第1课时 微生物的分离和培养
[学习导航] 1.简述高压蒸汽灭菌锅的使用方法及注意事项。2.掌握制备细菌培养基的方法。3.学会利用无菌操作技术接种与培养大肠杆菌。
[重难点击] 1.培养基的配制方法及常见种类。2.大肠杆菌的接种与分离培养。
一、微生物分离和培养的基本理论
1.无菌操作技术
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。
(1)干热灭菌方法是将拟灭菌的物品放在干热灭菌箱内，在160～170 ℃温度下加热1～2 h以达到灭菌的目的。
(2)湿热灭菌方法常采用高压蒸汽灭菌锅进行，如手提式高压蒸汽灭菌锅就是实验室常用的灭菌仪器之一。高压蒸汽灭菌锅的使用包括加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等步骤。 2.配制培养基
(1)培养基概念：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)培养基类型
①天然培养基：采用动植物组织或微生物细胞以及它们的提取物或粗消化物配制而成，如牛肉膏蛋白胨培养基。
优点：取材便利、营养丰富、配制简便；
缺点：营养成分难以控制、实验结果的重复性较差。
②合成培养基：由准确称量的分析纯等级别的高纯度化学试剂加蒸馏水配制而成，如葡萄糖铵盐培养基。
优点：化学成分及其含量明确、实验的可重复性好； 缺点：配制繁琐、成本较高。
(3)培养基成分：一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐等最基本的物质。
(4)培养基的配制原则：在配制培养基时，根据拟培养的微生物的不同需要，有时还要加入维生素等特殊的营养物质，并要调节培养基的pH使之满足微生物生长的需要。 3.接种微生物
(1)接种的概念：在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。 (2)常用的接种工具：玻璃涂布器、接种针、接种环等。
(3)接种方法
①用接种针进行穿刺接种。
②用接种环进行斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种。 ③用玻璃涂布器进行涂布平板接种等。
1.“无菌操作”与人们的生活休戚相关，无时无处不在。在日常生活、生产实践、自身健康防护中，有哪些“无菌操作”的例子？
答案 日常生活、生产实践、自身健康防护中“无菌操作”的例子分别有：(1)被褥、鞋袜要常晒；肉制品储存时用盐腌等。(2)家畜阉割后，要在其伤口处涂抹一些酒精或白酒；初冬杨树树干涂刷生石灰水等。(3)打针时，注射部位要用酒精棉球擦洗，一般要在其伤口处涂抹一些碘酒。
2.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。以下图高压蒸汽灭菌锅的使用为例，探究无菌技术的方法。
(1)高压蒸汽灭菌的使用原理是什么？
答案 使用原理：将待灭菌物品放在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内；把锅内的水加热煮沸，并把其中原有的冷空气彻底驱尽后将锅密闭；再继续加热就会使锅内的蒸汽压逐渐上升，从而温度也随之上升到100 ℃以上。
(2)简述手提式高压蒸汽灭菌锅的使用步骤。 答案 加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等。
(3)消毒和灭菌的原理是什么？消毒和灭菌都能杀死所有的微生物吗？是否适用于所有的生物和物品？
答案 ①都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。
②灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，而消毒仅能杀死物体表面或内部的部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。③不是，无菌技术既要考虑效果，又要考虑操作对象的承受能力。例如，活体生物材料、操作者的双手等只能消毒，而不能灭菌。
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(4)无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？ 答案 还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。
3.微生物的培养离不开培养基，根据下面某微生物培养基的配方回答下列问题：
成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O FeSO4 C6H12O6 H2O 青霉素
(1)该培养基的碳源、氮源分别是什么？ 答案 碳源：C6H12O6；氮源：NaNO3。
(2)依据物理性质用途划分，该培养基属于什么培养基？
答案 依据物理性质划分，该培养基属于液体培养基；依据用途划分，则属于选择培养基。 根据培养基的原料，所培养微生物的同化作用的类型是异养型，培养的微生物可能是酵母菌或霉菌。
(3)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？ 答案 不能，微生物不能分解琼脂。 (4)普通培养基能培养病毒吗？为什么？
答案 不能，因为病毒只能进行活细胞寄生生活。 整合提升 (1)消毒与灭菌的区别
项目 条件 结果 常用的方法 煮沸消费法(在100 ℃下5～6 min较为温和的物理学或化学方法 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) 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 强烈的物理学或化杀死物体内外所有的微生干热灭菌、高压蒸含量 3 g 1 g 0.5 g 0.5 g 0.01 g 30 g 1 000 mL 0.1万单位 消毒
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学方法
(2)培养基的成分及功能
营养要素 含义 物，包括芽孢和孢子 汽灭菌、灼烧灭菌 作用 构成生物体细胞的物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质 主要来源 无机碳源：CO2、NaHCO3等； 有机碳源：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等 无机氮源：NH3、铵盐、碳源 凡能提供所需碳元素的物质 氮源 凡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 硝酸盐等； 有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等 生长因子(特殊营养物质) 生长必不可少的微量有机物 在生物体内含量很酶和核酸的组成成分 不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定 细胞内的组成成分；生理调节物质；某些化能自养菌的能源；酶的激活剂 维生素、氨基酸、碱基等 培养基、大气、代谢产物等 水 高，在低等生物体内含量更高 为微生物提供除无机盐 碳、氮元素以外的各种重要元素，包括某些大量元素 培养基、大气等环境
1.高温灭菌的原理是( )
A.每种微生物生长的最适温度是一定的 B.微生物对于高温环境不适应
C.高温破坏了微生物细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动 D.高温降低了环境中氧的浓度 答案 C
解析 高温的致死作用主要是使微生物的蛋白质和核酸等重要生物大分子物质发生不可逆转的变性。
2.下列关于培养基的说法正确的是( ) A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质
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B.培养基只有两类：液体培养基和固体培养基 C.除水以外的无机物只能提供无机盐 D.无机氮源不可能提供能量 答案 A
解析 根据培养基的物理性质，可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基，在液体培养基中加入不同量的凝固剂如琼脂可形成半固体或固体培养基；除水以外的无机物如NH4HCO3，既可以是碳源，也可以是氮源，不仅仅提供无机盐；无机氮源有时也能提供能量，如NH3可以为硝化细菌提供能量。
方法链接 培养基的种类
分类标准 培养基种类 培养基特点 作用 微生物的分离、计固体培养基 外观固态 数等 物理性质 容器放倒不致流出，剧观察微生物的运半固体培养基 烈振动则破散 动、鉴定菌种等 液体培养基 呈液态 常用于工业生产 允许特定种类的微生选择培养基 物生长，同时抑制或阻选择、分离 止其他微生物生长 功能 根据微生物的代谢特鉴别培养基 点，在培养基中加入某鉴定 种指示剂或化学药品 工业上大规模的微天然培养基 化学成分还不清楚 生物发酵生产 成分来源 在实验室用来对微合成培养基 化学成分完全了解 生物分析
二、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
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2017-2018学年高中生物 第一章 无菌操作技术实践 第1课时 微生物的分离和培养同步备课教学案
