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微生物的实验室培养基础梳理
一、微生物的营养
1．碳源
概念
凡能为微生物提供所需碳元素的营养物质
来源
无机碳源：CO2、NaHCO3等
有机碳源：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
作用
①主要用于构成微生物体细胞的物质和一些代谢产物
②异养微生物的主要能源物质
【注意】不同种类的微生物，对碳源需要差别大，如下表所示：
营养类型
能源
基本碳源
代表生物
光能自养
光
CO2
蓝细菌、藻类等
光能异养
光
CO2与简单的有机物
红螺菌科
化能自养
无机物
CO2
硝化细菌、硫细菌、铁细菌
化能异养
有机物
有机物
绝大多数细菌与全部真核微生物
2．氮源
概念
凡能为微生物提供所需氮元素的营养物质
来源
无机碳源：N2、氨、铵盐、硝酸盐等
有机碳源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等
作用
主要用于合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物
【注意】
①对许多微生物来说，既可利用无机含氮化合物作为氮源，也可利用有机含氮化合物作为氮源。
②固氮微生物可以利用氮气作为氮源。
③铵盐、硝酸盐等既可作为微生物最常用的氮源，也可作为某些化能自养微生物的能源物质。
④自养微生物与异养微生物类型的划分主要是依靠能否以CO2作为生长的主要或唯一的碳源，而不是由氮源决定。
3．水
水是微生物生命活动必需的一种重要物质。
4．无机盐
无机盐对微生物的生理功能有：构成微生物细胞的组成成分；作为酶的组成成分，也是某些酶的激活剂；调节和维持微生物细胞的渗透压和pH；某些无机盐具有特殊功能，如化能自养细菌的能源物质NH4+等。
5．生长因子
6．其他条件
培养微生物时还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
二、培养基
1．培养基的概念
人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供适合其生长繁殖的营养基质。
2．配制原则
目的要明确；营养要协调；pH要适宜；要经济节约。
3．培养基的类型
（1）按物理性质分：
名称
特征
功能
固体培养基
外观显固体状态的培养基
主要用于微生物的分离、鉴定
液体培养基
呈液体状态的培养基
主要用于工业生产
（2）按化学性质分：
名称
特征
功能
天然培养基
用于化学成分不明确的天然物质配成
主要用于工业生产
合成培养基
用化学成分已知的化学物质配成
主要用于微生物的分类、鉴定

（3）按功能分：
种类
制备方法
特征
用途
选择培养基
培养基中加入某种化学成分
根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率
加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌
鉴别培养基
加入某种试剂或化学药品
依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计
鉴别和区分菌落相似的微生物伊红和美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌
4．培养基配制时的注意事项
①全程要求无菌操作，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，还能有效地避免操作者自身被微生物感染。
②培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，当感觉到锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板。操作时应使锥形瓶的瓶口通过火焰，以防止瓶口的微生物污染培养基。
③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，若将平板倒置，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，不能将培养基溅到皿盖与皿底之间的部位，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。
三、无菌技术
1．无菌技术的主要内容
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒；
②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
③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；
④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。
2．实验室常用的消毒方法
煮沸消毒；化学药物消毒；紫外线消毒。
3．实验室常用的灭菌方法
①灼烧灭菌：将微生物的接种工具，如接种环、接种针或其他金属工具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌，此外，在接种过程中，试管口或瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰燃烧来灭菌；
②干热灭菌：能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌；
③高压蒸汽灭菌：将灭菌物品放置在盛有适量水的高压蒸汽灭菌锅内，为达到良好的灭菌效果，一般在压力为100 kPa，温度为121 ℃的条件下，维持15～30 min。
四、微生物实验室培养的实验操作
1．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
其基本过程为计算、称量、溶化、灭菌、倒平板五个步骤。
2．纯化大肠杆菌
（1）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，这个单个菌落就是一个纯化的细菌菌落。
（2）微生物常见的接种的方法
①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养皿表面，经培养后可形成单个菌落。