专题微生物的培养与应用课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题微生物的培养与应用,*,专题微生物的培养与应用,2,专题微生物的培养与应用,一、微生物的实验室培养,1.培养基及其配制,(1)培养基的概念:人们按照微生物对,_,的不同需求,配制出供,其生长繁殖的,_,。,(2)培养基的成分:一般都含有水、,_,(提供碳元素的物质)、,_,(提供氮元素的物质)和无机盐。还需要满足微生物生长对,_,、特殊,营养物质以及,_,的要求。,营养物质,营养基质,碳源,氮源,pH,氧气,3,专题微生物的培养与应用,2.无菌技术,措施,4,专题微生物的培养与应用,3.实验操作,5,专题微生物的培养与应用,4.菌种保藏,6,专题微生物的培养与应用,即时训练1科学家发现家蝇体内存在一种抗,菌活性蛋白。这种蛋白质具有极强的抗菌能力,因而受到了研究者,的重视。,(1)可用金黄色葡萄球菌来检验该蛋白的抗菌特性。抗菌实验所用培,养基中的牛肉膏和蛋白胨主要为细菌生长提供,和,。,(2)分别在加入和未加入该抗菌蛋白的培养基中接种等量菌液。培养,一定时间后,比较两种培养基中菌落的,确定该蛋白质的抗菌,效果。,(3)细菌培养常用的接种方法有,和,。实验结束后,对使,用过的培养基应进行,处理。,7,专题微生物的培养与应用,答案:(1)碳源氮源(2)数量(3)平板划线法稀释涂布平板法,灭菌,解析:实验室常用的培养细菌的接种方法有平板划线法和稀释涂布,平板法。平板划线法操作简单方便,但是单菌落不容易分离;稀释涂,布平板法操作复杂,但单菌落容易分离。特别要注意微生物的实验,室培养本着“无菌操作”的理念,包括实验结束后对使用过的培养,基应进行灭菌处理,以避免造成污染。,8,专题微生物的培养与应用,二、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,9,专题微生物的培养与应用,即时训练2自然界中的微生物往往是混杂生,长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后进行数量的,测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。,步骤如下:,制备稀释倍数为10,2,10,3,10,4,10,5,10,6,的系列稀释液。,为了得到更加准确的结果,应选用,法接种样品。,适宜温度下培养。,10,专题微生物的培养与应用,结果分析:,(1)测定的大肠杆菌数,在对应稀释倍数为10,6,的培养基中,得到以下几,种统计结果,与事实更加接近的是,。,A.一个平板,统计的菌落数是23,B.两个平板,统计的菌落数是22和26,取平均值24,C.三个平板,统计的菌落数分别是21,5和52,取平均值26,D.四个平板,统计的菌落数分别是21,30,24和25,取平均值25,11,专题微生物的培养与应用,(2)一同学在稀释倍数为10,6,的培养基上测得平板上菌落数的平均值,为23.4,那么每升样品中的菌落数是(涂布平板时所用的稀释液体积,为0.2 mL),。,(3)用这种方法测定密度,实际活菌数量要比测得的数量,(多、,少),因为,。,12,专题微生物的培养与应用,(3)多当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察的是一个菌落,解析:若对大肠杆菌进行计数,则需要用稀释涂布平板法接种样品。,(1)应选取多个菌落数相差不大的平板计数,取其平均值。(2)23.4,0.2,10,6,=1.17,10,8,。(3)因为菌落可能由1个或多个细菌连在一起生长而,成,所以实际活菌数量要比测得的数量多。,答案:步骤:稀释涂布平板(1)D(2)1.17,10,8,13,专题微生物的培养与应用,三、分解纤维素的微生物的分离纤维素分解菌的筛选,14,专题微生物的培养与应用,即时训练3有些微生物能合成纤维素酶,通过,对这些微生物的研究和作用,使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒,精,用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷,酸盐以及微量元素配制的培养基,成功地筛选到能产生纤维素酶的微,生物。分析回答问题。,15,专题微生物的培养与应用,(1)培养基中加入的化合物A是,为微生物的生长提供,这种培养基属于,培养基。,(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物,向培养基中加入,。,(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前,可用液体培养基培养,增,加微生物的浓度。为获得纯净的菌株,常采用平板划线的方法进行接,种,此过程所用的接种工具是,操作时采用,灭菌的方法;,还可用,的方法接种。,(4)实验结束后,使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉,这样,做的目的是,。,16,专题微生物的培养与应用,答案:(1)纤维素碳源选择(2)刚果红(3)接种环灼烧稀释,涂布平板(4)防止造成环境污染,17,专题微生物的培养与应用,葡萄糖发生这种反应。纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素,从,而使菌落周围形成透明圈。(3)获得纯净的菌株有两种方法,即平板,划线法和稀释涂布平板法。平板划线操作时所用的接种环,每次接种,之前都要灼烧,这是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物,。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。(4)实验结束后,使用过的培养基应该进,行灭菌处理后才能倒掉,这样可防止造成环境污染。,解析:(1)纤维素酶能将纤维素水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营,养,同样,也可以为人类所利用。要筛选到能产生纤维素酶的微生物,应用选择培养基,在培养基中加入纤维作唯一的碳源,能在此培养基,中存活的微生物就是能产生纤维素酶的微生物。(2)刚果红可以和像,纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,而不与水解后的纤维二糖和,18,专题微生物的培养与应用,19,专题微生物的培养与应用,考点一微生物的实验室培养,20,专题微生物的培养与应用,1.培养基,(1)种类:按培养基的物理性质分类。,液体培养基:配制成的液体状态的基质,一般用于生产。,固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂(如琼脂),配制成的固体状,态的基质,琼脂固体培养基是实验室中最常用的培养基之一。,(2)培养基配方及营养要素。,基本营养要素:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。,此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需,求。,21,专题微生物的培养与应用,条件,结果,常用的方法,消毒,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),煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线或化学药物消毒法,灭菌,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,灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌,2.无菌技术,(1)消毒和灭菌的区别。,22,专题微生物的培养与应用,(2)无菌技术具体操作。,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。,23,专题微生物的培养与应用,3.纯化大肠杆菌以及菌种的保藏,(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。,(2)纯化大肠杆菌。,原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的,菌落,这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。,方法:平板划线法、稀释涂布平板法。,(3)菌种的保藏。,短期保存:固体斜面培养基上4 保存,菌种易被污染或产生变异。,长期保存:,-,20 甘油管在冷冻箱中保藏。,24,专题微生物的培养与应用,易错提示酒精消毒时,70%的酒精杀菌效果最好,原因是:浓度过高,使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜,乙醇分子不,能渗入其中;浓度过低,杀菌力减弱。,25,专题微生物的培养与应用,【例1】回答下列问题。,(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑,、,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、,、,等优点,因此常作为遗传学,研究的实验材料。,(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养器,皿进行,(消毒、灭菌);操作者的双手需进行清洗和,;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,。,26,专题微生物的培养与应用,(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,。,(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,。,(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,。,(6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及培养物必须经过,处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。,27,专题微生物的培养与应用,解析:(1)大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易,培养、生活周期短等优点,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。(2)灭菌是用强烈的理化因素杀死物,体内外所有的微生物,所以对培养基和培养皿进行灭菌;消毒是用较,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,操作者的双手需要进行清洗和消毒,紫外线能使蛋白质变,性,还能损伤DNA的结构。(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列,的梯度稀释,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,应保证样品稀释的比例适合。(4)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。,28,专题微生物的培养与应用,(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。(6)因为有的大肠杆,菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致肠管出现严重症状,使用过的,培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物扩散。,答案:(1)温度酸碱度易培养生活周期短,(2)灭菌消毒损伤DNA的结构,(3)比例合适,(4)鉴定(或分类),(5)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,(6)灭菌,29,专题微生物的培养与应用,1.选择合适的培养基,(1)根据培养基的用途可分为选择培养基和鉴别培养基。,培养基种类,特点,用途,选择培养基,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,培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素;用尿素为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌),考点二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,30,专题微生物的培养与应用,培养基种类,特点,用途,鉴别培养基,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,鉴别不同种类的微生物,如可用伊红美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠,杆菌(若有,菌落呈深紫色,并带有金属光泽),(2)分离分解尿素的细菌的培养基即为选择培养基。培养基中的氮源,只有尿素,理论上只有能合成脲酶的微生物才能在上面生长。,31,专题微生物的培养与应用,2.统计菌落数目的方法,(1)直接计数法。,原理:利用特定细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定,容积的样品中微生物数量。,方法:用计数板计数。,缺点:不能区分死菌与活菌。,(2)间接计数法(活菌计数法)。,原理:当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长着一个菌落,来源,于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出,样品中大约含有多少活菌。,32,专题微生物的培养与应用,操作。,a.设置重复组,增强实验的说服力与准确性。,b.为了保证结果准确,一般选择菌落数在30300的平板进行计数。,计算公式:每克样品中的菌株数=,C,/,V,M,其中,C,代表某一稀释度下,平板上生长的平均菌落数,V,代表涂布平板时所用的稀释液的体积,(mL),M,代表稀释倍数。,3.细菌分离与计数的实验流程,土壤取样样品稀释取样涂布微生物培养观察并记录结果,细菌计数。,33,专题微生物的培养与应用,【例2】尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能,更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多,同学,们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用,设计了以下实验,并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表,所示,实验步骤如下图所示。请分析回答问题。,35,专题微生物的培养与应用,KH,2,PO,4,1.4 g,Na,2,HPO,4,2.1 g,MgSO,4,7H,2,O,0.2 g,葡萄糖,10 g,尿素,1 g,琼脂,15 g,将上述物质溶解后,用自来水定容到1 000 mL,36,专题微生物的培养与应用,(1)此培养基能否用于植物组织培养?,理由是,。,(2)培养基中加入尿素的目的是,这种培养基属于,培养基。,(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的,和,实验需要振荡培养,原因是,。,37,专题微生物的培养与应用,(4)转为固体培养时,常采用,的方法接种,获得单菌落后继续,筛选。,(5)下列材料或用具中:培养细菌用的培养基与培养皿;玻棒、试,管、锥形瓶和吸管;实验操作者的双手。,需要灭菌的是:,;需要消毒的是:,。(填序号),38,专题微生物的培养与应用,(6)在进行分离分解尿素的细菌实验时,A同学从培养基上筛选出大约,150个菌落,而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的实验结果,产生的原因可能有()。(填序号),由于土样不同由于培养基污染由于操作失误没有设,置对照,(7)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入,细菌合成的,将尿素分解为氨,pH增高,使指示剂变红色。,39,专题微生物的培养与应用,解析:(1)微生物与植物生长所需的营养不完全相同,培养微生物的培,养基不能用于植物组织培养。,(2)培养基中加入尿素作氮源,分解尿素的微生物可生长,这种培养基,属于选择培养基。,(3)“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自尿素和葡萄糖。实验,需要振荡培养增加溶氧量。,(4)在固体培养基上接种用涂布平板法或平板划线法。,40,专题微生物的培养与应用,(5)灭菌要彻底消灭微生物及其芽孢,如和。实验操作者的双手,要消毒。,(6)A同学从培养基上筛选出的菌落与其他组相比,原因可能是由于土,样不同;由于培养基污染;由于操作失误。与设置对照无关。,(7)由于细菌合成的脲酶将尿素分解为氨,pH增高,故在以尿素为唯一,氮源的培养基中加入酚红指示剂将变红。,41,专题微生物的培养与应用,选目的菌选择(3)尿素葡萄糖为目的菌提供氧气(4)涂布,平板法(划线法)(5)和(6)(7)酚红指示剂脲酶,答案:(1)不能缺少植物激素(或缺少植物需要的各种营养)(2)筛,42,专题微生物的培养与应用,1.筛选原理,(1),(2),考点三分解纤维素的微生物的分离,即:可根据是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。,43,专题微生物的培养与应用,2.实验流程,(1)土壤取样:富含纤维素的环境。,(2)选择培养:用选择培养基培养,以增加纤维素分解菌的数量。,(3)梯度稀释。,(4)涂布平板:将样品涂布于鉴别培养基上。,(5)挑选产生透明圈的菌落。,44,专题微生物的培养与应用,方,法,先培养微生物,再加入,刚果红进行颜色反应,在倒平板时就加入刚,果红,过,程,培养基长出菌落覆盖CR溶液(质量浓度为1 mg/,Ml,)倒去CR溶液加入NaCl溶液(物质的量浓度为1mol/L)倒掉,NaCl溶液产生透明圈,配制CR溶液(质量浓度为10 mg/mL)灭菌按照1 mLCR溶液/200 mL培养基比例混匀倒平板培养透明圈,45,专题微生物的培养与应用,优,点,显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用,操作简便,不存在菌落,的混杂问题,缺,点,操作烦琐,加入刚果红,会使菌落之间发生混,杂,由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含淀粉,类物质,可能使产生淀粉酶的微生物也形成透明圈,即假阳性反应,有些微生物具有降解色素的能力,它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显透明圈,与纤维素分解菌不易区分,46,专题微生物的培养与应用,易错提示对分离的纤维素分解菌作进一步,鉴定的原因,形成透明圈的菌落与其他物种菌落出现混杂现象,产生透明圈的菌,落可能是能产生淀粉酶的微生物,也可能是能降解刚果红的菌种,所,以需要进一步确定。,47,专题微生物的培养与应用,【例3】纤维素酶可以通过微生物发酵生产,为了提高纤维素酶的产,量,请你设计一个实验,利用诱变育种的方法,获得产生纤维素酶较多,的菌株。,(1)写出实验步骤:将培养好的生产菌株分成两组,。,制备含有,的固体培养基。,。,。,48,专题微生物的培养与应用,(2)预期实验结果及结论:诱变组中菌落周围的透明圈比对照组,说明,。,诱变组中菌落周围的透明圈与对照组,说明,。,诱变组中菌落周围的透明圈比对照组小,说明,。,(3)若想获得纯净的高产菌株,需进行,或,操作。,49,专题微生物的培养与应用,维素酶的菌株,先进行诱变处理,由于突变是不定向的,所以要进行筛,选。实验分为两组,实验组用诱变剂处理,对照组不作处理。要检测,纤维素分解菌产生纤维素酶的能力,应用含纤维素的鉴别培养基,根,据形成的透明圈的大小,来判断产酶能力的高低。整个过程中,注意,对照组和实验组的其他条件完全相同。(2)预期实验结果,诱变组和,对照组相比,透明圈大小可能相同,可能较大,可能较小,所以需要分情,况讨论。(3)一般初次分离得到的都不是纯净的细菌,需进一步纯化。,解析:(1)设计实验要遵循对照原则和单一变量原则,且要得到高产纤,50,专题微生物的培养与应用,培养基上,同时接种对照组(未作处理)的菌株,把它们置于相同的适宜,条件下培养一段时间后,取培养基用刚果红染色,观察记录菌落,周围透明圈的大小情况(2)大,诱变育种获得了高纤维素酶产量的菌株相同诱变育种没有使,菌株发生变化诱变育种获得了低纤维素酶产量的菌株,(3)平板划线稀释涂布平板,答案:(1)一组用一定剂量的诱变剂处理,另一组不作处理作为对照,纤维素把诱变组的大量菌株接种到多个含有纤维素的固体,51,专题微生物的培养与应用,