1、选修一生物技术实践选修一生物技术实践专题二微生物的培养与应用专题二微生物的培养与应用高二生物高二生物大肠杆菌大肠杆菌葡萄球菌葡萄球菌导入新课 在缤彩纷呈的生物界，微生物似乎显得在缤彩纷呈的生物界，微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在自然界却作过于微小与沉寂。然而，它们在自然界却作用非凡。微生物有哪些种类呢？用非凡。微生物有哪些种类呢？放线菌放线菌SARS病毒病毒 禽流感病毒禽流感病毒朊病毒（蛋白质病毒）朊病毒（蛋白质病毒）蘑菇蘑菇黑曲霉黑曲霉酵母菌酵母菌青霉菌青霉菌原生动物原生动物草履虫草履虫五类五类微生物微生物原生动物原生动物 原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒
2、界病毒界真菌真菌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）抗生素：抗生素：链霉素、土霉素、四环素、链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素等。氯霉素、红霉素、庆大霉素等。微生物中发现了微生物中发现了几千种几千种抗生素，抗生素，其中其中2/32/3是由放线菌产生的。是由放线菌产生的。2.2.应用应用:细菌的营养类型细菌的营养类型 v根据细菌所利用的根据细菌所利用的能源能源和和碳源碳源的不同，的不同，将细菌分为两大营养类型。将细菌分为两大营养类型。腐生菌腐生菌寄生菌寄生菌自养菌自养菌异养菌异养菌想一想想一想 这些肉眼看不到
3、的微生物是怎样获得的呢？这些肉眼看不到的微生物是怎样获得的呢？专题专题2 微生物的培养与应用微生物的培养与应用一、了解有关培养基的基础知识，进行无菌技一、了解有关培养基的基础知识，进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。术的操作，进行微生物的培养。教学目标二、二、掌握掌握培养基的制备培养基的制备、高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌和和平板平板划线法划线法等基本操作技术，熟练、规范地进行无等基本操作技术，熟练、规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。菌操作，成功地培养微生物。1、培养基可以分为哪两类？2、培养基一般都含有哪些营养物质，此外还要满足哪些要求？3、获得纯净培养物的关键是什么？4、避免杂菌污染的方法
4、主要包括哪四个方面？5、什么是消毒、灭菌，常用方法有哪些？一、基础知识：一、基础知识：（一）培养基（一）培养基 培养基（培养液）是由人工方法配制而成培养基（培养液）是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。（1 1）按）按物理状态物理状态来分：培养基可分为来分：培养基可分为固体培养基固体培养基和和液体液体培养基培养基。其中固体培养基用于菌种分离、鉴定菌落等。其中固体培养基用于菌种分离、鉴定菌落等。（2 2）按）按功能功能来分，可分为来分，可分为选择培养基选择培养基和和鉴别培养基鉴别培养基。（3 3）按）按成分成分来分，可分为来分，可分为
5、天然培养基天然培养基和和合成培养基合成培养基。1.1.培养基的类型和用途培养基的类型和用途 培养基是人们按照微生物对营养物质的不同培养基是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。需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。（1）液体培养基：配制成的液体状态的基质。）液体培养基：配制成的液体状态的基质。（2）固体培养基固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂：在液体培养基中加入凝固剂琼脂配制成的固体状态的基质。琼脂配制成的固体状态的基质。为了能直接观察培养物的形态及生长情况，科为了能直接观察培养物的形态及生长情况，科学家希望能将微生物培养在固体表面上，就像微生学家希望能将微生物培养
6、在固体表面上，就像微生物生长在橘子皮或土豆上一样。最初，德国医生物生长在橘子皮或土豆上一样。最初，德国医生罗罗伯特伯特科赫科赫试着用试着用明胶作培养基的凝固剂明胶作培养基的凝固剂。但是，但是，人们很快发现，明胶在人们很快发现，明胶在20 以上就变软以上就变软了，很难进了，很难进行分离微生物的划线操作。而行分离微生物的划线操作。而大多数细菌的培养温大多数细菌的培养温度都不低于度都不低于25。科赫的同事。科赫的同事Walter Hesse发现发现琼琼脂脂比明胶更适合做培养基的凝固剂。这个改进的方比明胶更适合做培养基的凝固剂。这个改进的方法很快就被大家采纳。法很快就被大家采纳。菌落：菌落：v单个单个
7、或或少数细菌少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，在固体培养基上大量繁殖时，就会形成一个肉眼可见的，具有一定形态结就会形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的构的子细胞群体子细胞群体，叫做，叫做菌落菌落。v菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落细菌的菌落细菌的菌落特征因种而异特征因种而异 培养基一般都含有培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐水、碳源、氮源、无机盐(包括包括微量元素微量元素)。有机碳源（葡萄糖、果糖、有机碳源（葡萄糖、果糖、蔗糖蔗糖等）等）有机氮源（花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、有机氮源（花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨等）蛋白胨等）无机氮源（氨水、铵盐和硝酸盐等）
8、无机氮源（氨水、铵盐和硝酸盐等）归纳归纳3.培养基的营养构成：培养基的营养构成：碳源碳源氮源氮源培养基组分培养基组分提供的主要营养提供的主要营养牛肉膏牛肉膏 5g5g 碳源、磷酸盐和维生素碳源、磷酸盐和维生素蛋白胨蛋白胨 10g10g 氮源和维生素氮源和维生素NaCl 5gNaCl 5g 无机盐无机盐H H2 2O O 定容至定容至1000mL1000mL 氢元素、氧元素氢元素、氧元素1000mL1000mL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在提供上述几种主要营养物质的基础上，在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对培养基还需要满足微生物生长对_、
9、_以及以及_,例如例如:培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加_，培养霉菌时需将培养基的，培养霉菌时需将培养基的pH调至调至_，培养细菌时需将，培养细菌时需将pH调至调至_，培养厌氧微生物时则需要，培养厌氧微生物时则需要提供提供_的条件。的条件。pHpH特殊营养物质特殊营养物质氧气的要求氧气的要求维生素维生素酸性酸性中性或微碱性中性或微碱性无氧无氧4.4.培养基的用途培养基的用途液体培养基：增菌液体培养基：增菌固体培养基：纯化，增菌固体培养基：纯化，增菌 无菌技术泛指在培养微生物的操无菌技术泛指在培养微生物的操作中，所有作中，所有防止杂菌污染防止杂菌污染的方法。的方法
10、。（2）获得纯净培养物的关键：）获得纯净培养物的关键：防止外来杂菌的入侵。防止外来杂菌的入侵。（1 1）概念：）概念：（3）避免杂菌污染的方法）避免杂菌污染的方法答：无菌技术还能有效避免操作者自身被答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。微生物感染。灭菌灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内是指使用强烈的理化因素杀死物体内外外所有的微生物，包括芽孢和孢子所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒消毒是指使用较为温和的物理或化学方法是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死仅杀死物体表面或内部一部分物体表面或内部一部分对人体有害的微对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。生物（不包括芽孢和孢子）。有些
11、细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠椭圆形的休眠体体，叫做，叫做芽孢芽孢。芽孢的壁很厚，对。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环干旱、低温、高温等恶劣的环境境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸煮沸3 3小时小时以后才以后才死亡。芽孢死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散又小又轻，可以随风飘散。当。当环境适宜环境适宜（如温度、水（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以分适宜）的时候，芽孢又可以萌发萌发，形成一个细菌，形成一个细菌细菌、原生动物、真菌细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖和植物等产
12、生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。能或休眠作用的生殖细胞。能直接发育成新个体。直接发育成新个体。比较比较项项理化因素的理化因素的作用强度作用强度消灭微生物消灭微生物的数量的数量芽孢和孢子芽孢和孢子能否被消灭能否被消灭消毒消毒灭菌灭菌较为温和较为温和强烈强烈部分生活状部分生活状态的微生物态的微生物不能不能全部微生物全部微生物能能1 1、煮沸消毒法煮沸消毒法:在在100100煮沸煮沸5-6min5-6min。2 2、巴氏消毒法：巴氏消毒法：在在70-7570-75煮煮30min30min或在或在8080煮煮15min15min。3 3、化学药剂消毒法化学药剂消毒法:用用75%75%酒精、新洁尔灭
13、等进行皮肤消毒；用氯气消毒水源等。酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒；用氯气消毒水源等。4 4、紫外线消毒：紫外线消毒：(1)(1)消毒的方法：消毒的方法：3.3.常用的消毒与灭菌的方法常用的消毒与灭菌的方法紫外线照射紫外线照射30min。在照射前，适量喷洒。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。消毒效果。1 1、灼烧灭菌：、灼烧灭菌：2 2、干热灭菌：、干热灭菌：在在160-170160-170加热加热1-2h1-2h。3 3、高压蒸汽灭菌：、高压蒸汽灭菌：(2)(2)灭菌的方法：灭菌的方法：直接在酒精灯火焰的充分燃直接在酒精灯火焰的充
14、分燃烧层灼烧。烧层灼烧。100kPa100kPa、121121下维持下维持15-30min15-30min。（1 1）接种环、接种针、试管口等，使用）接种环、接种针、试管口等，使用 ；（2 2）玻璃器皿、金属用具等）玻璃器皿、金属用具等，使用使用 ，所用器械是所用器械是 ；（3 3）培养基、无菌水等，使用）培养基、无菌水等，使用 ，所用器械是所用器械是 。灼灼烧灭菌法烧灭菌法干热灭菌箱干热灭菌箱干热灭菌法干热灭菌法高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅答：（答：（1）、（）、（2）需要灭菌；（）需要灭菌；（3）需要消毒。）需要消毒。【典例解析典例解析】例例1 1关于微生物营养
15、物质的叙述中，正确的是关于微生物营养物质的叙述中，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 D.D.无机氮源也能提供能量无机氮源也能提供能量解析：解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于体情况分析。对于A A、B B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如碳源，如二氧化碳二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如；有的碳源可同时是
16、氮源，如NHNH4 4HCOHCO3 3；有的碳源；有的碳源同时是能源，如同时是能源，如葡萄糖葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨蛋白胨。对于对于C C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；可作为自养型微生物的碳源；NaHCONaHCO3 3，可作为自养型微生物的碳源和，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而无机盐；而NaClNaCl则只能提供无机盐。对于则只能提供无机盐。对于DD选项，无机氮源提供能量的选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如情况还是存
17、在的，如NHNH3 3可为硝化细菌提供能量和氮源。可为硝化细菌提供能量和氮源。答案：答案：D例例2 2下面对发酵工程中灭菌的理解下面对发酵工程中灭菌的理解的是的是A.A.防止杂菌污染防止杂菌污染 B.B.消灭杂菌消灭杂菌C.C.培养基和发酵设备都必须灭菌培养基和发酵设备都必须灭菌 D.D.灭菌必须在接种前灭菌必须在接种前B解析：解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A A说的是灭菌的目的说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；微
18、生物（杂菌），所以是正确的；B B是错误的，因为是错误的，因为灭菌的目的是防灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是，而是消灭全部微生物消灭全部微生物。C C是正确的，因为与发酵有关的是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌所有设备和物质都要灭菌；发酵所用；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死菌就会把所接菌种也杀死。1.1.不管哪种培养基，一般都含有不管哪种培养基，一般都含有_、_、和、和 _、_等营养物质。等营养
19、物质。另外还需要满足微生物生长对另外还需要满足微生物生长对_、_以及对以及对_,_,例如例如:培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加_，培养霉菌时需将培养基的，培养霉菌时需将培养基的pHpH调至调至_，培养细菌时需将，培养细菌时需将pHpH调至调至_，培养厌氧微生物时则需要，培养厌氧微生物时则需要提供提供_的条件。的条件。水水碳源碳源氮源氮源无机盐无机盐pHpH特殊营养物质特殊营养物质氧气的要求氧气的要求维生素维生素酸性酸性中性或微碱性中性或微碱性无氧无氧练习练习2.不能作为异养微生物碳源的是（不能作为异养微生物碳源的是（）A牛肉膏牛肉膏B含碳有机物含碳有机物C石油石
20、油D含碳无机物含碳无机物3.自养型微生物与异养型微生物的培养基的主自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别是（要差别是（）A碳源碳源B氮源氮源C无机盐无机盐D生长因子生长因子4.下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是下列关于生长因子的说法中，不正确的一项是（）A是微生物生长不可缺少的微量有机物是微生物生长不可缺少的微量有机物B是微生物生长不可缺少的微量矿质元素是微生物生长不可缺少的微量矿质元素C主要包括维生素、氨基酸和碱基等主要包括维生素、氨基酸和碱基等D一般是酶和核酸的组成成分一般是酶和核酸的组成成分5.5.通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生通过选择培养基可以从混杂
21、的微生物群体中分离出所需的微生物。在碳源为纤维素的培养基上，大部分微生物无法生长；在培物。在碳源为纤维素的培养基上，大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素，可以抑制细菌和放线菌。利用上述方法能从养基中加入青霉素，可以抑制细菌和放线菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出（）混杂的微生物群体中分别分离出（）大肠杆菌霉菌放线菌纤维素分解菌大肠杆菌霉菌放线菌纤维素分解菌A.A.B.B.C.C.D.D.解析：解析：选选A A。本题考查了微生物分离知识。纤维素分解菌可。本题考查了微生物分离知识。纤维素分解菌可以利用纤维素，大部分微生物却不能；培养基中加入青霉素可以利用纤维素，大部分微生物却不
22、能；培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌，但霉菌能够生长。以抑制细菌和放线菌，但霉菌能够生长。6.获得纯净培养物的关键是（）A 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B 接种纯种细菌C 适宜环境条件下培养D 防止外来杂菌的入侵D7.外科手术器械和罐头食品的处理，要以能够杀死什么为标准（）A 球菌 B 杆菌 C 螺旋菌 D 芽孢D8.8.某学校打算开辟一块食用菌栽培基地，以丰富学生的劳动技术课，首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理，准备食用菌栽培所需的各种原料和用具，然后从菌种站购来各种食用菌菌种。请回答以下问题：对买回来的菌进行扩大培养,首先制备试管培养基,写出制备固体牛肉
23、膏蛋白胨培养基所需的原料：_其中提供氮源的主要是_；提供能源的主要物质是_；琼脂的作用是_，它不提供营养。牛肉膏、蛋白胨、水、无机盐、琼脂蛋白胨牛肉膏凝固剂将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞后包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入_中灭菌，压力为_，温度为_，时间_。高压蒸汽灭菌锅100kPa121 15 30min使用高压蒸汽灭菌锅时注意，先向锅内倒入 _，把锅内水加热煮沸并将基中原有冷空气彻底排除后将锅密闭。适量水微生物的微生物的实验室培养实验室培养基础知识基础知识培养基培养基概念概念分类：分类：固体培养固体培养基基液体培养液体培养基基无菌无菌技术技术培养微生物的操作中，培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法所有防止杂菌污染的方法概念：概念：消毒与灭菌的概念及两者的区别消毒与灭菌的概念及两者的区别常用的消毒和灭菌方法常用的消毒和灭菌方法课堂小结避免杂菌污染的方法避免杂菌污染的方法营养构成营养构成再见！再见！
