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1特点：特点：结构都相当简单结构都相当简单,个体多数十分微小个体多数十分微小.通常要用通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构胞结构.且体内一般不含有叶绿素且体内一般不含有叶绿素.不能进行光合作用不能进行光合作用.微生物包括哪五类微生物包括哪五类：真菌真菌原生动物原生动物 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界病毒界一、基础知识：一、基础知识：(一一)微生物微生物：是一切肉眼看不见或：是一切肉眼看不见或看不清看不清楚的微小生物的总称楚的微小生物的总称2病毒
2、的结构病毒的结构3病毒病毒 4SARS冠状病毒、冠状病毒、禽流感病禽流感病毒毒5朊病毒（蛋白质病毒）朊病毒（蛋白质病毒）6病毒的增殖：病毒的增殖：7细菌的外形与大小细菌的外形与大小图图1-1 常见的三种细菌典型形态常见的三种细菌典型形态A.球菌球菌 B.杆菌杆菌 C.弧菌弧菌8 有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆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体，叫做形的休眠体，叫做芽孢芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸芽孢，煮沸3 3小时以后才
3、死亡。芽孢又小又轻，可以随小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌孢又可以萌发，形成一个细菌.9菌落：菌落：n单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，就会形成一个肉眼可见的，具有一定时，就会形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落形态结构的子细胞群体，叫做菌落。n菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落是鉴定菌种的重要依据。10细菌的营养类型细菌的营养类型 n根据细菌所利用的根据细菌所利用的能源和碳源能源和碳源的不同的不同，将细菌分为
4、两大营养类型。，将细菌分为两大营养类型。n自养菌自养菌:分类分类,举例举例?n异养菌异养菌:腐生菌腐生菌寄生菌寄生菌 大部分病原菌大部分病原菌光合自养型光合自养型:光合细菌光合细菌化能自养型化能自养型:硝化细菌硝化细菌,铁细菌铁细菌,硫细菌硫细菌11菌落细菌的菌落特征细菌的菌落特征因种而异因种而异 121 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）13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，其中2/32/3是是由放
5、线菌产生的由放线菌产生的 应用应用:14真菌真菌15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16生殖生殖直立菌丝直立菌丝 营养菌丝营养菌丝腐生生活腐生生活孢子生殖孢子生殖1718（二）培养基（二）培养基 培养基（培养液）是培养基（培养液）是由人工方法配由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养混合营养液。液。（1 1）按物理状态分：）按物理状态分：固体培养基固体培养基和和液体培养液体培养基、半固体培养基基、半固体培养基。（2 2）按功能分：）按功能分：选择培养基选择培养基和和鉴别培养基鉴别
6、培养基。（3 3）按成分分：）按成分分：天然培养基天然培养基和和合成培养基合成培养基。1.1.培养基的类型培养基的类型19固体培养基：菌落固体培养基：菌落20液体培养基：液体培养基：表面生长表面生长均匀混浊生长均匀混浊生长沉淀生长沉淀生长21半固体培养基：半固体培养基：无动力无动力 有动力有动力(弥散弥散)222.2.不同的微生物往往需要采用不同的不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方培养基配方 3.3.不管哪种培养基，一般都含有不管哪种培养基，一般都含有水水、碳碳源源、和、和氮源氮源、无机盐无机盐、等等营养物质，另营养物质，另外还需要满足微生物生长对外还需要满足微生物生长对pHpH、特殊特
7、殊营养物质以及氧气的要求营养物质以及氧气的要求234.4.培养基的用途培养基的用途液体培养基：增菌、工业生产液体培养基：增菌、工业生产固体培养基：纯化（分离），鉴定、活固体培养基：纯化（分离），鉴定、活菌计数、保藏菌种菌计数、保藏菌种半固体培养基：动力检测半固体培养基：动力检测24（三）无菌技术（三）无菌技术1.1.无菌技术的概念无菌技术的概念 无菌操作泛指在培养微生物的操作中，无菌操作泛指在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。成功地培养微生物的关键。成功地培养微生物的关键。25（）（）消毒定义：消毒定义：2.2.消毒与灭菌的概念及两者的区别消毒与灭菌的概念及两
8、者的区别（2 2）灭菌的定义：）灭菌的定义：3.3.常用的消毒与灭菌的方法常用的消毒与灭菌的方法261 1、灼烧灭菌、灼烧灭菌灭菌的方法：灭菌的方法：272 2、干热灭菌：、干热灭菌：160-170 160-170 下加热下加热1-2h1-2h。3 3、高压蒸气灭菌：、高压蒸气灭菌：100kPa100kPa、121 121 下下维持维持15-30min.15-30min.281.1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？外来微生物污染外，还有什么目的？2.2.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
9、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 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 2）玻棒、试管、烧瓶和吸管玻棒、试管、烧瓶和吸管（3 3）实验操作者的双手实验操作者的双手答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。答：（答：（1）、（）、（2）需要灭菌；（）需要灭菌；（3）需要消毒。）需要消毒。291 1、器具的灭菌、器具的灭菌2 2、培养基的配制、培养基的配制3 3、培养基的灭菌、培养基的灭菌4 4、倒平板、倒平板5 5、微生物接种、微生物接种6 6、恒温箱中培养、恒温箱中培
10、养7 7、菌种的保存、菌种的保存30三、实验操作三、实验操作 （一）制备牛肉膏蛋白胨培养基（一）制备牛肉膏蛋白胨培养基（用于培养细菌用于培养细菌）311 1计算计算、称量称量2 2溶化溶化3 3调调pHpH：pH7pH76 64 4过滤：这一步可以省去。过滤：这一步可以省去。5 5分装：分装过程中注意不要使培养分装：分装过程中注意不要使培养基沾在管口或瓶口上，以免沾污棉塞而基沾在管口或瓶口上，以免沾污棉塞而引起污染。分装三角烧瓶的量以不超过引起污染。分装三角烧瓶的量以不超过三角烧瓶容积的一半为宜。三角烧瓶容积的一半为宜。6 6加塞加塞7 7包扎包扎操作步骤操作步骤32 8 8灭菌灭菌:将将50
11、50mlml培养基用玻棒转移至三角锥瓶中，培养基用玻棒转移至三角锥瓶中，塞上棉花塞，包上牛皮纸，再放入高压蒸气灭菌塞上棉花塞，包上牛皮纸，再放入高压蒸气灭菌锅，在压力为锅，在压力为100100kPakPa、温度为温度为121121，灭菌，灭菌15153030minmin。将培养基用旧报纸包裹，放入干将培养基用旧报纸包裹，放入干热灭菌箱内，在热灭菌箱内，在160160170 170 下灭菌下灭菌2 2h h。9 9倒平板倒平板:待培养基冷却到待培养基冷却到50 50 左右时，在酒精灯附左右时，在酒精灯附近倒平板。（倒平板操作见课本）近倒平板。（倒平板操作见课本）2 2d d后观察平后观察平板，无
12、杂菌污染才可用来接种板，无杂菌污染才可用来接种.10 10无菌检查：无菌检查：将灭菌的培养基放入将灭菌的培养基放入3737的温室中培的温室中培养养24482448小时，以检查灭菌是否彻底。小时，以检查灭菌是否彻底。33（二）纯化大肠杆菌（二）纯化大肠杆菌接种方法有：接种方法有：平板划线法和稀释涂布平板法平板划线法和稀释涂布平板法34 平板划线的操作方法平板划线的操作方法交叉划线法交叉划线法连续划线法连续划线法 35平板划线的操作平板划线的操作3637一旦划破，会造成划线不均匀，难一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；以达到分离单菌落的目的；二是存留在划破处的单个细胞无法二是存留
13、在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。处生长，会形成一个条状的菌落。3839 1.1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？要灼烧接种环吗？为什么？答：操作的第一步灼烧接种环是为了避免接答：操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种
14、环上残留的菌种，使下一次划线时，接种接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。免细菌污染环境和感染操作者。40 2.2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？再进行划线？答：以免接种环温度太高，杀死菌种。答：
15、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？什么总是从上一次划线的末端开始划线？答：答：划线后，线条末端细菌的数目比线条划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，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，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。41稀释涂布平板法稀释涂布平板法424344涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。涂布平板的所有操作都应在火焰
16、附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第一想，第2 2步应如何进行无菌操作？步应如何进行无菌操作？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，。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接酒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触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等。等。454647 1 1、临时保藏：、临时保藏：接种到固体斜面培接种到固体斜面培养基，菌落长成后养基，菌落长成后置于置于44冰箱保存。冰箱保存。2 2、长期保存：、长期保存：甘油冷冻管藏法甘油冷冻管藏法48本
17、课题知识小结本课题知识小结:49四、课题成果评价四、课题成果评价 （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1 12 d2 d后无后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。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 如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基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求的；如果培养基上出现了其他菌落
18、，则说明是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，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。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 培养培养12 h12 h与与24 h24 h后的大肠杆菌菌落的大小会有明后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。良好的科学态度与习惯。50【典例解析典例
19、解析】例例1 1关微生物营养物质的叙述中，正确的关微生物营养物质的叙述中，正确的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。对于针对微生物的具体情况分析。对于A A、B B选项，它的表达是选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳
20、源可同时是氮源，如同时是氮源，如NH4HCO3NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于C C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；碳，可作为自养型微生物的碳源；NaHCO3NaHCO3，可作为自养，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而型微生物的碳源和无机盐；而NaClNaCl则只能提供无机盐。对则只能提供无机盐。对于于D D选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如选项，无机
21、氮源提供能量的情况还是存在的，如NH3NH3可可为硝化细菌提供能量和氮源。为硝化细菌提供能量和氮源。答案：答案：D51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答案：答案：B 解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。解析：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，因为发酵所用的菌种大多是单一说的是灭菌的目的，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微生物（杂菌），的纯种
22、，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；所以是正确的；B B是错误的，因为灭菌的目的是防止杂是错误的，因为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，而是消灭菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。全部微生物。C C是正确的，因为与发酵有关的所有设备是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把种的，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。所接菌种也杀死。52编号编号成分成分含量含量粉状硫粉状硫10g10g（
23、NHNH4 4）2 2SOSO4 40.4g0.4gK K2 2HPOHPO4 44.0g4.0gMgSOMgSO4 49.25g9.25gFeSOFeSO4 40.5g0.5gCaClCaCl2 20.5g0.5gHH2 2OO100ml100ml例例3 3右表是某微生物培右表是某微生物培养基成分，请据此回答：养基成分，请据此回答：（1 1）右表培养基可培养）右表培养基可培养的微生物类型的微生物类型是是 。（2 2）若不慎将过量）若不慎将过量NaClNaCl加入培养基中。加入培养基中。如不想浪费此培养基，如不想浪费此培养基，可再加入可再加入 .自养型微生物自养型微生物 含碳有机物含碳有机物
24、53（3 3）若除去成分，加入（）若除去成分，加入（CH2OCH2O），），该培养基可用于培养该培养基可用于培养 。（4 4）表中营养成分共有）表中营养成分共有 类。类。（5 5）不论何种培养基，在各种成分都）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是溶化后分装前，要进行的是 。（6 6）右表中各成分重量确定的原则）右表中各成分重量确定的原则是是 。（7 7）若右表培养基用于菌种鉴定，应）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分该增加的成分 。固氮微生物固氮微生物 3 调整调整pHpH 依微生物的生长需要确定依微生物的生长需要确定 琼脂（或凝固剂）琼脂（或凝固剂）54 了解有关微生物
25、及培养基的基础知识，了解有关微生物及培养基的基础知识，进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。一、课题目标：一、课题目标：掌握掌握培养基的制备培养基的制备、高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌和和平平板划线法板划线法等基本操作技术，熟练、规范地等基本操作技术，熟练、规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。进行无菌操作，成功地培养微生物。无菌技术的操作。无菌技术的操作。二、课题重点和难点：二、课题重点和难点：三、技能目标：三、技能目标：5556 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，左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的才能
26、用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？温度？答：答：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，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，就可感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。以进行倒平板了。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，防止瓶口的微生物答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。污染培养基。573.3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？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，这个平板基溅在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？还能用来培养微生物吗？为什么？答：答：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。，造成污染。答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之答：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间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。培养微生物。58
