鑒別和分離微生物的實驗設計

1 利用選擇培養基設計實驗分離純化微生物

在基本培養基中加入青霉素可分離純化酵母菌、霉菌；在基本培養基中加入高濃度的食鹽可分離純化金黃色葡萄球菌。

普通培養基在無氧條件下可分離出厭氧型、兼性厭氧型微生物；加入乳酸和低pH可分離出乳酸菌。

無氮培養基：分離純化固氮菌，如圓褐固氮菌。

不含有機碳源的培養基：分離純化自養型細菌，如硝化細菌。

將石油作為惟一碳源可分離出能分解石油的假單胞桿菌。

將蛋白質作為惟一氮源的培養基可分離出能分泌胞外蛋白酶的微生物。

【例1】某同學在做微生物實驗時，不小心把圓褐固氮菌和酵母菌混在一起。該同學設計下面的實驗，分離得到純度較高的圓褐固氮菌和酵母菌。

(1)實驗原理：圓褐固氮菌是自生固氮菌，能在無氮培養條件下生長繁殖而酵母菌則不能；青霉素不影響酵母菌等真菌的生長繁殖，而會抑制圓褐固氮菌的生長繁殖。

(2)材料用具：(略)。

(3)主要步驟：①制備兩種培養基，將兩種培養基各自分成兩份，依次標號A、a和B、b。

②___________________并在25℃條件培養___________________d。

③分別從A、B培養基的菌落中挑取生長良好的菌并分別接種到a、b培養基中，適宜條件下培養3-4d。

(4)請回答：①本實驗中，配制的分離用的培養基成分特點：A、a是___________________培養基，B、b是___________________培養基，根據上述原理配制的培養基屬于___________________培養基。

②根據所需目的配制上述培養基時除營養要協調外還應注意___________________。

③實驗步驟中第③步的目的是___________________。

④圓褐固氮菌與酵母菌在結構上的主要差異為

⑤青霉素抑制圓褐固氮菌的生長繁殖，其作用機理是破壞或抑制其細胞壁的形成。請據此推測不影響酵母菌與真菌生長繁殖的原因是_________________________________________________________。

答案：(3)②分別向A、B培養基中接種混合茵5-7

(4)①無氮、含青霉素、選擇②pH要適宜⑧分離得到純度較高的圓褐固氮菌和酵母菌④圓褐固氮茵無成形的細胞核⑤圓褐固氮茵為原核生物，其細胞壁主要為糖類和蛋白質，而酵母茵則不同。

2 利用鑒別培養基檢驗某種微生物是否存在

鑒別培養基是根據微生物的代謝特點，在培養基中加人某種指示劑或化學藥品配制而成的，用以鑒別不同種類的微生物。例如，在培養基中加入伊紅和美藍，可以鑒別飲用水和乳制品中是否存在大腸桿菌等細菌：如果有大腸桿菌，其代謝產物就與伊紅和美藍結合，使菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤。

【例2】利用鑒別培養基檢查自來水中的大腸桿菌是否超標。寫出設計步驟。

實驗步驟：①將漏斗、醋酸纖維素濾膜、三角瓶、抽濾瓶、培養皿、鑷子置于滅菌鍋中，在98 kPa下滅菌20 min。②用火焰燒灼自來水龍頭3 min，然后打開水龍頭放水5min，再用無菌的三角瓶接取1 000mL水樣，蓋好瓶塞。③在培養皿中加入事先制備好的伊紅一美藍培養基15 mL：冷凝后待用。④將漏斗和抽濾瓶固定好，用鑷子夾住濾膜邊緣，使粗糙面向上放在漏斗上。將水樣倒入漏斗中，邊抽濾、邊加水。⑤濾完以后，用鑷子將附有細菌的濾膜取出，放在培養基上，使濾膜與培養基完全貼緊，不能有氣泡。⑥按上述步驟制作樣品三份。然后，將培養皿放在37℃條件下培養20h。⑦濾膜上出現的深紫色菌落即為大腸桿菌茵群，并且菌落的數目就表示1000mL自來水中的大腸桿菌數。取三份樣品的平均數。根據實驗結果，得出結論。

3 探究微生物生長所必需的生長因子實驗設計

某微生物在基本培養基中不能生長，添加某物質后正常生長，而添加其他物質均不能正常生長，則添加后正常生長的某物質即為該種微生物生長所必需的生長因子。

【例3】已知物質D是微生物生長所必需的，它的合成途徑如圖1所示：野生型的能在含A培養基上正常生長。現發現三種突變型，(均只有某一基因發生突變)，它們均不能在含A的培養基上正常生長，請設計一個實驗方案，區分出三種突變體的突變基因，并預測實驗結果。實驗方案：___________________

實驗步驟：

(1)如果___________________，說明A基因突變；

(2)如果___________________，說明B基因突變；

(3)如果___________________，說明C基因突變。

參考答案：實驗方案：配制只含B和只含C的培養基各三份(共六份)并編號，將這三種突變株分別只培養在只含B和只合C的培養基中培養，觀察各自的生長情況。

實驗步驟：(1)在只含B和只含C的培養基中都能生長

(2)在只會C的培養基中能生長，在只含B的培養基中不能生長

(3)在只含B和只含C的培養基中都不能生長。