高二生物大肠杆菌的培养和分离

【例1】为了检测饮用水中是否含有某种细菌，按如 下配方配制了培养基：
(1) 该 培 养 基 所 含 的 碳 源 有 ________________________ ， 其 功 能 _____________ 。 (2) 该 培 养 基 所 含 的 氮 源 有 __________ ， 其 功 能 ___________________________________。
1.(2008·广东理综38)苯酚是工业生产排放的有毒 污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某 工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯 酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯 酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土 壤样品，请回答下列问题：
(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入 _____ 作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基 ____ (A.影响；B.不影响)细菌的数量，如果要测 定②中活细菌数量，常采用_______________ 法。
3.(2009·宁夏理综) (1)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。
(2)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 ___________ 。
三角刮刀、接种环、镊子都必须灭菌。容器都必 须封口，其他用品用牛皮纸或报纸包好高压蒸汽 灭菌(1 kg/cm2、121 ℃、15 min)，并在超净工作台 上开封使用。用棉花制作塞子时，将棉花摊成圆 形包裹在适当直径的木棍等物体上。塞子要无皱 褶、缝隙，容易拔出，但手提棉塞时，容器不会 落下。
2．培养基的灭菌 加入培养基的三角瓶、试管，一般也是在1
kg/cm2压力121 ℃灭菌15～30 min；如含葡萄糖，为 防止其碳化，要用500 g/cm2压力90 ℃灭菌30 min； 如含不能加热的化合物，如尿素，则用G6玻璃砂漏 斗过滤。一般培养基都是整体灭菌后，再在超净工 作台上分装在培养皿或试管。
3．菌转移过程要避免杂菌污染和菌外泄 转接需在超净工作台上完成。转移过程中，瓶塞
根据4支试管内洗碗水在相同时间内褪色的程度， 来判断空气中的含菌量，其中褪色程度最大
的，表明空气中含菌量相对最高；褪色程度最小的， 表明空气中含菌量最低 。 (3)你所设计的实验检测到的是 好氧性 细菌的相 对数量。
考点2 无菌操作技术
1．实验器皿的灭菌 培养皿、试管、三角瓶、取样器(枪头)、移液管、
【解析】无菌操作技术、菌种的分离和菌种密 度的测定这些技术都是该题考查的目标。该题 还要求学生运用微生物培养的技术来解决“比 较不同菌株降解苯酚能力大小”的问题。
2.(2010·全国卷Ⅰ34)下列是与微生物培养有关的问 题，请回答：
(1) 某 细 菌 固 体 培 养 基 的 组 成 成 分 是 KH2PO4 、 Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水， 其中凝固剂是 ______，碳源是______ ，氮源是 _______ 。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培 养基上生长，故该培养基属于 ______ 培养基。 按照化学成分分类，该培养基属于 ____ 培养基。 从同化作用类型看，用该培养基培养的细菌属于
(6)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。
【答案】 (1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短 (2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构 (3)比例合适 (4)鉴定(或分类) (5)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 (6)灭菌
【解析】该题对于微生物培养及微生物 的特性考查较为深入，同样也涉及无菌 操作技术和培养基的分类、作用这2个 考点。
一、培养基的分类
1．根据物理状态分 液体培养基 (不加凝固剂) 固体培养基 (加入较多凝固剂) 半固体培养基 (加入较少凝固剂) 常用凝固剂为 琼脂、明胶
2．根据用途分 基础培养基(含 蛋白胨、牛肉膏
【答案】 (1)乳糖、蔗糖、蛋白胨 主要用于构成细 胞物质和代谢产物 (2)蛋白胨 主要用于合成蛋白 质、核酸以及含氮的代谢产物 (3)水、无机盐 (4) 异养型
【变式训练1】空气中的含菌量是衡量空气质量的指 标之一，请利用所提供的实验材料和用具，设计一个 实验来检测学校生物实验室、教室、校长室、小树林 4个地方空气中的含菌情况。 实验材料和用具：0.01%亚甲基蓝溶液、煮沸过的洗 碗水、培养皿、量筒、试管、滴管、恒温箱等。 (1)实验步骤：_____________________________。 (2)实验结果的预测和分析：___________________。 (3)你所设计的实验检测到的是 _________________。
【例2】仪器和培养基的灭菌。 (1)____________灭菌，属于湿热灭菌法，是最常用 的灭菌方法。灭菌程序是：将要灭菌的容器 __________，仪器__________________。 (2) 物 品 放 入 灭 菌 锅 的 内 胆 ， 放 置 的 原 则 是 ________________。加水后放入内胆，加水的要求是 _________________ 。 放 置 好 ______________ 后 ， 盖 好盖子，拧紧螺丝的顺序是__________________。 (3) 水 沸 后 ， 当 压 强 表 到 __________kg/cm2 时 ， __________ 排 气 阀 ， 让 压 力 表 指 针 回 到 零 。 然 后 __________排气阀继续加温。
和封口膜只能夹持手上，不能落台面；操作过程在酒 精灯火焰旁进行；使用接种环接种前，环头烧红，环 柄在火焰上穿梭1～2次，放入试管和培养皿中稍冷却 后接触菌落或菌液，使用完毕后，重复使用前操作， 避免菌外泄；使用玻璃刮刀和镊子时，从酒精中取出 后燃尽其上酒精即可。平板培养基倒好冷却凝固后， 不论接种还是恒温培养，都需倒放。如正放，水蒸气 在盖上凝成水滴，滴到接种后的培养基表面会冲散菌 落，失去分离菌株的效果。
pH 。
答案
(4)从制备培养基到接种与培养等全部实验过程要无 菌操作。(1)各种器皿必须是无菌的。(2)各种培养基 必须是无菌的：一般加入培养基的三角瓶、试管， 也是在1 kg/cm2压力121 ℃灭菌15～30 min。(3)菌转 移过程要避免杂菌污染和菌外泄：转接过程中，瓶 塞和封口膜只能夹持手上，不能落台面；操作过程 在酒精灯火焰旁操作；接种环接种前，环头烧红， 环柄火焰上穿梭1～2次，放入试管和培养皿中稍冷 却后接触菌落或菌液，使用完毕后，重复使用前操 作，避免菌外泄；使用玻璃刮刀和镊子时，从酒精 中取出后燃尽其上酒精即可 。
(3)如何比较不同菌株降解苯酚能力的大小？
_________________________________。
(4) 实 验 过程 中 如何 防 止其 他 微生 物 的污 染 ？ _________________________________。
【答案】 (1)苯酚 A 稀释涂布平板
(2) ④的培养基没有加入苯酚作为碳源，⑤培养基的
(3)该培养基除含碳源、氮源外，还有微生物需要的 营养物质是____________。 (4)该细菌的同化作用类型是__________。
【解析】对于异养型微生物来说，含C、H、O、N 的有机物，既是碳源，也是氮源。各类微生物的最 适pH不同，酵母菌、霉菌适宜在偏酸(pH为4.5～6.0) 环境中生长。
微生物)
，能培养一般
鉴别 培养基(用于鉴别不同种类的微生物， 如鉴别大肠杆菌的 伊红—美蓝 培养基)
选择 培养基(将某种或某类微生物从混杂的 微生物群体中分离出来的培养基) 二、无菌操作的一般流程
实验前 仪器、培养基高压蒸汽灭菌
↓ 实验中防止 杂菌污染
↓ 实验后操作仪器 灭菌 ，防止菌外泄
考点1 培养基的类型、作用、成分
【答案】
(1)琼脂 葡萄糖 尿素 选择 合成 异养型 (2)生长 培养液中的细菌以指数形式增长，取对数 便于反映细菌群体的生长规律 对数 稳定
【解析】本题主要考查学生的理解能力，考查微 生物的培养。第(1)小题，该培养基中，琼脂为凝 固剂，葡萄糖为碳源，尿素为氮源；由于只有能 合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，可以用 来选择出能够合成脲酶的细菌，在功能上称为选 择培养基；由于其化学成分明确，故又称为合成 培养基；由于该培养基中存在着有机碳源葡萄糖， 故可推测从同化作用类型上看，用该培养基培养 的细菌属于异养型。
______ 。
(2)将少量细菌接种到一定体积的液体培养基中，适 宜条件下培养，定时取样测定菌体数目，以时间为横 坐标，以菌体数目的对数为纵坐标，可以得到细菌的 _______曲线。该曲线中以菌体数目的对数作为纵坐 标的原因是 ____________________________ 。实 验室中，为了获得形态和生理特征一致的菌体，一般 应 在 ____ 期 取 材 ； 在 生 产 中 ， 常 收 集 培 养 至 _______ 期的细菌用于次生代谢产物的提取。
1．固体培养基常用于微生物分离、鉴定、计数 和菌种保存等。
液体培养基的成分均匀，微生物能充分接触和利 用培养基中的养料，适于扩大培养菌种，故常用于 发酵工业。
半固体培养基可用于观察细菌的运动、鉴定菌种 等方面。
2．不同的微生物往往需要采用不同的培养基配 方，常有“细菌喜荤，霉菌喜素”的说法。尽管培 养基的配方各不相同，但是其基本成分都包括水、 碳源、氮源和无机盐等。LB培养基是培养细菌通 用的培养基，含蛋白胨、酵母、氯化钠和水(如配 固体培养基，还需加入琼脂)。