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笔记7.微生物的培养技术及应用1.微生物的基本培养技术（1）培养基的配制①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。
②类型：A.按物理状态分类培养基种类特点用途液体培养基不含凝固剂，呈液体状态工业生产固体培养基含凝固剂(如琼脂)，呈固体状态微生物的分离、鉴定，活菌计数，菌种保藏B.按化学成分分类C.按功能分类③成分成分含义作用来源碳源提供碳元素的物质构成生物体的细胞的物质和一些代谢产物，有些也是异养生物的能源物质无机碳源：CO 2、NaHCO 3等；有机碳源：糖类、牛肉膏(来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质)等氮源提供氮元素的物质合成蛋白质、核酸等物质无机氮源：N 2、NH 3、铵盐、硝酸盐等；有机氮源：蛋白胨等无机盐为微生物提供除碳、氮之外的各种重要元素，包括大量元素和微量元素为微生物提供无机营养，调节培养基的pH 等无机化合物：KH 2PO 4、K 2HPO 4、NaCl 等水生物体含量最高的无机化合物良好的溶剂，参与化学反应等培养基、代谢产物【特别提醒】除了上述主要营养物质外，还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将(2)无菌技术①目的：获得纯净培养物。
②关键：防止外来杂菌的入侵。
培养基种类特点用途天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)微生物的分类、鉴定种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些化学物质依据微生物对某些物质的特殊需求或抗性从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种指示剂或化学药品产生特定的颜色或其他变化鉴别不同种类的微生物用伊红—亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌③区别：消毒与灭菌的比较比较项目条件结果常用方法应用范围消毒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煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高温的液体化学药物消毒法操作空间、操作者的衣物和手等紫外线消毒法接种室、接种箱或超净工作台灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子高压蒸汽灭菌法培养基、容器等干热灭菌法玻璃器皿、金属用具等灼烧灭菌法接种工具等【特别提醒】选择无菌技术的原则：一要考虑无菌技术的效果，灭菌的效果比消毒要好；二要考虑操作对象的承受能力，活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而不能用灭菌。
课题2 微生物的培养和应用一、培养基（1）培养基成分必须添加：碳源、氮源、水、无机盐；根据需要添加：特殊营养物质(又称生长因子，包括：氨基酸、维生素、碱基等)1.下列属于微生物不可缺少的微量有机物有( )①牛肉膏②蛋白胨③氨基酸④维生素⑤碱基A.①②③B.②③④C.②③④⑤D.③④⑤2．可以作为硝化细菌碳源、氮源及能量来源的物质依次是（）A.含碳有机物、氨、光B.含碳无机物、氮、氮C.含碳有机物、氨、氨D.含碳无机物、氨、氨3.下列叙述错误的是（）Ａ.培养乳酸菌时需要在培养基中添加维生素Ｂ.培养霉菌时需将培养基的PH调至碱性Ｃ.培养细菌时需将PH调至中性或微碱性Ｄ.培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件4.关于微生物的营养，说法正确的是（）A.同一种物质不可能既作碳源又作氮源B.凡是碳源都能提供能量C.除水以外的无机物仅能提供无机盐D.无机氮源也可能提供能量5．下列对四种微生物相关的叙述，错误的是（）A．CO2和NH3分别是硝化细菌的碳源和氮源，该生物所需的能源来自NH3的氧化B．CO2和硝酸盐分别是褐藻的碳源和氮源，该生物所需的能源来自太阳能C．糖类和N2是乳酸菌的碳源和氮源，该生物所需的能源来自乳酸的氧化分解D．葡萄糖既是酵母菌的碳源也是其能源，但CO2一定不是酵母菌的碳源(2)培养基的分类A.根据物理性质分为：固体培养基和液体培养基B.根据用途分：选择培养基：只允许目的微生物生长鉴定培养基：使目的微生物形成特殊的特征通用培养基：所有微生物都能生长C.根据成分分为：天然培养基和合成培养基6.要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用（）A.固体培养基B.液体培养基C.加入青霉素的培养基D.加入高浓度食盐的培养基7.从土壤中分离能分解尿素的细菌，可以利用选择培养基，其成分中一定有（）①尿素②有机氮化物③无机盐④有机碳化物⑤水⑥无机碳化物A.①③④⑤B.②③④⑤C.①③⑤⑥D.②③⑤⑥8.甲、乙、丙是三种微生物，下表I、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。
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。
专题2 微生物的培养与应用课题3 分解纤维素的微生物的分离一、基础知识回顾1、培养基概念：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。
2、培养基种类：液体培养基和固体培养基，二者的区别是是否添加凝固剂，其中实验室中常用的凝固剂是琼脂。
3、培养基营养成分：（1）主要营养物质：碳源、氮源、水和无机盐。
（2）其他条件：pH、特殊营养和氧气。
4、微生物的培养和分离过程中的无菌技术：(1)目的：获得纯净的培养物。
(2)关键：防止外来杂菌的入侵。
(3)常用方法：灭菌（培养皿—干热灭菌；培养基—高压蒸汽灭菌；接种环—灼烧灭菌）和消毒（操作者灭双手—化学消毒；操作室—紫外线消毒）。
5、高压蒸汽灭菌法：压力为100 kPa，温度为121℃，灭菌时间为15~30min.6、巴氏灭菌法，亦称低温消毒法，是由法国微生物学家巴斯德发明的低温杀菌法，是一种利用较低的温度既可杀死病菌又能保持物品中营养物质风味不变的消毒法，常常被广义地用于定义需要杀死各种病原菌的热处理方法。
7、干热灭菌法是指在干燥环境（如火焰或干热空气）进行灭菌的技术。
一般有火焰灭菌法和干热空气灭菌法。
适用于干燥粉末、凡士林、油脂等。
8、倒平板：待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
9、菌落：由单个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
10、平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基的表面连续划线操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。
11、稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。
为了使微生物在培养基上能够均匀分布，一般用涂布法将微生物接种在培养基上。
12、微生物的接种方法还包括斜面接种、穿刺接种等，其核心是防止杂菌污染，保证培养物的纯度。
13、平板划线操作中灼烧接种环的目的：第一次划线前：杀死接种环上原有的微生物，防止外来杂菌污染培养基；第二次及以后每次划线前：杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端。
藏躲市安详阳光实验学校考点71 微生物的培养和应用1．培养基（1）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。
（2）营养组成：一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
此外，还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质的要求。
（3）种类：按照物理性质可分为液体培养基和固体培养基。
2．无菌技术（1）含义：指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
（2）关键：防止外来杂菌的入侵。
（3）不同对象的无菌操作方法(连线)3．大肠杆菌的纯化培养（1）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基①操作步骤→→→→②倒平板的方法及注意事项a．请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：丙→乙→甲→丁。
b．甲、乙、丙中的灭菌方法是灼烧灭菌。
c．丁中的操作需要等待平板冷却凝固才能进行。
（2）纯化大肠杆菌的方法①纯化培养原理：想方设法在培养基上得到由一个细菌繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较纯的菌种。
②纯化大肠杆菌的关键步骤是接种。
③常用的微生物接种方法有两种a．平板划线法：是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
b．稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
系列稀释操作(如图所示)：涂布平板操作(如图所示)：（3）菌种的保存方法①对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。
②对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。
4．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（1）分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。
（2）统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。
（3）实验流程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察→细菌的计数。
5．分解纤维素的微生物的分离（1）纤维素酶①组成：纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、C X酶和葡萄糖苷酶。
微生物的培养和利用
来自：全世界晚安
与微生物的培养和利用有关的基础知识
微生物的概念：
形态微小，结构简单，需借助显微镜才能观察到的生物
思考：请说出微生物的类群
（包括细菌、蓝藻等原核生物、酵母菌、霉菌等真菌、病毒等）
微生物所需要的营养物质
营养成分主要种类作用
碳源CO
2、NaHCO
3
—自养型微生物
糖类、脂肪酸等—异养型微生物构成细胞的物质和代谢产物异养型生物的主要能源物质
氮源N
2
、NH
3
、铵盐、硝酸盐
尿素、牛肉膏和蛋白胨
合成蛋白质、核酸等
生长因子（特殊成分）维生素、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱等补充微生物生物必需的微量有机
物
无机物水
无机盐
作用同细胞中的水和无机盐
培养基的种类及用途
划分依据种类用途
物理性质固体培养基分离、鉴别微生物、观察菌落、计数液体培养基扩大培养、工业生产
半固体培养基略
化学成分合成培养基科研、分离菌种、计数等
天然培养基工业生产
用途选择培养基筛选微生物
鉴别培养基鉴定某种微生物
实验室条件下的无菌技术
方法应用范围
灭菌高压蒸汽灭菌培养基、培养皿、移液管等灼烧灭菌接种环、玻璃刮刀等接种器具熏蒸灭菌接种室、接种箱等
紫外线灭菌接种室、接种箱、超净工作台细菌过滤器加热不稳定的物质
消毒酒精、次氯酸钠等化学试剂实验材料（如外植体）、工作台和器具、培
养空间
高温煮沸
微生物培养
基本流程
注意：使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃。
微生物培养的注意事项
①根据微生物的代谢类型、所需营养配制培养基
②培养时注意：温度、是否需要氧气等
微生物的分离
（1）平板划线法分离微生物
用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上划线，则在划线的过程中菌液逐渐减少，菌体数量也逐渐减少，菌间的距离增大。
在培养10-20小时后，划线末处可观察到由一个菌产生的单菌落；如果再挑取它们后，接种至含有固体培养基的试管斜面上，在斜面上划线，则每个斜面的菌群就是由一个菌产生的后代（或纯种）。
（2）液体稀释涂布法分离微生物
（3）利用选择培养基分离微生物
利用不同微生物所需的碳源、氮源不同或具有某些抗性进行微生物分离（4）利用鉴别培养基鉴别后挑取培养
如：刚果红（Congo Red，简称CR）染料与纤维素形成红色复合物，但不能与纤维二糖、葡萄糖发生颜色反应。
在含有纤维素的培养基中加入刚果红，刚果红能与其中的纤维素发生反应形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素复合物就无法形成，培养基中就出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
微生物计数
（1）稀释涂布平板法：数菌落数量
（2）称重法：已知每个菌体的重量
（3）显微观察法：如比例计数法或血球计数板计数等
微生物培养和利用的具体实验
大肠杆菌的培养和分离
思考：
1、此实验中获得单菌落的方法是平板划线法
2、和对照组（没有接种大肠杆菌的空白液体培养基）相比，液体培养基变浑浊，表明其中有微生物
生长。
分离以尿素为氮源的微生物
【实验原理】
⑴利用选择培养基筛选尿素分解菌
不同微生物利用氮源种类不同。
脲或称尿素，是蛋白质降解的产物。
大量的尿素存在对环境造成污染。
有一些细菌能合成脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
这类细菌对于自然界中的氮素循环具有重要的意义。
酚红作为酸碱指示剂被添加到了培养基中，其变色范围是pH6.4～8.2，在酸性情况下呈黄色，碱性情况下呈红色，
以尿素为氮源的微生物培养一段时间后，由于细菌产生的脲酶向周围扩散，将培养基中
使培养基的pH由原来的中性变为碱性，于是培养基中的酚红由黄的尿素分解，产生的NH
3
色变成红色，圆形红色区域愈大，表明这种菌利用尿素的能力愈强。
用液体稀释涂布法测定菌体数量，分离菌种
【土样的获得】
在有哺乳动物排泄物的地方取得
【实验步骤】
观察土壤中能水解纤维素的微生物
【实验原理】
植物的细胞壁主要由纤维素、木质素和半纤维素组成。
在枯树或草炭土中有许多能利用和分解这些物质作为能量和物质来源的微生物。
他们可以将土壤中的枯枝落叶分解，并用于纤维素酶的生产。
已经发现并用于生产纤维素酶的菌种有绿色木霉、变异青霉、黑曲霉和根霉。
纤维素酶是一类酶的总称，不是单一的一种酶，共同作用把纤维素分解为葡萄糖。
【土样的选择】
草炭土或枯树周边的土样
【实验步骤】
果酒及果醋的制作
【实验原理】
酵母菌能以葡萄汁中的葡萄糖为原料，在无氧的条件下进行酒精发酵。
醋酸杆菌在有氧的情况下，可将酒精转变为醋酸。
【方法步骤】
例题：低度的果酒、果醋不但好喝，还具有一定的保健养生功能。
下图是两位同学制果酒和果醋时使用的装置。
同学甲用A（带盖的瓶子）装置制葡萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在18~25℃，每隔12h左右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖），之后再将瓶盖拧紧。
当发酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在30~35℃，进行制果醋的发酵。
同学乙用B装置，温度控制与甲相同，不同的是制果酒阶段除充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹住，并且每隔12h左右松一松夹子放出多余的气体。
制果醋阶段适时向充气口充气。
经过20天左右，两位同学先后完成了自己的发酵制作。
据此回答有关问题：
⑴酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者__________________。
从制酒和制醋两阶段对装置的
处理方式判断，酵母菌和醋酸杆菌的异化作用类型依次是__________________。
⑵同学甲在制酒阶段，每隔12h左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是_________。
用反应式表示出A和B装置酿酒过程刚开始时发生的主要化学变化：
⑶B装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是__________________。
⑷制葡萄酒时要将温度控制在18~25℃，而制葡萄醋时要将温度控制在30~35℃，原因是_________。
葡萄汁为酵母菌、醋酸杆菌等微生物的生长提供的营养成分是__________________。
⑸制作过程一般不需额外添加酵母菌和醋酸杆菌即可完成。
为了提高果酒品质也可在果汁中加入人工
培养的酵母菌。
酵母菌能在含有青霉素的培养基中生长而细菌不能，据此可以利用___________培
养基分离获得较为纯净的酵母菌菌种。
参考答案：
⑴无成形细胞核兼性厌氧型、需氧型
(制酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶
⑵放出CO
2
子或瓶盖胀破);
不打开瓶盖，是防止氧气和有害杂菌进入。
，防止污染
⑶排出CO
2
⑷酵母菌和醋酸菌发酵的最适温度不同（18~25℃是酵母菌生长和发酵的合适温度，30~35℃是醋酸菌
的生长和发酵的合适温度）；
碳源、氮源、水、无机盐和生长因子⑸选择；（含青霉素的）
腐乳的制作
【实验原理】
多种微生物参与了豆腐的发酵，如青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。
（毛霉是一种丝状真菌，分布广泛，常见于土壤、水果、蔬菜、谷物上）。
毛霉等微生物可以产生蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶。
发酵过程中，在酶的作用下，豆腐块中的蛋白质、淀粉、脂肪被分解成多肽和氨基酸、麦芽糖、甘油和脂肪酸等。
在多种微生物的协同作用下，普通的豆腐变成我们爱吃的豆腐乳。
豆腐胚的外衣是由毛霉或根霉的菌丝组成的，进一步发酵时，又添加了红曲霉和其他成分。
【实验步骤】
泡菜的腌制及亚硝酸盐的测定
【实验原理】
腌制泡菜的原理：在无氧的条件下，天然微生物乳酸菌等利用蔬菜中的糖或其他营养物质进行发酵，产物有乳酸、醇类等物质，不仅使泡菜酸脆可口，也抑制了杂菌的生长。
在腌制泡菜的发酵过程中，也会产生一定量的亚硝酸盐。
膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但人体摄入总量达0.3~0.5g时，会引起中毒，总量达3g时，会引起死亡。
所测试材料沉淀蛋白质、除去脂肪后，在弱酸条件下，其亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，这一产物再与N－1－萘基乙二胺偶联，形成紫红色产物，可用光电比色法定量测定或目测比色法。
【试剂】
提取试剂：氯化铵缓冲溶液（pH9.7）；硫酸锌溶液（0.4mol/L）；NaOH溶液（2mol/L）显色剂：对氨基苯磺酸溶液和N－1－萘基乙二胺溶液等体积混合液
亚硝酸钠标准溶液测定液：（浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.5μg/ml)
【实验步骤】
例题：人们利用某些微生物制作食品时，需要分析微生物的特点，控制微生物的发酵条件。
下列与此有关的各项内容都正确的是
答案：B。
