2024年人教版高中生物：微生物培養(yǎng)與應(yīng)用知識點總結(jié)

專題二微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

課題一微生物的試驗室培養(yǎng)

?培養(yǎng)基：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)口勺不一樣需求，配制出供其生長繁殖日勺營養(yǎng)基質(zhì)，

是進(jìn)行微生物培養(yǎng)口勺物質(zhì)基礎(chǔ)。

?培養(yǎng)基按照物理性質(zhì)可分為液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基,，在液體培養(yǎng)基中加

入凝固劑瓊脂（是從紅藻中提取的一種多糖，在配制培養(yǎng)基中用作凝固劑）后，制成瓊脂固

體培養(yǎng)基。微生.物在固體培養(yǎng)基表面生長，可以形成肉眼可見的菌落。根據(jù)菌落的特性可以

判斷是哪一種菌。液體培養(yǎng)基應(yīng)用于工業(yè)或生活牛.產(chǎn)，固體培養(yǎng)基應(yīng)用于微生物的分離和鑒

定，半固體培養(yǎng)基則常用于觀測微生物的運動及菌種保藏等。

?按照成分培養(yǎng)基可分為人工合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。合成培養(yǎng)基是用成分已知的化學(xué)

物質(zhì)配制而成，其中成分H勺種類比例明確，常用于微生物日勺分離鑒定。天然培養(yǎng)基是用化學(xué)

成分不明的天然物質(zhì)配制而成，常用于實際工業(yè)生產(chǎn)。

?按照培養(yǎng)基口勺用途，可將培養(yǎng)基分為選擇培養(yǎng)基和鑒定培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基是指在培養(yǎng)

基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以克制不需要的微生物生長，增進(jìn)所需要的微生物的生長。鑒別培

養(yǎng)基是根據(jù)微生物的特點，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥物配制而成的，用以鑒別不

一樣類別的微生物。

?培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括水、無機(jī)鹽、碳源、氮源、生長因子等。

?碳源：能為微生物的代謝提供碳元素的物質(zhì)。如CO?、NaHCQ，等無機(jī)碳源；糖類、石油、

花生粉餅等有機(jī)碳源。異養(yǎng)微生物只能運用有機(jī)碳源。單質(zhì)碳不能作為碳源，

?氮源：能為微生物的代謝提供氮元素的物質(zhì)。如此、\也、N（V、NH；（無機(jī)氮源）蛋白質(zhì)、

氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白陳（有機(jī)氮源）等。只有固氮微生物才能運用此。

?培養(yǎng)基還要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的規(guī)定。例如，培養(yǎng)乳酸桿菌

時需要在培養(yǎng)基中添加維生素，培養(yǎng)霉菌時須將培養(yǎng)基於JpH調(diào)至酸性，培養(yǎng)細(xì)菌是需要將

pH調(diào)至中性或微堿性，培養(yǎng)厭氧型微生物是則需要提供無氧的條件

?無菌技術(shù)?獲得純凈培養(yǎng)物H勺關(guān)鍵是防止外來雜菌H勺入侵，要注意如下幾種方面：

①對試驗操作的空間、操作者H勺衣著和手，進(jìn)行清潔和消毒。

②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用品和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。

③為防止周圍環(huán)境中微生物的污染，試驗操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。

④試驗操作時應(yīng)防止已經(jīng)滅菌處理的材料用品與周圍的物品相接觸。

無菌技術(shù)除了用來防止試驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，尚有什么目的？

答：無菌技術(shù)還能有效防止操作者自身被微生物感染。

?消毒與滅菌口勺區(qū)別

消毒指使用較為溫和日勺物理或化學(xué)措施僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害H勺微

生物（不包括芽抱和抱子）。消毒措施常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（對「某些不耐高溫口勺

液體）尚有化學(xué)藥劑（如酒精、氯氣、石炭酸等）消毒、紫外線消毒

滅菌則是指使用強(qiáng)烈為理化原因殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽胞和胞子。滅菌措

施有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌。

滅菌措施：

①接種環(huán)、接種針、試管口等使用灼燒滅菌法；

②玻璃器皿、金屬用品等使用干熱滅菌法，所用器械是干熱滅菌箱；

③培養(yǎng)基、無菌水等使用高壓蒸汽滅菌法，所用器械是高壓蒸汽滅菌鍋。

④表面滅菌和空氣滅菌等使用紫外線滅菌法，所用器械是紫外燈O

比較項理化原因的作用強(qiáng)度消滅微生物H勺數(shù)量芽胞和抱子能否被消滅

消毒較為溫和部分生活狀態(tài)口勺微生物不能

滅菌強(qiáng)烈所有微生物能

制作牛肉膏蛋白膿固體培養(yǎng)基

（1）措施環(huán)節(jié)：計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板。

（2）倒平板操作的環(huán)節(jié)：

①將,滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上，右手拿裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，左手拔出棉塞。

②右手拿錐形瓶，將瓶口迅速通過火焰。

③用左手口勺拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍不小于瓶口H勺縫隙，右手將錐形瓶中的培養(yǎng)基

（約10?20mL）倒入培養(yǎng)皿，左手立即蓋上培養(yǎng)皿的皿蓋。

④等待平板冷卻凝固，大概需5?lOmin。然后，將平板倒過來放置，使培養(yǎng)皿蓋在下、皿

底在上。

?倒平板操作的討論

1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時，才能用來倒平板。你用什么措施來估計培養(yǎng)基

的溫度？

提醒：可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基口勺錐形瓶，感覺錐形瓶MJ溫度下降到剛剛不燙手時，就

可以進(jìn)行倒平板了。

2.為何需要.使錐形瓶的瓶口通過火焰？

答：通過灼燒滅菌，防止瓶口FI勺微生物污染培養(yǎng)基。

3.平板冷凝后，為何要將平板倒置？

答：平板冷凝后，皿蓋上會凝結(jié)水珠，凝固后H勺培養(yǎng)基表面時濕度也比較高，將平板倒置，

既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，導(dǎo)致污染。

4.在倒平板H勺過程中，假如不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來

培養(yǎng)微生物嗎？為何？

答：空氣中R勺微生物也許在皿蓋與皿底之間H勺培養(yǎng)基上滋生，因此最佳不要用這個平板培養(yǎng)

微生物。

純化大腸桿菌

（1）微生物接種的措施最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。

（2）平板劃線法是通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面持續(xù)劃線的操作。將匯集的菌種逐漸

稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。在多次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一種細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見

的子細(xì)胞群體，這就是菌落。

（3）稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的J梯度稀釋，然后將不一樣稀釋度的菌液分別涂

布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。分為系列稀釋操作和涂布平板操作兩步。

（4）用平板劃線法和稀糕涂布平板法接種的目的是：使匯集在一起日勺微生物分散成單個細(xì)

胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落，以便于純化菌種。

（5）平板劃線法操作環(huán)節(jié)：

①將接種環(huán)放在火焰上灼燒，直到接種環(huán)燒紅。

②在火焰旁冷卻接種環(huán)，并打開棉塞。

③將試管口通過火焰。

④將已冷卻口勺接種環(huán)伸入菌液中蘸取一環(huán)菌液。

⑤將試管通過火焰，并塞上棉塞。⑥左手將皿蓋打開一條縫隙.，右手將沾有菌種的接種環(huán)

迅速伸入平板內(nèi)，劃三至五條平行線，蓋上皿蓋。注意不要劃破培養(yǎng)皿。⑦灼燒接種環(huán)，待

其冷卻后，從第一區(qū)域劃線的末端開始往第二區(qū)域內(nèi)劃線。反復(fù)以上操作，在三、四、五區(qū)

域內(nèi)劃線。注意不要將最終一區(qū)H勺劃線與第一區(qū)相連。⑧將平板倒置放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

?平板劃線操作的討論

1.為何在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時，??仍然需要

灼燒接種環(huán)嗎？為何？

答：操作日勺第?步灼燒接種環(huán)是為了防止接種環(huán)上也許存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線

前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留R勺菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)

上的菌種直接來源于上次劃線H勺末端，從而通過劃線次數(shù)的增長，使每次劃線時菌種的數(shù)目

逐漸減少，以便得到菌落.劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，防止

細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。

2.在灼燒接種環(huán)之后，為何要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？

答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。

3.在作第二次以及其后的劃線操作時，為何總是從上一次劃線的末端開始劃線？

答：劃線后，線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使

細(xì)菌的數(shù)目伴隨劃線次數(shù)的增長而逐漸減少，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落。

（6）涂布平板操作的環(huán)節(jié)：

①將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。

②取少許菌液，滴.加到培養(yǎng)基表面。

③將沾有少許酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃盡后，冷卻8?10s。

④用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。

涂布平板操作的討論

涂布平板FI勺所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋H勺無菌操作規(guī)定，

想一想，第2步應(yīng)怎樣進(jìn)行無菌操作？

提醒：應(yīng)從操作的各個細(xì)節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管

頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。

菌種的保留

（1）對于頻繁使用的I菌種，可以采用臨時保藏的措施。

①臨時保藏措施

將菌種接種到試管的固體斜面培養(yǎng)基上，在合適的溫度下培養(yǎng)。當(dāng)菌落長成后，招試管

放入4C的冰箱中保藏。后來每3?6個月，都要重新將菌種從舊日勺培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)移到新鮮口勺

培養(yǎng)基上。

②缺陷：這種措施保留H勺時間不長，菌種輕易被污染或產(chǎn)生變異。

（2）對于需要長期保留的菌種，可以采用甘油管藏的措施。

在3mLlI勺甘油瓶中，裝入1mL甘油后滅菌。將1mL培養(yǎng)的菌液轉(zhuǎn)移到甘油瓶中，與甘油

充足混勻后，放在一20cl勺冷凍箱中保留。

疑難解答

（1）生物的營養(yǎng)

營養(yǎng)是指生物攝取、運用營養(yǎng)物質(zhì)的過程。營養(yǎng)物質(zhì)是指維持機(jī)體生命活動，保證發(fā)育、

生殖所需日勺外源物質(zhì)。

人及動物口勺營養(yǎng)物質(zhì)：水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素六類。

植物的營養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、水、二氧化碳等三類。

微生物H勺營養(yǎng)物質(zhì)：水、無機(jī)鹽、碳源、氮源及特殊營養(yǎng)物質(zhì)五類。

（2）確定培養(yǎng)基制作與否合格的措施

將未接種口勺培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1?2天，無菌落生長，闡明培養(yǎng)基的制備是成功的

否則需要重新制備。

課題二土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)

尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥，尿素并不能直接被農(nóng)作物吸取。只有當(dāng)土壤中B勺細(xì)菌將尿

素分解成氨之后“才能被植物運用。土壤中日勺細(xì)菌之因此能分解尿素，是由于他們能合成

配酶。尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)日勺

篩選菌株

（1）試驗室中微生物的婚選應(yīng)用的原理

人為提供有助于目的菌株生長FI勺條件（包括營養(yǎng)、溫度、pH等），同步克制或制止其他微

生物生長。

（2）選擇性培養(yǎng)基

在微生物學(xué)中，將容許特定種類的微生物生長，同步克制或制止其他種類微生物生長的

培養(yǎng)基，稱作選擇培養(yǎng)基，

（3）配制選擇培養(yǎng)基日勺根據(jù)

根據(jù)選擇培養(yǎng)的I菌種的生理代謝特點加入某種物質(zhì)以到達(dá)選擇的目日勺。例如，培養(yǎng)基中

不加入有機(jī)物可以選擇培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；培養(yǎng)基中不加入氮沅素，可以選擇培養(yǎng)能固氮的

微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養(yǎng)金黃色葡萄球菌等。

記錄菌落數(shù)目

(1)測定微生物數(shù)量時常用措施有稀釋涂布平板法和顯微鏡直.接計數(shù)，

(2)稀釋涂布平板法記錄樣品中活菌的數(shù)目IJ勺原理

當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一種菌落，來源于樣品稀釋液中的一種活

菌。通過記錄平板上日勺菌落數(shù)，就能推測出樣品中大概具有多少活細(xì)菌。為了保證成果精確,

一般設(shè)置3?5個平板，選擇菌落數(shù)在30?300的平板.進(jìn)行計數(shù)，并取平均值。記錄的菌落

數(shù)往往比活菌H勺實際數(shù)目低，因此，記錄成果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表達(dá)。

采用此措施的注意事項：1.一般選用菌落數(shù)在30^300之間的平板進(jìn)行計數(shù)2.為了防止菌落

蔓延，影響計數(shù)，可在培養(yǎng)基中加入TTC3.本法僅限于形成菌落日勺微生物

設(shè)置.對照

設(shè)置對照H勺重要目的是排除試驗組中非測試原因?qū)υ囼灣晒挠绊懀岣咴囼灣晒鸋勺可

信度。對照試驗是指除了祓測試的條件以外，其他條件都相似的試驗，其作用是比照試驗組,

排除任何其他也許原因的干擾，證明確實是所測試H勺條件引起對應(yīng)的成果。

試驗設(shè)計

試驗設(shè)計包括試驗方案，所需儀器、材料、用品和藥物，詳細(xì)U勺實行環(huán)節(jié)以及時間安排

等的綜合考慮和安排。

(1)土壤取樣：同其他生物環(huán)境相比，土壤中的微生物，數(shù)量最大，種類最多。在富具有

機(jī)質(zhì)的土壤表層，有更多的微生物生長。從富具有機(jī)物、潮濕、pH27日勺土壤中取樣。鏟去

表層土，在距地表約3?8cm的土壤層取樣。

(2)樣品的稀釋：樣品H勺桶釋程度將直接影響平板上生長的菌落數(shù)目。在實際操作中，一

般選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)，以保證獲得菌落數(shù)在30到300之間、適于計數(shù)的

平板。

測定土壤中細(xì)菌II勺數(shù)量，一般選用io110510"

測定放線菌的數(shù)量，一般選用1(/10)105

測定真菌的數(shù)量，一般選用IO?io3101

(3)微生物的培養(yǎng)與觀測

不一樣種類的微生物，往往需要不一樣的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時間。細(xì)菌30~37℃廣2天

放線菌25~28℃5~7天霉菌25~28℃3~4天

每隔24小時記錄一次菌落數(shù)目，選用菌落數(shù)目穩(wěn)定期的記錄作為成果，這樣可以防止

因培養(yǎng)時間局限性而導(dǎo)致一樓菌落口勺數(shù)目。一般來說，在一定的培養(yǎng)條件下(相似的培養(yǎng)基、

唯獨及培養(yǎng)時間)，同種微生物體現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特性。形狀、大小、隆起程度、顏色。

疑難解答

(1)怎樣從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)？

記錄某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最佳能記錄3個平板，計算出平板菌落數(shù)的平均值

每克樣品中的菌落數(shù)=(C/V)*M其中，C代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù),

V代表涂布平板時所用的稀釋液區(qū)I體積(ml),“代表稀釋倍數(shù)

課題三分解纖維素的微生物的分離

纖維素，i種由葡葡糖首尾相連而成口勺高分子化合物，是地球上含量最豐富日勺多糖類物質(zhì)。

纖維素與纖維素酸

（1）棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，木材、作物秸稈等也富含纖維素?<>

（2）纖維索瓶是一種復(fù)合酣，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即。髀、G酹和葡萄糖甘陋,

前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種的將纖維二糖分解成葡萄糖。纖維素最終被水解

成葡萄糖，為微生物的生長提供營養(yǎng)。

纖維素分解菌的篩選

（1）篩選措施：剛果紅染色法?？梢酝ㄟ^顏色反應(yīng)直接對微生物進(jìn)行篩選。

（2）剛果紅染色法篩選纖維素分解菌日勺原理

剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣日勺多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解

后的纖維二糖和前萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們在具有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅，時，剛

果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素醐分解后，剛果紅一纖維素

的J復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。這樣，我們就可以

通過與否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。

分離分解纖維素的微生物H勺試驗流程

土壤取樣一選擇培養(yǎng)（此步與否需要，應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量H勺多少來確定）一梯

度稀釋一將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上一挑選產(chǎn)生透明圈H勺菌落

（1）土壤采集選擇富含纖維素的環(huán)境。

（2）剛果紅染色法分離纖維素分解菌的環(huán)節(jié)倒平板操作、制備菌1?懸液、涂布平板

（3）剛果紅染色法種類

一種是先