高二生物：微生物培养基的基础知识和配置原则

1、高二生物：微生物培养基的基础知识和配置原则课标领航通过本节的学习，我能够1了解有关培养基的基础知识。2知道消毒与灭菌的区别。3了解培养基的配制过程及培养基的配制原则。情景导引在江河湖海、土壤大气、动植物的体内体表，微生物无处不在。它们的分离、培养都必须使用无菌的培养基。什么是培养基？如何配制培养基？微生物培养基的配制1培养基(1)概念：为人工培养微生物而制备的，提供适合微生物生长、_或积累_的营养基质。基础自主梳理繁殖代谢产物(2)种类按化学成分可分为_、合成培养基和半合成培养基。按物理状态可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。按功能可分为基础培养基、_和鉴别培养基。天然培养基选择培养基

2、(3)营养成分：各种培养基的配方不同，但一般都含有水、_、_和_等最基本的生命物质。碳源氮源无机盐思考感悟1为什么各种培养基的具体配方不同，但一般都有水、无机盐、碳源、氮源和生长因子？【提示】这是因为微生物的化学组成与其他生物大体相同，也是主要由C、H、O、N、P、S等大量元素和Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co等微量元素组成，这些元素最终来自于外界环境中各种有机物和无机物，可归纳为碳源(主要提供C元素)、氮源(主要提供N元素)、水(提供H、O)、无机盐(提供大量元素和微量元素)、生长因子(提供生物生长必不可少的微量有机物)五大类营养。2消毒与灭菌消毒灭菌概念用较_的物理或化学方法杀死物体上绝

3、大多数微生物(包括_和有害微生物的_)，实际上是部分灭菌采用_的物理或化学方法使物体内外所有的微生物永远丧失其繁殖能力的措施温和病毒微生物营养细胞强烈消毒灭菌常用方法煮沸消毒法、_消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法高温灭菌，可分为_灭菌和_灭菌两大类适用对象操作空间、液体、双手等接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等巴氏干热湿热思考感悟2高温灭菌是利用高温的致死作用，使微生物的蛋白质和核酸等重要的生物大分子发生不可逆转的变性，你知道高温破坏的是蛋白质的哪一结构吗？【提示】高温使蛋白质内部的氢键断裂，从而破坏其空间结构，但并不破坏肽键。3培养基的配制过程(1)配制过程配制培养液_分装包扎_。调节p

4、H灭菌搁置斜面(2)几种天然有机营养物质的主要成分营养物质主要成分牛肉浸膏富含_、有机氮化合物、维生素、盐等蛋白胨富含_、一些维生素和糖类酵母浸膏富含_、有机氮化合物和糖类水溶性糖类有机氮化合物维生素B类核心要点突破1营养要素微生物的化学组成与其他生物大体相同，也是由C、H、O、N、P、S等元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上，这些元素主要来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物。这些化合物归纳成碳源、氮源、生长因子、无机盐和水这五大类营养要素。培养基中各营养要素的作用及配制原则营养要素含义作用主要来源碳源凡能提供所需碳元素的物质构成生物体细胞的物质和一些代谢产物，有些是异养生

5、物的能源物质无机化合物：CO2、NaHCO3；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物质合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等营养要素含义作用主要来源生长因子生长必不可少的微量有机物酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等水在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定无机盐为微生物提供除碳、氮元素以外的各种重要元素，包括某些大量元素细胞内的组成成分，生理调节物质；某些化能自养菌的能源，酶的激活剂特别提醒对异养微生物来说，含C、N的化合物既是碳源，也是氮

6、源，即有些化合物作为营养要素成分时并不是单一方面的作用。有些微生物需添加特殊营养物质，原因是它们自身缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。2配制原则(1)目的要明确(根据微生物的种类、培养目的等)，如培养基可由简单的无机物组成，生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质，而分类、鉴定用培养基内必须加入已知化学成分的物质。(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：各种微生物适宜生长的pH范围不同，如细菌、放线菌和真菌的最适pH分别为：、和。(2011年淮安高二检测)分析有关微生物的资料，回答问题。(1)1982年澳大利亚学者从胃活检组织中分离出幽门螺杆菌。幽门螺杆菌

7、的遗传物质集中分布的区域称为_。(2)如图4支试管分别代表4种微生物在半固体培养基(琼脂含量3.5/L)中的生长状态，其中号试管代表幽门螺杆菌的生长状态，由图判断，该菌在_条件下不能生长。例1(3)下表是某培养基的配方。成分葡萄糖KH2PO4MgSO4NaClCaSO4CaCO3琼脂蒸馏水含量10 g0.2 g0.2 g0.2 g0.2 g5 g3.5 g1 L将幽门螺杆菌接种到pH适宜的该培养基中，置于37下培养一段时间后，在该培养基中幽门螺杆菌的数目比刚接种时_，主要原因是_。(4)幽门螺杆菌形态如图所示，该菌在人体中可引起胃溃疡等胃部疾病。幽门螺杆菌生长的最适pH为67，人体胃腔内pH在

8、12之间，但胃黏膜的黏液层靠近上皮细胞侧pH为左右。若幽门螺杆菌随食物进入胃腔，结合其结构特点以及能导致胃溃疡的特性，推测该菌在胃内如何存活？_。【思路点拨】本题主要考查微生物培养的相关知识，解答本题应明确以下几点：了解幽门螺杆菌的生活习性。了解培养基的营养成分组成。区别原核生物和真核生物。【尝试解答】(1)拟核(核区)(2)氧气浓度过高或过低(3)少缺少氮源(缺少氮源和生长因子)(4)幽门螺杆菌进入胃腔后，首先依靠鞭毛运动至pH较高处缓冲，然后分泌蛋白中和胃酸，提高pH，以便继续生存和繁殖。【解析】(1)幽门螺杆菌为原核生物，没有核膜包围的细胞核，遗传物质集中在拟核内。(2)幽门螺杆菌生活在

9、半固体培养基的中部，说明它不能生活在氧气浓度过高或过低的地方。(3)培养基中缺乏氮源，幽门螺杆菌不能正常生活，数量会减少。(4)幽门螺杆菌进入胃腔后，可以先依靠鞭毛运动至pH较高处缓冲，然后分泌蛋白中和胃酸，提高pH ，以便继续生存和繁殖。跟踪训练甲、乙、丙是三种微生物，下表、是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在中正常生长繁殖；甲能在中正常生长繁殖，乙和丙都不能；乙能在中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是()粉状硫10 gK2HPO44 gFeSO40.5 g蔗糖10 g(NH4)2SO40.4 gH2O100 mLMgSO49.25 gCaCl20.5 gA甲、乙、丙都是

10、异养微生物B甲、乙都是自养微生物，丙是异养微生物C甲是固氮微生物，乙是自养微生物，丙是异养微生物D甲是异养微生物，乙是固氮微生物，丙是自养微生物解析：选C。培养基的特点是缺氮，能在这样的培养基上存活的只能是固氮微生物；培养基的特点是没有有机碳源，是培养自养微生物的培养基；培养基是适宜异养微生物生长的培养基。培养基的种类和用途划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种划分标准培养基种类特点用途化学成分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

11、分已知的化学物质配成)分类、鉴定半合成培养基部分天然物质和部分化学试剂有天然培养基和合成培养基的优点划分标准培养基种类特点用途功能基础培养基含有多数微生物生长和繁殖的基本营养成分，一般用于微生物的培养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的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素，培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)划分标准培养基种类特点用途功能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别不同种类的微生物，如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，菌落呈绿色，并带

12、有金属光泽)加富培养基在培养基成分中的营养物质仅适合于一种或一类微生物，而对其他微生物不合适的一类营养丰富的培养基可以使某种微生物的生长、繁殖比其他微生物更加迅速，逐渐淘汰其他微生物根据各类微生物的形态结构特点和新陈代谢类型，利用选择培养基和鉴别培养基，结合显微镜镜检，以及菌落特征，可以把混杂在一起的大肠杆菌、硝化细菌、乳酸细菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、圆褐固氮菌分离开来。下面是分离筛选的方法步骤，请根据各个步骤的条件，填写空格中的内容：首先配制一系列不同性质的固体培养基，然后进行高温灭菌。再将上述微生物的混合液分别接种到各种培养基上培养。例2(1)用无氮培养基可筛选出_。(2)用不含有机碳源

13、的选择性培养基可筛选出_。(3)酵母菌的筛选需要在常规培养基中另加入_。(4)用加了较高浓度NaCl的培养基可选择出_，或者根据菌落的颜色呈现_色，将其挑取单独培养。(5)利用伊红美蓝培养基培养混合菌，菌落呈_色并带有金属光泽的是_，挑取该菌落单独培养。结合显微镜镜检和进一步用伊红美蓝培养基鉴别来确定。(6)在无氧环境下培养混合菌，_可以生长。加入一定浓度的乳酸，使培养基pH充分降低，可抑制_微生物的生长，利用菌落特征，结合显微镜镜检，选取生长优势的菌落，即可分离出_。【尝试解答】(1)圆褐固氮菌(2)硝化细菌(3)青霉素(4)金黄色葡萄球菌桔红(金黄)(5)绿大肠杆菌(6)大肠杆菌、乳酸细菌

14、、酵母菌大肠杆菌和酵母菌乳酸细菌【解析】若培养基中无氮，则凡是不能自生固氮的微生物均不能生存，题中所列微生物中，只有圆褐固氮菌能固氮，因而无氮培养基可选出该菌；若用不含有机碳的培养基则可选出自养型微生物；真菌的筛选可在培养基中加入青霉素；高浓度NaCl可选出耐盐微生物，如金黄色葡萄球菌；用伊红美蓝培养基可鉴定大肠杆菌；在无氧环境中，厌氧型及兼性厌氧型微生物才能生长，需氧型微生物将被抑制。【规律方法】判定培养基的类型及培养微生物的生活方式的方法：培养基中是否含有有机物：若有，则培养的微生物为异养型微生物；若无，则培养的微生物为自养型微生物。是否含有琼脂：若有，则该培养基为固体培养基。是否含有一些

15、特殊物质：若含有青霉素、高浓度盐等，用于抑制不需要的微生物的生长，而促进所需微生物的生长的培养基为选择培养基；若含有伊红美蓝等，用于区分不同微生物种类的培养基为鉴别培养基。跟踪训练在培养微生物的培养基中加入某些物质能分离出所需的微生物。下列选项中，前者是在培养基中加入的物质，后者是能被分离出的微生物，其中正确的是()A氢氧化钠，酵母菌B盐酸，放线菌C适量的青霉素，霉菌D适量的伊红美蓝，大肠杆菌解析：选C。氢氧化钠、盐酸为强碱、强酸，酵母菌和放线菌都不能生存，加入伊红美蓝的培养基是用来鉴定大肠杆菌，并不能分离大肠杆菌。适量的青霉素对原核生物有抑制作用，对真核生物的生命活动并不影响。1概念：无菌技

16、术不仅能防止实验室的培养物被其他外来微生物污染，保持微生物的纯培养，而且在分离、转接时亦能防止其他微生物污染。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，无菌技术围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：无菌技术(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。双手用肥皂洗净，擦干后用75%酒精消毒。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。培养基用高压蒸气灭菌。接种环用火焰灼烧来灭菌。(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。2灭菌与消毒(1)几种常用灭菌方法的比较方法适

17、用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌接种环、接种针或其他金属工具酒精灯火焰的充分燃烧层直到烧红干热灭菌耐高温且需保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌箱内160170 12 h高压蒸汽灭菌培养基100 kPa、121 1530 min(2)消毒属于部分灭菌。常用的消毒方法有：煮沸消毒法和化学消毒法。细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽灭菌锅、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌()A接种环、手、培养基B高压锅、手、接种环C培养基、手、接种环 D接种环、手、高压锅【尝试解答】C例3【解析】此题考查学生对无菌技术的掌握。高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。跟踪训练下列操作错误的是()A用酒精擦拭双手B用氯气消毒水源C实验室用紫外线进行消毒D玻璃器皿(