生物专题《微生物培养与应用》课件新人教版选修

1、 了解有关微生物及培养基的基础知识，了解有关微生物及培养基的基础知识， 进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。进行无菌技术的操作，进行微生物的培养。 一、课题目标：一、课题目标： 掌握培养基的制备、高压蒸气灭菌和平掌握培养基的制备、高压蒸气灭菌和平 板划线法等基本操作技术，熟练、规范地板划线法等基本操作技术，熟练、规范地 进行无菌操作，成功地培养微生物。进行无菌操作，成功地培养微生物。 无菌技术的操作。无菌技术的操作。 二、课题重点和难点：二、课题重点和难点： 三、技能目标：三、技能目标： 微生物包括哪五类：微生物包括哪五类： 真菌真菌 原生动物原生动物 特点：结构简单特点：结构简单, ,形体

2、微小形体微小. .通常要用光学显微镜或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电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构. .且且 体内一般不含有叶绿素体内一般不含有叶绿素. .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 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 伤伤 寒寒 杆杆 菌菌 细细 胞胞 壁壁 中中 含含 毒毒 素素 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

3、的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环体，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，煮沸境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3 3小时以后才小时以后才 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，形成一个细菌分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌. . 菌落 细菌的菌落特征细菌的菌落特征 因种而异因种而异 光合自养型光合自养型:光合细菌光合细菌 化能自养型化能自养型:硝化细菌硝化细菌,铁细菌铁细菌,硫细菌硫细菌 1 1、结构：、

4、结构： 单细胞原核单细胞原核 分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝）分支状的菌丝（基内菌丝、气生菌丝） 链霉素、土霉素、四环素、链霉素、土霉素、四环素、 氯霉素、红霉素、庆大霉素氯霉素、红霉素、庆大霉素 微生物中发现了几千种抗生素，其中微生物中发现了几千种抗生素，其中2/32/3是是 由放线菌产生的由放线菌产生的 应用应用: : 病毒的结构病毒的结构 2、病毒的增殖：、病毒的增殖： 真菌真菌 一、基础知识：一、基础知识： （二）培养基（二）培养基 培养基（培养液）是由人工方法配制而成培养基（培养液）是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液。的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液

5、。 （1 1）按物理状态分：）按物理状态分：固体培养基固体培养基和和液体培养液体培养 基、半固体培养基基、半固体培养基。其中固体培养基用于菌种。其中固体培养基用于菌种 保存及分离、鉴定菌落、活菌计数等，半固体保存及分离、鉴定菌落、活菌计数等，半固体 培养基可观察微生物的运动，液体培养基常用培养基可观察微生物的运动，液体培养基常用 于发酵工业。于发酵工业。 （2 2）按功能分：选择培养基和鉴别培养基。）按功能分：选择培养基和鉴别培养基。 （3 3）按成分分：天然培养基和合成培养基。）按成分分：天然培养基和合成培养基。 1.1.培养基的类型和用途培养基的类型和用途 加入青霉素的培养基加入青霉素的培

6、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核苷的加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的 培养基培养基: : 分离杂交瘤细胞分离杂交瘤细胞 天然培养基有血清、天然培养基有血清、 血浆

7、、和组织提取液血浆、和组织提取液 （如鸡胚和牛胚浸（如鸡胚和牛胚浸 液）。液）。 优点：营养成分丰富，优点：营养成分丰富， 培养效果好培养效果好 缺点：来源受限缺点：来源受限; ;成分成分 复杂，影响对某些实复杂，影响对某些实 验产物的提取和实验验产物的提取和实验 结果的分析结果的分析; ;易发生支易发生支 原体污染原体污染; ; 根据细胞生存所需物质的根据细胞生存所需物质的 种类和数量，用人工方法模种类和数量，用人工方法模 拟合成的。拟合成的。 合成培养基主要成分是合成培养基主要成分是 氨基酸、维生素、碳水化合氨基酸、维生素、碳水化合 物、无机盐和其它一些辅助物、无机盐和其它一些辅助 物质。

8、物质。 优点：标准化生产，组分优点：标准化生产，组分 和含量相对固定和含量相对固定; ;成本低成本低 缺点：缺点： 缺少某些成分，不缺少某些成分，不 能完全满足体外细胞生长需能完全满足体外细胞生长需 要。要。 合成培养基合成培养基: :天然培养基：天然培养基： 血清中含有：血清中含有： 多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、 铁蛋白等）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、冷析促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析 球蛋白、胶原等。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

9、想使细胞生长和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）。繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。 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 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的培养不同的微生物往往需要采用不同的培养 基配方基配方 (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，一般都含有水、碳源、不管哪种培养基，一般都含有水、

10、碳源、 和氮源、和氮源、 无机盐、等营养物质，无机盐、等营养物质， 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、特殊营、特殊营 养物质养物质, ,例如例如: :生长因子生长因子(即细菌生长必需，而即细菌生长必需，而 自身不能合成的化合物自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基如维生素、某些氨基 酸、嘌呤、嘧啶酸、嘌呤、嘧啶) )以及氧气、二氧化碳、渗透以及氧气、二氧化碳、渗透 压等的要求。压等的要求。 4.4.培养基的用途培养基的用途 液体培养基：增菌液体培养基：增菌 固体培养基：纯化，增菌固体培养基：纯化，增菌 半固体培养基：动力检测，保种半固体培养基：动力检测，保种 1.

11、1.无菌技术的概念无菌技术的概念 无菌操作泛指在培养微生物的操作中，无菌操作泛指在培养微生物的操作中， 所有防止杂菌污染的方法。无论是随后将要所有防止杂菌污染的方法。无论是随后将要 学到的倒平板、平板划线操作，还是平板稀学到的倒平板、平板划线操作，还是平板稀 释涂布法，其操作中的每一步都需要做到释涂布法，其操作中的每一步都需要做到 “无菌无菌”，即防止杂菌污染。只有熟练、规，即防止杂菌污染。只有熟练、规 范地进行无菌操作，才可能成功地培养微生范地进行无菌操作，才可能成功地培养微生 物。物。 （）消毒定义：（）消毒定义： 利用化学或物理方法，杀死大部份致利用化学或物理方法，杀死大部份致 病微生物

12、的过程。区分为高程度消毒病微生物的过程。区分为高程度消毒 （High-level DisinfectionHigh-level Disinfection）、中程度消）、中程度消 毒（毒（Intermediate-level DisinfectionIntermediate-level Disinfection）、）、 低程度消毒（低程度消毒（Low-level DisinfectionLow-level Disinfection） 三种方式。三种方式。 2.2.消毒与灭菌的概念及两者的区别消毒与灭菌的概念及两者的区别 （2 2）灭菌的定义：）灭菌的定义： 以化学剂或物理方法消灭所有微生以化学剂

13、或物理方法消灭所有微生 物，包括所有细菌的繁殖体、芽孢、霉物，包括所有细菌的繁殖体、芽孢、霉 菌及病毒，而达到完全无菌之过程。菌及病毒，而达到完全无菌之过程。 灭菌消毒技术是微生物有关工作中最灭菌消毒技术是微生物有关工作中最 普通也是最重要的技术。普通也是最重要的技术。 1 1、煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6min 2 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15min15min 3 3、化学药剂消毒法、化学药剂消毒法: :用用75%75%酒精、新洁尔酒精、新洁尔 灭等进行皮肤消毒灭等进行皮肤消毒

14、; ;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： 最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，它可以杀最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌，它可以杀 灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体灭所有的生物，包括最耐热的某些微生

15、物的休眠体 ，同时可以基本保持培养基的营养成分不被破坏。，同时可以基本保持培养基的营养成分不被破坏。 有些玻璃器皿也可采用高温干热灭菌。为了防有些玻璃器皿也可采用高温干热灭菌。为了防 止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧止杂菌，特别是空气中的杂菌污染，试管及玻璃烧 瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也瓶都需采用适宜的塞子塞口，通常采用棉花塞，也 可采用各种金属、塑料及硅胶帽，它们只可让空气可采用各种金属、塑料及硅胶帽，它们只可让空气 通过，而空气中的其他微生物不能通过。通过，而空气中的其他微生物不能通过。 而平皿是由正反两平面板互扣而成，这种器具而平皿是由正反两平面板互扣而成，

16、这种器具 是专为防止空气中微生物的污染而设计的。是专为防止空气中微生物的污染而设计的。 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 1.1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他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？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。如果需

17、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身被微生物感染。答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。 答：（答：（1）、（）、（2）需要灭菌；（）需要灭菌；（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、称量计算、称量 2 2溶化溶化 3 3调调pHpH：pH7pH76 6 4 4过滤：这一步可以省去。过滤

18、：这一步可以省去。 5 5分装：分装过程中注意不要使培养分装：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。三角烧瓶容积的一半为宜。 6 6加塞加塞 7 7包扎包扎 操作步骤操作步骤 8 8灭菌灭菌: : 将将50ml50ml培养基用玻棒转移至三角锥瓶中，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塞上棉花塞，包上牛皮纸，再放入高压蒸气灭菌 锅，在压力为锅，在压力为100kPa100kPa、温度为、温度为121121，灭菌

19、，灭菌 151530min30min。将培养基用旧报纸包裹，放入干。将培养基用旧报纸包裹，放入干 热灭菌箱内，在热灭菌箱内，在160160170 170 下灭菌下灭菌2h2h。 9 9倒平板倒平板: : 待培养基冷却到待培养基冷却到50 50 左右时，在酒精灯附左右时，在酒精灯附 近倒平板。（倒平板操作见课本）近倒平板。（倒平板操作见课本）2d2d后观察平后观察平 板，无杂菌污染才可用来接种板，无杂菌污染才可用来接种. . 10 10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3737的温室中培的温室中培 养养24482448小时，以检查灭菌是否彻底。小时，以检查灭菌是否彻底。

20、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瓶，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。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，防止瓶口的微生物答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物 污染培养基。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

21、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？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，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。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

22、底之答：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间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板 培养微生物。培养微生物。 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培通过接种环在琼脂固体培 养基表面连续画线的操作养基表面连续画线的操作, ,将聚集的菌钟将聚集的菌钟 逐步稀释分散到培养基的表面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胞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繁殖而来的肉眼可见的子细

23、胞群体, ,这就这就 是菌落是菌落. . 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，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

24、上次划线的末端，从而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。免细菌污染环境和感染操作者。 2. 2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后 再进行划线？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，为在作第二次

25、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？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，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。最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 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操作要进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要 求，想一想，第求，想一想，第2

26、2步应如何进行无菌操作？步应如何进行无菌操作？ 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，。例如， 酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接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触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等 等。等。 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 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

27、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

28、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。 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，正确的关微生物营养物质的叙述中，正确的

29、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：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微解析：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。对于生物的具体情况分析。对于A A、B B选项，它的表达是不完整的。有选项，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，如的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如 NH4HCO3NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是；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。对于氮源，也是能源，如蛋