2017_2018年高中生物第1部分微生物的利用实验1大肠杆菌的培养和分离学案

实验1 大肠杆菌的培养和分离

一、大肠杆菌 1．大肠杆菌是革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌。

2．在肠道中，大肠杆菌一般对人无害，但也有一些菌株可以侵袭肠黏膜并产生毒素，任何大肠杆菌如果进入人的泌尿系统，都会对人体产生危害。 3

．大肠杆菌是基因工程技术中被广泛采用的工具。

二、实验内容

1．本实验的内容是将大肠杆菌扩大培养和划线分离。分离后，一个菌体便会形成一个菌落，这是消除污染杂菌的通用方法，也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。

2．本实验用LB 液体培养基(通用的细菌培养基)扩大培养大肠杆菌。培养后再在LB 固体平面培养基上划线进行分离，随后培养基上便会形成一个个单独的菌落。

三、细菌的培养和分离

1．细菌以分裂的方式繁殖，分裂速度很快，约20分钟分裂一次。人们在培养细菌时，一般用接种环转移带菌的培养物。接种时，先将接种环在明火上烧红后冷却，再操作。

2．细菌的分离

(1)划线分离法：在液体培养基中，只要接种后培养8 h ，每毫升培养基中就有几亿个细菌。可用接种环蘸菌液在含有固体培养基的培养皿平板上划线，在划线过程中接种环上的菌液逐渐减少，因此，划线到最后，可使细菌间的距离加大。在固体培养基培养10～20 h 后，可由一个细菌产生单菌落，菌落不会重叠。如果再将每个菌落分别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细菌产生的后代。这种方法也可用于分离细菌，将污染的杂菌除去。

接种环在取菌种前和划线前都要灼烧、而后都要冷却、操作完毕后又要灼烧的原因是什

么？

【提示】取菌种前灼烧接种环的目的是消灭接种环上的微生物；除第一次划线外，其余划线前都要灼烧接种环的目的是消灭接种环上残留菌种；取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行，目的是防止高温杀死菌种；最后灼烧接种环的目的是防止细菌污染环境和操作者。

(2)涂布分离法：先将培养的菌液稀释，通常稀释10－5～10－7倍，然后取0.1 mL不同稀释度的稀释菌液加在培养皿的固体培养基上，用玻璃刮刀涂布在培养基平面上进行培养，在适当的稀释度下，可产生相互分开的菌落。通常每个培养皿有20个以内的单菌落最为适合。将每个菌落分别接种在斜面上扩增培养后，再做功能性实验。

细菌的两种分离法各有优点，都可采用。划线分离法，方法简单；涂布分离法，单菌落更易分开，但操作复杂些。

四、灭菌操作

1．各种器皿必须是无菌的：实验用具用牛皮纸或报纸包好，所有容器都先封口，然后进行高压蒸汽灭菌(1 kg/cm2压力、121 ℃、15 min)处理，并在超净台上使用。

注意：实验中所需棉花不能用脱脂棉，因为脱脂棉易吸水。

2．各种培养基必须是无菌的。

3．细菌转移过程要避免杂菌污染和菌种外泄。

注意：培养皿需倒置，防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基，冲散菌落。

五、大肠杆菌培养与分离的实验步骤

1．在两个250 mL三角瓶中分别装入50 mL LB液体培养基和50 mL LB固体培养基，加上封口膜。将培养皿包好，连同培养基一同灭菌15 min。

2．灭菌后待培养基冷却至60 ℃时，关闭紫外灯，点燃酒精灯，并用酒精棉球擦拭桌面和实验者的手。在酒精灯火焰旁用右手持盛有固体培养基的三角瓶，左手拿培养皿，并将培养基倒入4个培养皿中，将培养皿置于水平位置上，待其凝固。

为什么要在酒精灯火焰旁进行操作？

【提示】酒精灯火焰旁约10 cm的空间是一个无菌区，在酒精灯火焰旁操作能防止杂菌污染。

3．扩大培养

先将接种环在酒精灯火焰上烧红，再深入到大肠杆菌斜面，使环冷却后，取菌体，并将菌体放入三角瓶液体培养基中，封瓶后在37 ℃每分钟200转的摇床上振荡培养12 h。

4．划线分离

用在酒精灯火焰上灼烧后的接种环深入到摇床上培养后的菌液中，然后在固体培养基的平板上连续划线，接种环需蘸菌液1次，划线后盖好皿盖，将培养皿倒置，在37 ℃，恒温培养箱中培养12～24 h后，可在划线的末端出现不连续的单个菌落，表明菌已被分离。

5. 在无菌操作下将单菌落用接种环取出，再用划线法接种在斜面上，37 ℃培养24 h 后，置于4 ℃冰箱中保存。

1.

(1)培养基：①概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，此即培养基。

②作用：在提供主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质及O2的需求，如培养乳酸杆菌时需在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将pH调至酸性，培养厌氧型微生物需给予无氧条件等。

(2)培养基的种类

进行微生物培养获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染，无菌技术即围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括以下几个方面：

(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。

(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。

(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。

(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。

3．消毒和灭菌的比较

基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。请回答与此实验相关的问题。

(1)制备培养基：根据物理性质的不同，可以将培养基分为液体、半固体和固体培养基。对细菌进行大量的扩增，用________培养基进行培养；对细菌进行分离，用________培养基进行培养。

(2)灭菌：在培养微生物时必须进行无菌操作，包括各种________都必须是无菌的。对它们进行灭菌，通常用________法灭菌。

(3)接种及培养：接种时常用的工具是________和玻璃三角刮刀。为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于________中培养，培养的温度设定在37 ℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种________作为对照进行实验。

(4)菌落观察计数：培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有________种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越________。

(5)选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐________细菌。

【思路点拨】(1)细菌扩大培养用液体培养基，分离用固体培养基。(2)无菌操作包括所有的器皿要无菌，所有的培养基要无菌，接种过程要防止杂菌污染。实验室中常用高压蒸汽灭菌法。(3)接种时常用接种环，用恒温培养箱保持温度。在实验过程中，除实验变量以外的其他各变量应适宜且相同，以利于更好地实现实验目的。(4)不同的菌落具有各自不同