高中生物選修一微生物的實驗室培養(yǎng)

關(guān)于高中生物選修一微生物的實驗室培養(yǎng)第一頁，共七十八頁，2022年，8月28日課題1微生物的實驗室培養(yǎng)專題2:微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用第二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第三頁，共七十八頁，2022年，8月28日一、基礎(chǔ)知識：（一）培養(yǎng)基

人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。（1）按物理狀態(tài)分：固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基。（2）按功能分：選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。（3）按成分分：天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。1.培養(yǎng)基的類型和用途第四頁，共七十八頁，2022年，8月28日固體培養(yǎng)基：（在培養(yǎng)液中加了瓊脂，一種凝固劑，在44度以下都呈凝固狀）用于菌種保存及分離、鑒定菌落、活菌計數(shù)等第五頁，共七十八頁，2022年，8月28日液體培養(yǎng)基：表面生長均勻混濁生長沉淀生長常用于發(fā)酵工業(yè)。第六頁，共七十八頁，2022年，8月28日選擇培養(yǎng)基:在培養(yǎng)基中加入某種化學物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進所需要的微生物的生長。加入青霉素的培養(yǎng)基:

分離酵母菌、霉菌等真菌加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基:

分離金黃色葡萄球菌不加氮源的無氮培養(yǎng)基:

分離固氮菌不加含碳有機物的無碳培養(yǎng)基:

分離自養(yǎng)型微生物鑒別培養(yǎng)基:根據(jù)微生物的代謝特點，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品配制而成，用以鑒別不同種類的微生物。例如，在培養(yǎng)基中加入伊紅和美藍，可以用來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(chǎn)物就與伊紅和美藍結(jié)合，使菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤。第七頁，共七十八頁，2022年，8月28日天然培養(yǎng)基有血清、血漿、和組織提取液（如雞胚和牛胚浸液）。優(yōu)點：營養(yǎng)成分豐富，培養(yǎng)效果好缺點：來源受限;成分復雜，影響對某些實驗產(chǎn)物的提取和實驗結(jié)果的分析;易發(fā)生支原體污染;

根據(jù)細胞生存所需物質(zhì)的種類和數(shù)量，用人工方法模擬合成的。合成培養(yǎng)基主要成分是氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽和其它一些輔助物質(zhì)。

優(yōu)點：標準化生產(chǎn)，組分和含量相對固定;成本低缺點：缺少某些成分，不能完全滿足體外細胞生長需要。合成培養(yǎng)基:天然培養(yǎng)基：第八頁，共七十八頁，2022年，8月28日3.不管哪種培養(yǎng)基，一般都含有水、碳源、和氮源、無機鹽、等營養(yǎng)物質(zhì)，

另外還需要滿足微生物生長的特殊要求：1）特殊營養(yǎng)物質(zhì)如:維生素、氨基酸、堿基等如培養(yǎng)乳酸桿菌時需要在培養(yǎng)基中添加維生素。第九頁，共七十八頁，2022年，8月28日營養(yǎng)物質(zhì)定義作用主要來源碳源凡能提供所需碳元素的物質(zhì)構(gòu)成生物體的細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機C源：CO2、碳酸鹽，只能被自養(yǎng)微生物利用有機C源：各種糖類，其次是有機酸、醇類、脂類和烴類化合物

第十頁，共七十八頁，2022年，8月28日營養(yǎng)物質(zhì)定義作用主要來源氮源凡能提供所需氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無機化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽有機化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等生長因子生長必不可少的微量有機物酶和核酸的組成成分維生素、氨基酸、堿基等第十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日第十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日2）pH細菌pH為：；放線菌pH為：；真菌pH為：。3）氧氣

培養(yǎng)厭氧微生物時則需要提供無氧條件另外還需要滿足微生物生長的特殊要求：第十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日二、無菌技術(shù)1.無菌技術(shù)的概念

無菌操作泛指在培養(yǎng)微生物的操作中，所有防止雜菌污染的方法。無論是隨后將要學到的倒平板、平板劃線操作，還是稀釋涂布平板法，其操作中的每一步都需要做到“無菌”，即防止雜菌污染。只有熟練、規(guī)范地進行無菌操作，才可能成功地培養(yǎng)微生物。第十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日芽孢有些細菌在一定的條件下，細胞里面形成一個橢圓形的休眠體，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，對干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強的抵抗力。例如，有的細菌的芽孢，煮沸3小時以后才死亡。芽孢又小又輕，可以隨風飄散。當環(huán)境適宜（如溫度、水分適宜）的時候，芽孢又可以萌發(fā)，形成一個細菌.第十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日孢子在生物體的一定部位產(chǎn)生一種特殊的生殖細胞叫孢子。孢子的特點是能直接長成新個體。第十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日比較項理化因素的作用強度消滅微生物的數(shù)量芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強烈全部微生物能消毒與滅菌的比較第十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日1、煮沸消毒法:100℃煮沸5-6min2、巴氏消毒法：70-75℃下煮30min或80℃下煮15min3、化學藥劑消毒法:用75%酒精、新潔爾滅等進行皮膚消毒;氯氣消毒水源4、紫外線消毒照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液可以加強消毒效果。(1)消毒的方法：3.常用的消毒與滅菌的方法第十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日1、灼燒滅菌接種環(huán)、接種針、試管口2、干熱滅菌：160-170℃下加熱1-2h。3、高壓蒸氣滅菌：100kPa、121℃下維持15-30min.(2)滅菌的方法：第十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日

最常用的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌，它可以殺滅所有的生物，包括最耐熱的某些微生物的休眠體，同時可以基本保持培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分不被破壞。有些玻璃器皿如吸管、培養(yǎng)皿和金屬用具等也可采用干熱滅菌。

培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)皿是由正反兩平面板互扣而成，這種器具是專為防止空氣中微生物的污染而設(shè)計的。

第二十頁，共七十八頁，2022年，8月28日1.無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，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。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（2）玻棒、試管、燒瓶和吸管（3）實驗操作者的雙手答：無菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。答：（1）、（2）需要滅菌；（3）需要消毒。旁欄思考第二十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日微生物實驗室培養(yǎng)的基本操作程序1、器具的滅菌2、培養(yǎng)基的配制3、培養(yǎng)基的滅菌4、倒平板5、微生物接種6、恒溫箱中培養(yǎng)7、菌種的保存第二十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日三、實驗操作(一)制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（用于培養(yǎng)細菌）第二十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日1．計算2．稱量3．溶化4．滅菌5．倒平板操作步驟(閱讀P16-17)第二十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日1.培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃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？問題討論答：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，就可以進行倒平板了。2.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。第二十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日3.平板冷凝后，為什么要將平板倒置？4.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)微生物嗎？為什么？答：平板冷凝后，皿蓋上會凝結(jié)水珠，將平板倒置，既可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，又可以避免培養(yǎng)基中的水分過快地揮發(fā)。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)微生物。第二十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日（二）純化大腸桿菌接種方法有：平板劃線法和稀釋涂布平板法

平板劃線法:通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)畫線的操作,將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面.

在數(shù)次畫線后,可以分離到由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體,這就是菌落.微生物的接種技術(shù)第二十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日菌落：單個或少數(shù)細菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時，就會形成一個肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細胞群體，叫做菌落。菌落是鑒定菌種的重要依據(jù)。第二十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日菌落細菌的菌落特征因種而異第二十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日霉菌的菌落特征因種而異菌落第三十頁，共七十八頁，2022年，8月28日平板劃線操作第三十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日第三十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日平板劃線時不能劃破培養(yǎng)基的原因(1)一旦劃破，會造成劃線不均勻，難以達到分離單菌落的目的；(2)存留在劃破處的單個細胞無法形成規(guī)矩的菌落，菌落會沿著劃破處生長，會形成一個條狀的菌落。第三十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日問題討論

1.為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？

答：操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時，接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細菌污染環(huán)境和感染操作者。第三十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日2.在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進行劃線？答：以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。3.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？答：劃線后，線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。第三十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日稀釋涂布平板法第三十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日涂布平板操作第三十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日問題討論

涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進行無菌操作？

應(yīng)從操作的各個細節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(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。第三十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日四、課題成果評價

培養(yǎng)12h與24h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同（一）培養(yǎng)基的制作是否合格如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1～2d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。（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，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第三十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日菌種的保存1、臨時保藏：接種到固體斜面培養(yǎng)基，菌落長成后置于4℃冰箱保存。2、長期保存：甘油冷凍管藏法第四十頁，共七十八頁，2022年，8月28日本課題知識小結(jié):第四十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日【典例解析】例1．關(guān)微生物營養(yǎng)物質(zhì)的敘述中，正確的A.是碳源的物質(zhì)不可能同時是氮源B.凡碳源都提供能量C.除水以外的無機物只提供無機鹽

D.無機氮源也能提供能量解析：不同的微生物，所需營養(yǎng)物質(zhì)有較大差別，要針對微生物的具體情況分析。對于A、B選項，它的表達是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同時是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同時是能源，如葡萄糖；有的碳源同時是氮源，也是能源，如蛋白胨。對于C選項，除水以外的無機物種類繁多，功能也多樣。如二氧化碳，可作為自養(yǎng)型微生物的碳源；NaHCO3，可作為自養(yǎng)型微生物的碳源和無機鹽；而NaCl則只能提供無機鹽。對于D選項，無機氮源提供能量的情況還是存在的，如NH3可為硝化細菌提供能量和氮源。答案：D第四十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日例2．下面對發(fā)酵工程中滅菌的理解不正確的是A.防止雜菌污染B.消滅雜菌C.培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須滅菌D.滅菌必須在接種前答案：B解析：滅菌是微生物發(fā)酵過程的一個重要環(huán)節(jié)。A說的是滅菌的目的，因為發(fā)酵所用的菌種大多是單一的純種，整個發(fā)酵過程不能混入其他微生物（雜菌），所以是正確的；B是錯誤的，因為滅菌的目的是防止雜菌污染，但實際操作中不可能只消滅雜菌，而是消滅全部微生物。C是正確的，因為與發(fā)酵有關(guān)的所有設(shè)備和物質(zhì)都要滅菌；發(fā)酵所用的微生物是滅菌后專門接種的，滅菌必須在接種前，如果接種后再滅菌就會把所接菌種也殺死。第四十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日編號成分含量①粉狀硫10g②（NH4）2SO40.4g③K2HPO44.0g④MgSO49.25g⑤FeSO40.5g⑥CaCl20.5g⑦H2O100ml例3．右表是某微生物培養(yǎng)基成分，請據(jù)此回答：（1）右表培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物類型是

。（2）若不慎將過量NaCl加入培養(yǎng)基中。如不想浪費此培養(yǎng)基，可再加入

.自養(yǎng)型微生物

含碳有機物

第四十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日（3）若除去成分②，加入（CH2O），該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)

。（4）表中營養(yǎng)成分共有

類。（5）不論何種培養(yǎng)基，在各種成分都溶化后分裝前，要進行的是

。（6）右表中各成分重量確定的原則是

。（7）若右表培養(yǎng)基用于菌種鑒定，應(yīng)該增加的成分是

。固氮微生物

3調(diào)整pH

依微生物的生長需要確定

瓊脂（或凝固劑）

第四十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日下課了第四十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日代謝類型基本碳源能源藍藻硝化細菌圓褐固氮菌乳酸菌酵母菌紅螺菌兼性營養(yǎng)型CO2與簡單有機物光光能自養(yǎng)需氧型化能自養(yǎng)需氧型化能異養(yǎng)需氧型化能異養(yǎng)厭氧型化能異養(yǎng)兼性型CO2CO2糖類是最重要的碳源，尤其是葡萄糖光NH4+有機物微生物的營養(yǎng)類型第四十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日4、微生物的五種營養(yǎng)要素碳源（carbonsource）

氮源（nitrogensource）

生長因子（growthfactor）

無機鹽（mineralsalts）

水（wahtor）

Cncnc-micro第四十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日凡能為微生物提供生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)都稱為碳源。Cncnc-micro碳源第四十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日C素構(gòu)成細胞及代謝產(chǎn)物的骨架C素是大多數(shù)微生物代謝所需的能量來源自養(yǎng)微生物以二氧化碳或碳酸鹽為惟一碳源進行代謝生長；異養(yǎng)微生物必須以有機物作為碳源進行代謝生長。碳源是異養(yǎng)微生物的主要能源物質(zhì)。碳源功能第五十頁，共七十八頁，2022年，8月28日無機C源：CO2、碳酸鹽，只能被自養(yǎng)微生物利用有機C源：各種糖類，其次是有機酸、醇類、脂類和烴類化合物碳源種類Cncnc-micro第五十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日

凡是能為微生物提供所需氮元素的營養(yǎng)物質(zhì)都稱為氮源。氮源(nitroginsource)Cncnc-micro第五十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日

為微生物提供合成細胞物質(zhì)代謝產(chǎn)物的原料對許多微生物來說，既可利用無機態(tài)氮，也可利用有機態(tài)氮。

固氮微生物可以利用氮氣作為氮源進行生長。某些種類的氮源也能為微生物提供能量，如NH3既是硝化細菌的氮源又是能源，含C、H、O、N的蛋白質(zhì)等也能為微生物提供能量。氮源功能Cncnc-micro第五十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日分子態(tài)氮：固氮微生物以分子氮為唯一氮源無機態(tài)氮：硝酸鹽、銨鹽幾乎所有微生物能利用有機態(tài)氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物

a實驗室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源

b生產(chǎn)用玉米漿、豆餅、葵花餅、花生餅等氮源種類Cncnc-micro第五十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日

構(gòu)成微生物細胞的組成成分調(diào)解微生物細胞的滲透壓，PH值和氧化還原電位有些無機鹽如S、Fe還可做為自養(yǎng)微生物的能源構(gòu)成酶活性基的組成成分，維持酶活性。Mg、Ca、K是多種酶的激活劑無機鹽（mineralsalts）

無機鹽功能Cncnc-micro第五十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日

構(gòu)成微生物細胞以C、H、O、N、P、S六種元素為主，約占細胞干重的95％以上；

Ca、K、Mg、Fe為大量元素，以無機鹽陽離子形式被吸收，配培養(yǎng)基要加磷酸鹽、硫酸鹽。

Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素，在微生物培養(yǎng)中有0.1PPM就可以了，自來水原料中已夠用，不需另加。無機鹽種類Cncnc-micro第五十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日

微生物生長不可缺少的微量有機物質(zhì)叫生長因子。維生素氨基酸堿基Cncnc-micro生長因子第五十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日

有的微生物自己不能合成維生素，需要外加，主要是B族維生素、硫胺素、葉酸、泛酸、核黃素等，如生產(chǎn)味精需加生物素（是B族中的一種即VH）。維生素Cncnc-micro第五十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日

有些微生物自己不能合成某種氨基酸，必須給予補充，如賴AA發(fā)酵所用的黃色短桿菌不能合成環(huán)絲AA，為環(huán)絲AA缺陷型菌株，在培養(yǎng)基中必須添加含環(huán)絲AA的氮源。如豆餅水解液或毛發(fā)水解液等。氨基酸Cncnc-micro第五十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日

嘧啶和嘌呤是核酸和輔酶的重要組分，是許多微生物必須的生長因素。有些微生物不僅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能將補充的嘧啶和嘌呤結(jié)合在核苷酸上，還必須供給核苷酸，有的菌需補充卟啉或其衍生物，還有的菌需供給（低碳）脂肪酸等。堿基Cncnc-micro第六十頁，共七十八頁，2022年，8月28日水Cncnc-micro

是細胞中生化反應(yīng)的良好介質(zhì)；營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里，才能被吸收或排出體（細胞）外。水的比熱高，能有效的吸收代謝過程中放出的熱量，不致使細胞的溫度驟然上升。維持細胞的膨壓（控制細胞形態(tài)）。第六十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日碳源、氮源、生長因子的比較來源常用原料功能碳源CO2、NaHCO3、糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等糖類構(gòu)成細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些還是異養(yǎng)做生物的主要能源物質(zhì)氮源N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽、尿素、牛肉膏和蛋白胨等銨鹽、硝酸鹽等合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物生長因子維生素、氨基酸、堿基酶、核酸等的組成成分第六十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日特點：結(jié)構(gòu)都相當簡單,個體多數(shù)十分微小.通常要用光學顯微鏡或電子顯微鏡才能看到，有的甚至沒有細胞結(jié)構(gòu).且體內(nèi)一般不含有葉綠素.不能進行光合作用.微生物包括哪五類：病毒細菌放線菌真菌原生生物原核生物界原生生物界真菌界病毒界一、基礎(chǔ)知識：

(一)微生物：是一切肉