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1、课程公共邮箱： 内江师范学院化学与生命科学院 遗传学教研室,Welcome to My Microbes and Man Class,第2讲 微生物实验技术（1）,内容提要,微生物实验最基本的原理与微生物培养的主要工作(The five Is) 发酵工程 菌种保藏 显微术,？讲在课前,作为一名学生，是否应该接受老师的权威表述？你的回答是什么？ Yes? 这当然是正确的，因为每一位教师在教学中所说的每一件事都是经过考证、研究证明是新的，合理的。 这个课堂的学习，最终应该让大家学习到这个学科研究的知识框架，了解当代微生物学知识的一个全景,了解如何进行微生物的操作很重要？,但是，这种依据是否过于简单
2、？你的这个“是”，是否还应该加上一些附加条件？比如对这些知识的得来有个基本的认识？ 在一个依赖于高度发达的技术的社会，作为一个普通的人要以批判的眼光去看待科学研究的结果，正确判定哪些应该是大家公认的，而哪些可能是冒险。 哲学的说法即：要有证伪的态度与能力真理只能被证伪而不能被证实。 必须具备相应的知识，并能对新出现的知识有正确的评判。,卡尔波普尔著作猜想与反驳,提出科学和非科学划分的证伪原则。证伪主义使人们相信所有的科学都只是一种猜测和假说，它们不会被最终证实，但却会被随时证伪。最好的假说是终极真理的代名词，和科学精神相悖。 偶然真理：经验科学应该服从一种证伪主义。应采用试错法。这是指人们应该
3、大胆地提出假说和猜测，然后去寻找和这一假说不符合的事例。根据事例对假说进行修正，不断重复这一过程，乃至将最初的假说全盘否定。试错法对理论的修改和完善是没有止境的，试错法的结果只能是一个较好的假说，但不是最好的假说。,卡尔波普尔著作猜想与反驳,证伪主义至少存在两个优点。 第一，科学理论的表达一般为全称判断，而经验的对象是个别的。所以，经验如果用来证实理论，那么它将是无法穷尽一般的理论的。比如，再多的白羊也不能证明所有的羊都是白的，而只要一只黑羊就能证明所有的羊都是白的这个理论是错误的。所以，经验的真正意义在于可以证伪科学理论。 第二，证伪主义可以避免对错误理论的辩护和教条。如果坚持实证主义，那么
4、一旦出现与理论相悖的经验，人们便会做出特殊的设定或限制以使得理论能满足经验。但实际上这样的设定往往是极不科学的。,了解如何进行微生物的操作很重要？,科学的精神正是“通识”课程的本意：科学总是寻求发现和了解客观世界的新现象，研究和掌握新规律，总是在不懈地追求真理。科学是认真的、严谨的实事求事的，同时科学又是创造的，科学的最基本态度之一就是疑问，科学的最基本精神之一就是批判（-第一推动丛书，总序）。 而如何才能做到这些呢？这就必须对学科的本源，实验原理和操作手段有所了解。,实验,由实验操作学习开始，会使学习更有兴趣，得到的知识更能记住。 微生物学由此研究对象的独特性，其研究手段极具特色，并已经在生
5、物科学技术领域得到广泛应用,The five Is,微生物实验最基本的原理 Pure Culture微生物研究的基础,微生物学 最基本的理念与最基础的工作,最基本理念（纯培养，无菌操作，群体研究） 最基础的工作_培养基与分离纯化,根本原理-生命由“种子产生”,在19世纪 后叶，巴斯德的一个著名实验之后，一个基本的观念即被人们广泛接受：即生命物质不能由非生命物质产生。(实验是什么？) 在一个巧妙设计的容器中装入灭过菌的肉汤，并能接触空气和保温，而又不使生活在空气中的微生物进入。 -20世纪60年代，在伦敦皇家研究所还能见到19世纪后期保存的那些约翰丁德尔配制的陈年肉汤。,微生物学研究面临的几个问
6、题,微生物群体是形形色色的”大杂烩“Most habitats (such as the soil and the human mouth) harbor microbes in complex associations. 研究通常只能在实验室“人工”环境开展Second, to maintain and keep track of such small research subjects, microbiologists usually have to grow them under artificial conditions. “感杂”必需防止A third difficult in wo
7、rking with microbes is that they are invisible and widely distributed, and undesirable ones can be introduced into an experiment and cause misleading results.,微生物学实验最基本的理念,（1）灭过菌的物质在适当条件下将保持无菌状态，除非有人去感染它!这就是微生物学最基本的原理。 （2）当我们制备出灭菌的肉汤，用单一的品种去感染，可以保持微生物的“纯一”-微生物培养物。,微生物学实验室最基本的理念,微生物学研究的基础是必须首先想法培育出不被
8、从另处而来的微生物污染(感染)的纯一的种系。微生物学研究技术在整体上与生物学其它领域的技术有明显的区别。你可以抓住一条狗、一株植物，用各种方式，想各种办法去观察它们，但你目前不能对某个单个的微生物进行这些工作! （3）群体研究微生物学家们的研究策略，同化学家们一样(化学家们总是从对成千上万个分子而非单一分子研究中得到信息)，研究对象通常是群体。,可见，微生物实验室最基本的要求是必须做好微生物的控制。让我们认识其中几个基本的概念： Sterile (灭菌), relates to the completely absence of viable microbe; Aseptic(防腐), rel
9、ates to prevention of infection; Pure culture (纯培养)refers to growth of a single species of microbes.,微生物学实验室最基本的理念,工作的基础：无菌技术,无菌技术:容易想到,要取得纯培养的成功，必须做到培养基的组成必须适合微生物的需要，而且培养基、玻璃器皿、器械也一定要是无菌的。此外，在操作中要把被来自空气里微生物污染的可能性减少到最小(感杂）。微生物学上把这种技术叫做无菌技术。 无菌操作技术已经成为高端生物技术的基本要求（生物发酵，组织培养，胚胎克隆，干细胞研究）。,微生物实验室,风淋室,微生物
10、学最基础的工作CULTURE,（1） 培养基：微生物学上的培养基，即微生物可以在其内部或是表面生长的一种“汤”或是胶冻。其中含有微生物生长所需要的少量铁、镁、磷、钠、钾、钙等元素、铵盐的氮源及某种碳化合物。 试想：如果你有这样一杯“肉汤”，用1克土去感染这种溶液，会有什么结果？,一杯肉汤的故事,我们相信，在自然的任何一口水池、一片沼泽类似的故事，正在不断重复。,我们是一群土壤细菌，小杆状身姿最大方！,好氧菌首先生长，氧化糖类而迅速耗尽氧气 厌氧菌如梭菌等生长于深层，产生恶心臭味。并有二氧化碳释放（厌氧呼吸） 接下来是硝酸盐呼吸！硫酸盐呼吸 如果有甲烷球菌，则它们是笑到最后者（碳酸盐呼吸）,早就
11、告诉过你们，圆才是永恒的！地球不都是圆的吗？,纯培养 pure culture，axenic culture,纯培养：单一种类存在的状态下所进行的生物培养。所有微生物、植物和动物都可以进行这种培养，高等植物或动物的无菌培养（无菌饲养）也可说是一种纯培养。 纯培养最重要的是在于微生物的生理研究，方法是依靠灭菌和分离，是由巴斯德（LPasteur）和柯赫（RKoch）建立起来的。在自然界中，有的培养条件很困难，特别是具有密切共生关系的生物及进行寄生性营养的生物；也有一些在理论上不可能进行纯粹培养的生物。,纯培养 pure culture，axenic culture,微生物学纯培养(pure cu
12、lture)微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养. 克隆与菌落纯：如果在一个菌落中所有细胞均来自于一个亲代细胞，那么这个菌落称为纯培养（Pure culture，克隆）。在进行菌种鉴定时，所用的微生物一般均要求为纯的培养物。而一般通过简单划线而得的仅称菌落纯。 得到纯培养的过程称为分离纯化 。,微生物学实验最基础的工作 平板和单菌落分离技术,微生物中最常的是一种带盖的平皿，称为培养皿。 平板：皿中装入以琼脂为凝固剂的液态培养基，冷却后凝固形成一个平面，用于微生物的分离和培养称为平板。 菌落：各个彼此分开微生物个体在固体平面上，每个分开的微生物个体在胶冻状的固
13、体培养基中生长时，将繁殖出同类微生物的肉眼可见群落，称为菌落。,培养基的种类与分类,Types Of Media 培养基,按物理性状分类Physical form 按化学性状分类Chemical composition 按功能进行分类Functional type,按物理性状分类,液体培养基 半固体培养基 固体培养基 活体培养基,液体培养基 Liquid media（液体培养基） tend to flow freely when the container is tilted 一种用于鉴别的液体培养基A selective medium for identifying this species
14、 (肠道菌鉴别).on the left(o) is a clear, uninoculated broth, the broth in the center is growing without a color change(-), and on the right is a broth with grown and color change(+),注释与说明：液体培养基是生物发酵的基本方式。图b为三种液体培养基，其左为未接种，中右为注意接种后的不同表现。,(2) 半固体培养基 Semisolid Media,Contain a small amount (0.3%0.5%) of Agar
15、. 半固体培养基是琼脂含量低(0.3%0.5%)的一种培养基，其物理性状为柔软的浆糊状。可用于细菌的运动性及生理特性研究（如细菌的微好氧特性研究）。,SIM培养基 (sulfur indole motility medium，硫醚吲哚机动培养基):Possible results starting from the far left are: no growth, no motility; motility; motility and produce of hydrogen sulfide gas(硫化氢气体),(3) Solid Media 固体培养基,固体培养基分可反复液化及不同液体两种类
16、型（Liquefiable and nonliquefiable : Liquefiable solid media, sometimes called reversible solid media, contain a solidifying agent that changes its physical properties in response to temperature.） 注释与说明：凡呈固体形态的培养基皆可称固体培养基，有直接用天然固体物质的，也有加各种凝固剂（如琼脂）。同时也分可液化及不可液化两类 。,伟大的发现琼脂, a complex polysaccharide (多聚糖) isolated from the red alga gelidium.,伟大的发现琼脂, a complex polysaccharide (多聚糖) isolated from the red alga gelidium. 琼
