生物素材：教材梳理專題課題微生物的實驗室培養(yǎng)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識?巧學一、培養(yǎng)基1。培養(yǎng)基的概念及其分類:微生物生命活動所需要的營養(yǎng)基質稱為培養(yǎng)基。培養(yǎng)基有很多種,根據物理狀態(tài)可以分為固體、半固體和液體培養(yǎng)基；根據化學組成可以分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基,根據用途可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基等。辨析比較培養(yǎng)基的分類種類特點及用途物理性質液體培養(yǎng)基工業(yè)生產半固體培養(yǎng)基保藏菌種，觀察微生物運動固體培養(yǎng)基微生物的分離、鑒定化學成分天然培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富、來源廣，用于工業(yè)生產合成培養(yǎng)基成分明確、穩(wěn)定，用于分離、鑒定用途選擇培養(yǎng)基加入某種化學物質以抑制不需要的微生物的生長,促進所需微生物的生長，用于分離或培養(yǎng)目標細菌鑒別培養(yǎng)基根據微生物的代謝特點，加入某種指示劑化學物質，用于微生物的鑒別2。培養(yǎng)基的成分：各種培養(yǎng)基的成分是不同的，但是所有培養(yǎng)基都包含微生物生長繁殖所需的必需成分，如水、無機鹽、碳源和氮源等，有些微生物生命活動過程中還需要一些微量有機物——生長因子。聯想發(fā)散碳源和氮源的種類和作用功能舉例碳源為微生物提供碳素營養(yǎng)、能源物質，形成代謝產物，構成細胞成分無機化合物：CO2、NaHCO3；有機化合物：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源為微生物提供氮素營養(yǎng)、合成蛋白質、核酸、含氮代謝產物無機化合物：氮、氨、銨鹽、硝酸鹽;有機化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等3。培養(yǎng)基的其他條件：除了營養(yǎng)物質外，培養(yǎng)基還要滿足微生物生長所需要的溫度、酸堿度以及氧氣含量等條件。不同微生物所需的這些條件是不同的，例如培養(yǎng)真菌時，pH要調整到5。0～6.0之間，培養(yǎng)細菌時要調整到6.5~7。5之間,培養(yǎng)放線菌時要調整到7.5～8.5之間。二、無菌技術1。無菌技術的內容（1）對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。(2）對培養(yǎng)微生物所用的器皿、接種工具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌(3）實驗操作的過程要保證無菌。（4）要避免滅過菌的材料再次被污染。2。滅菌方法(1)灼燒滅菌：主要用于接種環(huán)(針）或其他金屬工具的滅菌.（2）干熱滅菌：將待滅菌的物品放入干熱滅菌箱內，在160~170℃的情況下加熱1～2小時進行的滅菌。(3）高壓蒸氣滅菌：將待滅菌的物品放入盛有適量水的高壓蒸氣滅菌鍋內，把鍋內水加熱至沸騰,將其中的冷空氣徹底排除后，將鍋密閉后繼續(xù)加熱使鍋內溫度上升，壓力增加，最后溫度可以達到100℃以上,常用的滅菌鍋滅菌時壓力為100kPa，溫度為121℃，維持15～30min，即可達到徹底滅菌的結果。（4）紫外線滅菌:這種方法只能適用于表面滅菌和空氣滅菌。深化升華滅菌所依據的原理基本都是使菌體內的蛋白質和核酸發(fā)生變性，從而達到殺菌的效果。三、制備培養(yǎng)基和純化大腸桿菌1。制備牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基：首先要根據培養(yǎng)基的配方要求，計算出各種成分的用量，然后用天平準確地稱量，對于牛肉膏和蛋白胨等易吸潮的物質稱量時要迅速，稱量完成后要及時蓋上瓶蓋;為了使各種成分混合均勻，需要將它們溶化，溶化后千萬不要忘記調整pH;溶化后的培養(yǎng)基分裝完成后放入高壓蒸氣滅菌鍋內進行滅菌（平板培養(yǎng)基一般是滅菌后再分裝）。深化升華培養(yǎng)基的配置要遵循一定的原則，第一，目的要明確，要根據所培養(yǎng)的微生物的種類、培養(yǎng)的目的選擇原料;第二，營養(yǎng)要協(xié)調，配制培養(yǎng)基時必須要注意各種營養(yǎng)物質的濃度和比例，否則會產生不良后果;第三，pH要適宜，這是因為各種微生物適宜生長的pH范圍不同.2.純化大腸桿菌時需要注意的問題（1)每次劃線之前都要將接種環(huán)上的剩余物質燒掉以滅菌，整個操作完成后也要將接種環(huán)滅菌。(2）接種環(huán)灼燒完成后，要等到其冷卻后才能用于接種，以防培養(yǎng)基溶化、劃線不整齊或殺死菌種。（3）作第二次劃線時，要從上一次劃線的末端開始，使微生物隨劃線次數的增加而減少,并逐步分散，最后可在平板表面得到單個菌落。(4）用涂布法接種時，將涂布器的末端浸在盛有體積分數為70％的酒精的燒杯中,取出時要讓多余的酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。（5）操作過程都要在火焰附近的無菌區(qū)進行。（6）整個過程中要注意防火.疑點突破（1)未接種的培養(yǎng)基表面若有菌落生長，說明培養(yǎng)基已被污染,必須更換或者重新滅菌。(2)在接種大腸桿菌的培養(yǎng)基上可以觀察到獨立的菌落，有光滑型菌落、粗糙型菌落、黏液型菌落等.（3）培養(yǎng)12h和24h菌落的大小不同，后者菌落大，灰色加深，光澤度強。(4）若在培養(yǎng)基中觀察到不同形態(tài)的菌落,則說明菌液不純或者操作過程中被雜菌污染.問題?探究問題1配制培養(yǎng)基時,除了營養(yǎng)要齊全外，各種營養(yǎng)物質的比例也要適中，而且還要調整好pH、溫度等，試從多個方面探究其原因.思路:雖然微生物個體微小，但是其代謝過程絲毫不比多細胞生物簡單，它也要不斷地進行吸水、吸收營養(yǎng)物質、代謝、排泄等過程.凡是影響這些過程的因素，在配制培養(yǎng)基時都要考慮。探究：微生物的生命活動除了需要各種營養(yǎng)物質外，還需要適宜的外界環(huán)境，例如外界營養(yǎng)物質濃度過高時,會影響細胞吸水；外界溶氧不足時會影響需氧微生物呼吸；外界溫度過高或者過低時會影響酶的活性。另外各種物質的比例也會影響微生物的生命活動,例如在培養(yǎng)谷氨酸棒狀桿菌時,如果C∶N為4∶1，則菌體會大量繁殖，如果該比值為3∶1,則菌體繁殖減慢，代謝產物谷氨酸的產生會加快。問題2在日常生活中，滅菌和消毒經常混用，它們的含義相同嗎？試探究其區(qū)別。思路：從字面意思來看，二者就有所不同。滅菌就是滅掉所有“菌"，消毒只是把“毒”消滅，不同的場所所使用的方法實際上是不同的，如醫(yī)院和牛奶廠所用的方法就不同.探究:滅菌是指殺滅所有微生物的菌體、芽孢和孢子,滅菌的方法有高溫灼燒、干熱(150℃以上）滅菌等，滅菌常用于外科手術、發(fā)酵工程等；消毒是指用較為溫和的理化方法殺死對人體有害的微生物菌體的方法，這種處理并不能徹底殺滅微生物或其繁殖體,但是對于一些保質期要求不長的食品行業(yè)卻是既能保持其原有風味又能基本消滅致病菌的好方法。消毒常用巴式消毒法、紫外線消毒法、化學藥劑消毒法等。典題?熱題例1關于配制培養(yǎng)基的有關敘述中，正確的是（）A。制作固體培養(yǎng)基必須加入瓊脂B。發(fā)酵工程中一般用液體培養(yǎng)基C。氮源主要是為微生物提供能量D.牛肉膏主要為微生物提供氮元素解析：本題考查微生物營養(yǎng)的有關知識。制作固體培養(yǎng)基時必須加入凝固劑。瓊脂是常用的凝固劑，但不是唯一的凝固劑，例如明膠也可作為凝固劑；發(fā)酵工程一般都是用液體培養(yǎng)基,原因是液體培養(yǎng)基便于調節(jié)pH、溫度、溶氧等，而且液體培養(yǎng)基還能使營養(yǎng)物質比較充分地利用;氮源主要是作為微生物蛋白質和核酸的原料；牛肉膏主要為微生物提供碳源、磷酸鹽和維生素.答案：B誤區(qū)警示雖然我們作實驗時都是用瓊脂作凝固劑,但這并不代表凝固劑具有唯一性。例2關于滅菌和消毒不正確的理解是(）A。滅菌是指殺滅環(huán)境中一切微生物的細胞、芽孢和孢子B。消毒和滅菌實質是相同的C.接種環(huán)用灼燒法滅菌D.常用的滅菌方法有加熱法、過濾法、紫外線法、化學藥品法解析:考查滅菌和消毒的區(qū)別。滅菌與消毒是兩個概念.滅菌是指殺滅一定環(huán)境中的一切微生物的細胞、芽孢和孢子.滅菌的原理是蛋白質凝固變性，含水分較多者,其凝固所需溫度較低。滅菌時要根據不同的材料選用不同的滅菌方法，如接種環(huán)用火焰灼燒法,培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌法，還有加熱法、過濾法、紫外線法、化學藥品法等。消毒是指消滅病原菌或有害微生物。答案:B巧妙變式培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、實驗操作者的雙手、空氣、牛奶所用的滅菌或者消毒方法依次是（）①化學消毒②灼燒滅菌③干熱滅菌④紫外線滅菌⑤高壓蒸氣滅菌⑥巴氏消毒法A。⑤③②①④⑥ B.①②③④⑤⑥C。⑥②③④①⑤ D。③④①⑥②⑤解析：不同器皿或者材料的滅菌要求不同，方法也不一樣，要在理解的基礎上熟記常用材料和器皿的滅菌方法。答案：A例3根據下表某培養(yǎng)基的配方回答問題:蛋白胨乳糖蔗糖K2HPO4伊紅美藍蒸餾水pH10g5g5g2g0.4g0.065g1000mL7.2（1)該培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質有__________類；碳源是____________________，氮源是__________。（2）按物理性質分，該培養(yǎng)基屬于__________培養(yǎng)基，按用途則屬于__________培養(yǎng)基.（3）該培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物的同化作用類型屬于__________。解析：綜合考查有關培養(yǎng)基的知識.解答該題需從如下幾步入手分析：第一步，微生物所需的營養(yǎng)物質共有碳源、氮源、生長因子、水和無機鹽五大類.碳源是提供碳元素的營養(yǎng)物質，有有機物和無機物兩大類；氮源是提供氮元素的營養(yǎng)物質，也有無機物和有機物兩類；生長因子則是微生物生長不可缺少的微量有機物。第二步，培養(yǎng)基按物理性質可分為液體、半固體、固體培養(yǎng)基等，按用途可分選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基等，此培養(yǎng)基中的伊紅、美藍可用于鑒別大腸桿菌。第三步，此培養(yǎng)基中含有多種有機物,可供培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物，其中天然物質蛋白胨含豐富的營養(yǎng)成分，可為細菌提供生長因子。答案：（1)五乳糖、蔗糖蛋白胨（2）液體鑒別（3）異養(yǎng)型方法歸納對于圖表題一定要先讀懂圖表中所要表達的意思，然后再聯系所學知識進行解答.例4菌種保藏應該控制的條