。

（如：用伊红-美蓝培养基鉴别大肠杆菌，菌落呈黑色；加入酚红指示剂的培养基鉴别尿素分解菌，指示剂变红；加入刚果红的培养基鉴别纤维素分解菌，菌落周围有透明圈）★培养基的成分：主要包括水、碳源、氮源、无机盐。

其次可能还有特殊营养物质（生长因子）。

碳源：为微生物提供碳元素的物质。

如CO2、碳酸盐等无机碳源；糖类、脂质、有机酸、石油等有机碳源。

作用：①合成细胞成分或代谢产物；②有机碳源既是异养微生物的碳源、也是能源。

氮源：为微生物提供氮元素的物质。

如N2、NH3、铵盐、硝酸盐等无机氮源；尿素、氨基酸、牛肉膏、蛋白胨等有机氮源。

作用：合成蛋白质、核酸及含N的代谢产物。

除此之外，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。

例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。

★无菌技术：获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。

要注意以下几个方面：1. 对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。

专题2课题1微生物的实验室培养
一、课题目标
1.知识目标
a.了解有关培养基的基础知识。

b.了解消毒和灭菌方法。

2.能力目标
a.进行无菌技术操作。

b.进行微生物培养。

3.情感目标
形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。

二、课题重点
无菌技术操作。

三、课题难点
无菌技术操作。

四教学流程
水、碳源、氮源、无机盐
问题2：从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？
C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的97％以上。

【小结】共同归纳培养基的基本成分和主要来源。

（2）特殊成分和条件
提醒学生培养基还需要满足不同微生物生长对PH、氧气、特殊营养物质的要求：如乳酸杆菌时需要添加维生素，霉菌需要将培养基pH调节为酸性，细菌时需要将pH调节为中性或微碱性。

（二）无菌技术
讲解：无菌操作泛指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。

强调无菌操作是培养微生物成功的关键。

1.主要方面
讲解无菌技术主要方面：
（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；
（2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；
（3）为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；（4）避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。

2.消毒与灭菌的比较
列表让学生进行比较。

专题二微生物的培养与应用1.实验室培养微生物需要解决哪两方面的问题?液体培养基和固体培养基的作用分别是什么?培养基中应具备哪些营养物质?实验室培养微生物要解决两方面问题:(1)需要为培养的微生物提供合适的营养和环境条件；(2)防止外来杂菌的入侵。

液体培养基的作用:广泛应用于实验研究及大规模工业生产中，有利于广泛获得大量菌体或代谢产物。

固体培养基的作用:广泛应用于微生物的分离培养、菌种鉴定和保藏。

培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。

2.霉菌和细菌适宜的pH分别是什么?消毒和灭菌的区别是什么?培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性；培养细菌时需将pH调至中性或微碱性。

消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。

灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。

3.消毒和灭菌方法分别有哪些?适用范围分别是什么?实验室中常用的消毒方法:巴氏消毒法(如牛奶)、化学药制进行消毒(如酒精擦拭双手、氧气消毒水源)、实验室还用紫外线或化学药物消毒(如接种室、接种箱或超净工作台)、煮沸消毒法。

实验室中常用的灭菌方法: 灼烧灭菌(如接种环、接种针、或其他金属用具)、干热灭菌(如玻璃器皿、吸管、培养皿和金属用具)、高压蒸汽天菌(培养基)。

4.配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作步骤是?什么时候调节叫值?平板为什么要倒置?配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的操作步骤:计算一称量+溶化→灭菌→倒平板。

调pH值应该在溶化后，灭菌前。

平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠。

将平板倒置，可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。

5.平板划线法的操作过程是什么?平板划线法的操作流程:(1)将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红；(2)在火焰旁冷却接种环，并打开盛有菌液的试管的棉塞；(3)将试管口通过火焰；(4)将已冷却的接种环伸入菌液中，沾取一环菌液；(5)将试管口通过火焰，并塞上棉塞；(6)左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。

专题十五微生物的培养和应用一、发酵：复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质。

包括有氧发酵和无氧发酵二、几种传统发酵技术的比较【思考】你认为应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？Answer ：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。

【思考】你认为应该从哪些方面防止发酵液被污染？Answer ：需要从发酵制作的过程进行全面的考虑。

例如，榨汁机、发酵装置要清洗干净；每次排气时只需拧松瓶盖、不要完全揭开瓶盖等。

【思考】请分析此装置中的充气口、排气口和出料口分别有哪些作用。

为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接？结合果酒、果醋的制作原理，你认为应该如何使用这个发酵装置？Answer ：充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出CO 2的；出料口是用来取样的。

排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的是防止空气中微生物的污染，其作用类似巴斯德的鹅颈瓶。

使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应将充气口连接气泵，输入氧气。

【思考】为什么要随着豆腐层的加高而增加盐的用量？为什么在接近瓶口的表面盐要铺厚一些？Answer ：越接近瓶口，杂菌污染的可能性越大，因此要随着豆腐层的加高增加盐的用量，在接近瓶口的表面，盐要铺厚一些，以有效防止杂菌污染。

【思考】为什么含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶？Answer ：酸奶的制作依靠的是乳酸菌的发酵作用。

抗生素能够杀死或抑制乳酸菌的生长，因此含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶。

【思考】比较四种发酵食品的微生物种类和原理，及共性？Answer ：果酒的制作主要利用的是酵母菌的酒精发酵，果醋的制作利用的是醋酸菌将酒精转变为醋酸的代谢，腐乳的制作利用的主要是毛霉分泌的蛋白酶等酶类，泡菜的制作利用的是乳酸菌的乳酸发酵。

传统发酵技术都巧妙地利用了天然菌种，都为特定的菌种提供了良好的生存条件，最终的发酵产物不是单一的组分，而是成分复杂的混合物。