微生物的实验室培养课件-高二下学期生物人教版选修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课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课题3分解纤维素的微生物的分离基础知识1.提供营养和条件2.防止杂菌污染微生物原核:真核非细胞类：细菌、放线菌、支原体、蓝藻等酵母菌、霉菌等真菌：原生生物病毒、类病毒、朊病毒等①种类多；②分布广；③易培养；④个体微小；⑤结构简单；⑥繁殖快；⑦代谢强；⑧易变异。微生物的类群显微藻类：衣藻、小球藻等原生动物：草履虫、变形虫等微生物的特性微生物：个体微小、结构简单，借助显微镜才能看到的生物。（一）球菌（二）杆菌（三）螺旋菌肺炎双球菌金黄色葡萄球菌乳酸链球菌大肠杆菌苏云金芽孢杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌幽门螺旋菌齿垢密螺旋体细菌的形态细菌的芽孢

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（不是繁殖体），叫做芽孢。

芽孢的壁很厚，含水量极低，抗逆性极强（对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力）。细菌芽孢的结构模式图环境适宜时，芽孢可以萌发，形成一个细菌。

菌落具有大小、形状、光泽度、颜色、透明度等基本特征。

菌落是鉴定菌种的重要依据。菌落

菌落由单个细菌（或其他微生物）细胞或少数同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的子细胞群落。二、基本成分（一）碳源①无机碳源：②有机碳源：CO2、HCO3-等，适于自养生物。葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等，适于异养生物。（二）氮源①无机氮源：②有机氮源：N2、NH4＋、NH3、NO3-等牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等培养基一、概念：提供微生物生长繁殖所需的环境条件和营养物质的基质2.功能（1）参与酶的组成；（2）调节并维持细胞的渗透压；（3）调节PH的平衡。（四）水（1）良好溶剂，参与物质运输;（2）参与细胞内一系列化学反应;（3）酶催化的介质。（五）特殊营养物质（生长因子）1.概念：微生物生长所必需的、微量的、自身不能合成或合成很少的有机物。2.作用：酶和核酸的组成成分（三）无机盐1.种类：KH2PO4、K2HPO4、（NH4）2SO4、MgSO4、CaCl2、Ca(NO3)2、NaCl、FeSO4等。3.种类：维生素、氨基酸、嘌呤及嘧啶三大类4.来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等6.pH、氧气的需求：厌氧生物需提供无氧条件。三、种类种类是否含凝固剂(琼脂)用途固体培养基1.5%-2.5%分离、计数、鉴定半固体培养基0.2%-0.7%观察运动、鉴定菌种液体培养基否工业生产（一）按物理性质分固体培养基：菌落半固体培养基：运动液体培养基：生长表面生长均匀混浊生长沉淀生长（二）按化学成分种类化学成分用途天然培养基不明确工业大规模生产合成培养基明确分类、鉴定（三）按培养基的功能（用途）1.基础培养基（1）成分：一般微生物生长繁殖所需要的基本物质（2）常用类型：牛肉膏蛋白胨培养基（20.0g琼脂）种类制备方法原理用途举例2.选择培养基依据某些微生物的特殊营养需求或对某些物质的敏感性加入相应特殊营养物质或化学物质从众多微生物中分离所需的微生物①加入青霉素分离酵母菌和霉菌②缺氮培养基分离固氮菌③高浓度食盐的培养基分离金黄色葡萄球菌④无碳培养基分离自养型微生物3.鉴别培养基依据微生物的代谢产物与特殊化学物质发生特定的反应，产生明显的特征变化。加入某种特殊的化学物质鉴别不同种类微生物①伊红和美蓝培养基鉴别大肠杆菌②刚果红培养基鉴别纤维素分解菌例1：为了检测饮用水中是否含有某种细菌，配制的培养基的配方如下表：

(1)该培养基所含的碳源有________________，其功能是________________。

(2)该培养基所含的氮源是________________，其功能是________________。

(3)该培养基除含碳源、氮源外，还有微生物需要的营养物质是________________。

(4)该细菌在同化作用上的代谢类型是________________。

(5)该培养基可用来鉴别哪种细菌(

)

A．霉菌 B．大肠杆菌C．酵母菌D．乳酸菌乳糖、蔗糖、蛋白胨构成微生物的细胞物质和一些代谢产物蛋白胨合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物水、无机盐异养型B一、概念无菌技术泛指在分离、接种和培养微生物的操作中，所有防止其他微生物污染的方法。无菌技术是成功地培养微生物的关键。无菌技术二、范围1.对实验操作空间、操作者衣着和手进行清洁和消毒。2.对培养器皿、接种用具、培养基等进行灭菌。3.在酒精灯旁操作4.已灭菌的材料与周围的物品分开。超净工作台方法——消毒和灭菌项目消毒灭菌概念适用对象指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物。（不包括芽孢和孢子）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。操作空间、操作者、一些液体接种环、接种针、玻璃皿、培养基等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。在生物体的一定部位产生一种特殊的生殖细胞叫孢子。孢子的特点是能直接长成新个体。常用的消毒、灭菌手段项目方法条件作用对象消毒煮沸消毒法100℃，煮沸5～6min杀死微生物细胞和一部分芽孢巴氏消毒法70~75℃煮30min或80℃煮15min杀灭非芽孢致病菌，不破坏物料原风味；适用于对牛奶、啤酒等不耐高温的液体消毒。化学药剂消毒法75%的酒精使细胞脱水、蛋白质变性,可对双手消毒50%的石炭酸、来苏水对空气消毒一定浓度的乳酸、食醋通过熏蒸对空气进行消毒氯气消毒氯气溶于水形成盐酸和次氯酸，次氯酸可放出新生态的氧，从而杀死细胞。紫外线法紫外线照射30min抑制DNA的复制；产生臭氧，辅助杀菌。适用于空气及物体表面消毒。项目方法条件作用对象灭菌灼烧灭菌在酒精灯火焰（200℃以上）的充分燃烧层灼烧适用于接种环、接种针、接种钩等金属用具以及试管口、三角瓶口灭菌干热灭菌在干热灭菌箱内，160～170℃条件下，加热1～2h耐高温且需保持干燥的物品，如玻璃器皿和金属用具等高压蒸汽灭菌在高压蒸汽灭菌锅内，121℃，100kPa，灭菌15～30min加压是为了提高温度达到灭菌的目的，必须当灭菌锅内的冷空气完全排尽后，再将锅关闭，继续加热。适用于培养基灭菌。讨论:1.在高压蒸汽灭菌开始以前，为什么要将灭菌锅内的冷空气排尽？

在高压蒸汽灭菌以前，如果高压蒸汽灭菌锅内的冷空气没有排尽，当压力上升到100kPa时，锅内的温度就不会上升到应有的高度，导致灭菌不彻底。2.灭菌完毕以后，如果压力未降到0就打开排气阀，会出现什么现象？为什么？

如果压力未降到零就打开排气阀，试管内的培养基就会冲出管口。这是因为高压蒸汽灭菌锅内外压力不平衡的缘故.

3.接种操作为什么一定要在火焰旁边进行？

空气中存在有大量的微生物，而接种灯的火焰旁能形成一个无菌区域，在这里操作，可以避免杂菌污染.例2：微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染，请分析下列操作中错误的是（）。①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢②接种操作要在酒精灯火焰附近进行③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌A:①③

B:②④C:③⑤D:④⑥D实验操作1.接种工具：①接种针：直线状，多用于固体培养基穿刺接种。②接种环：环状，常用于细菌和酵母菌的斜面、平板接种。斜面平板接种针、钩、环③接种钩：直角状，多用于霉菌和放线菌的接种。2.涂布器：多用于菌种的分离或微生物平板活菌计数时涂布。3.吸管：0.1、0.2、0.5、1、5、10mL等移液管，常用于液体接种及菌悬液系列稀释。4.试管、培养皿、锥形瓶等5.消毒、灭菌设备：酒精灯、干热灭菌箱、高压蒸汽灭菌锅等。6.无菌实验室、超净工作台等实验安排

采用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养，实验过程分为三个阶段：1.制备培养基2.纯化大肠杆菌大肠杆菌3.微生物的恒温培养1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基

根据上述培养基配方比例，计算配置100mL培养基时各成分的用量。(1)计算：依配方计算100mL培养基所需各成分的用量。注意：牛肉膏和蛋白胨都容易吸潮，称取时动作要迅速，称后要及时盖上瓶盖。蛋白胨牛肉膏用玻璃棒挑取牛肉膏(2)称量：玻璃棒挑取牛肉膏于称量纸上称取。(3)溶化:牛肉膏、称量纸、少量水加入烧杯→加热溶解→取纸→蛋白胨、NaCl→搅拌溶解→冷却调pH→琼脂→搅拌熔化→补水至100mL作为凝固剂防止琼脂糊底而导致烧杯破裂牛肉膏黏稠，保证粘附在称量纸上的牛肉膏也溶于水中，减少误差(4)分装和包扎：培养基装入锥形瓶，加棉塞，包牛皮纸(封口膜)扎紧.(5)灭菌：高压蒸汽灭菌；在压力为100kPa，温度为121℃条件下，灭菌15-30min。(6)倒平板灭菌时避免水蒸气浸湿棉塞，取出培养基时，也起到隔绝空气中杂菌的作用防止污染和挥发倒平板技术无菌检查：将灭菌的培养基放入37℃的温室中培养24—48h，观察是否有微生物生长，以检查灭菌是否彻底。培养基冷却至约50℃左右时。答：用手触摸锥形瓶，感觉刚刚不烫手时。2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。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？3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？答：既可以防止培养基表面的水分过快挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，影响微生物的生长。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：最好不要用。因为空气中的微生物可能在此滋生。结合课本P17讨论：纯化微生物的关键：得到由一个细胞或孢子生长繁殖形成的单个菌落2.纯化大肠杆菌

微生物的接种技术还包括斜面接种、穿刺接种等方法。虽然这些技术和操作方法各不相同，但是，其核心都是要防止杂菌污染，保证培养物纯度。纯化大肠杆菌的方法：

平板划线法

稀释涂布平板法平板划线法(1)平板划线法：思考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？操作结束后灼烧：杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境及感染操作者。第一步灼烧：消灭接种环上的微生物避免污染培养物；每次划线前灼烧：为了杀死上一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，以便得到由单个细菌繁殖的菌落。2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？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？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。思考一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。4.平板划线时不能划破培养基的原因？6支试管，分别加入9ml无菌水1ml1011ml1021ml1031ml1041ml1051ml106⑵稀释涂布平板法：a.梯度稀释菌液：菌液微量移液器器皿无菌浸不超过0.1ml各梯度分别涂布3个平板1个不涂布作空白对照滴灼涂稀释103倍稀释104倍稀释105倍⑵稀释涂布平板法：a.梯度稀释菌液：b.涂布平板：试稀释103倍稀释104倍稀释105倍⑵稀释涂布平板法：a.梯度稀释菌液：b.涂布平板：稀释涂布平板法----涂布平板3.微生物的恒温培养接种培养基未接种培养基恒温箱37℃培养12h和24h作用：对照实验

若无菌落生长，说明培养基制备成功。否则培养基有杂菌污染，需重新制备。菌种的保藏：1.临时保藏：试管固体斜面培养基上4℃2.长期保存：菌种易被污染甘油管藏1ml甘油＋1ml菌液－20℃练习1：如下表所示为某微生物培养基的配方，请回答：成分含量成分含量NaNO33gFeSO40.01gK2HPO41g(CH2O)30g琼脂15gH2O1000mlMgSO4·7H2O0.5g青霉素0.1万单位⑴依物理性质，该培养基属于

培养基。依用途划分，则属于

培养基。⑵根据培养基原料，所培养微生物的同化作用的类型是

，培养的微生物可能

是

。⑶该培养基中的碳源是

。不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是

。⑷细菌种群进化过程中，其主要作用的变异来源是（

）A．环境条件B．基因重组C．基因突变D．染色体变异

答案：（1）固体、选择（2）异养、酵母菌或霉菌（3）（CH2O）、调节pH）（4）C练习2：（1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑______、______和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、____________等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。（2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________（消毒、灭菌）；操作者的双手需要进行清洗和_____；空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能__________。

（3）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的_______。（4）通常对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征进行初步的____。（5）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是________。（6）若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过_______处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。温度pH易培养生活周期短灭菌消毒损伤DNA的结构。

（3）比例合适）（4）鉴定（或分类）（5）将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生（2分）（6）灭菌练习3：有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以

为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________

和________

。(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________

和_______

。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________

附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰练习4：临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：（1）为了从样本中获取致病菌单菌落，可用

法或

法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。（2）取该单菌落适当稀释，用

法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀至于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A

；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B

；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明

；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的

。（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素

。答案：（1）平板划线稀释涂布（2）涂布（3）敏感不敏感该致病菌对C的敏感性比对A的弱耐药菌（4）A5.关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，叙述错误的是（）A.操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌B.将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯C.待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板D.待平板冷却凝固约5~10min后将平板倒过来放置6.将配制好的培养基进行灭菌应用（）A.灼烧灭菌B.高压蒸汽灭菌C.干热灭菌D.煮沸灭菌7.灭菌的标准是（）A.杀死所有的病原微生物B.杀死所有的微生物C.杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子D.是病原菌不生长8.下列常用的无菌操作中错误的是(