課題1微生物的實驗室培養(yǎng)(用)

1、專題專題2 2 微生物的培養(yǎng)與應用微生物的培養(yǎng)與應用課題課題1 微生物的實驗室培養(yǎng)微生物的實驗室培養(yǎng)到目前為止，到目前為止， 幾十項幾十項Nobel生理學和醫(yī)學獎，化學獎生理學和醫(yī)學獎，化學獎 都與微生物學有關都與微生物學有關1、微生物的概念：是指、微生物的概念：是指形體微小形體微小、結構簡單，結構簡單，借助借助顯微鏡顯微鏡才能看到的生物。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、類群：、類群：一、微生物的簡介一、微生物的簡介細菌、藍藻、放線菌、支原體等細菌、藍藻、放線菌、支原體等酵母菌、霉菌、大型食用菌等酵母菌、霉菌、大型食用菌等變形蟲、草履蟲等

2、變形蟲、草履蟲等HIV、噬菌體、煙草花葉病毒、噬菌體、煙草花葉病毒、SARS細菌細菌芽孢芽孢某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內形成的一個形成的一個圓形或橢圓形，厚壁，含水量圓形或橢圓形，厚壁，含水量低，抗逆性強的休眠體低，抗逆性強的休眠體構造，稱為芽孢。構造，稱為芽孢。 芽孢最主要的特點就是芽孢最主要的特點就是抗性強，對抗性強，對高溫、紫外高溫、紫外線、干燥、電離輻射線、干燥、電離輻射和和很多有毒的化學物都有很多有毒的化學物都有很強的抗性。很強的抗性。 整個生物界中抗逆性最強的生命體，在抗熱，抗化學藥物和抗輻射等方面，十分突出。例如，肉毒梭菌的芽胞在沸水中要經(jīng)

3、過5至9.5h才被殺死；巨大芽胞桿菌芽胞的抗輻射能力比E.coli細胞要強36倍。芽胞的休眠能力更為突出，在常規(guī)條件下，一般可以保持幾年至幾十年而不死。據(jù)文獻記載，有點芽胞甚至可以休眠數(shù)百至數(shù)千年，最極端的例子是在美國的一塊有2500萬4000萬年歷史的琥珀，至今從其中蜜蜂腸道內還可以分離到有生命的芽胞。細菌芽孢特點細菌芽孢特點1 1、結構：、結構：單細胞原核單細胞原核分支狀的菌絲（基內菌絲、氣生菌絲）分支狀的菌絲（基內菌絲、氣生菌絲）鏈霉素、土霉素、四環(huán)素、鏈霉素、土霉素、四環(huán)素、氯霉素、紅霉素、慶大霉素氯霉素、紅霉素、慶大霉素 微生物中發(fā)現(xiàn)了幾千種抗生素，其中微生物中發(fā)現(xiàn)了幾千種抗生素，其

4、中2/32/3是是由放線菌產生的由放線菌產生的 應用應用: :朊病毒（蛋白質病毒）如圖是酵母菌電子顯微如圖是酵母菌電子顯微鏡下的形態(tài)結構鏡下的形態(tài)結構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、培養(yǎng)基二、培養(yǎng)基1、培養(yǎng)基的概念、培養(yǎng)基的概念(medium)培養(yǎng)基是人工配制的適合微生物生長繁殖或積培養(yǎng)基是人工配制的適合微生物生長繁殖或積累代謝產物的累代謝產物的營養(yǎng)基質營養(yǎng)基質。2、類型：、類型：按物按物理性理性質分質分固體固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基半固體半固體培養(yǎng)基：培養(yǎng)基：液體液體培養(yǎng)基：培養(yǎng)基：用于微生物的分離、計數(shù)：用于微生物的分離、計數(shù)用于觀察微生物的運動、

5、保藏菌種用于觀察微生物的運動、保藏菌種主要用于工業(yè)生產（比較容易更新）主要用于工業(yè)生產（比較容易更新） 按照用途劃分按照用途劃分鑒別鑒別培養(yǎng)基培養(yǎng)基大腸桿菌呈大腸桿菌呈 深紫色帶有金屬光澤的菌落深紫色帶有金屬光澤的菌落選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基加入加入青霉素青霉素的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基: : 分離分離酵母菌、霉菌等真菌酵母菌、霉菌等真菌加入加入高濃度食鹽高濃度食鹽的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基: : 分離金黃色葡萄球菌分離金黃色葡萄球菌不加氮源不加氮源的無氮培養(yǎng)基的無氮培養(yǎng)基: : 分離固氮菌分離固氮菌不加含碳不加含碳有機物的無碳培養(yǎng)基有機物的無碳培養(yǎng)基: : 分離自養(yǎng)型微生物分離自養(yǎng)型微生物加入四環(huán)素、卡那霉素等抗生

6、素的培養(yǎng)基加入四環(huán)素、卡那霉素等抗生素的培養(yǎng)基: : 分離導入了目的基因的受體細胞分離導入了目的基因的受體細胞按照用途劃分按照用途劃分3、培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)基的成分任何培養(yǎng)基中均需含有微生物所必需的任何培養(yǎng)基中均需含有微生物所必需的碳源碳源、氮源氮源、無機鹽無機鹽、水水和和生長因子生長因子，但不同營養(yǎng)，但不同營養(yǎng)類型、不同種類的微生物對營養(yǎng)元素的要求類型、不同種類的微生物對營養(yǎng)元素的要求又有很大差異。又有很大差異。 閱讀課本閱讀課本P15頁表格，結合頁表格，結合P83附錄附錄3中不同中不同培養(yǎng)基配方，考慮不同培養(yǎng)基有哪些相同的培養(yǎng)基配方，考慮不同培養(yǎng)基有哪些相同的營養(yǎng)元素？有何作用？請舉例說明

7、。營養(yǎng)元素？有何作用？請舉例說明。碳源碳源：（能源）凡是能為微生物提供生長所：（能源）凡是能為微生物提供生長所需碳元素的營養(yǎng)物質，就叫碳源。如需碳元素的營養(yǎng)物質，就叫碳源。如CO2、糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源氮源：凡是能為微生物提供生長所需氮元素：凡是能為微生物提供生長所需氮元素的營養(yǎng)物質，就叫氮源。如的營養(yǎng)物質，就叫氮源。如 N2、氨、銨鹽、氨、銨鹽、硝酸鹽、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。硝酸鹽、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。生長因子生長因子：微生物生長不可缺少的微量有：微生物生長不可缺少的微量有機物就叫生長因子。常由酵母膏、肝浸出機物就叫生長因子。常由酵母膏、肝浸

8、出液等提供。許多天然成分的原料如牛肉膏、液等提供。許多天然成分的原料如牛肉膏、麥芽汁、玉米粉、豆芽汁等，含有各種無麥芽汁、玉米粉、豆芽汁等，含有各種無機元素和生長因子，不需另外添加。機元素和生長因子，不需另外添加。 4、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)條件溫度溫度：絕大多數(shù)微生物的最適生長溫度為：絕大多數(shù)微生物的最適生長溫度為2537PH：每種微生物的最適：每種微生物的最適PH不同，如多數(shù)細菌的最適不同，如多數(shù)細菌的最適PH為為6.57.5，真菌的最適，真菌的最適PH為為5.06.0氧氧：需氧型微生物：絕大多數(shù)微生物：需氧型微生物：絕大多數(shù)微生物 厭氧型微生物：鏈球菌、乳酸菌等厭氧型微生物：鏈球菌、乳酸菌等 兼

9、性厭氧型微生物：酵母菌兼性厭氧型微生物：酵母菌影響微生物生長的因素有哪些？影響微生物生長的因素有哪些？例關于微生物營養(yǎng)物質的敘述例關于微生物營養(yǎng)物質的敘述中，正確的是中，正確的是A A、是碳源的物質不可能同時是氮源、是碳源的物質不可能同時是氮源 B B、凡碳源都提供能量、凡碳源都提供能量C C、除水以外的無機物只提供無機鹽、除水以外的無機物只提供無機鹽 DD、無機氮源也能提供能量、無機氮源也能提供能量D酒怎么變酸了？酒怎么變酸了？19世紀，釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟中占有重要地位世紀，釀酒業(yè)在歐洲經(jīng)濟中占有重要地位防止外來雜菌入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物防止外來雜菌入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物消毒和滅菌的區(qū)別是什么

10、？消毒和滅菌的區(qū)別是什么？三、無菌技術三、無菌技術滅菌：指用滅菌：指用強烈強烈的理化因素殺死物體內外的理化因素殺死物體內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：使用較溫和較溫和的物理或化學方法殺死物體的物理或化學方法殺死物體表表面面或或內部內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）。高壓蒸汽滅菌法高壓蒸汽滅菌法器具：器具：條件：條件：適用范圍：適用范圍：高壓蒸汽滅菌鍋高壓蒸汽滅菌鍋培養(yǎng)基、無菌水、培培養(yǎng)基、無菌水、培養(yǎng)皿、試管等養(yǎng)皿、試管等常見的滅菌技術常見的滅菌技術100KPa 121 1530min排氣閥排氣閥安全閥安全閥壓

11、力表壓力表干熱滅菌法干熱滅菌法器具：器具： 條件：條件： 適用范圍：適用范圍：干熱滅菌箱干熱滅菌箱玻璃器皿等玻璃器皿等160170 12h灼燒法：灼燒法：器具：器具： 條件：條件： 適用范圍：適用范圍：酒精燈酒精燈接種環(huán)、試管口接種環(huán)、試管口涂布器涂布器燒至暗紅燒至暗紅接種環(huán)燒至暗紅接種環(huán)燒至暗紅（2）消毒的方法）消毒的方法殺死環(huán)境中的病原微生物殺死環(huán)境中的病原微生物煮沸消毒法：煮沸消毒法：適用范圍：適用范圍：培養(yǎng)皿、餐具培養(yǎng)皿、餐具100煮沸煮沸56min條件：條件：巴巴斯斯德德的的鵝鵝頸頸瓶瓶實實驗驗巴氏消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法：巴氏消毒法：適用范圍：適用范圍：牛奶的消毒牛奶的消毒酒精消

12、毒法酒精消毒法：適用范圍：適用范圍：實驗者的手臂、實驗臺實驗者的手臂、實驗臺條件：條件：80中中15min或或7075中中30min75%的酒精的酒精條件：條件：紫外線消毒法：紫外線消毒法：適用范圍：適用范圍：用紫外線照射用紫外線照射30min接種室內空氣、接種箱、超凈工作臺接種室內空氣、接種箱、超凈工作臺超凈工作臺超凈工作臺接種箱接種箱條件：條件：無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。無菌技術還能有效避免操作者自身被微生物感染。（1）、（）、（2）需要滅菌；（）需要滅菌；（3）需要消毒。）需要消毒。1.無菌技術除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外無菌技術除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外

13、來微生物污染外，還有什么目的？來微生物污染外，還有什么目的？ 2.請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。如果需要，請選擇合適的方法。（1） 培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿（2） 玻棒、試管、燒瓶和吸管玻棒、試管、燒瓶和吸管（3） 實驗操作者的雙手實驗操作者的雙手思考：思考：3、在實驗室能吃東西嗎？為什么？實驗使用后的培養(yǎng)、在實驗室能吃東西嗎？為什么？實驗使用后的培養(yǎng)基應當怎樣處理？基應當怎樣處理？例題下面對發(fā)酵工程中滅菌例題下面對發(fā)酵工程中滅菌的理解的理解的是的是A A、防止雜菌污染、防止雜菌污染

14、B B、消滅雜菌、消滅雜菌C C、培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須滅、培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須滅菌菌 D D、滅菌必須在接種前、滅菌必須在接種前B四、實驗操作四、實驗操作實驗目的：實驗目的：用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基進行用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基進行大腸桿菌的純化培養(yǎng)大腸桿菌的純化培養(yǎng)（一）制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（一）制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基1.1.計算計算 2.2.稱量稱量 3.3.溶化溶化4.4.滅菌滅菌 5.5.倒平板倒平板操作步驟：操作步驟：計算：計算：計算計算100mL牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構成牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構成0.5g1.0g0.5g2.0g培養(yǎng)基組分培養(yǎng)基組分用量用量牛肉膏牛肉膏 蛋白

15、胨蛋白胨NaCl 瓊脂瓊脂1.1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50 50 左右時，才能左右時，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度？用來倒平板。你用什么辦法來估計培養(yǎng)基的溫度？答：答：可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時，就可以進行倒平板了。平板了。2.2.為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。答：通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。討論：討論：3.3.平板冷凝后，為什么要將

16、平板倒置？平板冷凝后，為什么要將平板倒置？4.4.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？微生物嗎？為什么？答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的答：空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。微生物。斜面培養(yǎng)基斜面培養(yǎng)基單菌落（二）純化大腸桿菌（二）純化大腸桿菌（二）純化大腸桿菌（二）純化大腸桿菌斜面接種斜面接種穿刺接種穿刺接種常見接種方法：常見接種方法：劃線接種劃線接種

17、涂布器涂布器稀釋涂布平板法稀釋涂布平板法稀釋涂布平板法稀釋涂布平板法1.1.為什么在操作的為什么在操作的第一步第一步以及以及每次劃線之前每次劃線之前都都要灼燒接種環(huán)？在劃線要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結束操作結束時，仍然需要時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？灼燒接種環(huán)嗎？為什么？討論：討論：第一步：第一步：避免接種環(huán)上原來可能存在的微生物污染培養(yǎng)物避免接種環(huán)上原來可能存在的微生物污染培養(yǎng)物每次劃線前：每次劃線前：殺死上次接種環(huán)上殘留的菌種殺死上次接種環(huán)上殘留的菌種操作結束：操作結束：殺死殘留菌種，避免細菌污染環(huán)境和操作者殺死殘留菌種，避免細菌污染環(huán)境和操作者2.2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷

18、卻后再在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線？進行劃線？以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。3.3.在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么在作第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？總是從上一次劃線的末端開始劃線？能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到單菌落。少，最終能得到單菌落。接種完后要用記號筆在培養(yǎng)皿的側面上寫上日期和姓名接種完后要用記號筆在培養(yǎng)皿的側面上寫上日期和姓名涂布分離法涂布分離法:應從操作的各個細節(jié)保證應從操作的各個細節(jié)保證“無菌無菌”。例如，酒。例如，酒精燈與培養(yǎng)

19、皿的距離要合適、吸管頭不要接觸精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍等等任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍等等. .五、結果分析與評價五、結果分析與評價 培養(yǎng)培養(yǎng)12h12h與與24h24h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同（一）培養(yǎng)基的制作是否合格（一）培養(yǎng)基的制作是否合格如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫12d后無菌落生后無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的，否則需要重新制備。（二）接種操作是否符合無菌要求（二）接種操作是否符合無菌要求如果培養(yǎng)基上生長的菌落的顏色、形狀大小基本一致，如果培養(yǎng)基上生長的菌落的顏色、形狀大小基本一致，并符合大腸桿菌菌落的特點，則說明接種操作是符合要并符合大腸桿菌菌落的特點，則說明接種操作是符合要求的；如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落，則說明接種過程求的；如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落，則說明接種過程中，無菌操作還未達到要求，需要分析原因，再次練習。中，無菌操作還未達到要求，需要分析原因，再次練習。（三）是否進行了及時細致的觀察與記錄（三）是否進行了及時細致的觀察與記錄1 1、臨時保藏：接種到固、臨時保藏：接種到固體斜面培養(yǎng)基，菌落長體斜面培養(yǎng)基，菌落長成后置于成后置于44冰箱保