苏教版生物选修1第1章 第1节.docx

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苏教版生物选修1第1章第1节

第一节　微生物的分离和培养

1．简述高压蒸汽灭菌锅的使用方法及注意事项。

（重点）

2．掌握制备细菌培养基的方法。

（重点）

3．学会利用无菌操作技术接种与培养大肠杆菌。

（难点）

培养基及接种操作

一、高压蒸汽灭菌锅

1．实验室常采用的灭菌方法

实验室常利用高温处理达到灭菌效果，包括采用干热灭菌或湿热灭菌等方法。

2．高压蒸汽灭菌锅的使用

使用步骤包括：

加水―→装锅―→加热排气―→保温保压―→出锅等。

二、配制培养基

1．培养基的概念

为人工培养微生物而制备的，适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。

2．培养基的类型

（1）天然培养基

（2）合成培养基

3．培养基的成分

各种培养基的配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等最基本的物质。

三、接种微生物

1．接种的概念

指在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。

2．不同接种工具的使用

（1）穿刺接种要用接种针。

（2）斜面划线接种或平板划线接种要用到接种环。

（3）涂布平板接种要用到玻璃刮铲。

[合作探讨]

探讨1：

高压蒸汽灭菌锅是依赖高压灭菌吗？

提示：

不是，是通过高压来提高湿热的温度灭菌的。

探讨2：

在固体培养基中加入的琼脂能为微生物提供营养吗？

为什么？

提示：

不能。

微生物不能分解琼脂。

探讨3：

为什么要对培养基、接种环、实验空间、一些液体等进行消毒或灭菌处理？

提示：

培养某种微生物的目的是获得数量较多的、单一的该种微生物，如果不进行消毒或灭菌，则会出现其他一些杂菌，影响微生物的纯度。

[思维升华]

1．消毒与灭菌的区别

条件

结果

常用的方法

消毒

较为温和的物理或化学方法

仅杀死物体上绝大多数微生物（包括病原微生物和有害微生物的营养细胞）

煮沸消毒法（如100℃下5～6min可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢）、巴氏消毒法、化学药剂消毒法

灭菌

强烈的物理或化学方法

杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子

干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌

2.培养基的成分

营养物质

定义

作用

主要来源

碳源

能提供所需碳元素的物质

构成生物体的细胞物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质

无机化合物：

CO2、NaHCO3等；有机化合物：

糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等

氮源

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

等；有机化

合物：

尿素、

牛肉膏、蛋

白胨等

特殊营养

物质（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、氮以外的各种重要元素

细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养细菌的能源，酶的激活剂

3.培养基类型的划分

用

途

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）

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，菌落呈现黑色，并带有金属光泽）

1．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理方法，这些方法可分别用于杀灭哪些部位的杂菌（　　）

【导学号：

67850004】

A．接种针、手、培养基　B．高压锅、手、接种针

C．培养基、手、接种针D．接种针、手、高压锅

【解析】　培养基通常用高压蒸汽灭菌，常用酒精擦拭对手进行消毒，接种环、接种针等用火焰灼烧的方法进行灭菌。

【答案】　C

2．下表是某微生物培养基成分，请据此回答：

编号

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

成分

粉状硫

（NH4）2SO4

K2HPO4

MgSO4

FeSO4

CaCl2

H2O

含量

10g

0.4g

4.0g

9.25g

0.5g

0.5g

100mL

（1）上表培养基可培养的微生物类型是________。

（2）若不慎将过量NaCl加入培养基中，如不想浪费此培养基，可再加入________，用于培养____________________。

（3）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养______________。

（4）表中营养成分共有________类。

（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是_________。

（6）上表中各成分质量确定的原则是________________________。

（7）若上表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分是____________。

【解析】　题表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和特殊营养物质。

若该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，即可判断培养的微生物是自养型微生物。

若该培养基中加入了过量食盐，就可以培养耐盐的金黄色葡萄球菌，但金黄色葡萄球菌是异养型微生物，这个培养基还需要加入有机碳源。

该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有了氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。

微生物生长需要一定的pH，所以培养基装瓶前需要调节pH。

培养基中各成分含量要根据微生物的生长需要来确定。

对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，故需要加入常见的凝固剂——琼脂。

【答案】　

（1）自养型微生物　

（2）含碳有机物　金黄色葡萄球菌　（3）固氮微生物　（4）三　（5）调节pH　（6）依微生物的生长需要确定　（7）琼脂（或凝固剂）

大肠杆菌的接种与分离培养

1．配制牛肉膏蛋白胨培养基

配制培养基―→调节pH―→分装―→包扎―→灭菌―→搁置斜面

2．斜面接种和培养大肠杆菌

（1）斜面接种的主要目的

有菌种转移、扩大培养和保存纯净菌种等。

（2）具体操作步骤

准备接种―→接种环灭菌―→试管口灭菌―→挑取少许菌体―→划线接种―→培养大肠杆菌―→低温保存。

3．平板划线分离和培养大肠杆菌

（1）牛肉膏蛋白胨固体培养基的平板制作：

①在酒精灯火焰旁一只手拿着装有培养基的锥形瓶，另一只手拔出瓶塞，使瓶口迅速通过火焰2～3次，并转动瓶口，确保瓶口被灭菌。

②再取无菌培养皿，在火焰旁用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于锥形瓶瓶口的缝隙，将锥形瓶中的培养基倒入培养皿中。

③等平板冷却凝固后，将平板倒置备用。

（2）平板划线分离与培养大肠杆菌：

①平板划线法的含义：

用带有微生物的接种环在平板培养基表面通过分区划线而达到纯化分离微生物的方法。

②注意事项：

接种和划线操作时需要在酒精灯火焰附近进行。

③培养结果：

可以得到由单个细菌增殖而形成的菌落。

[合作探讨]

探讨1：

牛肉膏蛋白胨能培养病毒吗？

为什么？

提示：

不能，因为病毒只能进行活细胞寄生生活。

探讨2：

通常在酒精灯火焰附近接种微生物的原因是什么？

提示：

酒精灯火焰附近的局部高温使得微生物不能存活。

探讨3：

将培养基分装到试管中时，为什么培养基的高度约为试管长度的1/5?

提示：

培养液加入试管的量为总容积的1/5，其目的是为了后面的搁置斜面操作，而搁置斜面的目的是增大培养基表面积，以接种更多的微生物。

探讨4：

接种24h后培养基上长出了什么？

肉眼看到的一个菌落肯定是由一个大肠杆菌生长和繁殖形成的吗？

提示：

菌落。

不一定，因为当两个或多个细胞连在一起时，在平板上得到的还是一菌落。

[思维升华]

1．倒平板操作的注意事项

（1）培养基要冷却到50℃左右时开始倒平板。

其原因是琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板时高于50℃则会烫手，低于50℃时若不能及时操作，琼脂会凝固。

（2）要使锥形瓶的瓶口通过火焰。

通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。

（3）倒平板时，要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不要完全打开，以免杂菌污染培养基。

（4）平板冷凝后，要将平板倒置。

因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，培养基表面的温度也较高，平板倒置后，既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。

（5）在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，那么这个平板不能用来培养微生物，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。

（6）整个操作过程要在酒精灯火焰旁进行，避免杂菌污染。

2．几种常用的划线方法及注意事项

（1）划线方法：

（2）交叉划线中的注意事项：

从操作第一步即取菌种之前及每次划线之前都需要将接种环进行火焰灼烧灭菌，划线操作结束后，仍需灼烧接种环，每次灼烧的目的见下表：

项

目

第一次划

线之前

每次划线之前

划线结束

目

的

杀死接种环上原有的微生物

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，使每次划线后菌种数目减少

杀死接种环上残存的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者

　从第二次的划线操作后的每次划线总是从上一次划线末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加逐渐减少，最终得到单个细菌繁殖而来的菌落。

1．右面是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1→2→3→4→5。

下列操作方法正确的是（　　）

A．操作前不用做任何处理

B．划线操作必须在火焰上进行

C．在每个区域中都可以得到所需菌落

D．在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌

【解析】　每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目减少，以便得到单个细菌形成的菌落。

划线后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。

【答案】　D

2．下图显示微生物的接种实验中的一些步骤，回答问题：

（1）图中的接种工具的名称是________。

（2）解释步骤①和②的操作：

步骤①中，为何要将接种工具灼烧至变红？

____________________________________________________________。

步骤②中，为何要将接种工具冷却？

____________________________________________________________。

（3）图示接种方法的目的是

____________________________________________________________。

【解析】　

（1）图中所用的接种工具是接种环。

（2）步骤①中，将接种工具灼烧至变红的目的是杀灭接种环上可能引起污染的微生物；步骤②中，将接种工具冷却的目的是避免烫死接种物。

（3）图示接种方法是平板划线法，目的是使接种物逐渐稀释，经培养后获得单个菌落。

【答案】　

（1）接种环　

（2）杀灭接种环上可能引起污染的微生物　避免烫死接种物　（3）使接种物逐渐稀释，经培养后获得单个菌落

1．下表是对四种生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，正确的一组是（　　）

选项

项目

硝化细菌

乳酸菌

根瘤菌

衣藻

A

能源

NH3

乳酸

N2

光能

B

碳源

CO2

糖类等

糖类等

CO2

C

氮源

NH3

N2

N2

NO

D

代谢

类型

自养

需氧型

异养

厌氧型

自养

需氧型

自养

需氧型

【解析】　从能源来看，乳酸菌需糖类等有机物供能；从氮源看，乳酸菌需要NH

、NO

；从代谢类型看，根瘤菌为异养需氧型；从碳源看，硝化细菌与衣藻需CO2，乳酸菌和根瘤菌需糖类等有机物。

【答案】　B

2．有关培养基配制原则的表述正确的是（　　）

A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、矿质元素、水及生长因子

B．碳源和氮源必须具有一定比例，碳元素的含量最多，其次为氮元素

C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受到pH、氧、渗透压的影响

D．营养物质的浓度越高越好

【解析】　不同的微生物对每种成分的需求不同，所以培养基的成分也各有不同。

培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。

【答案】　C

3．高压湿热灭菌的操作顺序应该是（　　）

①加水　②排冷气　③装灭菌物品　④100kPa下灭菌　⑤加盖　⑥0kPa下排气，打开灭菌锅

A．①③⑤②④⑥　　　　　B．②③⑤①⑥④

C．①②④⑤③⑥D．②⑤①⑥④③

【解析】　高压湿热灭菌的使用包括加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等步骤。

装锅是指将待灭菌物品放在灭菌桶中，盖好锅盖，按对称方法旋紧四周固定螺栓，打开排气阀。

【答案】　A

4．某学校打算开辟一块食用菌栽培基地，以丰富学生的劳动技术课内容。

首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理，准备食用菌栽培所需的各种原料和用具，然后从菌种站购来各种食用菌菌种。

请回答下列问题：

（1）对买回来的菌种进行扩大培养，首先制备试管培养基，写出制备固体牛肉膏蛋白胨培养基所需的原料：

________、________、________、________、________。

其中提供氮源的是________；提供碳源的主要物质是________。

（2）微生物在生长过程中对各种成分所需量不同，配制培养基时各成分要有合适的________。

在烧杯中加入琼脂后要不停地________，防止______。

（3）将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干个试管一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入________中灭菌，压力________kPa，温度________，时间________左右。

灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到0时，将试管取出。

如果棉塞上沾有培养基，此试管应________。

（4）使用高压蒸汽灭菌锅时注意，先向锅内倒入__________，把锅内水加热煮沸并将其中原有冷空气彻底排出后将锅密闭。

（5）从一支试管向另一支试管接种时注意，接种环要在酒精灯________（填“内”或“外”）焰灭菌，并且待接种环________后蘸取菌种，试管口不能离开酒精灯火焰附近，将接种的试管在适温下培养，长成菌落后放入________℃冰箱中保存。

【解析】　

（1）牛肉膏蛋白胨固体培养基配方：

牛肉膏

蛋白胨

NaCl

琼脂

蒸馏水

5.0g

10.0g

5.0g

15.0g

1000mL

由配方可知所需的原料；凡能提供所需氮元素的物质为氮源，牛肉膏、蛋白胨均含氮元素。

（2）在配制培养基时营养要协调，按所培养微生物对各种成分的需求确定；在加入琼脂后，要不断搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。

（3）玻璃器皿的灭菌应用高压蒸汽灭菌锅，在压力为100kPa、温度为121℃条件下，灭菌20min左右。

若棉塞上沾有培养基，则易被杂菌污染，应作废。

（4）不加水，无从谈起高压蒸汽，还有可能损坏设备。

（5）酒精灯外焰温度高，灭菌效果好。

灼烧后待冷却再蘸取菌种，否则会烫死菌种造成实验失败。

【答案】　

（1）牛肉膏　蛋白胨　蒸馏水　无机盐　琼脂　蛋白胨、牛肉膏　牛肉膏

（2）比例　搅拌　琼脂糊底引起烧杯破裂

（3）高压蒸汽灭菌锅　100　121℃　20min　废弃

（4）适量水　（5）外　冷却　4

课堂小结：

网络构建

核心回扣

1.培养基的成分：

水、无机盐、碳源、氮源和特殊营养物质。

2.在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程叫做接种。

3.细菌培养基的配制过程：

配制培养液―→调节pH―→分装―→包扎―→灭菌―→搁置斜面。

4.消毒和灭菌的实质不同：

前者只杀死绝大多数微生物，后者则杀死所有的微生物。