高中生物选修1专题2微生物的培养与应用

1、会计学1高中生物选修高中生物选修1专题专题2微生物的培养与应微生物的培养与应用用第1页/共53页微生物的基础知识微生物的基础知识微生物微生物真菌真菌原生动物原生动物原核生物原核生物 结构简单结构简单, ,个体多数十分微小个体多数十分微小( (光学显微光学显微镜或电子显微镜镜或电子显微镜才能看到才能看到) )，繁殖迅速，繁殖迅速第2页/共53页三三. .纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌四四. .菌种保存菌种保存一一. .培养基培养基二二. .无菌技术无菌技术第3页/共53页一一. .培养基培养基1.1.概念概念: :人们按照对微生物的营养物质的不同需人们按照对微生物的营养物质的不同需求求, ,配制供微生

2、物生长繁殖的配制供微生物生长繁殖的营养基质营养基质。第4页/共53页一一. .培养基培养基2.2.成分：成分： 一般都含有一般都含有水水、碳源碳源、和、和氮源氮源、 无机盐无机盐、等营养物质，另外还需要满足微生物生长对等营养物质，另外还需要满足微生物生长对pHpH、特殊营养物质特殊营养物质, , 以及以及氧气氧气的要求。的要求。 第5页/共53页一一. .培养基培养基3.3.分类：分类：a a根据根据物理性质物理性质分分固体培养基固体培养基用于微生物的分离计数用于微生物的分离计数液体培养基液体培养基常用于工业生产常用于工业生产第6页/共53页一一. .培养基培养基3.3.分类：分类：b b根据

3、根据化学成分化学成分分分合成培养基合成培养基成分明确成分明确天然培养基天然培养基成分成分不明确不明确c c根据根据用途用途分分选择培养基选择培养基鉴别培养基鉴别培养基第7页/共53页选择培养基选择培养基 加入青霉素的培养基加入青霉素的培养基 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

4、体细胞分离导入了目的基因的受体细胞第8页/共53页二二. .无菌技术无菌技术利用较为利用较为温和温和的化学或物理方法的化学或物理方法,杀死物杀死物体中的体中的部份部份微生物微生物(不包括芽孢和孢子不包括芽孢和孢子)1.1.消毒消毒以以强烈强烈的化学或物理方法消灭体内外的化学或物理方法消灭体内外所有所有微生物微生物, ,包括包括芽孢芽孢和孢子。和孢子。2.2.灭菌灭菌第9页/共53页 有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的形的休眠体休眠体，叫做，叫做芽孢芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温。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

5、力。芽孢又小又轻，、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜的时候，芽孢又可以萌发，可以随风飘散。当环境适宜的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌形成一个细菌. .第10页/共53页a.a.煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6minb.b.巴氏消毒法巴氏消毒法:70-75:70-75下煮下煮30min30min或或8080下煮下煮15min15minc.c.化学药剂消毒法化学药剂消毒法: :用用75%75%酒精、新洁尔灭等进行酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒皮肤消毒; ;氯气消毒水源氯气消毒水源d.d.紫外线消毒紫外线消毒常用消毒的方法：常用消毒

6、的方法：第11页/共53页干热灭菌：干热灭菌：160-170 160-170 下加热下加热1-1-2h2h。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.灼烧灭菌灼烧灭菌常用灭菌的方法：常用灭菌的方法：第12页/共53页三三. .纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌一一).).培养基配制与灭菌培养基配制与灭菌二二).).接种、培养接种、培养纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌三三).).结果分析与评价结果分析与评价第13页/共53页二二. .纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌2)2)称量称量( (按比例按比例) )3) 3) 溶化溶化1)1)计算计算4)4

7、)灭菌灭菌: :将包好培养基和培养皿进行将包好培养基和培养皿进行 高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌5)5)待冷却到待冷却到5050O OC C时时倒平板倒平板一一).).培养基配制与灭菌培养基配制与灭菌第14页/共53页倒平板操作的讨论倒平板操作的讨论用手触摸锥形瓶，温度下降到刚刚用手触摸锥形瓶，温度下降到刚刚不烫手不烫手时即可时即可开始倒平板。开始倒平板。 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基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，又可以防止凝结在皿盖上的水珠落入培养基防止凝结在皿盖上的水珠落入培养基, ,造成污染造成

8、污染空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此上滋生，因此最好不要最好不要用这个平板培养微生物。用这个平板培养微生物。第15页/共53页二二).).纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌1.1.原理原理 在适宜环境下，在适宜环境下，单个细菌单个细菌能迅速生长能迅速生长增殖形成一个细胞群体增殖形成一个细胞群体菌落菌落第16页/共53页二二).).纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌2.2.方法方法: :平板划线法、稀释涂布平板法平板划线法、稀释涂布平板法1.1.原理原理 在适宜环境下，在适宜环境下，单个细菌单个细菌能迅速生长能迅速生长增殖形成一个细胞群体增殖形成一个细

9、胞群体菌落菌落第17页/共53页4.4.平板划线法平板划线法 通过接种环在琼脂固体培养基表面通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划连续划线线的操作，将聚集的菌种逐步的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散稀释分散到培养到培养基的表面。基的表面。注意事项注意事项二二).).纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌第18页/共53页注意事项注意事项: : a.a.在操作的第一步、划线之前以及在操作的第一步、划线之前以及划线操作结束时都要划线操作结束时都要灼烧接种环灼烧接种环？避免接种环上可能存在的避免接种环上可能存在的微生物微生物污染培养物污染培养物杀死上次划线结束后，接种环上杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种残留的菌

10、种，使下，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。的末端。及时杀死接种环上残留的菌种，及时杀死接种环上残留的菌种，避免避免细菌细菌污染污染环环境和感染操作者境和感染操作者第19页/共53页注意事项注意事项: :b.b.在灼烧接种环之后在灼烧接种环之后, ,要等其冷却后再进行划线要等其冷却后再进行划线 以免接种环温度太高，以免接种环温度太高，杀死菌种杀死菌种。c.c.在作第二次以及其后的划线操作时，总是从在作第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的上一次划线的末端开始末端开始划线划线能使细菌的数目能使细菌的数目随着随着划线划线次数

11、次数的增加而的增加而逐步减少逐步减少,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。第20页/共53页5.5.稀释涂布平板法稀释涂布平板法 将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养。菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养。 二二).).纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌第21页/共53页系列稀释操作系列稀释操作101102103104105106第22页/共53页涂布平板操作涂布平板操作(1)(1)将涂布器浸在盛有将涂布器浸在盛有7070的酒精的烧杯中。的酒精的烧杯中。(2)(2)

12、取少量菌液取少量菌液( (不超不超0.1mL0.1mL),),滴加到培养基表面滴加到培养基表面。(3)(3)将沾有酒精的涂布器在火焰上引燃，火熄后冷将沾有酒精的涂布器在火焰上引燃，火熄后冷却却8 810s10s。(4)(4)用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。第23页/共53页6.6.培养观察培养观察 将接种后的培养基和一个未接种的培养基将接种后的培养基和一个未接种的培养基放入放入3737度恒温箱中培养度恒温箱中培养 12h12h和和24h24h后，分别观察记录后，分别观察记录二二).).纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌第24页/共53页 1.1.未接种的培养基

13、表面是否有菌落生长？如果有菌未接种的培养基表面是否有菌落生长？如果有菌落生长，说明了什么？落生长，说明了什么？无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则，说明培养基有杂菌，需要重新制备。否则，说明培养基有杂菌，需要重新制备。 2.2.在接种大肠杆菌的培养基上，能否观察到独立的在接种大肠杆菌的培养基上，能否观察到独立的菌落？它们的大小、形状、颜色相似？菌落？它们的大小、形状、颜色相似？ 如果接种成功的话，在培养基的表面可观察到大小、如果接种成功的话，在培养基的表面可观察到大小、形状、颜色相似的菌落。形状、颜色相似的菌落。三三).).结果分析与评价结果分析与评

14、价第25页/共53页 3.3.培养培养12h12h和和24h24h后，观察到的实验结果相同吗？如后，观察到的实验结果相同吗？如果不同，请分析产生差异的原因？果不同，请分析产生差异的原因？ 培养培养12h12h与与24h24h后的大肠杆菌菌落的后的大肠杆菌菌落的大小大小会有明显会有明显不同不同。随着时间的延长、菌落的不断生长，使菌落不断增大。随着时间的延长、菌落的不断生长，使菌落不断增大。 4.4.如果在培养基上观察到不同形态的菌落，请分析如果在培养基上观察到不同形态的菌落，请分析其可能的原因。其可能的原因。 无菌操作无菌操作未未达到要求：可能是培养基灭菌不彻底；可达到要求：可能是培养基灭菌不彻

15、底；可能是接种时发生了污染；也可能是在培养的过程中受到了能是接种时发生了污染；也可能是在培养的过程中受到了污染。污染。三三).).结果分析与评价结果分析与评价第26页/共53页 1.1.试管低温临时保存试管低温临时保存 将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，培养成菌落将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，培养成菌落后，置于后，置于4 4O OC C的冰箱中保存（每隔的冰箱中保存（每隔3 36 6个月要重新接种培个月要重新接种培养后再保存）。养后再保存）。 2.2.甘油管长期保存甘油管长期保存 在在3mL3mL的甘油瓶中加入的甘油瓶中加入1mL1mL的甘油，高压灭菌。将的甘油，高压灭菌。将1mL1m

16、L培养的菌液转移到甘油瓶中，充分混合后，置于培养的菌液转移到甘油瓶中，充分混合后，置于2020O OC C的的冷冻箱中保存。冷冻箱中保存。四四. .菌种保存菌种保存第27页/共53页一一. .基础知识原理基础知识原理1.1.分离分离 - - 筛选菌株筛选菌株筛选原理筛选原理: :人为提供有利于目的菌株生长的人为提供有利于目的菌株生长的条件条件，同时抑，同时抑制或阻止其他微生物生长。制或阻止其他微生物生长。筛选方法筛选方法: :选择培养基培养选择培养基培养控制培养基的控制培养基的PHPH控制培养的温度控制培养的温度( (氧浓度等氧浓度等) )第28页/共53页一一. .基础知识原理基础知识原理2

17、.2.计数计数筛选方法筛选方法: :用显微镜用显微镜直接直接计数计数间接间接计数计数统计平板的菌落数统计平板的菌落数间接计数法（活菌计数法）间接计数法（活菌计数法）: :原理原理: :在在稀释度稀释度足够足够高高时，微生物在固体培养基上时，微生物在固体培养基上所形成的所形成的一个菌落一个菌落是由是由一个单细胞一个单细胞繁殖而成繁殖而成的，即一个菌落的，即一个菌落代表代表原先的一个细菌原先的一个细菌方法方法: :稀释涂布平板法稀释涂布平板法计算公式计算公式: :（C CV V）x Mx M第29页/共53页第30页/共53页一一. .基础知识原理基础知识原理3.3.设计对照实验设计对照实验目的排

18、除无关变量对实验结果的影响，目的排除无关变量对实验结果的影响，提高实验结果的可靠性提高实验结果的可靠性第31页/共53页二二. .实验设计与操作实验设计与操作1.1.土壤取样土壤取样2.2.制备培养基制备培养基3.3.接种、培养、观察接种、培养、观察4.4.细菌的计数细菌的计数第32页/共53页二二. .实验设计与操作实验设计与操作1.1.土壤取样土壤取样2.2.制备培养基制备培养基牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基对照对照选择培养基选择培养基 - - 尿素为唯一氮源尿素为唯一氮源第33页/共53页二二. .实验设计与操作实验设计与操作3.3.接种、培养、观察接种、培养、观察稀释涂布平板接种

19、稀释涂布平板接种稀释液的倍数的范围稀释液的倍数的范围: :真菌真菌:10:102 210104 4 细菌细菌:10:104 410106 6 放线菌放线菌:10:103 310105 5每一个浓度做每一个浓度做3 3个或个或3 3个以上个以上平板平板, ,求平均值求平均值重复实验重复实验-增强说服力和准确性增强说服力和准确性第34页/共53页二二. .实验设计与操作实验设计与操作3.3.接种、培养、观察接种、培养、观察时间时间 温度温度细菌细菌1-2d 301-2d 303737O OC C放线菌放线菌霉菌霉菌5-7d 255-7d 252828O OC C3-4d 253-4d 252828

20、O OC C第35页/共53页二二. .实验设计与操作实验设计与操作1.1.土壤取样土壤取样2.2.制备培养基制备培养基3.3.接种、培养、观察接种、培养、观察4.4.细菌的计数细菌的计数每隔每隔24h24h统计一次菌落数目。统计一次菌落数目。当菌落数目当菌落数目稳定稳定时，选取菌落数在时，选取菌落数在30-30030-300的平板进行的平板进行计数。计数。 每同一浓度至少对每同一浓度至少对3 3个平板进行重复计数个平板进行重复计数, ,求平均值求平均值 再根据对应稀释的计算出样品中的细菌数再根据对应稀释的计算出样品中的细菌数 第36页/共53页计数计数每克土壤中菌株数每克土壤中菌株数 ( (

21、 C/V C/V ) ) X MX M平板的平均平板的平均菌落数菌落数X X 稀释液的稀释液的稀释倍数稀释倍数涂布时所用稀释液涂布时所用稀释液体积体积第37页/共53页三三. .课题延伸课题延伸原理原理细菌分解尿素时产生细菌分解尿素时产生氨氨，氨使培养，氨使培养基的碱性增强。基的碱性增强。因此，可通过检测培养基因此，可通过检测培养基PHPH变化来鉴定变化来鉴定该种细菌能否分解尿素该种细菌能否分解尿素方法方法在选择培养基中加酚红指示剂在选择培养基中加酚红指示剂, ,培养培养细菌，观察指示剂是否变红。细菌，观察指示剂是否变红。对分离的菌种作进一步的鉴定对分离的菌种作进一步的鉴定第38页/共53页课

22、题课题. .分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离一一. .基础知识原理基础知识原理1.1.纤维素与纤维素酶纤维素与纤维素酶：一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，广泛地存在于植物的根、茎、叶等器官中。广泛地存在于植物的根、茎、叶等器官中。：由微生物分泌的一种复合酶，包括由微生物分泌的一种复合酶，包括酶酶、酶和葡萄糖苷酶，由于它们的协同作用，最终将纤维素分酶和葡萄糖苷酶，由于它们的协同作用，最终将纤维素分解成葡萄糖。解成葡萄糖。纤维素纤维素酶酶酶酶纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖苷苷 酶酶葡萄糖葡萄糖第39页/共53页课题课题. .分解纤维素的微

23、生物的分离分解纤维素的微生物的分离一一. .基础知识原理基础知识原理2.2.刚果红染色法刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理筛选纤维素分解菌的原理第40页/共53页二二. .实验设计实验设计土壤取样土壤取样选择培养选择培养梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上挑选产生透明挑选产生透明圈的菌落圈的菌落1.1.实验流程实验流程课题课题. .分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离第41页/共53页选择培养选择培养 将土样加入装有将土样加入装有30ml30ml选择培养基的锥形选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度瓶中，将锥形

24、瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养下震荡培养1 12 2天，直至培养液变浑浊。也天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养可重复选择培养第42页/共53页刚果红染色法刚果红染色法思考：思考：这两种方法各有哪些优点与不足这两种方法各有哪些优点与不足 方法一方法一 缺点缺点是操作烦琐，加入刚果红溶是操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；液会使菌落之间发生混杂；优点优点是这样显示出是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 方法二方法二 优点优点是操作简便，不存在菌落混是操作简便，不存在菌落混杂问题杂问题缺点一缺点一是由于培养基中还含有淀粉类物质，可是

25、由于培养基中还含有淀粉类物质，可使产生淀粉酶的菌落也出现透明圈使产生淀粉酶的菌落也出现透明圈( (模糊模糊) )；缺点二缺点二有些微生物具有降解色素的能力，它们有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会形成明显的透明圈在长时间培养过程中会形成明显的透明圈第43页/共53页课题延伸课题延伸 对分离的菌种作进一步的鉴定对分离的菌种作进一步的鉴定进行发酵产生纤维素酶，进行发酵产生纤维素酶，再进行纤维素酶测定再进行纤维素酶测定第44页/共53页专题专题2 :2 :微生物的培养与应用微生物的培养与应用一一. .基础知识和基本技术基础知识和基本技术1.1.培养基培养基概念、分类、成分概念、分类

26、、成分3.3.制备培养基制备培养基计算、称量、溶化、灭菌、倒平板计算、称量、溶化、灭菌、倒平板4.4.无菌技术无菌技术灭菌灭菌消毒消毒5.5.接种技术接种技术平板划线法平板划线法稀释涂布平板法稀释涂布平板法2.2.菌落菌落概念、特点概念、特点第45页/共53页专题专题2 :2 :微生物的培养与应用微生物的培养与应用二二. .微生物培养技术的应用微生物培养技术的应用2.2.分离微生物分离微生物方法方法4.4.微生物的分离和鉴定微生物的分离和鉴定3.3.微生物计数微生物计数原理、方法、注意事项原理、方法、注意事项原理、方法原理、方法1.1.纯化微生物纯化微生物原理、方法原理、方法第46页/共53页

27、微生物的基础知识微生物的基础知识微生物微生物真菌真菌原生动物原生动物原核生物原核生物 结构简单结构简单, ,个体多数十分微小个体多数十分微小( (光学显微光学显微镜或电子显微镜镜或电子显微镜才能看到才能看到) )，繁殖迅速，繁殖迅速第47页/共53页a.a.煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6minb.b.巴氏消毒法巴氏消毒法:70-75:70-75下煮下煮30min30min或或8080下煮下煮15min15minc.c.化学药剂消毒法化学药剂消毒法: :用用75%75%酒精、新洁尔灭等进行酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒皮肤消毒; ;氯气消毒水源氯气消毒水源d.d.紫外线消毒紫外线消毒常用消毒的方法：常用消毒的方法：第48页/共53页倒平板操作的讨论倒平板操作的讨论用手触摸锥形瓶，温度下降到刚刚用手触摸锥形瓶，温度下降到刚刚不烫手不烫手时即可时即可开始倒平板。开始倒平板。 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基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，又可以防止凝结在皿盖上的水珠落入培养基防止凝结在皿盖上的水珠落入培养基, ,造成污染造成污染空气中的微生物可能在皿盖与皿