人教版选修一高中生物2.1_微生物的实验室培养(49张PPT)

(共49张PPT)
专题2
:微生物的培养与应用
微生物包括五类：
病毒
细菌
放线菌
真菌
原生动物
特点：结构都相当简单,个体多数十分微小.通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构.且体内一般不含有叶绿素.不能进行光合作用.微生物包括细菌、病毒、霉菌、酵母菌等
原核生物界
原生生物界
真菌界
病毒界
是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞
形态的营寄生生活的生命体。
病毒（virus)
SARS病毒、
禽流感病毒、
细菌的外形与大小
单细胞不分枝的原核微生物。
细菌细胞微小而透明，通常用适当染料染色后显微镜观察
图1-1
常见的三种细菌典型形态
葡萄球菌
大肠杆菌
霍乱弧菌
细菌（bacteria）
放线菌（Actinomycete）
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:
真菌（Fungus）
是一种真核生物
，通常又分为三类，即酵母菌、霉菌
和蕈菌（大型真菌）
是动物界中最低等的一类真核单细胞动物，个体由单个细胞组成。
原生动物（protozoan）
草履虫
大变形虫
在制作果酒、果醋、腐乳等时可用优良菌种直接接种，以提高产品的质量，那么，这些肉眼看不到的微生物是怎样获得呢？
一、基础知识：
（一）培养基
培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置的供其生长繁殖的营养基质。
1.培养基的类型和用途
培养基的种类
常用于工业生产
常用于观察微生物的运动、鉴定菌种
用于微生物的分离、计数
常用于工业生产
常用于分类、鉴定
在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。例如，在培养基中加入青霉素，以抑制细菌、放线菌的生长，从而分离到酵母菌和霉菌。又如，在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长。
根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成，用以鉴别不同种类的微生物。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。
液体培养基：
表面生长
均匀混浊生长
沉淀生长
固体培养基：菌落，菌苔
返回
菌落：
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，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。
不同的细菌的菌落特征不同
菌落是鉴定菌种的重要依据。
不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、和氮源、无机盐等营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质例如:生长因子(即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)
，以及氧气等的要求。
3、培养基的营养构成
2.不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方
(参考教材附录内容P85)
（1）碳源
可作为碳源的物质有:
含碳无机物:
、
、
含碳有机物：
蛋白质
脂肪酸
不同微生物所利用的碳源不同
异养型微生物的碳源为
自养型微生物的碳源为
碳酸盐
碳酸氢盐
二氧化碳等
糖类（主要）
含碳有机物（有机碳）
含碳无机物（无机碳）
（2）氮源
可作为氮源的物质有:
含氮无机物：
、
、
、
含氮有机物：
蛋白胨
牛肉膏
尿素
固氮微生物所利用的氮源是
氮气
氨气
硝酸盐
氨盐
氮气
（二）、无菌技术
1、什么是无菌技术
无菌技术泛指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
（１）消毒定义：
　　指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物。（不包括芽孢和孢子）
2.消毒与灭菌的概念及两者的区别
　　使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，而达到完全无菌之过程。
灭菌消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。
　（2）灭菌的定义：
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？
答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
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
答：（1）、（2）需要灭菌；（3）需要消毒。
1、煮沸消毒法:100℃煮沸5-6min
2、巴氏消毒法：70-75
℃下煮30min或
80
℃
下煮15min
3、化学药剂消毒法:用75%酒精等进行皮肤消毒;氯气消毒水源
4、紫外线消毒
…
(1)消毒的方法：
3.常用的消毒与灭菌的方法
1、灼烧灭菌
接种环、接种针、试管口
2、干热灭菌：160-170
℃下加热1-2h。
3、高压蒸气灭菌：100kPa、121
℃下维持15-30min.
(2)灭菌的方法：
4、微生物实验室培养的基本操作程序
1、器具的灭菌
2、培养基的配制
3、培养基的灭菌
4、倒平板
5、微生物接种
6、恒温箱中培养
7、菌种的保存
二、实验操作
本实验采用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养，实验过程分为两个阶段：
1、制备培养基
2、纯化大肠杆菌
大肠杆菌
1、制备培养基
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL
（1）计算
根据下列培养基配方比例，计算配置100mL培养基时，各成分的用量。
牛肉膏蛋白胨固体培养基配方
牛肉膏
5.0g
蛋白胨
10.0g
NaCl
5.0g
琼脂
20.0g
（2）称量
牛肉膏和蛋白胨都容易吸潮，称取时动作要迅速，称后要及时盖上瓶盖。
（3）溶化
（4）灭菌
在压力为100kPa，温度为121℃条件下，灭菌15-30min。
（5）倒平板
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。
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？
2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
答：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，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，造成污染。
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。
2、纯化大肠杆菌P18
（1）平板划线法
平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到有一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
不同的平板划线法
培养基表面的单菌落
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？
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；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，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。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。
2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
答：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？
答：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，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。
（2）稀释涂布法P19
稀释涂布法是将菌液进行一系列梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？
答：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。
微生物的恒温培养
菌种的保存
1、临时保藏法
对象：
温度：
缺点：
2、甘油管藏法：
对象：
温度：
频繁使用的菌种
4℃（冰箱）
容易被污染或
产生变异
长期保存的菌种
-20℃（冷冻箱）
微生物的培养
基础
知识
实验操作
结果分析与评价
培养基
定义：
分类：
人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置出供其生长繁殖的营养物质
固体培养基
液体培养基
无菌技术
培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法
定义：
消毒与灭菌
常用灭菌方法
制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
纯化大肠杆菌
练习1（多项选择）
1、下列细菌中，能利用含碳无机物作碳源的是
A
光合细菌
B
根瘤菌
C
硝化细菌
D
乳酸菌
2、培养大肠杆菌的培养基中，必需含有的碳源和氮源是
A
糖、有机酸等
B
二氧化碳、碳酸盐
C
蛋白质
D
无机氮化物
3、下列叙述不正确的是
A
培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质
B
液体培养基和固体培养基所含的最基本物质不相同
C
微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌
A.C
A.C
B.C.
思考:
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)消毒和灭菌有何不同？
3)为什么消毒牛奶要用巴氏消毒法?
4)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
无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
灭菌
灭菌
消毒
营养成分不被破坏
消毒
灭菌
条件
温和
强烈
作用
范围
物体表面或内部一部分,不包括芽孢和孢子
物体内外所有微生物,包括芽孢和孢子
思考1
溶化时为什么要将牛肉膏连同称量纸一起加热?
答:
②加琼脂的目的是什么?
答:
可保证粘附在称量纸上的牛肉膏也能
溶于水中,减少误差
作为凝固剂
思考2
在灭菌前,
用牛皮纸、旧报纸包紧盛有
培养基的锥形瓶的目的是什么？
答:
②培养皿能否用高压蒸汽灭菌？
答:
在灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞,在
取出培养基锥形瓶时也起到隔绝空气中
杂菌污染的作用
不能,因为培养皿要保持干燥,应该用干热灭菌.
练习2:
1.获得纯净培养物的关键是
A
将用于微生物培养的器皿.接种用具和培养基等器具进行灭菌
B
接种纯种细菌
C
适宜环境条件下培养
D
防止外来杂菌的入侵
2.下列操作与无菌技术无关的是
A
接种前用肥皂洗双手,再用酒精擦拭双手
B
接种前用火焰烧灼接种针
C
培养在50℃左右时搁置斜面
D
在酒精灯的火焰旁完成
3.外科手术器械和罐头食品的处理,要以能够杀死什么为标准
A
球菌
B
杆菌
C
螺旋菌
D
芽孢
D
C
D
4.某学校打算开辟一块食用菌栽培基地,以丰富学生的劳动技术课内容,首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理,准备食用菌栽培所需的各种原料和用具,然后从菌种站购来各种食用菌菌种.请回答以下问题:
(1)对买回来的菌进行扩大培养,首先制备试管培养基,写出制备固体牛肉膏蛋白胨培养基所需的原料
。其中提供氮源的主要
是
；提供能源的主要物质是
；琼脂的作用是
，它不提供营养。
(2)微生物在生长过程中对各种成分所需量不同,故制备培养基时各成分要有合适的
,在烧杯加入琼脂后要不停地
,防止
.
牛肉膏、蛋白胨、水、无机盐、琼脂
牛肉膏
蛋白胨
凝固剂
比例
搅拌
琼脂糊底引起烧杯破裂
(3)将配制好的培养基转移到锥形瓶中,加棉塞后包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入
中灭菌,压力为
,温度为
,时间
,灭菌完毕拔掉电源,待锅内压力
,将试管取出.
(4)使用高压蒸汽灭菌锅时注意,先向锅内倒入
,把锅内水加热煮沸并将基中原有冷空气彻底排除后将锅密闭.
(5)
从一支试管向另一支试管接种时注意,接种环要在酒精灯
焰灭菌.并且待接种环
后沾取菌种,试管口不能离开酒精灯火焰附近,将接种的试管放入
℃冰箱中保藏.
高压灭菌锅
100KPa
121
℃
自然降至零后
适量水
外
冷却
4
15---30min