(2024年)第四章微生物的营养和培养基学习教案

第四章微生物的营养和培养基学习教案2024/3/261目录微生物营养概述培养基的概念与分类微生物的营养物质与代谢培养基的制备与灭菌微生物在培养基中的生长与繁殖实验操作与结果分析2024/3/26201微生物营养概述Chapter2024/3/26301020304提供微生物细胞碳元素和能量的来源，如葡萄糖、蔗糖等。碳源用于合成微生物细胞中的蛋白质、核酸等含氮物质，如铵盐、硝酸盐等。氮源维持细胞渗透压、酸碱平衡以及酶的活性，如磷酸盐、硫酸盐等。无机盐某些微生物生长所必需的微量有机物质，如维生素、氨基酸等。生长因子微生物的营养需求2024/3/264以有机物氧化释放的能量为能源，利用有机物合成细胞物质的微生物，如大多数细菌、真菌。以光为能源，利用有机物合成细胞物质的微生物，如紫硫细菌。以光为能源，利用无机物合成细胞物质的微生物，如蓝藻。以无机物氧化释放的能量为能源，利用无机物合成细胞物质的微生物，如硝化细菌。光能异养型光能自养型化能自养型化能异养型微生物的营养类型2024/3/26501020304水溶性营养物质通过微生物细胞壁的水溶性孔道进入细胞，如葡萄糖、氨基酸等。大分子营养物质通过微生物分泌的胞外酶降解为小分子后吸收，如淀粉、蛋白质等。脂溶性营养物质通过微生物细胞膜的脂质双层进入细胞，如脂肪酸、甘油等。无机营养物质通过主动运输或被动扩散进入微生物细胞，如钾离子、磷酸根离子等。微生物的营养来源2024/3/26602培养基的概念与分类Chapter2024/3/267培养基是供微生物生长、繁殖、代谢的混合养料，通常含有碳源、氮源、无机盐、生长因子、水等。定义提供微生物生长所需的营养和能量，维持微生物的代谢活动，创造适宜的生长环境。作用培养基的定义与作用2024/3/268天然培养基利用天然物质制成的培养基，如麦芽汁、牛肉膏蛋白胨培养基等。根据微生物的营养需求，通过精确控制成分和比例人工合成的培养基。在合成培养基的基础上，加入少量天然成分制成的培养基。根据某种或某类微生物的特殊营养需求或抗性设计的培养基，用于从混合微生物中分离出目标微生物。在培养基中加入某种试剂或化学物质，依据微生物产生的某种代谢产物与特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征，从而鉴别不同种类的微生物。合成培养基选择性培养基鉴别培养基半合成培养基培养基的分类与内容2024/3/269培养基的选用原则根据目标微生物的营养需求和生长特性，选择适宜的培养基类型和成分。在满足微生物生长需求的前提下，尽量选用价格低廉、易于获得的原料。选用的培养基应易于制备、保存和使用，方便实验操作。确保选用的培养基无毒无害，不会对环境和人体健康造成危害。针对性原则经济性原则可操作性原则安全性原则2024/3/261003微生物的营养物质与代谢Chapter2024/3/2611提供微生物细胞合成所需碳元素的营养物质。碳源能源碳源与能源的关系为微生物生命活动提供所需能量的物质。碳源通常也是能源，但有些碳源只能作为构成细胞成分，而不能为微生物提供能量。030201碳源与能源2024/3/2612

氮源与生长因子氮源提供微生物合成细胞含氮物质的营养来源。生长因子微生物生长不可缺少，但自身不能合成，必须由外界提供的微量有机物质。氮源与生长因子的关系氮源是生长因子的重要组成元素之一，但并非所有氮源都能作为生长因子。2024/3/2613123微生物生长所必需的无机元素，通常以离子形式存在。无机盐微生物生长所需的少量元素，通常以痕量形式存在。微量元素参与细胞结构组成、维持渗透压平衡、调节酸碱度等。无机盐与微量元素的作用无机盐与微量元素2024/3/261401水是微生物细胞的主要组成成分，占细胞总重量的70%-90%。020304水是良好的溶剂，为细胞内生化反应的进行提供了必要的环境。水能调节细胞内的温度，保证生命活动的正常进行。水在细胞内的含量和分布受到严格的调控，以维持细胞的正常生理功能。水的营养作用2024/3/261504培养基的制备与灭菌Chapter2024/3/2616培养基的制备方法与步骤调整pH值用酸或碱调整培养基的pH值，使其适合微生物的生长。配制培养基按照一定比例将各种成分混合，加入适量的水或缓冲液，搅拌均匀。选择合适的培养基成分根据所要培养的微生物种类和实验需求，选择合适的碳源、氮源、无机盐、生长因子等培养基成分。过滤除菌将配制好的培养基通过滤膜过滤，去除其中的细菌和其他微生物。分装与灭菌将过滤后的培养基分装到试管、培养皿等容器中，并进行高压蒸汽灭菌或使用其他灭菌方法。2024/3/2617通过高温高压蒸汽对培养基进行灭菌，原理是高温使微生物体内的蛋白质变性，从而达到杀死微生物的目的。高压蒸汽灭菌法将培养基放入烘箱中，利用高温干燥空气进行灭菌，原理是高温使微生物体内的酶失活，从而达到灭菌效果。干热灭菌法利用滤膜过滤培养基，去除其中的细菌和其他微生物，原理是物理截留作用。过滤除菌法培养基的灭菌方法与原理2024/3/2618保存方法使用前检查避免反复使用注意安全操作培养基的保存与使用注意事项将灭菌后的培养基存放在干燥、阴凉处，避免阳光直射和高温。如需长期保存，可置于4℃冰箱中。使用前应对培养基进行检查，确认其是否受到污染或变质。如发现异常情况，应及时处理或更换新的培养基。一般情况下，培养基不建议反复使用。如需再次使用，应对其进行重新灭菌处理。在使用培养基时，应注意安全操作，避免发生意外事故。如不慎将培养基溅到皮肤或眼睛中，应立即用清水冲洗并就医。2024/3/261905微生物在培养基中的生长与繁殖Chapter2024/3/262003生长曲线的应用了解微生物的生长规律，指导生产实践，如控制发酵过程、优化培养基配方等。01微生物生长曲线的四个阶段迟缓期、对数期、稳定期、衰亡期。02生长速率常数表示微生物每小时的分裂次数，即生长速率。微生物的生长曲线与生长速率2024/3/2621繁殖速度不同微生物的繁殖速度差异很大，如细菌一般20-30分钟分裂一次，而酵母菌可能需要数小时。繁殖速度与生长条件的关系营养、温度、pH值等条件都会影响微生物的繁殖速度。繁殖方式无性繁殖（如细菌的二分裂）和有性繁殖（如酵母菌的接合生殖）。微生物的繁殖方式与繁殖速度2024/3/2622营养因素碳源、氮源、无机盐、生长因子等是微生物生长所必需的营养物质，缺乏或过量都会影响微生物的生长。环境因素温度、pH值、氧气浓度、渗透压等环境因素对微生物的生长也有重要影响。例如，温度过高或过低都会抑制微生物的生长；pH值不适宜也会使微生物生长受阻。生物因素竞争、拮抗、共生等生物关系也会影响微生物的生长。例如，某些微生物会分泌抗生素抑制其他微生物的生长。影响微生物生长繁殖的因素2024/3/262306实验操作与结果分析Chapter2024/3/2624010204实验目的与要求掌握微生物的基本营养需求及培养基的组成了解不同培养基的类型及其特点学会配制和灭菌培养基的基本方法通过实验操作，培养观察、分析和解决问题的能力032024/3/2625材料细菌、真菌等微生物菌种；牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、琼脂等培养基原料设备天平、烧杯、量筒、玻璃棒、培养皿、高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、显微镜等实验材料与设备2024/3/26261.培养基的配制按照培养基配方准确称量各原料将原料加入烧杯中，加入适量蒸馏水，加热溶解实验步骤与操作方法2024/3/2627调节pH值至适宜范围定容至所需体积，分装至试管或培养皿中2.培养基的灭菌实验步骤与操作方法2024/3/2628将分装好的培养基放入高压蒸汽灭菌锅中设定灭菌条件（如121℃，20分钟），进行灭菌处理灭菌结束后，取出培养基并冷却至适宜温度实验步骤与操作方法2024/3/26293.接种与培养在无菌操作台上，将待测微生物菌种接种至已灭菌的培养基上将接种后的培养基放入恒温培养箱中，设定适宜的培养条件（如温度、湿度等）进行培养实验步骤与操作方法2024/3/26304.观察与记录定期观察微生物的生长情况，记录菌落形态、颜色等特征绘制微生物生长曲线，了解微生物的生长规律实验步骤与操作方法2024/3/26311.实验结果描述观察到的微生物生长情况，包括菌落形态、颜色等特征展示绘制的微生物生长曲线，分析微生物的生长规律实验结果分析与讨论2024/3/263203比较不同培养基类型对微生物生长的促进作用，