专题2 微生物的培养和应用

专题2微生物的培养和应用专题2微生物的培养和应用 一、微生物的实验室培养1.培养基(1)种类:按培养基的物理性质分为:①液体培养基:配制成的液体状态的基质,一般用于生产。②固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂(如琼脂),配制成的固体状态的基质,琼脂固体培养基是实验室中最常用的培养基之一。专题2微生物的培养和应用(2)培养基配方及营养要素基本营养要素:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。固体培养基适合于分离、鉴定微生物,并且对微生物的计数也适合用固体培养基。但液体培养基适合利用微生物进行发酵,因为液体状态下微生物与营养物质的接触面积大,微生物代谢活动较强。2.无菌技术(1)消毒和灭菌的区别专题2微生物的培养和应用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表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌专题2微生物的培养和应用酒精消毒时,70%的酒精杀菌效果最好,原因是:浓度过高,使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜,乙醇分子不能渗入其中;浓度过低,杀菌力减弱。(2)无菌技术具体操作①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。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。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专题2微生物的培养和应用行。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.3.纯化大肠杆菌以及菌种的保藏(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基:计算、称量、熔化、灭菌、倒平板。(2)纯化大肠杆菌①原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。专题2微生物的培养和应用②方法:平板划线法、稀释涂布平板法。(3)菌种的保藏①短期保存:固体斜面培养基上4℃保存,菌种易被污染或产生变异。②长期保存:-20℃甘油管在冷冻箱中保藏。平板划线法和稀释涂布平板法对大肠杆菌的纯化的比较(1)平板划线法中由于划线时,每次从上一次划线的末端开始,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。专题2微生物的培养和应用(2)稀释涂布平板法中,由于将菌液进行了一系列的梯度稀释和涂布培养,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,形成单个菌落。 下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。(1)制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。(2)为了得到更加准确的结果,选用适宜的方法接种样品:下图是利用法进行微生物接种,把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面,为达到这一目的,操作上应注意。1例专题2微生物的培养和应用 (3)适宜温度下培养。结果分析:专题2微生物的培养和应用①一同学在稀释倍数为105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为32.4个,那么每毫升样品中的细菌数是(接种时所用稀释液的体积为0.1mL)个。②用这种方法所得的数量比实际活菌数量要,因为。(4)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,操作者的双手需要进行清洗和;已灭菌的材料用具应避免。(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是。专题2微生物的培养和应用解析:(2)题图为平板划线法分散培养基表面的菌种,操作时应注意保持无菌,第二次及以后每次划线前接种环要灼烧,冷却后从上一区划线末端开始划,首尾区不重叠以便于分散菌种。(3)①根据公式菌株数= ×M= ×105=324×105=3.24×107个。②由于每个菌落可能是由两个或多个细胞一起形成的,所以此法所得的活菌数比实际活菌数要少。(4)操作者双手用酒精消毒;已灭菌的材料应避免与周围物品接触,防止再次被污染。CV32.40.1专题2微生物的培养和应用(5)接种前检测培养基是否被污染可将未接种的培养基倒置在适宜温度下培养,观察培养基是否有菌落出现,若无则未被污染,若有则已被污染。答案:(2)平板划线第二次及以后每次划线前接种环要灼烧,冷却后从上一区划线末端开始划,首尾区不重叠(3)①3.24×107②少当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落(4)消毒与周围的物品接触(5)将未接种的培养基在适宜的温度下倒置培养适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生专题2微生物的培养和应用二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.选择合适的培养基(1)根据培养基的用途可分为选择培养基和鉴别培养基。培养基种类特点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;以尿素为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌)专题2微生物的培养和应用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,菌落呈深紫色,并带有金属光泽)专题2微生物的培养和应用(2)分离分解尿素的细菌的培养基即为选择培养基,培养基中的氮源只有尿素,理论上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生长。2.统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法①原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。②方法:用计数板计数。③缺点:不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)专题2微生物的培养和应用①原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。②操作a.设置重复组,增强实验的说服力与准确性。b.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。③计算公式:每克样品中的菌株数=C/V×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。专题2微生物的培养和应用3.细菌分离与计数的实验流程土壤取样→样品稀释→取样涂布→微生物培养→观察并记录结果→细菌计数判断培养基中是否有杂菌污染,需将未接种的培养基同时进行培养;判断选择培养基是否具有筛选作用,需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,观察两种培养基上的菌落数目,进行对比得出结论。 尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,下列是从土壤中分离分解尿素细菌的有关实验,请分析回答问题。2例专题2微生物的培养和应用(1)如果要对培养的菌落进行纯化,在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环,目的是对接种环进行.(2)下表是一种培养基配方:①制备培养基的操作步骤是。(填选项前的字母)a.倒平板b.计算c.熔化d.称量e.灭菌成分KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素琼脂含量1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0g专题2微生物的培养和应用A.a→b→c→d→eB.e→b→d→c→aC.b→d→c→a→eD.b→d→c→e→a②该培养基属于培养基。(填选项前的字母,多选)。A.液体B.固体C.鉴定D.选择E.天然③使用该培养基的目的是。④在培养基中加入指示剂,可初步鉴定出该种细菌能否分解尿素。(3)在进行分离分解尿素的细菌实验时,A同学从培养基上筛选出大约专题2微生物的培养和应用150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的实验结果产生的原因可能有。(填选项前的字母,多选)A.由于土样不同B.由于培养基被污染C.由于操作失误D.没有设置对照解析:(1)接种前要对接种环进行灼烧灭菌,杀死接种环上残留的细菌.(2)制备培养基的基本步骤是计算→称量→熔化→灭菌→倒平板。从成分上看,该培养基中尿素是唯一的氮源,所以属于选择培养基,目的是筛选能分解尿素的细菌。因为含有琼脂,所以该培养基又属于固体培养基。解析专题2微生物的培养和应用(3)该同学的培养基中菌落的数目明显多于其他同学,可能的原因是培养基被污染,采用的样土中细菌较多,或者操作有误(如接种时没有将菌液摇匀等)。答案:(1)灭菌(2)①D②BD③筛选出能分解尿素的细菌④酚红(3)ABC三、分解纤维素的微生物的分离1.纤维素酶是一种复合酶,它包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。专题2微生物的培养和应用2.纤维素分解菌的筛选原理(1)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(2)纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素,从而使菌落周围形成透明圈。3.土壤中纤维素分解菌的筛选(1)方案土壤取样→选择培养→梯度稀释→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。专题2微生物的培养和应用(2)选择培养的目的:增加纤维素分解菌的浓度,确保能够从样品中分离到所需要的微生物。(3)涉及的微生物技术主要有:培养基的制作、无菌操作、稀释涂布平板法、选择培养基的作用、土壤取样等。(1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基,培养基中无凝固剂,利用液体培养基以增加纤维素分解菌的浓度。(2)选择培养基以纤维素作为碳源和能源,其他绝大多数微生物不能正常生长;鉴别培养基含琼脂,故为固体培养基,刚果红染色法就是应用的此培养基。专题2微生物的培养和应用(3)流程中的“选择培养”是为了扩大培养液中的微生物数量,具体需要与否要看土样中微生物的数量。 如图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程,据此回答有关问题。土壤取样 梯度稀释 将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透3例专题2微生物的培养和应用明圈的菌落,统计并计算每克样品中的细菌数(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌,从高温热泉中寻找耐热菌,这说明。(2)某同学根据需要,配制了纤维素分解菌的选择培养基如下,整个实验过程严格执行无菌操作。专题2微生物的培养和应用纤维素粉NaNO3Na2HPO4·7H2OKH2PO45g1g1.2g0.9gMgSO4·7H2OKCl酵母膏水解酪素0.5g0.5g适量适量如果将其中的纤维素粉换成,菌落数,即可说明选择培养基的作用。(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法,本实验宜采用法,原因是。专题2微生物的培养和应用解析:(1)因为纤维素分解菌与耐热菌有不同的生活习性,生活在不同的环境中,故要根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。(2)因为葡萄糖是纤维素水解、能被微生物直接利用的有机小分子物质,所以如果将其中的纤维素粉换成葡萄糖,纤维素分解菌及其他细菌会生长繁殖得更快,故菌落数明显多于选择培养基。(3)因为稀释涂布平板法要将菌液进行一系列的梯度稀释,故该法可根据稀释体积计算每克样品中的细菌数,而平板划线法则不能这样,所以本实验宜采用稀释涂布平板法。专题2微生物的培养和应用答案:(1)根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找(2)葡萄糖明显多于选择培养基上的菌落数(3)稀释涂布平板平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数专题2微生物的培养和应用1.(2012·银川模拟)从自然界微生物中筛选某菌种的一般步骤是:采集菌样→富集培养→纯种分离→性能测定。(1)不同微生物的生存环境不同,获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样,然后再按一定的方法分离、纯化。培养嗜盐菌的菌样应从环境中采集。(2)富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境条件,使其群落中的数量大大增加,从而分离出所需微生物的培养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择的培养基,并在条件下培养。专题2微生物的培养和应用(3)接种前要对培养基进行处理。在整个微生物的分离和培养中,一定要注意在条件下进行。(4)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养