选修一微生物的培养和利用（一）微生物实验基础知识微生物所需要的营养物质营养成分主要种类作用碳源CO2、NaHCO3糖类、脂肪酸等①构成微生物的细胞物质和一些代谢产物②异养微生物的主要能源物质氮源N2、NH3、铵盐、硝酸盐尿素、牛肉膏和蛋白胨构成微生物的细胞物质和一些代谢产物生长因子维生素、氨基酸、嘌呤碱和嘧啶碱等补充微生物生物必需的微量有机物其他水无机盐培养基的种类及用途划分依据种类用途物理性质固体培养基微生物的分类和鉴定半固体培养基观察微生物的运动、保存菌种液体培养基工业生产化学成分天然培养基工业生产合成培养基微生物的分类和鉴定用途选择培养基分离菌种鉴别培养基鉴别不同种类的微生物（如饮用水中大肠杆菌的鉴定）实验室条件下的无菌技术方法应用范围灭菌高压蒸气灭菌培养基、培养皿、移液管等高温灼烧接种环、玻璃刮刀等接种器具紫外或熏蒸灭菌接种室、接种箱、超净工作台过滤法消毒酒精、次氯酸钠等化学试剂实验材料（如外植体）、工作台和器具、培养空间高温煮沸某些实验的器具获得微生物纯种的方法之一—平板划线法1）用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上划线，则在划线的过程中菌液逐渐减少，菌体数量也逐渐减少，菌间的距离增大。
在培养10-20小时后，划线末处可观察到由一个菌产生的单菌落；如果再挑取它们后，接种至含有固体培养基的试管斜面上，在斜面上划线，则每个斜面的菌群就是由一个菌产生的后代（或纯种）。
2）利用选择培养基进行分离3）液体稀释涂布法微生物相关实验大肠杆菌的培养和分离【实验原理】【材料用具】略【实验步骤】注意：使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃。
【思考题】⑴ 本实验所涉及的器材及操作需要无菌。
培养基的灭菌方法是___________________,接种环的灭菌方法是_____________，接种操作要在超净工作台酒精灯火焰旁边进行。
⑵ 倒平板操作时，待固体培养基冷却至____________℃时，在酒精灯火焰旁，将融化的固体培养基倒在____________里，立即置于_________位置上，轻轻晃动，使培养基铺满平皿底部。
⑶ 在固体培养基的平板上连续划线时，接种环蘸取菌液__________次。
划线后将培养皿_____________放于_____________℃的_____________中培养。
⑷ 液体培养基常用于菌种的活化和扩大培养，和大肠杆菌固体培养基相比，配制液体培养基时，不需要加入_________。
在无菌条件下，用接种环把大肠杆菌接种于液体培养基中，置于__________上，在__________℃条件下________培养，一定时间后可观察到菌液由__________变___________。
【解析】⑴ 高压蒸汽灭菌火焰灼烧灭菌⑵ 60 培养皿水平⑶ 一倒置 37 恒温培养箱⑷ 琼脂摇床 37 振荡澄清浑浊【练习题】1. 本实验中配置培养基加入的琼脂是为了A．提供碳源 B．提供氮源C．使培养基成凝胶状 D．给细菌提供生长因子2．固体培养基配置完成并经过高温消毒后，要趁热倒平板，原因是A．趁热倒平板可以对培养皿进行消毒和灭菌B．培养基冷却后会凝固，不能再均匀倒平板C．保证培养基中的营养成分不会流失D．为微生物的培养提供适宜的温度条件3．下列关于大肠杆菌的表述，不正确的是A．细胞中有复杂的膜结构的细胞器B．在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸C．除了拟核外，在细胞质中还有许多小的环状DNA分子D．常作为基因工程目的基因的受体菌4．若要较好地观察到单个细菌增殖后代的菌落，在本实验操作中最好的接种方法是A．用接种环在培养基表面轻点若干点迹B．用接种环在培养基表面轻划一条或几条S线C．将接种环插入培养基浅层后轻轻移出D．将接种环在培养基表面反复涂抹数次5．⑴ 在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑______、______和渗透压等条件。
由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、______等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。
⑵ 在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________（消毒、灭菌）；操作者的双手需要进行清洗和______；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能__________。
⑶ 若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的_______。
⑷ 通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的____________。
⑸ 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_________。
⑹ 若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过_______处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。
【练习题解析】1.C2.B3.A4.B5.⑴温度，酸碱度，易培养，生活周期短；⑵灭菌，消毒，损伤DNA的结构。
⑶比例合适⑷鉴定（或分类）；⑸将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生。
⑹灭菌。
分离以尿素为氮源的微生物【实验原理】⑴利用选择培养基筛选尿素分解菌选择培养基：将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基叫选择培养基。
不同微生物利用氮源种类不同。
脲或称尿素，是蛋白质降解的产物。
人和其他哺乳动物的尿中都含有尿素，大量的尿素存在对环境造成污染。
有一些细菌含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
这类细菌对于自然界中的氮素循环具有重要的意义。
酚红作为酸碱指示剂被添加到了培养基中，其变色范围是pH6.4～8.2，在酸性情况下呈黄色，碱性情况下呈红色。
以尿素为氮源的微生物培养一段时间后，由于细菌产生的脲酶向周围扩散，将培养基中的尿使培养基的pH由原来的中性变为碱性，于是培养基中的酚红由黄色变成素分解，产生的NH3红色，圆形红色区域愈大，表明这种菌利用尿素的能力愈强。
用液体稀释涂布法测定菌体数量，分离菌种【土样的获得】在有哺乳动物排泄物的地方取得【实验步骤】【问题思考】⑴ 因为尿素在高温条件下容易分解，所以本实验中，采用了_________方法除去尿素溶液中的微生物。
⑵ 本实验中利用_________的 _________培养基，采用了_____________进行分离和记数尿素分解菌。
⑶ 预测本实验的结果是：LB全营养固体培养基上的菌落_______；尿素固体培养基上的菌落________，一定时间内，菌落周围出现________区域。
用浓度为10-4和土壤10-5土壤稀释液接种，更容易形成单菌落的是________________。
【解析】⑴ 过滤⑵ 不含其他氮源选择液体稀释涂布法⑶多而杂少而纯红色区域 10-5土壤稀释液【练习题】1．若要分离土壤中的尿素分解菌，对于采集和处理土壤样品，下列表述不正确的是A．最好选择在肥沃湿润、动物排泄物多的土壤中取样B．采集的土样需经高温灭菌后，才可以用于制取土壤稀释液C．制备土壤稀释液时，要用无菌水D．用于制备土壤稀释液的各种器具要经过灭菌2．下列表述正确的是A．只有细菌可以分解尿素B．在尿素作为唯一氮源的培养基上，只有一种微生物可以生长C．土壤中尿素分解菌的存在有利于植物的N素营养D．若要分离出土壤中能独力固氮的微生物，可用尿素培养基3．工作人员为了解某种细菌的发酵进程，连续取样检测培养液中的细菌数目。
已知开始时细菌的数量约为2×104个／mL。
工作人员在培养的不同时间进行4次连续取样，分别进行如下稀释处理，再分别取第一次取样稀释103倍、第二次取样稀释105倍、第三次取样稀释106倍、第四次取样稀释106倍的菌液1mL，接种于装有已灭菌的培养基的①、②、③、④号培养皿中培养48小时，检查其菌落数目。
菌液 9mL水 9mL水9mL水9mL水9mL水9mL水图1 对不同时间取样的菌液分别进行稀释(数据表示稀释倍数)图2 对不同时间取样的稀释菌液进行培养得到如下结果：①、②、③、④培养皿中的菌落数分别是19个、25个、46个、47个。
请根据以上资料回答下列问题：⑴ 接种细菌培养液于平板上的方法为__________。
四次取样测得的培养液中实际的菌体数分别是每毫升________、_______、_______、_________个。
⑵ 用该种方法测得的细菌数量是＿＿＿＿＿＿（活或死）菌的数目，原因是_________________。
【练习题解析】1.B2.C3.⑴ 液体涂布法1.9×104、2.5×106、4.6×107、4.7×107⑵活，活菌能够通过繁殖形成菌落观察土壤中能水解纤维素的微生物【实验原理】植物的细胞壁主要由纤维素、木质素和半纤维素组成。
在枯树或草炭土中有许多能利用和分解这些物质作为能量和物质来源的微生物。
他们可以将土壤中的枯枝落叶分解，并用于纤维素酶的生产。
已经发现并用于生产纤维素酶的菌种有绿色木霉、变异青霉、黑曲霉和根霉。
纤维素酶是一类酶的总称，不是单一的一种酶，共同作用把纤维素分解为葡萄糖。
【土样的选择】草炭土或枯树周边的土样【实验步骤】【练习题】1．有关土壤中的纤维素分解菌，下列表述不正确的是A．在生态系统中属于分解者，包括真菌和细菌等B．可以人工培养纤维素分解菌，以获得纤维素酶C．人的消化道内有纤维素分解菌共生D．在自然界的物质循环中起到重要的作用2．有关观察纤维素分解菌分解作用的实验，下列表述正确的是A．土壤样品起到了选择培养基的作用，只允许纤维素分解菌生长B．用无菌水调整土壤湿度，以排除水中其他营养元素影响实验结果C．可以用其他含有纤维素的物质代替卷烟纸进行该实验D．本实验能分离出纯度很高的纤维素分解菌3．蓝色牛仔裤是深受人们洗爱的休闲或工作服装，常用极粗的棉布制成。
为了外观和舒适，过去在加工过程中常用“石洗”的方法，就是把成捆的布料和浮石放在一架大机器中翻滚。
现在用一定量的纤维素酶洗布料，同时放入蓝靛染料，当达到所希望的柔软度，立即冲洗掉纤维素酶，被称为“生物石洗”。
请根据上述资料，回答下列问题：⑴ 自然界中纤维素的来源是______________________________________。
它是___________________的主要结构成分。
⑵ 纤维素酶增加棉布布料柔软度的原因是_____________________，该酶还可用于植物细胞工程中。
具体应用是_____________________________________。
⑶ 某研究性学习小组同学，为了从土壤中筛选纤维素分解菌，利用下列材料和用具进行了实验，请你完善下列实验步骤。