微生物的实验室培养

到目前为止，几十项Nobel生理学和医学奖，化学奖都与微生物学有关现在是1页\一共有31页\编辑于星期三微生物的类群原生生物原核生物真菌病毒如酵母菌单细胞的动植物如草履虫、单细胞藻类等微生物包含了除植物界和动物界以外的所有生物无细胞结构真核细胞细菌、蓝藻原核细胞现在是2页\一共有31页\编辑于星期三课题1微生物的实验室培养专题2微生物的培养与应用1.提供营养和条件2.防止污染现在是3页\一共有31页\编辑于星期三一.培养基：微生物生存的环境和营养物质1.基本成分：思考：微生物“吃”什么？碳源、氮源、水、无机盐⑴碳源无机碳源：有机碳源：CO2、CO32-、HCO3-牛肉膏、蛋白胨等自养微生物异养微生物⑵氮源无机氮源：有机氮源：NH4＋、NO3-（为硝化细菌提供N源和能源）牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等注：含CHON的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源现在是4页\一共有31页\编辑于星期三一.培养基：微生物生存的环境和营养物质1.基本成分：碳源、氮源、水、无机盐2.特殊营养：维生素、碱基等（生长因子）（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）3.pH、氧气的需求：4.种类：固体培养基液体培养基有无凝固剂琼脂分离鉴定工业生产化学成分：物理性质：天然培养基合成培养基现在是5页\一共有31页\编辑于星期三培养基的种类液体培养基半固体培养基固体培养基据物理性质分天然培养基合成培养基据化学成分分选择培养基鉴别培养基据用途分常用于工业生产常用于观察微生物的运动、鉴定菌种用于微生物的分离、计数常用于工业生产常用于分类、鉴定在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。例如，在培养基中加入青霉素，以抑制细菌、放线菌的生长，从而分离到酵母菌和霉菌。又如，在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长。根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成，用以鉴别不同种类的微生物。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。现在是6页\一共有31页\编辑于星期三牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基。1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的配方H2O定容至1000mlNacl5g蛋白胨10g牛肉膏5g琼脂20.0g分析营养构成？现在是7页\一共有31页\编辑于星期三5.配制原则⑴目的明确：⑵营养全面、浓度适宜、比例恰当⑶适宜的pH值：有机碳源异养型：根据微生物的种类、培养目的选择原料自养型：不加碳源加入缓冲剂细菌偏碱，真菌偏酸（CO2碳源）生产科研现在是8页\一共有31页\编辑于星期三耐高温需保持干燥的物品，160～170℃1～2小时接种环、接种针等金属用具70~75℃、30min80℃、15min100℃、5~6min消毒灭菌定义方法较为温和理化方法，杀死部分有害菌体（不包括芽孢、孢子）强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）煮沸消毒法巴氏消毒法化学药剂紫外线灼烧灭菌干热灭菌酒精、氯气、石炭酸等高压蒸汽灭菌培养基，100KPa、121℃、15～30min二.无菌技术：防止外来杂菌的污染1.消毒与灭菌：现在是9页\一共有31页\编辑于星期三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）实验操作者的双手思考现在是10页\一共有31页\编辑于星期三2.无菌范围：实验操作空间消毒操作者的手、衣着消毒实验用具灭菌实验操作过程二.无菌技术：防止外来杂菌的污染1.消毒与灭菌：酒精灯旁操作超净工作台现在是11页\一共有31页\编辑于星期三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，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，形成一个细菌孢子细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的生殖细胞。能直接发育成新个体。现在是12页\一共有31页\编辑于星期三单个或少数菌体2.特征：大小、形状、光泽度、颜色、透明度等。3.功能：1.定义：菌落鉴定菌种的重要依据固体培养基上大量繁殖子细胞群体现在是13页\一共有31页\编辑于星期三1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的配方H2O定容至1000mlNacl5g蛋白胨10g牛肉膏5g琼脂20.0g三.大肠杆菌的纯化培养：㈠制备牛肉膏蛋白胨固体培养基1.计算：培养基用量依配方计算各成分的用量2.称量：3.溶化：牛肉膏黏稠，用称量纸称取牛肉膏、蛋白胨易吸潮，要快、加盖牛肉膏、称量纸、少量水加热溶解→取纸→蛋白胨、NaCl→琼脂→补水定容4.调pH、分装、封口：5.灭菌：6.倒平板：培养基、培养皿分散成单个细胞,形成单个菌落现在是14页\一共有31页\编辑于星期三倒平板约50℃防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基现在是15页\一共有31页\编辑于星期三1.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？问题讨论

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。现在是16页\一共有31页\编辑于星期三3.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。现在是17页\一共有31页\编辑于星期三二.大肠杆菌的纯化培养：㈠制备牛肉膏蛋白胨固体培养基㈡纯化大肠杆菌：⑴平板划线法：菌种划3个平板1个不划线1.纯化大肠杆菌的方法：平板划线法和稀释涂布平板法接种环防止划破培养基（重复实验）（空白对照）现在是18页\一共有31页\编辑于星期三平板划线法

平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，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。现在是19页\一共有31页\编辑于星期三问题讨论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杀死上次残留的菌种，保证使下一次划线时，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。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。现在是20页\一共有31页\编辑于星期三

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。现在是21页\一共有31页\编辑于星期三6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：菌液微量移液器现在是22页\一共有31页\编辑于星期三浸⑵稀释涂布平板法：a.梯度稀释菌液：b.涂布平板：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倍现在是23页\一共有31页\编辑于星期三稀释涂布法

稀释涂布法是将菌液进行一系列梯度稀释，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。现在是24页\一共有31页\编辑于星期三问题讨论

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？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。现在是25页\一共有31页\编辑于星期三3．平板划线法和稀释涂布平板法的比较现在是26页\一共有31页\编辑于星期三⑴平板划线法：二.大肠杆菌的纯化培养：㈠制备牛肉膏蛋白胨固体培养基㈡纯化大肠杆菌：1.接种：⑵稀释涂布平板法：2.培养：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～24h后，观察并记录稀释103倍稀释104倍稀释105倍现在是27页\一共有31页\编辑于星期三（三）菌种的保藏：1.临时保藏：试管固体斜面培养基上，培养长成菌落4℃冰箱保存2.长期保存：菌种易被污染、变异甘油管藏1ml甘油（灭菌）＋1ml菌液－20℃搁置斜面现在是28页\一共有31页\编辑于星期三四、课题成果评价

（一）培养基的制作是否合格如果未接种的培养基在恒温箱中保温1～2d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。（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，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。（三）是否进行了及时细致的观察与记录培养12h与24h后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记