高二生物选修一第三章知识点总结

高二生物选修一第三章知识点总结微生物的实验室培养需掌握培养基的配制与无菌技术。培养基按物理状态分为固体（含琼脂）、液体、半固体培养基，固体培养基常用于分离、鉴定微生物，液体培养基用于工业生产；按功能分为选择培养基（如以尿素为唯一氮源筛选尿素分解菌）和鉴别培养基（如伊红美蓝鉴别大肠杆菌）。培养基的基本成分包括碳源（如葡萄糖、CO₂）、氮源（如NH₃、蛋白质）、水、无机盐，部分微生物需额外添加生长因子（如维生素）。配制培养基的步骤为计算（根据微生物需求确定各成分用量）、称量（准确称取药品，注意化学试剂的纯度）、溶化（将称好的药品溶解，若需加琼脂则需加热至完全熔化）、灭菌（常用高压蒸汽灭菌，121℃、100kPa下维持1530分钟，确保杀死所有微生物包括芽孢和孢子）、倒平板（待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰旁操作，避免杂菌污染，倒平板后需倒置，防止皿盖冷凝水落入培养基）。无菌技术是微生物培养的关键，需区分消毒与灭菌：消毒是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），如70%酒精擦拭双手、巴氏消毒法（6265℃30分钟或75℃1530秒）处理牛奶；灭菌是用强烈的理化因素杀死所有微生物（包括芽孢和孢子），如灼烧灭菌（接种环、接种针）、干热灭菌（玻璃器皿，160170℃2小时）、高压蒸汽灭菌（培养基、金属器械）。实验操作中需在酒精灯火焰旁进行，避免空气中杂菌污染，接种工具使用前后需灼烧灭菌。大肠杆菌的纯化培养常用平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法通过接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散，最终在划线末端形成单个菌落。操作时需注意：每次划线前灼烧接种环（杀死残留菌种，保证下一次划线的菌种来自上一次末端），划线结束后灼烧接种环（避免菌种污染环境或感染操作者），划线时不能划破培养基表面。稀释涂布平板法需将菌液进行一系列梯度稀释（如10⁻¹至10⁻⁶），取0.1mL稀释液涂布平板，培养后统计菌落数（选择30300个菌落的平板），该法既可用于分离纯化，也可用于计数（统计的是活菌数）。涂布前需将涂布器浸酒精后灼烧灭菌，待冷却后使用，避免高温杀死菌种。微生物的计数方法包括活菌计数法（稀释涂布平板法）和显微镜直接计数法。显微镜直接计数使用血细胞计数板，在显微镜下统计一定体积内的菌体数量，包括活菌和死菌，优点是快速简便，缺点是不能区分死活。比浊法通过测量菌液的OD值（光密度）间接估计菌液浓度，OD值与菌数呈正相关，但需先制作标准曲线。分解尿素的细菌分离实验中，选择培养基以尿素为唯一氮源，只有能合成脲酶的细菌（将尿素分解为氨和CO₂）才能生长。实验步骤为：①土壤取样（选择富含有机质的表层土，取10g土样加入90mL无菌水制成菌悬液）；②梯度稀释（细菌通常稀释10⁴10⁶倍）；③接种培养（将不同稀释度的菌液涂布于选择培养基，3037℃倒置培养12天）；④菌落计数（选择30300个菌落的平板，计算平均值）；⑤验证（在菌落周围滴加酚红指示剂，若变红则说明产生氨，该菌能分解尿素）。需设置空白对照（不接种的培养基），检验培养基是否被污染。分解纤维素的微生物分离实验基于纤维素酶的作用，该酶由C₁酶、Cx酶和葡萄糖苷酶组成，可将纤维素分解为葡萄糖。刚果红染色法用于筛选分解菌：刚果红能与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，复合物消失，出现透明圈（透明圈直径与菌落直径的比值越大，分解能力越强）。实验步骤为：①土壤取样（选择富含纤维素的环境，如朽木、落叶堆积处）；②选择培养（将土样加入以纤维素为唯一碳源的液体培养基，振荡培养12天，富集纤维素分解菌）；③梯度稀释（稀释10³10⁵倍）；④涂布平板（将稀释液涂布于含刚果红的鉴别培养基，倒置培养）；⑤挑选菌落（选择产生明显透明圈的菌落，进一步纯化）。刚果红染色有两种方法：一是先培养微生物，再加入刚果红（需用NaCl洗去浮色）；二是在倒平板时加入刚果红（需注意刚果红会抑制部分微生物生长）。菌种保藏分为临时保藏和长期保藏。