微生物的培养与应用

高中生物选修一第二章：微生物的培养与应用的思维导图，囊括课本全部知识，更有资深教师笔记补充，脉络清晰，有助学习和记忆

微生物的培养与应用

微生物的实验室培养

微生物的类群

无细胞结构

有

原核生物

真菌

原生生物

微生物共同特点

培养基

概念：……营养物质……

基本营养构成

基本成分：水、碳源（作用）、氮源（作用）、无机盐 【无机碳源/氮源不能提供能量】

pH、特殊营养物质、氧气

特殊物质：维生素（乳酸杆菌）等生长因子（概念、常见、需要原因）

pH、氧气

霉菌（酸性）

细菌（中性或微碱性）

厌氧生物（无氧）

类型

物理性质【琼脂不能提供碳源和能源，只做凝固剂】

化学成分

用途：选择培养基 鉴别培养基

选择培养基：青霉素、高浓度食盐、以尿素为唯一氮源、不加氮源

鉴别培养基：伊红美蓝、酚红、刚果红

配制原则：目的明确、营养协调、pH适宜、特殊物质

牛肉膏蛋白胨培养基

牛肉膏营养成分

蛋白胨营养成分

无菌技术

概念

目的：①②

获得纯净培养物的关键

主要内容：①②③④

消毒与灭菌

消毒（杀死部分微生物）

煮沸消毒法

巴氏消毒法：牛奶（优点）

化学药剂消毒法：酒精浓度不能过高

紫外线消毒法

灭菌（杀死所有微生物）【培养基丢弃前应进行灭菌处理】

灼烧灭菌：接种环、涂布器、瓶口

干热灭菌：耐高温且需保持干燥

物品不能摆放太挤

不要与干热灭菌箱内壁的铁板接触

高压蒸汽灭菌

不要太挤

不要与筒壁接触

排掉冷空气原因

大肠杆菌的纯化培养

原理

流程：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基—纯化大肠杆菌

制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

计算

称量：牛肉膏（称量纸） 都容易吸潮（操作要求）

溶化：若需要则调pH、加琼脂后不断搅拌（原因）

灭菌：培养基（高压蒸汽灭菌）、培养皿（干热灭菌）

倒平板：50℃（原因）、酒精灯火焰附近

瓶口迅速通过火焰（原因）

培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙

冷却凝固后，将平板倒置（原因：①②）

培养基制备成功标准（空白对照无菌落）

纯化大肠杆菌

接种方法：常见，其它

平板划线法（一般用于菌种的纯化） 【观察菌落特征，分离混合菌】

灼烧接种环原因：第一步，每次划线前，划线结束后

接种环冷却后划线原因

蘸取1次菌液，5个划线区域共灼烧6次

从上一次划线末端开始划线原因

不能划破培养基原因

遵循原则：平行重复原则、对照原则

稀释涂布平板法（一般用于筛选菌株） 【观察菌落特征，计数】

梯度稀释（移液管吹洗三次，使菌液与水充分混匀）

涂布平板

涂布器末端浸在盛有体积分数70%的酒精的烧杯中

涂布时可转动培养基，使菌液分布均匀

菌种的保藏

临时保藏：试管的固体斜面培养基上，4℃，菌种容易被污染、产生变异

长期保存：甘油管藏法，-20℃

土壤中分解尿素的细菌的分离与技术

研究思路

筛选菌株

原理：……目的菌株……（包括营养、温度、pH等），抑制或阻止……

方法：选择培养基（概念）

如何证明有选择作用 实验组：以尿素为唯一氮源 对照组：牛肉膏蛋白胨培养基

如何证明是否有杂菌污染（空白对照无菌落）

实例：筛选耐高温的DNA聚合酶→热泉（70~80℃）环境中筛选

统计菌落数目

显微镜直接计数法（血球计数板）缺点

稀释涂布平板法

原理：①②

计算方法：1g土中的菌株数=（C÷V）×M【C、V、M代表含义】

成功的统计菌落数目的关键：恰当的稀释度； 一般选择菌落数在30~300的平板进行计数； 同一稀释度3个或3个以上平板，求平均值

结果：统计的菌落数往往比活菌的实际数目低（原因）

设置对照（主要目的）

实验流程

土壤取样（什么样的土壤、多深的土样、装在哪里、取样用具灭菌、火焰旁称取）

制备培养基

样品的稀释

分离不同微生物采用不同的稀释度（原因）

细菌（10⁴、10⁵、10⁶） 放线菌（10³、10⁴、10⁵） 真菌（10²、10³、10⁴）

微生物的培养与观察

标记培养皿

不同微生物培养温度和培养时间（细菌、放线菌、霉菌）

在一定培养条件下（相同的培养基、温度及培养时间），同种微生物表现出稳定的菌落特征

菌落计数

24h统计一次，选取菌落数目稳定时的记录作为结果（原因）

至少3个平板求平均值

菌种的鉴定

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，pH升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素

分解纤维素的微生物的分离

基础知识

纤维素

基本单位

存在部位：植物的根、茎、叶等器官

自然界中纤维素含量最高的天然产物：棉花

用途：①②

纤维素酶

复合酶

纤维素酶分解纤维素的实验

纤维素分解菌的筛选

刚果红染色法

原理：刚果红+纤维素→红色复合物（纤维素分解菌→纤维素酶）→红色消失，出现透明圈

实验设计

土壤取样

富含纤维素的环境的土壤（生物与环境的互相依存关系）

选择培养

液体培养基（原因）

目的

为什么能“浓缩”所需的微生物

振荡培养的目的

梯度稀释

将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

刚果红染色法

方法一（NaCl溶液的作用优点、缺点）

方法二【优点、缺点（①②）】

挑选产生透明圈的菌落进一步鉴定

……挑取并接种……选择培养基

确定得到的是纤维素分解菌

发酵产纤维素酶的实验

液体发酵、固体发酵

纤维素酶的测定：对产生的葡萄糖进行定量的测定（+斐林试剂→砖红色沉淀）