高中生物 微生物的实验室培养 新人教版必修1.ppt

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 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 细菌 蓝藻 原核细胞 专题2微生物的培养与应用 课题1微生物的实验室培养 了解有关培养基的基础知识 进行无菌技术的操作 进行微生物的培养 一 课题目标 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 规范地进行无菌操作 成功地培养微生物 无菌技术的操作 二 课题重点和难点 三 技能目标 基础知识梳理 一 培养基 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 1 按物理状态来分 培养基可分为固体培养基 液体培养基和半固体培养基 2 按成分来分 可分为天然培养基和合成培养基 3 按功能来分 可分为选择培养基和鉴别培养基 一 分类 微生物生存的环境和营养物质 1 固体培养基 液体培养基和半固体培养基 固体培养基 观察菌落和分离提纯微生物 在一般培养温度下呈固体状态的培养基 一类是用天然的固体状物质制成的 如用马铃薯块 麸皮 米糠 豆饼粉 花生饼粉制成的培养基 酒精厂 酿造厂等常用这种培养基 另一类是在液体中添加凝固剂而制成的 如实验室中常用的琼脂固体斜面和固体平板培养基 这种培养基广泛用于微生物的分离 鉴定 保藏 计数及菌落特征的观察等 液体培养基或培养液或发酵液 工业大规模培养 呈液体状态的培养基 液体培养基因营养物质分布均匀 与菌体表面接触充分 还能大量溶解微生物的代谢产物等优点 广泛用于微生物的生理 代谢研究以及大规模的工业化生产中 半固体培养基 观察微生物的运动 加入少量的凝固剂 如0 2 0 5 的琼脂 而制成的培养基 这种培养基常用于观察细菌的运动 厌氧菌的分离和菌种鉴定等 几种菌落及其形态 几种菌落及其形态 2 天然培养基和合成培养基 天然培养基 工业生产降低成本 主要取自动物体液或从动物组织分离提取 其优点是营养成分丰富 培养效果良好 缺点是成分复杂 来源受限 天然培养基 液的种类很多 包括生物性液体 如血清 组织浸液 如胚胎浸液 凝固剂 如血浆 等 合成培养基 菌种的分类 鉴定 营养 代谢 遗传 鉴定和生物测定等定量要求较高的研究 是通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂与蒸馏水配制而成的 其所含的成分 包括微量元素在内 以及他们的量都是确切可知的 三 选择培养基和鉴别培养基 选择培养基 配制特点 添加或减少某种化学物质 以抑制不需要的微生物生长 促进所需微生物的生长 从而使后者从含有杂菌的标本中分离出 即筛选你所需要培养的微生物 令其生长 其余微生物不生长 例如 1 基本的培养基通过加青霉素 实现分离纯化酵母菌 霉菌 2 加高浓度的食盐分离纯化金黄色葡萄球菌 有高度的耐盐性 可在10 15 nacl肉汤中生长 3 无氮培养基可分离纯化固氮菌 固氮细菌 4 不含有机碳的培养基可分离纯化自养型细菌如硝化细菌 鉴别培养基 配制特点 在培养基中加入某种指示剂或化学药品 以鉴别不同种类的微生物 即只能鉴别出你此种微生物是不是你所需要的微生物 而不能抑制其余种类的微生物生长 例如 伊红美蓝培养基 1 用途 伊红美篮培养基一般用于检测饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌 2 原理 伊红为酸性染料 美篮为碱性染料 当大肠杆菌分解乳糖产酸时细菌带正电荷被染成红色 再与美篮结合形成紫黑色菌落 并带有金属光泽 二 培养基配制原则 1 目的要明确 根据微生物的种类 培养目的等确定配制培养基的种类 因为不同的微生物对培养物质的需求不同 2 营养要协调 注意各种营养物质的浓度和比例 3 ph要适宜 各种微生物适宜生长的ph范围不同 细菌ph为 6 5 7 5 偏碱 放线菌ph为 7 5 8 5 真菌ph为 5 0 6 0 偏酸 微生物需要的四大类营养要素物质是 三 培养基的构成 1 碳源2 氮源3 无机盐4 水 凡是能为微生物提供所需碳元素的营养物质 无机碳源 co2 nahco3 碳酸盐等 有机碳源 糖类 脂肪酸 蛋白质 花生粉饼 石油等 概念 来源 不同微生物所利用的碳源不同 1 微生物的碳源 异养型微生物的碳源为 含碳有机物 有机碳 自养型微生物的碳源为 含碳无机物 无机碳 无机氮源 n2 nh4 氨盐 no3 硝酸盐 nh3 有机氮源 尿素 牛肉膏 蛋白胨 氨基酸等 凡是能够为微生物提供n元素的营养物质 2 微生物的氮源 概念 来源 固氮微生物所利用的氮源是 3 特殊要求 培养基还需要满足微生物生长对ph 特殊营养物质 例如 生长因子 微生物生长不可缺少的微量有机物 如维生素 某些氨基酸 碱基 以及氧气 二氧化碳 渗透压等的要求 氮气 碳源 氮源 生长因子的比较 牛肉膏当中含有肌酸 肌酸酐 多肽类 氨基酸类 核苷酸类 有机酸类 矿物质类及维生素类 的水溶性物质 牛肉膏为微生物提供碳源 氮源 能源 磷酸盐和维生素 蛋白胨主要提供氮源和维生素 1 无菌范围 实验操作空间 操作者的手 衣着消毒 将用于微生物培养的器皿 接种用具和培养基等器具进行灭菌 为避免周围环境中微生物的污染 实验操作应在酒精灯火焰附近进行 实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触 超净工作台 二 无菌技术 防止外来杂菌的污染 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 15min 100 5 6min 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 2 消毒与灭菌 灼烧灭菌 干热灭菌箱 高压蒸汽灭菌锅 1 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 2 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 答 无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染 答 1 2 需要灭菌 3 需要消毒 旁栏思考 例1 下列物质可作为培养硝化细菌碳源 氮源和能源的依次是 a含碳无机物 氨 氨b含碳无机物 氮 硝酸盐c含碳有机物 氨 光d含碳有机物 硝酸盐 氨例2 要将土壤中的自生固氮菌 如原褐固氮菌 与其它细菌分离出来 应将它们接种到 a 加入指示剂的鉴别培养基b 含有蛋白胨的固体培养基c 没有有机氮的选择培养基d 营养要素全面的液体培养基 练一练 a c 三 大肠杆菌的纯化培养 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 1mol lnaoh调制微碱 5 灭菌 6 倒平板 培养基 培养皿 由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体 就是菌落 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 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 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 纯化大肠杆菌 1 纯化的方法 1 平板划线法 通过接种环在琼脂固体培养基表面连续画线操作 将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面 在数次画线后培养 可以分离到由一个细胞繁殖而来的子细胞群体 这就是菌落 2 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菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养 在稀释度足够高的菌液里 聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞 从而在培养基表面形成单个菌落 将接种环放在火焰上灼烧 直到接种环 在 旁冷却接种环 并打开棉塞 将试管口通过火焰 将已 的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液 左手将皿盖打开一条缝隙 右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内 划 条平行线 盖上皿盖 注意不要划破培养基 将试管通过火焰 并塞上棉塞 火焰 冷却 三至五 灼烧接种环 待其冷却后 从第一区域划线的 开始往第二区域内划线 重复以上操作 在三 四 五区域内划线 注意不要将最后一区的划线与第一区相连 末端 烧红 将平板 放入培养箱中培养 倒置 划3个平板 1个不划线 空白对照 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 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 避免细菌污染环境和感染操作者 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 6支试管 分别加入9ml无菌水 101 102 103 104 105 106 稀释涂布平板法 a 梯度稀释菌液 菌液 微量移液器 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 试 涂 2 菌种培养 3 实验结果观察 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 四 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 变异 甘油管藏 1ml甘油 1ml菌液 20 例3 某同学在做微生