2023届高三生物一轮复习讲义微生物的培养技术及应用

发酵工程 微生物培养条件 1、 无菌技术：在分离/转接培养物时要防止被其他微生物污染，其自身也不污染操作环境的技术被称为无菌技术。 a) 灭菌（杀灭物体表面以及内部的一切微生物的方法） i. 高压蒸汽灭菌法：利用高温蒸汽进行灭菌。排尽锅内空气，沸水和蒸汽使锅内压力上升并继续升温，蒸汽压力达到1kg/cm2时，锅内温度即可达到121℃，维持15~30min。 1. 对象：培养基 蒸馏水 各种缓冲液 玻璃器皿等。灭菌所需的时间和温度取决于被灭菌培养基营养物的耐热性、容器大小和装物量等。 2. 注意要点： a) 锅内压力降到与大气压一致时，打开排气阀与锅盖。 b) 根据成分确定合理的灭菌温度与时间。如 灭菌葡萄糖时，温度高于115℃会焦化（碳化），因此可采用适当降低温度、压力（112℃，500g/cm2）以及延长时间（30min）。 c) 实验器具灭菌结束后，可放置于烘箱（60~80℃）烘干。 ii. 过滤灭菌（过滤除菌）：易受热分解的物质如抗生素 血清 微生物或尿素等。 iii. 紫外灭菌：只适用于无菌室 接种箱内的空气及物体表面 iv. 灼烧灭菌：接种环等 注意要点：灭菌与消毒 项目 条件 结果 消毒 较为温和的物理或化学方法 仅杀死物体表面或内部的部分微生物 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 b) 无菌操作 i. 酒精灯火焰旁操作 ii. 超净工作台 练习： 1. （2021·天津·统考高考真题）下列操作能达到灭菌目的的是（    ） A．用免洗酒精凝胶擦手 B．制作泡菜前用开水烫洗容器 C．在火焰上灼烧接种环 D．防疫期间用石炭酸喷洒教室 参考答案：C 2、 微生物的营养 a) 微生物的营养物质 i. 碳源：作用 合成糖类 脂 蛋白质等 1. 糖类：葡萄糖 果糖 蔗糖 淀粉 甘露糖 纤维素等 2. 有机酸：乳酸 柠檬酸 氨基酸（在缺乏碳源物质时）等 3. 醇：乙醇（低浓度被醋酸菌利用） 4. 脂：脂肪等 5. CO2 6. 碳酸盐 ii. 氮源：作用：合成含氮的有机物 常用氮源蛋白胨，鱼粉，黄豆饼粉，牛肉膏和酵母提取物。 1. 蛋白类：蛋白质及其不同程度降解产物（胨 肽等） 2. 氨及铵盐：NH3（pH 缓冲液） 3. 硝酸盐：KNO3（pH 缓冲液） 4. 分子氮：N2 iii. 无机盐：（P S Mg Ca Na K Fe） 作用： 1. 维持生物大分子和细胞结构的稳定性 2. 调节和维持细胞的渗透压平衡 3. 酶活性中心的组成部分 iv. 生长因子：生长必需且需要量很少，但微生物自身不能合成或合成量不足1以满足机体生长需要的有机化合物。可分为维生素 氨基酸 碱基（嘌呤和嘧啶）。 v. 水 b) 培养基 i. 配置原则 1. 选择适宜的营养物质：微生物的代谢类型（营养类型）； 2. 营养物质浓度和配比：浓度过低不能满足需求，浓度过高生长抑制；C/N比：菌体生长和产物的积累； 3. 控制pH 4. 原料来源的选择：廉价且易获得的原料。 5. 灭菌处理：1.不耐热材料处理；2.泡沫 ii. 培养基的类型及应用 1. 按成分不同划分 a) 天然培养基：天然成分：牛肉膏 蛋白胨 酵母提取物 豆芽汁等 b) 合成培养基：化学成分完全了解的物质配置而成 2. 按物理状态划分 a) 固体培养基：制成平板或斜面：常用于微生物的分离 鉴定 活菌计数及菌种保藏等。 b) 半固体培养基：微生物的运动特征 分类鉴定等 c) 液体培养基：通过振荡或搅拌增加培养基的通气量，同时使营养物质分布均匀。常用于大规模工业生产。 3. 按用途划分 a) 基础培养基 b) 鉴别培养基：用于微生物的分类鉴定，以及分离和筛选产生某种代谢产物的微生物菌种。 c) 选择培养基：调整培养基的配方和培养方式，有目的的培养某种微生物。 c) 培养基配置过程 i. 配方及配量 ii. 称取药品 iii. （加热）溶解 iv. 调节pH v. 过滤（一般的培养基可以忽略此步骤） vi. 分装：分装三角烧瓶：装量不超过总容量的1/2～3/5，若装量过多，灭菌时培养基在沸腾中易沾污棉塞及保存中易导致瓶内培养基的染菌。分装试管：用漏斗分装，斜面培养基装量不超过高度的1/5，分装时谨防培养基沾在试管口，以免使棉花塞上沾上培养基，导致污染。 vii. 加棉塞 viii. 包扎 ix. 灭菌 x. 搁斜面：培养基冷却至50～60℃后搁置成斜面（防止搁置时斜面上呈现过多的冷凝水。倒平板：在超净工作台中，将三角烧瓶中的培养基转移至平板中。 xi. 无菌检查：空白培养基放置于恒温培养箱中培养，以检查灭菌是否彻底。证实培养基已灭菌彻底。 xii. 贮存：经无菌试验后，收藏于冰箱或清洁的柜内。 3、 微生物分离与纯化（获得纯净的目标微生物） 纯种微生