微生物的实验室培养曾伟.pptx

专题专题2:2:微生物的培养与应用微生物的培养与应用微生物包括哪五类：微生物包括哪五类：病毒病毒细菌细菌放线菌放线菌真菌真菌原生动物原生动物特点：特点：结构都相当简单结构都相当简单,个体多数十分微小个体多数十分微小.通通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有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的甚至没有细胞结构.且体内一般不含有叶绿且体内一般不含有叶绿素素.不能进行光合作用不能进行光合作用.原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒界病毒界微生物基础知识微生物基础知识细菌的外形与大小细菌的外形与大小细菌：细菌：单细胞不分枝的原核微生物单细胞不分枝的原核微生物。细菌细胞细菌细胞微小而透明微小而透明，通常用适当染料，通常用适当染料染染色色后显微镜观察后显微镜观察图图1-1 常见的三种细菌典型形态常见的三种细菌典型形态A.球菌球菌 B.杆菌杆菌 C.弧菌弧菌 有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做形的休眠体，叫做芽孢芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸芽孢，煮沸3 3小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌孢又可以萌发，形成一个细菌.1.1.培养基的类型和用途培养基的类型和用途液体培养基：增菌液体培养基：增菌固体培养基：菌种的分离和鉴定固体培养基：菌种的分离和鉴定半固体培养基：动力检测，保种半固体培养基：动力检测，保种一、基础知识：一、基础知识：培养基（培养液）是培养基（培养液）是由人工方法配制而成由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。液。液体培养基：液体培养基：表面生长表面生长均匀混浊生长均匀混浊生长沉淀生长沉淀生长固体培养基：菌落，菌苔固体培养基：菌落，菌苔菌落：菌落：n单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖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，叫做菌落形态结构的子细胞群体，叫做菌落。n菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落细菌的菌落特征细菌的菌落特征因种而异因种而异 半固体培养基：半固体培养基：无动力无动力 有动力有动力(弥散弥散)(是否运动是否运动)2.2.不同的微生物往往需要采用不同不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方的培养基配方(参考教材附录内容参考教材附录内容)3.3.不管哪种培养基，一般都含有不管哪种培养基，一般都含有水、水、碳源碳源、和、和氮源、氮源、无机盐、等无机盐、等营养物质，营养物质，另外还需要满足微生物生长对另外还需要满足微生物生长对pHpH、特殊、特殊营养物质营养物质,例如例如:生长因子生长因子(即细菌生长必即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物需，而自身不能合成的化合物,如维生素、如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)以及以及氧气、氧气、二二氧化碳氧化碳、渗透压渗透压等等的要求。的要求。血清中含有：血清中含有：多种蛋白质（白蛋白、球蛋多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）白、铁蛋白等）多种金属离子；多种金属离子；激素；激素；促贴附物质，如纤粘蛋白、促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。冷析球蛋白、胶原等。各种生长因子各种生长因子转移蛋白转移蛋白不明成分不明成分 人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。血清）。（二）无菌技术（二）无菌技术1.1.无菌技术的概念无菌技术的概念 无菌操作泛指无菌操作泛指在培养微生物的操作中，在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。所有防止杂菌污染的方法。无论是随后无论是随后将要学到的将要学到的倒平板、平板划线倒平板、平板划线操作，还操作，还是是稀释涂布稀释涂布平板平板法法，其操作中的每一步，其操作中的每一步都需要做到都需要做到“无菌无菌”，即防止杂菌污染。，即防止杂菌污染。只有熟练、规范地进行无菌操作，才可只有熟练、规范地进行无菌操作，才可能成功地培养微生物。能成功地培养微生物。1 1、煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6min2 2、巴氏消毒法：、巴氏消毒法：70-75 70-75 下煮下煮30min30min或或 80 80 下煮下煮15min15min3 3、化学药剂消毒法、化学药剂消毒法:用用75%75%酒精、新洁酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒尔灭等进行皮肤消毒;氯气消毒水源氯气消毒水源4 4、紫外线消毒、紫外线消毒(1)消毒的方法：消毒的方法：3.3.常用的消毒与灭菌的方法常用的消毒与灭菌的方法1 1、灼烧灭菌、灼烧灭菌2 2、干热灭菌：、干热灭菌：160-170 160-170 下加下加热热1-2h1-2h。3 3、高压蒸气灭菌：、高压蒸气灭菌：100kPa100kPa、121 121 下维持下维持15-30min.15-30min.(2)灭菌的方法：灭菌的方法：比较项比较项理化因素理化因素作用强度作用强度消灭微生消灭微生物的程度物的程度芽孢与孢芽孢与孢子能否被子能否被消灭消灭消毒消毒较为温和较为温和 部分生活部分生活状态的微状态的微生物生物不能不能灭菌灭菌强烈强烈全部微生全部微生物物能能1.1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物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？被其他外来微生物污染外，还有什么目的？2.2.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭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。菌。如果需要，请选择合适的方法。（1 1）培养细菌用的培养基与培养皿培养细菌用的培养基与培养皿（2 2）玻棒、试管、烧瓶和吸管玻棒、试管、烧瓶和吸管（3 3）实验操作者的双手实验操作者的双手 答：无菌技术还能有效避免操作者自答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。身被微生物感染。答：（答：（1 1）、（）、（2 2）需要灭菌；（）需要灭菌；（3 3）需要消毒。）需要消毒。三、实验操作三、实验操作 1.制备牛肉膏蛋白胨培养基（用于培养细菌）制备牛肉膏蛋白胨培养基（用于培养细菌）1 1计算计算、称量称量2 2溶化溶化3 3调调pHpH：pH7pH76 64 4灭菌灭菌:5 5倒平板倒平板:6 6无菌检查无菌检查：将灭菌的培养基放入将灭菌的培养基放入37的温室中培养的温室中培养2448小小时，以检查灭菌是否彻底。时，以检查灭菌是否彻底。操作步骤操作步骤 1.1.培养基灭菌后，需要冷却到培养基灭菌后，需要冷却到50 50 左右时，左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？温度？答：答：可以用手触摸盛有培养基的锥形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。时，就可以进行倒平板了。2.2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。生物污染培养基。3.3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？4.4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在倒平板的过程中，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？培养微生物吗？为什么？答：防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成答：防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染。污染。答：不能用，因为空气中的微生物可能在答：不能用，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。皿盖与皿底之间的培养基上滋生。2 2、纯化大肠杆菌、纯化大肠杆菌接种方法有：接种方法有：平板划线法和稀释涂布平板法平板划线法和稀释涂布平板法 平板划线法平板划线法:通过接种环在琼脂固体通过接种环在琼脂固体培养基表面连续画线的操作培养基表面连续画线的操作,将聚集的菌将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面种逐步稀释分散到培养基的表面.在数次画线后在数次画线后,可以分离到由一个细可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这这就是菌落就是菌落.微生物的接种技术微生物的接种技术 1.1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前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？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，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。感染操作者。2.2.在灼烧接种环之后，为什么要等其在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？冷却后再进行划线？答：以免接种环温度太高，杀死菌种。答：以免接种环温度太高，杀死菌种。3.3.在作第二次以及其后的划线操作时，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逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。的菌落。涂布平板的所有操作都应在火焰附近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进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第操作要求，想一想，第2 2步应如何进行无步应如何进行无菌操作？菌操作？应从操作的各个细节保证应从操作的各个细节保证“无菌无菌”。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、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。在酒精灯火焰周围等等。菌种的保存菌种的保存菌种的保存菌种的保存 1 1、临时保藏：、临时保藏：接种到固体斜面培接种到固体斜面培养基，菌落长成后养基，菌落长成后置于置于44冰箱保存。冰箱保存。2 2、长期保存：、长期保存：甘油冷冻管藏法甘油冷冻管藏法-20-20 四、课题成果评价四、课题成果评价 （一）培养基的制作是否合格（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如果未接种的培养基在恒温箱中保温1 12 d2 d后无后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。制备。（二）接种操作是否符合无菌要求（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，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。再次练习。（三）是否进行了及时细致的观察与记录（三）是否进行了及时细致的观察与记录 培养培养12 h12 h与与24 h24 h后的大肠杆菌菌落的大小会有明后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。良好的科学态度与习惯。微生物实验室培养的基本操作程序微生物实验室培养的基本操作程序1 1、器具的灭菌、器具的灭菌2 2、培养基的配制、培养基的配制3 3、培养基的灭菌、培养基的灭菌4 4、倒平板、倒平板5 5、微生物接种、微生物接种6 6、恒温箱中培养、恒温箱中培养7 7、菌种的保存、菌种的保存本课题知识小结本课题知识小结:【典例解析典例解析】例例1 1关微生物营养物质的叙述中，正确的是关微生物营养物质的叙述中，正确的是A.A.是碳源的物质不可能同时是氮源是碳源的物质不可能同时是氮源 B.B.凡碳源都提供能量凡碳源都提供能量C.C.除水以外的无机物只提供无机盐除水以外的无机物只提供无机盐 D.D.无机氮源也能提供能量无机氮源也能提供能量 解析：解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于别，要针对微生物的具体情况分析。对于A A、B B选选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCONH4HCO3 3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于C C选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；NaHCONaHCO3 3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而而NaClNaCl则只能提供无机盐。对于则只能提供无机盐。对于D D选项，无机氮源选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如提供能量的情况还是存在的，如NHNH3 3可为硝化细菌可为硝化细菌提供能量和氮源。提供能量和氮源。D例例2 2下面对发酵工程中灭菌的理解下面对发酵工程中灭菌的理解不正确不正确不正确不正确的是的是A.A.防止杂菌污染防止杂菌污染 B.B.消灭杂菌消灭杂菌C.C.培养基和发酵设备都必须灭菌培养基和发酵设备都必须灭菌 D.D.灭菌必须在接种前灭菌必须在接种前答案：答案：B 解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。环节。A A说的是灭菌的目的，因为发酵所用的说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以是正确的；入其他微生物（杂菌），所以是正确的；B B是是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。微生物。C C是正确的，因为与发酵有关的所有是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。种后再灭菌就会把所接菌种也杀死。选择培养基选择培养基加入青霉素的培养基加入青霉素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基加入青霉素等抗生素的培养基:分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基核苷的培养基:分离杂交瘤细胞分离杂交瘤细胞n蛋白胨是有机化合物。蛋白胨是将肉、酪素或蛋白胨是有机化合物。蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂，具有肉香的特殊气息。蛋白质经黄色的粉剂，具有肉香的特殊气息。蛋白质经酸、碱或蛋白酶分解后也可形成蛋白胨。在胃酸、碱或蛋白酶分解后也可形成蛋白胨。在胃内蛋白质的初步消化产物之一就是蛋白胨。蛋内蛋白质的初步消化产物之一就是蛋白胨。蛋白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和白胨富含有机氮化合物，也含有一些维生素和糖类。糖类。n牛肉膏（牛肉膏（Beef Extract）又称牛肉浸膏，是采）又称牛肉浸膏，是采用新鲜用新鲜牛肉牛肉经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。现肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。现在，市场上出现了一些熟食店、面馆为牟利而在，市场上出现了一些熟食店、面馆为牟利而用牛肉膏将用牛肉膏将猪肉猪肉“变变”牛肉的现象。牛肉的现象。2011年年4月有报道称南京市场月有报道称南京市场“牛肉膏牛肉膏”疯卖。疯卖。