2-1_微生物的实验室培养

巴斯德鹅颈瓶实验专题2微生物的培养与应用课题1微生物的实验室培养(一)概念、特点：个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物包括细菌、病毒、真菌、和少数藻类等。（但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。）结构都相当简单,个体多数十分微小.通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.且体内一般不含有叶绿素.不能进行光合作用.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、类病毒、朊病毒◆微生物的共同特点：细菌细菌：单细胞不分枝的原核微生物。细菌细胞微小而透明，通常用适当染料染色后显微镜观察球菌弧菌杆菌细菌a.细菌细菌*细胞壁结构特点：坚韧且有弹性细胞壁有哪些功能？①固定细胞外形；②保护细胞免受外力的损伤；③阻拦大分子物质进人细胞；④使细胞具有致病性及对噬菌体的敏感性。伤寒杆菌细胞壁中含毒素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，叫做芽孢。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，有的细菌的芽孢，煮沸3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，芽孢又可以萌发，形成一个细菌.菌落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，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。菌落是鉴定菌种的重要依据。有鞭毛细菌常形成边缘不规则的菌落；具有荚膜的菌落表面较透明，边缘光滑整齐；有芽孢的菌落表面干燥皱褶；有些能产生色素的细菌菌落还显出鲜艳的颜色。几种菌落及其形态菌落细菌的菌落特征因种而异细菌的营养类型根据细菌所利用的能源和碳源的不同，将细菌分为两大营养类型。自养菌（autotroph）异养菌（heterotroph）腐生菌寄生菌大部分病原菌放线菌1、结构：单细胞原核分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝）链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、庆大霉素微生物中发现了几千种抗生素，其中2/3是由放线菌产生的应用:如图是酵母菌电子显微镜下的形态结构酵母菌和霉菌青霉生殖腐生生活孢子生殖病毒的结构病毒SARS病毒、禽流感病毒朊病毒（蛋白质病毒）1.培养基内所含的基本物质(1)水(2)碳源(3)氮源(4)无机盐（二）培养基：凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质。①无机碳源：CO2；NaHCO3等②有机碳源：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等①构成细胞物质和一些代谢产物②异养微生物的能源⑴.概念⑵.来源：⑶.作用：1.微生物的碳源①无机氮源：N2、NH4+、NO3-、NH3等。②有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等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⑴.概念：⑵.来源：⑶.作用：3.生长因子⑶.常见的生长因子：⑴.概念：⑵.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。(1)特殊营养物质----?如：培养乳酸杆菌需要在培养基中添加维生素(2)pH值如:培养霉菌需酸性、培养细菌需中性或微碱性(3)氧气的含量如:培养厌氧微生物时需要提供无氧的条件2.培养基内所需的其他条件练习生长因子练习1（多项选择）1、下列细菌中，能利用含碳无机物作碳源的是A光合细菌B根瘤菌C硝化细菌D乳酸菌2、培养大肠杆菌的培养基中，必需含有的碳源和氮源是A糖、有机酸等B二氧化碳、碳酸盐C蛋白质D无机氮化物3、下列叙述不正确的是A培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质B液体培养基和固体培养基所含的最基本物质不相同C微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个细菌A.CA.CB.C.(1)按物理状态分液体培养基固体培养基3.分类——加入凝固剂（如琼脂）固体培养基：菌落，菌苔液体培养基：表面生长均匀混浊生长沉淀生长半固体培养基：无动力有动力(弥散)(是否运动)3.分类(2)按用途分选择培养基鉴别培养基------选择菌种------鉴别菌种连线下列选择培养基分离酵母菌、霉菌等真菌：分离金黄色葡萄球菌：分离固氮菌：分离自养型微生物：无氮培养基的培养基不含有机物的培养基高浓度食盐培养基加入青霉素的培养基伊红-美蓝培养基金属光泽深紫色菌落3.分类(3)按成分分天然培养基合成培养基------成分未知，来源有限------成分已知血清中含有：①多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）②多种金属离子；③激素；④促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。⑤各种生长因子⑥转移蛋白⑦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殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。（三）无菌技术1、获得纯净培养物的关键:2、无菌技术包括的四大方面(参看教材15页)3、消毒与灭菌(1)消毒：①概念：使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。包括芽孢和孢子吗？②方法:a.煮沸消毒法b.巴氏消毒法:如牛奶的消毒c.化学药剂消毒:酒精、氯气、石碳酸、煤酚皂溶液等d.紫外线消毒(不包括芽孢和孢子)防止外来杂菌的入侵（2）灭菌①概念：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。②方法：a灼烧灭菌b干热灭菌c高压蒸汽灭菌a.灼烧灭菌微生物的接种工具(接种环、接种针)或其他金属用具直接在火焰的充分燃烧层灼烧注意适用范围b.干热灭菌160－170℃；1－2h能耐高温的需要保持干燥的物品(玻璃器皿)c.高压蒸汽灭菌100kPa121℃15-30min通常用于培养基的灭菌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。（1）培养细菌用的培养基与培养皿（2）玻棒、试管、烧瓶和吸管（3）实验操作者的双手（4）注射器（5）新鲜牛奶（6）自来水（7）实验室的空气四、实验操作(一)制备牛肉膏蛋白胨培养基(用于培养细菌)牛肉膏蛋白胨固体培养基配方牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g琼脂20.0g将上述物质溶解后，添加自来水，定容至1000mL1．计算、称量2．溶化3．调pH：pH7．64．过滤：这一步可以省去。5．分装：分装过程中注意不要使培养基沾在管口或瓶口上，以免沾污棉塞而引起污染。分装三角烧瓶的量以不超过三角烧瓶容积的一半为宜。6．加塞7．包扎操作步骤8．灭菌:将50ml培养基用玻棒转移至三角锥瓶中，塞上棉花塞，包上牛皮纸，再放入高压蒸气灭菌锅，在压力为100kPa、温度为121℃，灭菌15～30min。将培养皿用旧报纸包裹，放入干热灭菌箱内，在160～170℃下灭菌2h。倒平板技术1.将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拨出棉塞。1234倒平板技术2.右手拿锥形瓶，使瓶口迅速通过火焰。1234倒平板技术12343.用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(约10~20mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。倒平板技术12344.等待平板冷却凝固，大约需5~10min。然后，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上。9．倒平板:待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯附近倒平板。（倒平板操作见课本）2d后观察平板，无杂菌污染才可用来接种.10．无菌检查：将灭菌的培养基放入37℃的温室中培养24—48小时，以检查灭菌是否彻底。1.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？答：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时，就可以进行倒平板了。问题讨论2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？答：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，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，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。二、实验操作（一）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基计算－称量－溶化－灭菌－倒平板（二）纯化大肠杆菌接种方法有：平板划线法和稀释涂布平板法（三）将接种后的培养基和一个未接种的培养基放入37℃恒温箱中培养12h和24h后，观察并记录定容—调PH三、课题延伸：菌种的保藏1、斜面保藏（临时保存）2、甘油保藏（长期保存）练习倒平板1.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？答：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时，就可以进行倒平板了。2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？4.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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？答：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，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。答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。第四课时1、平板划线法1.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。2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？答：以免接种环温度太高，杀死菌种。3.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？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的菌落。2.稀释涂布平板法:(1)系列稀释操作: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操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？应从操作的各个细节保证“无菌”。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、吸管要在酒精灯火焰周围等等。涂布平板操作讨论: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操作要求，想一想，第2步应如何进行无菌操作？提示：应从操作的各个细节保证“无菌”。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、吸管要在酒精灯火焰周围；等等。返回菌落：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，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。不同的细菌的菌落特征不同菌落是鉴定菌种的重要依据。(2)碳源①可作为碳源的物质有:a.含碳无机物:、、、b.含碳有机物：蛋白质脂肪酸②不同微生物所利用的碳源不同a.异养型微生物的碳源为b.自养型微生物的碳源为碳酸盐碳酸氢盐二氧化碳糖类（主要）含碳有机物（有机碳）含碳无机物（无机碳）(3)氮源①可作为氮源的物质有:a.含氮无机物：、、、b.含氮有机物：蛋白胨牛肉膏尿素返回②固氮微生物所利用的氮源是氮气氨气硝酸盐氨盐氮气思考: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)消毒和灭菌有何不同？3)为什么消毒牛奶要用巴氏消毒法?4)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。①培养细菌用的培养基与培养皿②玻棒、试管、烧瓶和吸管③实验操作者