1、专题专题2 2 微生物的培养与应用微生物的培养与应用课题课题1 微生物的实验室培养微生物的实验室培养到目前为止，到目前为止， 几十项几十项Nobel生理学和医学奖，化学奖生理学和医学奖，化学奖 都与微生物学有关都与微生物学有关1、微生物的概念：是指、微生物的概念：是指形体微小形体微小、结构简单，结构简单，借助借助显微镜显微镜才能看到的生物。才能看到的生物。原核生物：原核生物：真菌：真菌：原生生物：原生生物：病毒：病毒：2 2、类群：、类群：一、微生物的简介一、微生物的简介细菌、蓝藻、放线菌、支原体等细菌、蓝藻、放线菌、支原体等酵母菌、霉菌、大型食用菌等酵母菌、霉菌、大型食用菌等变形虫、草履虫等
2、变形虫、草履虫等HIV、噬菌体、烟草花叶病毒、噬菌体、烟草花叶病毒、SARS细菌细菌芽孢芽孢某些细菌在其生长发育后期，在细胞内某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体低，抗逆性强的休眠体构造，称为芽孢。构造，称为芽孢。 芽孢最主要的特点就是芽孢最主要的特点就是抗性强，对抗性强，对高温、紫外高温、紫外线、干燥、电离辐射线、干燥、电离辐射和和很多有毒的化学物都有很多有毒的化学物都有很强的抗性。很强的抗性。 整个生物界中抗逆性最强的生命体，在抗热，抗化学药物和抗辐射等方面，十分突出。例如，肉毒梭菌的芽胞在沸水中要经
3、过5至9.5h才被杀死；巨大芽胞杆菌芽胞的抗辐射能力比E.coli细胞要强36倍。芽胞的休眠能力更为突出，在常规条件下，一般可以保持几年至几十年而不死。据文献记载，有点芽胞甚至可以休眠数百至数千年，最极端的例子是在美国的一块有2500万4000万年历史的琥珀，至今从其中蜜蜂肠道内还可以分离到有生命的芽胞。细菌芽孢特点细菌芽孢特点1 1、结构：、结构：单细胞原核单细胞原核分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝）分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝）链霉素、土霉素、四环素、链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素氯霉素、红霉素、庆大霉素 微生物中发现了几千种抗生素，其中微生物中发现了几千种抗生素，其
4、中2/32/3是是由放线菌产生的由放线菌产生的 应用应用: :朊病毒（蛋白质病毒）如图是酵母菌电子显微如图是酵母菌电子显微镜下的形态结构镜下的形态结构酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌青霉青霉真菌真菌生殖生殖腐生生活腐生生活孢子生殖孢子生殖二、培养基二、培养基1、培养基的概念、培养基的概念(medium)培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的累代谢产物的营养基质营养基质。2、类型：、类型：按物按物理性理性质分质分固体固体培养基培养基半固体半固体培养基：培养基：液体液体培养基：培养基：用于微生物的分离、计数：用于微生物的分离、计数用于观察微生物的运动、
5、保藏菌种用于观察微生物的运动、保藏菌种主要用于工业生产（比较容易更新）主要用于工业生产（比较容易更新） 按照用途划分按照用途划分鉴别鉴别培养基培养基大肠杆菌呈大肠杆菌呈 深紫色带有金属光泽的菌落深紫色带有金属光泽的菌落选择培养基选择培养基加入加入青霉素青霉素的培养基的培养基: : 分离分离酵母菌、霉菌等真菌酵母菌、霉菌等真菌加入加入高浓度食盐高浓度食盐的培养基的培养基: : 分离金黄色葡萄球菌分离金黄色葡萄球菌不加氮源不加氮源的无氮培养基的无氮培养基: : 分离固氮菌分离固氮菌不加含碳不加含碳有机物的无碳培养基有机物的无碳培养基: : 分离自养型微生物分离自养型微生物加入四环素、卡那霉素等抗生
6、素的培养基加入四环素、卡那霉素等抗生素的培养基: : 分离导入了目的基因的受体细胞分离导入了目的基因的受体细胞按照用途划分按照用途划分3、培养基的成分、培养基的成分任何培养基中均需含有微生物所必需的任何培养基中均需含有微生物所必需的碳源碳源、氮源氮源、无机盐无机盐、水水和和生长因子生长因子，但不同营养，但不同营养类型、不同种类的微生物对营养元素的要求类型、不同种类的微生物对营养元素的要求又有很大差异。又有很大差异。 阅读课本阅读课本P15页表格，结合页表格，结合P83附录附录3中不同中不同培养基配方，考虑不同培养基有哪些相同的培养基配方，考虑不同培养基有哪些相同的营养元素？有何作用？请举例说明
7、。营养元素？有何作用？请举例说明。碳源碳源：（能源）凡是能为微生物提供生长所：（能源）凡是能为微生物提供生长所需碳元素的营养物质，就叫碳源。如需碳元素的营养物质，就叫碳源。如CO2、糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源氮源：凡是能为微生物提供生长所需氮元素：凡是能为微生物提供生长所需氮元素的营养物质，就叫氮源。如的营养物质，就叫氮源。如 N2、氨、铵盐、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。生长因子生长因子：微生物生长不可缺少的微量有：微生物生长不可缺少的微量有机物就叫生长因子。常由酵母膏、肝浸出机物就叫生长因子。常由酵母膏、肝浸
8、出液等提供。许多天然成分的原料如牛肉膏、液等提供。许多天然成分的原料如牛肉膏、麦芽汁、玉米粉、豆芽汁等，含有各种无麦芽汁、玉米粉、豆芽汁等，含有各种无机元素和生长因子，不需另外添加。机元素和生长因子，不需另外添加。 4、培养条件、培养条件温度温度：绝大多数微生物的最适生长温度为：绝大多数微生物的最适生长温度为2537PH：每种微生物的最适：每种微生物的最适PH不同，如多数细菌的最适不同，如多数细菌的最适PH为为6.57.5，真菌的最适，真菌的最适PH为为5.06.0氧氧：需氧型微生物：绝大多数微生物：需氧型微生物：绝大多数微生物 厌氧型微生物：链球菌、乳酸菌等厌氧型微生物：链球菌、乳酸菌等 兼
9、性厌氧型微生物：酵母菌兼性厌氧型微生物：酵母菌影响微生物生长的因素有哪些？影响微生物生长的因素有哪些？例关于微生物营养物质的叙述例关于微生物营养物质的叙述中，正确的是中，正确的是A A、是碳源的物质不可能同时是氮源、是碳源的物质不可能同时是氮源 B B、凡碳源都提供能量、凡碳源都提供能量C C、除水以外的无机物只提供无机盐、除水以外的无机物只提供无机盐 DD、无机氮源也能提供能量、无机氮源也能提供能量D酒怎么变酸了？酒怎么变酸了？19世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位防止外来杂菌入侵，获得纯净的培养物防止外来杂菌入侵，获得纯净的培养物消毒和灭菌的区别是什么
10、？消毒和灭菌的区别是什么？三、无菌技术三、无菌技术灭菌：指用灭菌：指用强烈强烈的理化因素杀死物体内外的理化因素杀死物体内外所有所有的的微生物，包括芽孢和孢子。微生物，包括芽孢和孢子。消毒：使用消毒：使用较温和较温和的物理或化学方法杀死物体的物理或化学方法杀死物体表表面面或或内部内部的的部分微生物部分微生物（不包括芽孢和孢子）。（不包括芽孢和孢子）。高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法器具：器具：条件：条件：适用范围：适用范围：高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅培养基、无菌水、培培养基、无菌水、培养皿、试管等养皿、试管等常见的灭菌技术常见的灭菌技术100KPa 121 1530min排气阀排气阀安全阀安全阀压
11、力表压力表干热灭菌法干热灭菌法器具：器具： 条件：条件： 适用范围：适用范围：干热灭菌箱干热灭菌箱玻璃器皿等玻璃器皿等160170 12h灼烧法：灼烧法：器具：器具： 条件：条件： 适用范围：适用范围：酒精灯酒精灯接种环、试管口接种环、试管口涂布器涂布器烧至暗红烧至暗红接种环烧至暗红接种环烧至暗红（2）消毒的方法）消毒的方法杀死环境中的病原微生物杀死环境中的病原微生物煮沸消毒法：煮沸消毒法：适用范围：适用范围：培养皿、餐具培养皿、餐具100煮沸煮沸56min条件：条件：巴巴斯斯德德的的鹅鹅颈颈瓶瓶实实验验巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法：巴氏消毒法：适用范围：适用范围：牛奶的消毒牛奶的消毒酒精消
12、毒法酒精消毒法：适用范围：适用范围：实验者的手臂、实验台实验者的手臂、实验台条件：条件：80中中15min或或7075中中30min75%的酒精的酒精条件：条件：紫外线消毒法：紫外线消毒法：适用范围：适用范围：用紫外线照射用紫外线照射30min接种室内空气、接种箱、超净工作台接种室内空气、接种箱、超净工作台超净工作台超净工作台接种箱接种箱条件：条件：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。（1）、（）、（2）需要灭菌；（）需要灭菌；（3）需要消毒。）需要消毒。1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外
13、来微生物污染外，还有什么目的？来微生物污染外，还有什么目的？ 2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。如果需要，请选择合适的方法。（1） 培养细菌用的培养基与培养皿培养细菌用的培养基与培养皿（2） 玻棒、试管、烧瓶和吸管玻棒、试管、烧瓶和吸管（3） 实验操作者的双手实验操作者的双手思考：思考：3、在实验室能吃东西吗？为什么？实验使用后的培养、在实验室能吃东西吗？为什么？实验使用后的培养基应当怎样处理？基应当怎样处理？例题下面对发酵工程中灭菌例题下面对发酵工程中灭菌的理解的理解的是的是A A、防止杂菌污染、防止杂菌污染
14、B B、消灭杂菌、消灭杂菌C C、培养基和发酵设备都必须灭、培养基和发酵设备都必须灭菌菌 D D、灭菌必须在接种前、灭菌必须在接种前B四、实验操作四、实验操作实验目的：实验目的：用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养（一）制备牛肉膏蛋白胨培养基（一）制备牛肉膏蛋白胨培养基1.1.计算计算 2.2.称量称量 3.3.溶化溶化4.4.灭菌灭菌 5.5.倒平板倒平板操作步骤：操作步骤：计算：计算：计算计算100mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成0.5g1.0g0.5g2.0g培养基组分培养基组分用量用量牛肉膏牛肉膏 蛋白
15、胨蛋白胨NaCl 琼脂琼脂1.1.培养基灭菌后，需要冷却到培养基灭菌后，需要冷却到50 50 左右时，才能左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？答：答：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。平板了。2.2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。讨论：讨论：3.3.平板冷凝后，为什么要将
16、平板倒置？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？4.4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？微生物吗？为什么？答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。微生物。斜面培养基斜面培养基单菌落（二）纯化大肠杆菌（二）纯化大肠杆菌（二）纯化大肠杆菌（二）纯化大肠杆菌斜面接种斜面接种穿刺接种穿刺接种常见接种方法：常见接种方法：划线接种划线接种
17、涂布器涂布器稀释涂布平板法稀释涂布平板法稀释涂布平板法稀释涂布平板法1.1.为什么在操作的为什么在操作的第一步第一步以及以及每次划线之前每次划线之前都都要灼烧接种环？在划线要灼烧接种环？在划线操作结束操作结束时，仍然需要时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？灼烧接种环吗？为什么？讨论：讨论：第一步：第一步：避免接种环上原来可能存在的微生物污染培养物避免接种环上原来可能存在的微生物污染培养物每次划线前：每次划线前：杀死上次接种环上残留的菌种杀死上次接种环上残留的菌种操作结束：操作结束：杀死残留菌种，避免细菌污染环境和操作者杀死残留菌种，避免细菌污染环境和操作者2.2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷
18、却后再在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？进行划线？以免接种环温度太高，杀死菌种。以免接种环温度太高，杀死菌种。3.3.在作第二次以及其后的划线操作时，为什么在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？总是从上一次划线的末端开始划线？能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到单菌落。少，最终能得到单菌落。接种完后要用记号笔在培养皿的侧面上写上日期和姓名接种完后要用记号笔在培养皿的侧面上写上日期和姓名涂布分离法涂布分离法:应从操作的各个细节保证应从操作的各个细节保证“无菌无菌”。例如，酒。例如，酒精灯与培养
19、皿的距离要合适、吸管头不要接触精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等. .五、结果分析与评价五、结果分析与评价 培养培养12h12h与与24h24h后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同（一）培养基的制作是否合格（一）培养基的制作是否合格如果未接种的培养基在恒温箱中保温如果未接种的培养基在恒温箱中保温12d后无菌落生后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。（二）接种操作是否符合无菌要求（二）接种操作是否符合无菌要求如果
20、培养基上生长的菌落的颜色、形状大小基本一致，如果培养基上生长的菌落的颜色、形状大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作是符合要并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。（三）是否进行了及时细致的观察与记录（三）是否进行了及时细致的观察与记录1 1、临时保藏：接种到固、临时保藏：接种到固体斜面培养基，菌落长体斜面培养基，菌落长成后置于成后置于44冰箱保存。冰箱保存。2 2、长期保存：
21、甘油冷冻、长期保存：甘油冷冻管藏法管藏法甘油液体冷冻管藏法甘油液体冷冻管藏法练习练习1提示提示可以通过保持干燥、真空的条件，可以通过保持干燥、真空的条件，以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。解析解析可以从微生物生长需要哪些条件的角可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如，微生物的生长需要水、空气、度来思考。例如，微生物的生长需要水、空气、适宜的温度等。适宜的温度等。2提示提示相同点：三种培养技术都需要为培养相同点：三种培养技术都需要为培养物提供充足的营养。物提供充足的营养。不同点：无土栽培技术的操作并不需要保证无菌不同点：无土栽培技术的操作并不需要保证无菌
22、的条件，而其他两种技术都要求严格的无菌条件。的条件，而其他两种技术都要求严格的无菌条件。解析解析可以从这三种培养技术的原理、操作步骤可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。等方面分别进行总结归纳。接种前准备接种前准备一、用肥皂洗手并使用酒精消毒。一、用肥皂洗手并使用酒精消毒。二、顺序：二、顺序： 点燃酒精灯点燃酒精灯酒精棉擦拭双手酒精棉擦拭双手酒精棉擦拭桌面酒精棉擦拭桌面注意事项：注意事项：1、每划完一次后接种环要重新灼烧。、每划完一次后接种环要重新灼烧。2、灼烧后需等接种环冷却后在取菌液。、灼烧后需等接种环冷却后在取菌液。3、接种完后要用记号笔在培养皿上写上日期和姓、接种完后要用记号笔在培养皿上写上日期和姓名名4、固体培养基固体培养基琼脂条琼脂条液体培养基液体培养基
