微生物的营养ppt课件.ppt

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1、细菌的茁壮成长， 需要营养丰富的培养基,水、无机盐、维生素、糖类、脂类、蛋白质和膳食纤维,水、无机盐、碳源、氮源和生长因子,营养物质：营养：（注意区别营养物质和营养的含义）,从含义、种类、作用等方面认识微生物所需的5大类营养物质。,微生物们需要吃什么？他们的“食物”和我们的一样吗？不同的微生物“食性”相同吗？怎么给微生物“做饭”呢？ ,能够满足生物生长、繁殖等生命活动所需要的物质。,生物获得和利用营养物质的过程。,微生物需要的营养物质碳源,含义：种类：作用：说明：,为微生物提供碳素来源的物质,无机碳：CO2、HCO3-有机碳：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等有机化合物,成为微生物自身的结构物

2、质和代谢产物有机碳可作为异养微生物的能源物质,自养、异养微生物培养基最主要的区别。自养微生物以CO2作为碳源，但CO2不能作为其能源 物质。能源应是光能或物质氧化过程释放的化学能。微生物对碳源的需要量最大。当环境中缺少碳源时， 氨基酸等可作为碳源利用。,含义：种类：作用：说明：,微生物需要的营养物质氮源,为微生物提供氮素来源的物质,无机氮：分子氮N2、氨NH3、铵盐NH4+、硝酸盐NO3-等有机氮：蛋白质及其不同程度的降解产物（蛋白胨、 氨基酸为主）、嘌呤、嘧啶、尿素、胺等,主要用于合成细胞中的蛋白质、核酸等含氮物质,固氮微生物才能利用N2大分子蛋白质难以进入细胞，一些微生物能分泌 蛋白酶降解

3、蛋白质，然后再吸收。氮源一般不作为能源物质，但如NH4+对于硝化细菌 既是氮源也是能源物质。,固氮微生物能合成固氮酶,微生物需要的营养物质生长因子,含义：种类：作用：说明：,微生物生长和代谢所必需的，但其自身不能合成或合成量不足的有机物。,不能合成生长因子对应于某种营养缺陷型,维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶,一般是酶和核酸的基本成分,自养微生物和某些异养微生物（如大肠杆菌） 的培养基中可以不加生长因子（唯一一类微生物 可以不从环境中获取的物质），但大部分异养 微生物需要。培养基中若已加入酵母浸膏、牛肉浸膏或植物 组织提取液等天然物质，则不需要加生长因子。,微生物需要的营养物质无机盐,种类：作用：说

4、明：,磷酸盐PO43-、硫酸盐SO42-、氯化物Cl-、含Na、K、Ca、Mg等元素的化合物、Zn、Mn、Mo、Fe、Cu等微量元素,一些无机盐可作为酶的辅助因子参与调节渗透压平衡,氨NH3、铵盐NH4+、硝酸盐NO3-是氮源， 不作为无机盐一些化合物既是氮源又是无机盐， 如KNO3、(NH4)2SO4等天然有机物、自来水中往往含有微量元素， 一般不需要特别加入（配置培养基时用自来水）。,微生物的营养类型,微生物营养类型的分类依据,微生物的营养类型,备注： CO2肯定不是能源；碳源不一定是能源物质；能源也不一定是碳源。 已知的致病菌都属于化能异养型； 不同营养类型之间的界限并非绝对自养型微生物

5、也并非不能 利用有机物进行生长；某些微生物能随环境条件改变而改变代谢 类型，提高了适应能力（如：红螺细菌）。,培养基,1、含义：2、配制培养基的基本原则：3、培养基的类型：,人工配制的，适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。,选择适宜的营养物质营养物的浓度及配比合适物理、化学条件适宜（如：pH等）配制后需要严格灭菌精心设计、试验比较、 经济节约等,思考：说出培养基中可以不加 C源、N源、生长因子的 微生物分别有哪些？ 病毒培养的基础？,灭菌和消毒的区别；灭菌的目的、原理和衡量指标高压灭菌的具体条件。,按功能分：通用培养基、选择培养基、鉴别培养基按物理形态分：固体培养基、液体培养基、半固

6、体培养基,它们的含义、作用、实例,根据形态分：液体培养基豆芽汁或麦芽汁蔗糖培养基固体培养基加入琼脂,（1）琼脂在85 融化，从32 至40 凝固。（2）营养物质少，不含生长抑制物质,培养基,利用选择培养基分离微生物的两大思路 投其所好、取其所抗。,无论是哪种选择培养基，都必须允许特定微生物的生长，同时抑制或阻止其他微生物的生长（包括通过竞争而间接抑制）。对目标菌株：促进(+)或0；对其他杂菌：抑制(-)或0【若为抑制，则可直接分离；若为0，则需进一步划线或稀释分离】,下表示培养基AD组成，含量为每升培养基中该成分的克数。,（1）表中各培养基成分确定的基本原则是所培养微生物对营养物质的需求。A培

7、养基适合于培养氧化硫硫杆菌，该菌的同化作用类型是（化能）自养型，其碳源是空气中的CO2。【从同化作用类型看，适合于培养某种化能自养型微生物的培养基编号是A，判断依据是培养基中不含有机物，S提供能源。】B培养基中，提供能源的物质是葡萄糖，磷酸二氢铵作为氮源和无机盐提供营养物质。（2）若用A培养基培养硝化细菌，则需对营养物质进行的调整是去除S。若以A培养基培养蓝细菌，则还需要以光照提供能源。B培养基适合培养的微生物是大肠杆菌（举一例），因为培养基中不含生长因子。,3）从用途看，C培养基称为？ ，若用其鉴别自来水中的大肠杆菌是否超标，至少还要加入？ ，如果出现？ 菌落，则说明有大肠杆菌存在。D培养基

8、可用于分离？ ，因为？ 。,微生物的培养技术,培养基的配制： 接种： 培养：观察、比较、记录： 镜检 纯化,点燃酒精灯于火焰旁打开菌种试管，灼烧瓶口接种环灼烧灭菌、冷却划线法或稀释涂布平板法接种,倒置培养皿合适温度、氧气等环境条件下培养一定时间,称取溶解加琼脂熔化定容调节pH分装包扎高压灭菌制平板无菌检查,菌落特征,实验1.2 ,实验1.3 ,配制培养基溶液： 称取 溶解（用自来水溶解；牛肉膏用烧杯称量、加水加热溶解） 加入琼脂（需剪成小段，有时需脱氮；溶液沸腾后加入） 熔化（加热熔化琼脂；不断搅拌，防止烧焦） 定容（热水定容，防止琼脂凝固，补充以蒸汽形式失去的水） 调节pH（调节至7.27.

9、4） 高压灭菌 分装（趁热；不能沾在瓶口） 包扎（可加棉塞，防污染能通气；两层牛皮纸包扎） 高压灭菌（1.05kg/cm2 、 121 、 1530min； 培养皿也需一起灭菌）制平板（50时倾倒，防止琼脂凝固；无菌操作； 倒置干燥，去除冷凝水） 无菌检查（37恒温箱中培养35d）,微生物的培养技术培养基的配制（实验1.2）,无菌操作的主要设备 ,注意不同材料不同的消毒、灭菌方法,微生物的培养技术微生物的接种、培养和观察（实验1.3）,接种前的准备： 无菌实验室消毒（紫外灯照射） 将菌种和接种工具置于启动的超净工作台510min 双手消毒 点燃酒精灯 接种： 接种方法1：划线法 接种方法2：稀

10、释涂布平板法培养： 倒置培养皿（防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上， 污染培养基。） 37培养23d（需要用一个未接种的平板作为空白对照， 以确定培养基是否被污染。)观察、比较、记录：菌落特征,抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）,1）【分组编号】 3个培养皿用稀释涂布平板法分别接种3种菌，各皿底编号 15。（用记号笔在培养皿皿底标记，如编号、实验内容、 接种人和日期等）2）【施加处理】 在各培养基表面放置沥干的浸过不同浓度青霉素的圆纸片 37恒温箱中倒置培养23天。3）【捕获结果】 在培养皿底部 用直尺测量每 个圆纸片周围 清晰区的宽度 （直径），并 记录。,不同浓度青霉素对3种细菌的抑制

11、作用,等大、质地相同，浸润溶液后须沥干。,排除圆纸片对细菌生长的影响,抑菌圈的测量：1、抑菌圈测量是微生物分析的经典方法。它是利用抑菌物质在 涂布特定试验菌的琼脂培养基内成球形立体状扩散，从而抑 制试验菌的繁殖，在抑菌物质周围形成的透明圈，即抑菌圈。2、抑菌圈越大说明该细菌对此抑菌物质敏感性越大，反之越小。,3、抑菌圈测量广泛应用于 抗生素的效价测定； 新药的筛选； 植物抑菌活性的筛选研究；,抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）,不打开培养皿盖。测量抑菌圈的宽度时应该在培养皿底部用直尺测量。列数据记录表：,观察与测量抑菌圈时的要求：,抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）,抗生素抑菌的实验旨

12、在强调环境因素影响微生物的生长。它可以与免疫、传染病、菌群耐药性和基因工程等内容进行整合，到目前为止，基于抗生素抑菌实验的这方面综合题很少，要关注。,1、比较不同种类的抗生素 对某种菌的抑制作用 【比较抑菌圈直径】,2、抗生素的抗菌谱试验 【比较距离】,抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）,对本实验的拓展：,3、抗药性大小的测定 【比较菌落生长状况】,END,就大肠杆菌回答相关问题。（1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度 、酸碱度 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养 、生活周期短等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。 （2）在微生物

13、培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌 （消毒、灭菌）；操作者的双手需要进行清洗和消毒；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构 （3）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的比例合适。 （4）通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定(或分类) （5）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生.,倒平板的操作

14、示意图,通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。,防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。,无菌操作的主要设备,左上：超净工作台，利用空气洁净技术 使一定操作区内的空间达到相对 的无尘、无菌状态。 ；左下：工作人员在超净工作台上操作；右上：高压灭菌锅，电脑控制面板。,微生物接种方法1：划线法,微生物接种方法1：划线法,1）烧菌种试管管口（杀灭管口杂菌），并置管口于火焰附近。2）灼烧接种环，并冷却。3）刮取少许菌苔（菌苔是指连成一片的菌落）。4）在平板表面划线涂布,划线程序（3个方向，交叉，稀释）,接种环在平板表面划线,金黄色葡萄球菌在琼脂平板上划线分离培养后的金黄色菌落,3个方向上划线；每次转

15、培养皿时，接种环要与前一次的划线交叉一次；随着不断划线，接种物被逐渐稀释到单个细菌。,菌落,菌落是单个微生物或孢子在适宜固体培养基上生长繁殖到一定程度形成肉眼可见、有一定形态结构的子细胞生长群体。各种微生物在一定条件下形成的菌落特征（如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等）具有一定的稳定性，是鉴定菌种的重要依据。菌落特征与微生物的菌体形态结构特征密切相关。细菌、酵母菌不形成菌丝，其菌落仅生长在固体培养基表面，可用接种工具将其全部挑起，即与培养基结合不紧密；而放线菌、霉菌的菌体大多分化为营养菌丝与繁殖菌丝，其营养菌丝深入培养基中吸取营养，故具有与培养基结合较紧，不易挑起等特征。,大肠杆菌菌落,枯

16、草杆菌菌落,微生物接种方法2：稀释涂布平板法,微生物接种方法2：稀释涂布平板法,稀释涂布平板法可用于统计菌落数目：统计菌落数目的理论依据是：当样品稀释度足够高时，培养基表面生长的 一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。 因此，恰当的稀释度是准确统计菌落数目的关键。必须设置重复组（至少涂布3个平板），以增强说服力和准确性。如果3个重复，其中一个数值与另两个相差太远，说明操作过程可能出现 错误，不能用3个数值的平均数作为结果。需要重新实验。,补充：活菌计数【稀释涂布平板法统计菌落数】,（1）理论依据：当样品稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。 （因此，恰当的稀释度

17、是成功统计菌落数目的关键。）（2）必须设置重复（至少涂布3个平板），以增强说服力和准确性。如果只涂布一个平板，结果不具有说服力。（3）计算：每毫升原菌液活菌数=同一稀释度3个以上重复平皿菌落平均数稀释倍数【若接种时不是1ml，如0.2ml,则还要5 】误差：由于两个或多个细胞连在一起时只能看到一个菌落，因此菌落数比实际活菌数要低！,稀释涂布平板法可用于活菌计数（统计菌落数）,每毫升原菌液活菌数=同一稀释度三个以上重复平皿菌落平均数稀释倍数【若接种时不是1ml，如0.2ml,则还要5 】由于两个或多个细胞连在一起时只能看到一个菌落，因此菌落数比实际活菌数要低！,如果几皿中的一皿与其他皿相差太远，

18、说明操作有误，须重新实验。,此外，需要用不加土样的选择培养基作为空白对照，以说明选择培养基是否被污染。,已知：选择菌落数在30300之间的平板进行计数。若未出现这样的结果，说明稀释不成功。,若上图两管中一是无菌水，一是土壤浸出液，则针对滤纸条的变化你会提出怎样的假设？如何检验你的假设？,纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，土壤中的某些微生物因为能够分泌纤维素酶而被用于服装面料的处理和秸秆转化以生产酒精等。请就土壤中的纤维素分解菌的分离与计数实验分析回答：（1）原理： 纤维素分解菌分泌纤维素酶，纤维素酶催化纤维素水解， 最终生成葡萄糖。刚果红（简称CR）染料能与多糖形成 红色复合物，但不和葡萄

19、糖发生此反应； 含有刚果红和纤维素的培养基上生长的纤维素分解菌 菌落周围出现透明圈。（2）仪器和试剂： 纤维素分解菌的选择培养基（以纤维素作为唯一碳源的 液体培养基）、鉴别用的平板（含有纤维素和CR染料的 固体培养基），各种无菌操作仪器等。,微生物接种方法2：稀释涂布平板法,（3）实验方法与步骤（如图）： 土壤取样：选取腐殖土10g。 培养基配制：教师提供选择培养基，学生自配鉴别用的平板。 选择培养：在无菌条件下将土样加入装有30ml选择培养基的摇 瓶中，30下振荡培养2d，至培养基浑浊。 样品稀释：取菌液按照上图进行等比梯度稀释，稀释最大倍数 至106。,（3）实验方法与步骤（如图）： 土壤

20、取样：培养基配制：选择培养：样品稀释： 接种培养：将稀释104106倍的稀释液各取0.1ml滴加在平板 培养基（鉴别用）上用无菌玻璃刮铲涂匀，在30下倒置培 养，至菌落长出，每个稀释度下需涂布3个平板。,（4）结果与分析： 选择培养的第2天，培养液出现浑浊，这说明 。 选择培养的目的是 。如果选取多年积累的枯枝败叶， 一般无须进行选择培养，因为_。 如果图中稀释105倍的3个平板上的菌落数分别为48、52、50 个，则每毫升原菌液活菌数 个，这一数值比实际活菌数 要 （高/低），因为 。若同学A从上图稀释105倍 的培养基中筛选出150个菌落，远高于其他同学的结果，则 可能的原因之一是 。请你

21、通过设置对照来确定 该原因_。 有同学提出：虽然用符合要求的培养基严格进行无菌培养， 但鉴别平板上不一定只是纤维素分解菌，可能的原因是 。 因此，还必须进一步选择、鉴定。, 纤维素分解菌开始繁殖 增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到该微生物 因为在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量较多。 （5010510）5107 低 两个或多个细胞连在一起时只能看到一个菌落 鉴别用的培养基被杂菌污染了 将A同学配制的鉴别平板不接种而置于相同环境下培养， 作为空白对照，以证明鉴别平板是否被污染。 有些微生物可以利用其它微生物的代谢产物生长繁殖。,乙醇等“绿色能源”的开发备受世界关注。利用玉米秸

22、秆生产燃料酒精的大致流程为：,（1）玉米秸秆预处理后，因该选用 酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。（2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？ （多选）A.酿制果醋的醋酸菌 B.生长在腐木上的霉菌C.制作酸奶的乳酸菌 D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物（3）若从土壤中分离生产这种酶的微生物，所需要的培养基为 （按功能分），培养基中的碳源为 。（4）从生物体提取出的酶首先要检测 ，以便更好地将酶用于生产。在生产糖液的过程中，为了使酶能够反复利用，可采用 技术。（5）发酵阶段需要的菌种是 ，生产酒精时要控制的必要条件是,纤维素,BE,选择培养基,纤维素,活力,固定化酶

23、,酵母菌,O2和温度等,2、营养物质浓度及配比合适 营养物质浓度过低时不能满足微生物正常生长所需,浓度过高时则可能对微生物生长起抑制作用 如：生产谷氨酸的过程中 C/N=4/1时,菌体大量繁殖,谷氨酸积累少 C/N=3/1时,菌体繁殖受到抑制,谷氨酸产量则大量增加。 3、灭菌和控制PH值 高温高压灭菌 细菌与放线菌：ph77.5范围内 酵母菌和霉菌通常在ph4.56范围内生长。,实验室常用的消毒和灭菌的方法 【常识。注意不同材料的处理方法不同】消毒与灭菌：消毒：使用较温和的理化方法杀死表面或内部一部分有害微生物。【不包括芽孢和孢子】灭菌：（使用强烈的理化因素）杀死物体内外的所有微生物。常用消毒

24、方法：煮沸消毒法：杀死营养体和一部分芽孢；巴氏消毒法【不耐高温的牛奶、啤酒、果汁等；62，30min】； 【既杀死微生物（不含芽孢），又不破坏营养物质】化学药剂消毒法：如75%酒精擦拭双手，氯气消毒水源。紫外线或化学药物消毒：如接种室、超净工作台。常用灭菌方法：接种环等金属用具，直接灼烧；接种过程中，试管口或瓶口等容易被污染的部位，灼烧灭菌；高压蒸汽灭菌：【培养基；1.05Kg/cm2、121，1530min】,【思考题】配制培养基的基本原则是什么？比较大肠杆菌与自生固氮菌的培养基配方。固体培养基与液体培养基在成分上有何区别？培养基配置过程中使用自来水而不用蒸馏水的原因是什么？ 在配制培养基时，需要在超净工作台操作吗？为什么？在配置固体培养基时，当琼脂完全熔化后为什么要用热水定容至200ml？ 倒平板在哪里进行？为什么？为什么倒平板过程中要用酒精灯火焰烧三角瓶瓶口？,根据不同微生物类群对营养物质的不同需求选择适宜的营养物质；配制后需要进行严格的灭菌。,大肠杆菌培养基配方：碳源、氮源、无机盐、水。自生固氮菌培养基配方：碳源、无机盐、水。,制作固体培养基需加入琼脂。,自来水中含有微生物生长所需的无机盐。,不需要，因为配制后的培养基还需灭菌。,补足因加热而蒸发的水分。,超净工作台酒精灯边。防止杂菌进入平板内的培养基中。防止杂菌进入三角瓶内的培养基中。,