《高中生物2.1 微生物实验室培养第一课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物2.1 微生物实验室培养第一课时（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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,微生物培养基本操作程序,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,第一课时,第二课时,微生物技术中，最基本、最核心的是微生物培养技术。 研究和应用微生物的前提是防止杂菌入侵，获得纯净的培养物。,.微生物的类群,微生物,原核类:,真核类,非细胞类：,细菌、支原体、放线菌、蓝藻,个体微小、结构简单,酵母菌、霉菌、食用菌,真菌：,原生生物：,显微藻类、原生生物（如：草履虫、变形虫等）,病毒,微生物的共同特点：,一.微生物基础知识,代谢类型,光能无机营养(光能自养型),光能有
2、机营养(光能异养型),化能无机营养(化能自养型),化能有机营养(化能异养型),光,光,无机物,有机物,无机物,有机物,无机物,有机物,二氧化碳,二氧化碳及简单有机物,有机物,大多数已知细菌和全部真核微生物,硝化细菌 氢细菌,紫色非硫细菌,蓝细菌 绿色硫细菌 藻类,病毒的结构,:由核酸和蛋白质构成,SARS病毒、 禽流感病毒,朊病毒（蛋白质）,病毒的结构,吸附,注入,合成,释放,组装,病毒的繁殖（以噬菌体为例）,病毒的增殖一般可分五个阶段，即： 吸附注入核酸合成核酸和蛋白质组装释放,病毒的营养方式,：寄生,酵母菌,青霉菌青霉素,真菌,细菌的形态,细菌的营养类型,根据细菌所利用的能源和碳源的不同，
3、将细菌分为两大营养类型。 自养菌:异养菌:腐生菌：寄生菌：,光合自养型:光合细菌 化能自养型:硝化细菌,铁细菌,硫细菌,依靠分解动植物的遗体（尸体、粪便和枯枝落叶），从中吸取有机物来生活。例如枯草杆菌，它可以引起食物的腐败。,从活的动植物体内吸取有机物来生活。例如寄生在肠道内的痢疾杆菌，它能够引起细菌性痢疾,同化作用,需氧型：好氧性细菌。如：枯草杆菌、硝化细菌、铁细菌、根 瘤菌等。,厌氧型：厌氧性细菌。如：破伤风杆菌，大肠杆菌，乳酸菌等。,异养需氧型 异养厌氧型 自养需氧型 自养厌氧型,问：细菌的代谢类型属于什么方式?在生态系统中处于什么地位?,分解者或消费者,生产者,异化作用,细菌主要是以二
4、分裂的方式进行增殖（如右图）,细菌的繁殖,微生物需要的五大类营养物质是：,.微生物需要的营养物质及功能,1.碳源 2.氮源 3.生长因子 4.无机盐 5.水,：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。,构成细胞物质和一些代谢产物 异养微生物的能源,.概念,.来源：,.作用：,1.微生物的碳源,凡是能够为微生物提供N元素的营养物质。,主要用于合成蛋白质、核酸及含N的代谢产物。,2.微生物的氮源,.概念：,.来源：,.作用：,根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物三类。 自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态
5、氮，对植物没有依存关系，如圆褐固氮菌。 共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。如与豆科植物互利共生的根瘤菌。 固氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。,生物固氮：固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程（异养型生物）。,3.生长因子,.常见的生长因子：,.概念：,.作用：,微生物生长不可缺少的微量有机物。,酶和核酸的组成成分。,维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。,(4).原因：,缺乏合成这些物质所需要的酶或者合成能力有限。,.培养基,1、定义：人们按
6、照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。,不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方(参考教材P8384),不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、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、二氧化碳、渗透压等的要求。,2、培养基的类型:,按培养基成分,合成培养基,天然培养基,半合成培养基,按物理性质,固体培养基,液体培养基,半固体培养基,按功能,选择培养基,鉴别培养基,(1)按培养基的成分,a.合成培养基:,由成分完全已知的化学试剂（各成分包括微量元素的
7、量都确切知道）配制而成,特点:,成分已知、精确、重复性高、但价格较贵、配制麻烦、且微生物在其中生长速度较慢。,如:察氏（Czapek）培养基等。,b.天然培养基:,由天然物质配制而成 ,成分难以确定,但配制方便,营养丰富。,蒸熟的马铃薯-用于培育霉菌,普通牛肉汤-用于培育细菌,c.半合成培养基:,一类主要用已知化学成分的试剂配制，同时又添加某种或某些天然成分的培养基,如:马铃薯蔗糖培养基,血清中含有： 多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等） 多种金属离子； 激素； 促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。 各种生长因子 转移蛋白 不明成分,人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁
8、殖，还需补充一定量的天然成分（如血清）。,固体培养基,液体培养基,半固体培养基,(2)按照培养基物理性质划分,(2)按照培养基物理性质划分,a.固体培养基,在液体培养基中加入2%左右的凝固剂(如:琼脂、明胶等）的固体状态的培养基。,用途:常用于微生物的分离、鉴定、活菌计数和菌种保藏等。,b.液体培养基（培养液）,不加入凝固剂,成分均匀,微生物可充分接触和利用培养基中的养料,适于工业生产（如发酵工程）等。,c.半固体培养基,在液体培养基中加入少量(0.20.5% )凝固剂而呈半固体状态。,用途：可用于观察微生物的运动、分类鉴定和测定噬菌体的效价等方面。,液体培养基：,表面生长,均匀混浊生长,沉淀
9、生长,back,半固体培养基：,(是否运动),无动力,有动力(弥散),固体培养基：菌落,固体培养基,半固体培养基,液体培养基,主要用于微生物的分离、鉴定、活菌计数和菌种保藏等,主要用于观察微生物的运动、分类鉴定等,主要用于工业生产,需加入凝固剂，如琼脂,菌落,.定义：,单个或者少数微生物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，叫做菌落。（P14,P18),.特征：,大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等。,.功能：,每种微生物在一定条件下所形成的菌落，可以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,(3)按照培养基的功能划分,a.选择培
10、养基,b.鉴别培养基,在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基叫做选择培养基。,根据微生物的代谢特点,在培养基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。,分离导入了目的基因的受体细胞,几种选择培养基,加入青霉素的培养基,分离酵母菌、霉菌等真菌,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,加入青霉素等抗生素的培养基,加入高浓度食盐,分离金黄色葡萄球菌,生物固氮：固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程（异养型生物）。 固氮微生物：圆褐固氮菌、根瘤菌等,培养基的分类,不加凝固剂,加凝固剂，如琼脂、明胶等,
11、工业生产（如发酵工程）,观察微生物的运动、分类鉴定,微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种,含化学成分不明确的天然物质,工业生产,培养基成分明确,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,培养、分离出特定微生物,在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物,鉴别不同种类微生物,选择培养基,液体培养基,半固体培养基,固体培养基,培养基的配制原则,目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。 营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比41时，谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮
12、比为31时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。 pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。,病毒目前不能利用人工培养基来培养，需接种在动、植物组织细胞中才能繁殖。常用于培养病毒的是活鸡胚。,B,自养微生物所需碳源和能源为不同的物质，而作为异养微生物碳源和能源的是（ ） A.碳酸盐 B.含碳有机物 C.CO2 D.NaHCO3 下列关于配制培养基的叙述，正确的是（ ） A.制作固体培养基时必须加入琼脂 B.加入青霉素可以得到放线菌 C.培养自生固氮菌时不需要氮源 D.发酵工程一般用半固体培养基,C,.无菌技术,1.无菌技术的概念,获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术
13、围绕着如何避免杂菌污染展开。,消毒定义：使用较为温和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）。,2.消毒与灭菌的概念及两者的区别,灭菌的定义：,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。,消毒与灭菌两者最大的区别是:是否能杀死芽孢和孢子,煮沸消毒法：100煮沸5-6min。 巴氏消毒法：不耐高温的液体，如牛奶，70-75煮30min或 80下煮15min。 化学药剂消毒法：用75%酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒；氯气消毒水源 (P86) 紫外线消毒（P16)。,.消毒的方法：,3.常用的消毒与灭菌的方法,灼烧灭菌： 干热灭菌：160-170 下加热1-
14、2h。(P85) 高压蒸汽灭菌：100kPa、121 下维持15-30min.(P85) 紫外线灭菌,.灭菌的方法：,外焰,是利用高温使微生物细胞内的蛋白质凝固变性而 达到灭菌的目的。细胞内的蛋白质凝固性与其本的含 水量有关，在菌体受热时，当环境和细胞内含水量越 大，则蛋白质凝固就越快，反之含水量越小，凝固缓 慢。,干热灭菌,实验原理,高压蒸汽灭菌是将待灭菌的物品放在一个密闭的高压蒸汽灭菌锅内，通过加热，使灭菌锅隔套间的水沸腾而产生蒸气,从而使温度高于100，导致菌体蛋白质凝固变性而达到灭菌的目的。,高压蒸汽灭菌，在加压到100kPa之前，要彻底排出锅内的冷空气，原因？,为了使高压锅能够在很短
15、的时间内达到较高的温度，使锅内充满水蒸气，并使水蒸气分子运动达到尽可能快的速度，穿透各种微生物菌体及芽孢等。,紫外线灭菌,是用紫外线灯进行杀菌。紫外线杀菌机制主要 是它诱导了胸腺嘧啶二聚体的形成和DNA链的交联， 从而抑制了DNA的复制。波长为200-300nm的紫外线 都有杀菌能力，其中以260nm的杀菌力最强。,实验原理,实验室常用灭菌方法的比较,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。 培养细菌用的培养基与培养皿 玻棒、试管、烧瓶和吸管 实验操作者的双手,答：无菌技术还能有效避
16、免操作者自身被微生物感染。,答：（1）、（2）需要灭菌；（3）需要消毒。,P1516旁栏思考,培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶，所采用的灭菌、消毒方法依次是（ ） 化学消毒 灼烧灭菌 干热灭菌 紫外线灭菌 高压蒸汽灭菌 巴氏消毒法 A. B. C. D.,A,使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。,二.实验操作(以大肠杆菌的纯化培养为例),.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基,1.计算 2.称量：牛肉膏比较粘稠（称量纸）；动作迅速。 3.溶化：在此过程中，不断用玻棒搅拌，防止琼脂糊底而导致烧杯破裂 4.灭菌:5.倒平板:待培养基冷却到50 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。2d后观察平板，无杂菌污染才可用来接种。,培养基：高压蒸汽灭菌 培养皿：干热灭菌,
