复习与测试优质课教案整理

第37讲

微生物的利用

[考纲要求]

1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。

考点一

微生物的实验室培养

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、特殊营养物质以及氧气的要求。

(3)种类

①按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。

②按照成分的来源可分为天然培养基和合成培养基。

③按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。

2．无菌技术

(1)含义：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。

(2)常用方法

3．大肠杆菌的纯化培养

(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

计算→称量→溶化→调pH→灭菌→倒平板

(2)纯化大肠杆菌的方法

①平板划线法：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。

②稀释涂布平板法：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。

(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。

如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析：

(1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？

提示

获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法，获得图B效果的接种方法为平板划线法。

(2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？

提示

最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。

(3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？

提示

火焰附近存在着无菌区域。

1．培养基的配制原则

(1)目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。

(2)营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。

(3)pH要适宜：细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需的pH不同。

2．选择培养基与鉴别培养基的比较

种类

选择培养基

原理

依据某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好、抗性而设计

依据微生物产生的某种代谢产鉴别培养基

物与培养基中的特定试剂或化鉴别不同种类的微生物

学药品反应，产生明显的特征变化而设计

3.消毒和灭菌的辨析

以鉴别大肠杆菌

伊红美蓝培养基可用途

从众多微生物中分离出所需的微生物

举例

加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌

项目

条件

较为温和结果

仅杀死物体表面或常用方法

煮沸消毒法

巴氏消毒法

应用范围

日常用品

不耐高温的液体

用酒精擦拭双手，用氯消毒

的物理或化学方法

内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子) 杀死物体内外所有化学药剂消毒法

气消毒水源

灼烧灭菌法

干热灭菌法

高压蒸汽灭菌法

接种工具

玻璃器皿、金属工具

培养基及容器的灭菌

强烈的理灭菌

化因素

和孢子

的微生物，包括芽孢考点二

微生物的筛选和计数

1．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)统计菌落数目一般用稀释涂布平板法。

①统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中的1个活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

②从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是(平均菌落数÷涂布的稀释液体积)×稀释倍数。

③利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是恰当的稀释度。

(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。

2．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、CX酶和葡萄糖苷酶。

②作用

纤维素――→纤维二糖――→葡萄糖

C酶XC1酶葡萄糖苷酶(2)纤维素分解菌的筛选

①原理

纤维素分解菌

↓

刚果红纤维素酶→红色复合物――――→红色消失，出现透明圈。

纤维素②筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

④实验流程

土壤取样：富含纤维素的环境

↓

选择培养：用选择培养基培养，以增加纤维素分解菌的浓度

↓

梯度稀释：制备系列稀释液

↓

涂布平板：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

↓

挑选产生透明圈的菌落

归纳总结

两种纯化细菌方法的辨析

比较

平板划线法

项目

关键

操作

接种环在固体平板培养基表面连续划线

①一系列的梯度稀释

②涂布平板法操作

稀释涂布平板法

注意

每次划线前后均需灼烧接种环

事项

菌体

获取

优点

微生物的单细胞菌落

缺点

不能对微生物计数

在具有显著菌落特征的区域的菌落中挑取菌体

可以根据菌落的特点获得某种稀释度要足够高，为确保实验成功可以适当增加稀释度的范围

从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体

既可以获得单细胞菌落，又能对微生物进行计数

操作复杂，需要涂布多个平板

研究人员在刚果红培养基平板上，筛选到了几株有透明降解圈的菌落如图1所示，将筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4在不同的温度和pH条件下进行发酵，测得发酵液中酶活性的结果如图2，请分析：

(1)透明圈是如何形成的？

提示

刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但并不与纤维素降解产物纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。细菌分泌的纤维素酶能将培养基中的纤维素降解成纤维二糖和葡萄糖，形成透明圈。

(2)图中透明圈大小代表什么？降解纤维素能力最强的菌株是哪种？

提示

透明圈大小与纤维素酶的量和活性有关，降解纤维素能力最强的是菌株①。

(3)结合图2推测哪种菌株更适合用于人工瘤胃发酵？

提示

J4菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高，更适合用于人工瘤胃发酵。

矫正易错

强记长句

1．灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。

2．划线时最后一区不要与第一区相连。

3．划线时用力大小要适当，这是为了防止用力过大将培养基划破。

4．用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低

，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

5．尿素分解菌和纤维素分解菌的分离都运用了选择培养基，前者所用的培养基中尿素是唯一的氮源，后者所用的培养基中纤维素是唯一的碳源。

下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题：

1．图甲是利用平板划线法进行微生物接种，图乙是利用稀释涂布平板法进行微生物接种。对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是灼烧灭菌和酒精消毒。

2．接种操作在火焰附近进行的原因是火焰附近为无菌区域。

3．接种后，在固体培养基上培养细菌时进行倒置培养的目的是防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基。