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1、专题2 微生物的培养与应用,课题1 微生物的实验室培养,到目前为止，几十项Nobel生理学和医学奖，化学奖 都与微生物学有关,1、微生物的概念：是指形体微小、结构简单，借助显微镜才能看到的生物。,原核生物：真菌：原生生物：病毒：,2、类群：,一、微生物的简介,细菌、蓝藻、放线菌、支原体等,酵母菌、霉菌、大型食用菌等,变形虫、草履虫等,HIV、噬菌体、烟草花叶病毒、SARS,形态,细菌,结构,芽孢,某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠体构造，称为芽孢。,芽孢最主要的特点就是抗性强，对高温、紫外线、干燥、电离辐射和很多有毒的化学物都有很强的抗性。
2、,整个生物界中抗逆性最强的生命体，在抗热，抗化学药物和抗辐射等方面，十分突出。例如，肉毒梭菌的芽胞在沸水中要经过5至9.5h才被杀死；巨大芽胞杆菌芽胞的抗辐射能力比E.coli细胞要强36倍。芽胞的休眠能力更为突出，在常规条件下，一般可以保持几年至几十年而不死。据文献记载，有点芽胞甚至可以休眠数百至数千年，最极端的例子是在美国的一块有2500万4000万年历史的琥珀，至今从其中蜜蜂肠道内还可以分离到有生命的芽胞。,细菌芽孢特点,二分裂,细菌的繁殖,细菌的菌落,定义：,单个或者少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体,特征：,大小、形状、光泽度、颜色、
3、硬度、透明度等。,功能：,作为菌种鉴定的重要依据。,几种菌落及其形态,几种菌落及其形态,放线菌,1、结构：单细胞原核分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝）,链霉素、土霉素、四环素、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2/3是由放线菌产生的,应用:,病毒,（1）结构:由核酸和蛋白质构成。,吸附,注入,合成,释放,组装,（2）.病毒的繁殖,（3）.病毒的营养方式,：寄生,朊病毒（蛋白质病毒）,如图是酵母菌电子显微镜下的形态结构,酵母菌和霉菌,青霉,真菌,生殖,腐生生活,孢子生殖,二、培养基,1、培养基的概念(medium)培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基
4、质。,2、类型：,按物理性质分,固体培养基,半固体培养基：,液体培养基：,：用于微生物的分离、计数,用于观察微生物的运动、保藏菌种,主要用于工业生产（比较容易更新）,按照用途划分,鉴别培养基,大肠杆菌呈 深紫色带有金属光泽的菌落,选择培养基,加入青霉素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物加入四环素、卡那霉素等抗生素的培养基:分离导入了目的基因的受体细胞,按照用途划分,3、培养基的成分,任何培养基中均需含有微生物所必需的碳源、氮源、无机盐、水和生长因子，但不同营养类型、不同种类的微生
5、物对营养元素的要求又有很大差异。,阅读课本P15页表格，结合P83附录3中不同培养基配方，考虑不同培养基有哪些相同的营养元素？有何作用？请举例说明。,碳源：（能源）凡是能为微生物提供生长所需碳元素的营养物质，就叫碳源。如CO2、糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等氮源：凡是能为微生物提供生长所需氮元素的营养物质，就叫氮源。如 N2、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。,生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物就叫生长因子。常由酵母膏、肝浸出液等提供。许多天然成分的原料如牛肉膏、麦芽汁、玉米粉、豆芽汁等，含有各种无机元素和生长因子，不需另外添加。,4、培养条件,温度：绝大多数微生物的最适生长温度
6、为2537PH：每种微生物的最适PH不同，如多数细菌的最适PH为6.57.5，真菌的最适PH为5.06.0氧：需氧型微生物：绝大多数微生物 厌氧型微生物：链球菌、乳酸菌等 兼性厌氧型微生物：酵母菌,影响微生物生长的因素有哪些？,例关于微生物营养物质的叙述中，正确的是A、是碳源的物质不可能同时是氮源 B、凡碳源都提供能量C、除水以外的无机物只提供无机盐 D、无机氮源也能提供能量,D,酒怎么变酸了？,19世纪，酿酒业在欧洲经济中占有重要地位,防止外来杂菌入侵，获得纯净的培养物,消毒和灭菌的区别是什么？,三、无菌技术,灭菌：指用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒：使用较温和
7、的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。,高压蒸汽灭菌法器具：条件：适用范围：,高压蒸汽灭菌锅,培养基、无菌水、培养皿、试管等,常见的灭菌技术,100KPa 121 1530min,排气阀,安全阀,压力表,干热灭菌法,器具：条件：适用范围：,干热灭菌箱,玻璃器皿等,160170 12h,灼烧法：,器具：条件：适用范围：,酒精灯,接种环、试管口涂布器,烧至暗红,接种环烧至暗红,（2）消毒的方法,杀死环境中的病原微生物,煮沸消毒法：,适用范围：,培养皿、餐具,100煮沸56min,条件：,巴斯德的鹅颈瓶实验,巴氏消毒法,巴氏消毒法：,适用范围：,牛奶的消毒,酒精消毒法：
8、,适用范围：,实验者的手臂、实验台,条件：,80中15min或7075中30min,75%的酒精,条件：,紫外线消毒法：,适用范围：,用紫外线照射30min,接种室内空气、接种箱、超净工作台,超净工作台,接种箱,条件：,无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。,（1）、（2）需要灭菌；（3）需要消毒。,1.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？,2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。（1）培养细菌用的培养基与培养皿（2）玻棒、试管、烧瓶和吸管（3）实验操作者的双手,思考：,3、在实验室能吃东西吗？为什么？实验使用后的培养
9、基应当怎样处理？,例题下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是A、防止杂菌污染 B、消灭杂菌C、培养基和发酵设备都必须灭菌 D、灭菌必须在接种前,B,四、实验操作,实验目的：,用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养,（一）制备牛肉膏蛋白胨培养基,1.计算 2.称量 3.溶化4.灭菌 5.倒平板,操作步骤：,计算：,计算100mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成,0.5g,1.0g,0.5g,2.0g,1.培养基灭菌后，需要冷却到50 左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？,答：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，就可以进行倒平板了。,2.为什么
10、需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？,答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。,讨论：,3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？,4.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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？,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培养微生物。,斜面培养基,单菌落,（二）纯化大肠杆菌,（二）纯化大肠杆菌,斜面接种,穿刺接种,常见接种方法：,划线接种,涂布器,稀释涂布平板法,稀释涂布平板法,1.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，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？,讨论：,第一步：避免接种环上
11、原来可能存在的微生物污染培养物每次划线前：杀死上次接种环上残留的菌种操作结束：杀死残留菌种，避免细菌污染环境和操作者,2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？,以免接种环温度太高，杀死菌种。,3.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？,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到单菌落。,接种完后要用记号笔在培养皿的侧面上写上日期和姓名,涂布分离法:,应从操作的各个细节保证“无菌”。例如，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等.,五、结果分析与评价,培养12h与24h后的大肠杆菌菌落的大小会有明显
12、不同,（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12d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。,（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，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。,（三）是否进行了及时细致的观察与记录,六、课题延伸,1、临时保藏：接种到固体斜面培养基，菌落长成后置于4冰箱保存。2、长期保存：甘油冷冻管藏法,甘油液体冷冻管藏法,菌种的保藏,本课题知识小结:,练习1提示可以通过保持干燥、真空的条件，以及冷藏等方法来阻止微生物的生长。解析可以从微生物生长需要哪些条件的角度来思考。例如，微生物的生长需要水、空气、适宜的温度等。,2提示相同点：三种培养技术都需要为培养物提供充足的营养。不同点：无土栽培技术的操作并不需要保证无菌的条件，而其他两种技术都要求严格的无菌条件。解析可以从这三种培养技术的原理、操作步骤等方面分别进行总结归纳。,接种前准备,一、用肥皂洗手并使用酒精消毒。二、顺序：点燃酒精灯酒精棉擦拭双手酒精棉擦拭桌面,注意事项：1、每划完一次后接种环要重新灼烧。2、灼烧后需等接种环冷却后在取菌液。3、接种完后要用记号笔在培养皿上写上日期和姓名4、,固体培养基,琼脂条,液体培养基,
