高中生物选修一：21微生物的培养与应用

1、一、一、 微生物微生物（一）特点（一）特点（二）类型（二）类型种类种类多；多；分布分布广；易培养；广；易培养；个体个体微小；微小； 结构结构简单；简单；繁殖繁殖快；快；代谢代谢强；强；易易变异。变异。微微生生物物原核原核: :真核真核非细胞类：非细胞类：细菌、细菌、放线菌、放线菌、支原体、支原体、蓝藻蓝藻等等酵母菌、酵母菌、霉菌等霉菌等真菌：真菌：原生原生生物生物病毒、类病毒、朊病毒等病毒、类病毒、朊病毒等显微显微藻类：衣藻、小球藻等藻类：衣藻、小球藻等原生动物原生动物：草履虫、变形虫等：草履虫、变形虫等1. 1. 球菌球菌2. 2. 杆菌杆菌3. 3. 螺旋菌螺旋菌肺炎双球菌肺炎双球菌金黄色

2、葡萄球菌金黄色葡萄球菌乳酸链球菌乳酸链球菌大肠杆菌大肠杆菌苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌霍乱弧菌霍乱弧菌幽门螺旋菌幽门螺旋菌齿垢密螺旋体齿垢密螺旋体（三）细菌的形态（三）细菌的形态细菌芽孢的结构模式图细菌芽孢的结构模式图 环境适宜时，环境适宜时，芽孢芽孢可以可以萌发萌发，形成一个，形成一个细菌细菌。（四）细菌的芽孢和孢子（四）细菌的芽孢和孢子芽孢：芽孢：有些有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆椭圆形的形的休眠体（不是休眠体（不是生殖细胞生殖细胞）。）。孢子：孢子：细菌的细菌的生殖细胞生殖细胞芽孢芽孢的的壁很厚壁很厚，含水量极低含

3、水量极低，抗逆性极强抗逆性极强（对干旱、低（对干旱、低温、高温等温、高温等恶劣的环境恶劣的环境有很强的抵抗力）。有很强的抵抗力）。 菌落具有菌落具有大小大小、形状、光泽度、形状、光泽度、颜色、颜色、透明度、透明度等基本特征。等基本特征。 菌落是菌落是鉴定鉴定菌种菌种的重要的重要依据。依据。（五）菌落（五）菌落菌落：菌落：由由单个细菌单个细菌（或其他微生物）（或其他微生物）细胞细胞或少数同种或少数同种细细胞胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的成肉眼可见的子子细胞细胞群体群体。 噬噬菌斑菌斑即噬菌体侵染细菌细胞，导即噬菌体侵

4、染细菌细胞，导致寄主细胞溶解致寄主细胞溶解死亡，因而死亡，因而在琼脂培养在琼脂培养基表面形成的肉眼可见的透明小圆斑基表面形成的肉眼可见的透明小圆斑（“负菌落负菌落”）。 在在适当条件下，一个噬菌体形成一适当条件下，一个噬菌体形成一个噬菌斑个噬菌斑。 （六六）病毒的繁殖）病毒的繁殖二二、 无菌技术无菌技术（一）定义（一）定义在培养微生物的操作中，所有在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染防止杂菌污染的方法。的方法。（二）措施（二）措施1. 对实验操作的对实验操作的空间空间、操作者的、操作者的衣着和手衣着和手，进行，进行清洁和消毒清洁和消毒。2. 将用于微生物培养的将用于微生物培养的器皿、接种用具

5、和培养基器皿、接种用具和培养基等进行等进行灭菌灭菌。3. 为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火酒精灯火焰附近焰附近进行。进行。4. 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。相接触。空气中有大量的微生物，空气中有大量的微生物，而酒精灯的火焰旁能形成而酒精灯的火焰旁能形成一个无菌区域。一个无菌区域。二二、 无菌技术无菌技术（三）消毒（三）消毒1.1.定义定义指使指使用较为温和的物理或化学方法用较为温和的物理或化学方法仅杀死仅杀死物体表面或内部物体表面或内部一部一部分分对人体有

6、害的微生物对人体有害的微生物。（不包括芽孢和孢子）不包括芽孢和孢子）2 2. .方法方法1 1）煮沸）煮沸消毒法消毒法:100:100煮沸煮沸5-6min5-6min2 2）巴氏消毒法）巴氏消毒法：70-7570-75下煮下煮30min 30min 或或 8080下下煮煮15min15min3 3）化学）化学药剂消毒法药剂消毒法: :用酒精用酒精进行皮肤消毒进行皮肤消毒; ; 氯气氯气消毒水源消毒水源4 4）紫外线消毒）紫外线消毒：只适用于表面灭菌和空气：只适用于表面灭菌和空气灭菌灭菌5 5）化学药物消毒）化学药物消毒: :照射前喷洒式碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，以增强消毒效果照射前喷洒式碳酸或

7、煤酚皂溶液等消毒液，以增强消毒效果二二、 无菌技术无菌技术（四）灭菌（四）灭菌1.1.定义定义使用使用强烈的强烈的理化因素杀死物体内外理化因素杀死物体内外所有的所有的微生物，微生物，包括芽孢包括芽孢和和孢子。孢子。2 2. .方法方法在酒精灯火焰上灼烧。适用于在酒精灯火焰上灼烧。适用于接种环接种环、接种接种针、接种钩等金属用具以及试管口、三角瓶针、接种钩等金属用具以及试管口、三角瓶口口灭菌灭菌1)1)灼烧灼烧灭菌灭菌接种针、钩、环接种针、钩、环二二、 无菌技术无菌技术2)2)干热干热灭菌灭菌干热灭菌箱内干热灭菌箱内160160170 1170 12 2小时小时，适，适用于用于耐高温、需保持干燥

8、的物品（吸管、耐高温、需保持干燥的物品（吸管、培养皿）和金属用具等培养皿）和金属用具等。3 3) )高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌锅内高压蒸汽灭菌锅内100KPa100KPa、121121、151530min30min；适用于；适用于培养基培养基、水、水的的灭菌。灭菌。高压蒸汽灭菌前，为什么要将灭菌锅内的高压蒸汽灭菌前，为什么要将灭菌锅内的冷空气排尽？冷空气排尽？利于温度升高。若冷空气未排尽，当压力升利于温度升高。若冷空气未排尽，当压力升到到100kpa100kpa时，锅内温度不会上升到应有高度，时，锅内温度不会上升到应有高度，导致灭菌不彻底导致灭菌不彻底灭菌完毕后，若压力未降到零就打开

9、气阀，灭菌完毕后，若压力未降到零就打开气阀，会出现什么现象？为什么？会出现什么现象？为什么？灭菌容器内的液体冲出容器。因为灭菌锅内灭菌容器内的液体冲出容器。因为灭菌锅内外压力不平衡的缘故外压力不平衡的缘故利用干热灭菌箱和高压蒸汽灭菌锅灭菌时，利用干热灭菌箱和高压蒸汽灭菌锅灭菌时，物品不能摆的太挤，为什么？物品不能摆的太挤，为什么？以免妨碍热空气或蒸汽的流通以免妨碍热空气或蒸汽的流通超超净净工工作作台台三三、 培养基培养基（一）（一）定义定义 人们人们按照微生物对按照微生物对_的不同需求，配制出供的不同需求，配制出供其其 的的营养基质叫培养基营养基质叫培养基营养物质营养物质生长繁殖生长繁殖种类种

10、类是否含是否含凝固剂凝固剂用途用途固体培养基固体培养基1.5%-2.5%分离、计数、鉴定分离、计数、鉴定半固体培养基半固体培养基0.2%-0.7%观察运动、鉴定菌种观察运动、鉴定菌种液体培养基液体培养基否否工业生产工业生产（二）类型（二）类型（按物理性质划分）（按物理性质划分）固体培养基：菌落固体培养基：菌落固体斜面培养基固体斜面培养基固体平板培养基固体平板培养基琼脂琼脂液体培养基液体培养基三三、 培养基培养基（三）基本成分（三）基本成分成分成分举例举例作用或特点作用或特点碳碳源源无机物无机物有机物有机物氮氮源源无机物无机物有机物有机物无机盐无机盐水水COCO2 2、HCOHCO3 3- -等

11、等适于适于自养自养生物，生物，不不提供能量提供能量葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等等适于适于异养异养生物，生物，可可提供能量提供能量N N2 2、NHNH4 4、NHNH3 3、NONO3 3- -等等牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等KHKH2 2POPO4 4、K K2 2HPOHPO4 4、（、（NHNH4 4）2 2SOSO4 4、MgSOMgSO4 4、CaClCaCl2 2、Ca(NOCa(NO3 3) )2 2、NaClNaCl、FeSOFeSO4 4等。等。参与酶的组成参与酶的组成；调节并；调节并维持细胞的渗透压维持细胞的渗透压；调调节节

12、PHPH的平衡的平衡。良好溶剂，参与物质运输良好溶剂，参与物质运输；参与细胞内一系列；参与细胞内一系列化学反应化学反应；酶催化的酶催化的介质介质生长因子生长因子微生物生长所微生物生长所必需必需的、的、微量微量的、自身的、自身不能合成或合成很不能合成或合成很少少的有机物的有机物。包括。包括维生素、某些氨基酸、碱基维生素、某些氨基酸、碱基三类物质三类物质 牛肉膏牛肉膏、称量纸、称量纸 、少量、少量水加入烧杯水加入烧杯加热溶解加热溶解取取纸纸蛋白胨、蛋白胨、NaClNaCl搅拌溶解搅拌溶解冷却调冷却调pHpH琼脂琼脂 搅拌熔化搅拌熔化补补水至水至100mL100mL（四）制备（四）制备（牛肉膏蛋白胨

13、固体培养基）（牛肉膏蛋白胨固体培养基）1.1.计算计算：依配方依配方计算计算100mL100mL培养基所需各培养基所需各成分的用量成分的用量。2.2.称量称量：玻璃棒挑取牛肉膏于称量纸上称取玻璃棒挑取牛肉膏于称量纸上称取。牛肉膏和蛋白胨易吸潮，称取时动作要迅速。牛肉膏和蛋白胨易吸潮，称取时动作要迅速。3.3.溶化：溶化：牛肉膏牛肉膏黏稠黏稠，保证粘附在称量纸上，保证粘附在称量纸上的牛肉膏也溶于水中，减少误差的牛肉膏也溶于水中，减少误差作为凝固剂作为凝固剂防止琼脂糊底而防止琼脂糊底而导致烧杯破裂导致烧杯破裂4 4. .灭菌：灭菌：培养基培养基装入锥形瓶，加棉塞，包牛皮纸扎紧，装入锥形瓶，加棉塞，

14、包牛皮纸扎紧，高压高压蒸汽灭菌蒸汽灭菌；培养皿培养皿5 58 8套作一包，放于套作一包，放于干热灭菌箱干热灭菌箱内灭菌。内灭菌。三三、 培养基培养基防止污染和挥发防止污染和挥发灭菌灭菌时避免水蒸气浸湿棉时避免水蒸气浸湿棉塞，取出培养基时，也起塞，取出培养基时，也起到隔绝空气中杂菌的作用到隔绝空气中杂菌的作用三三、 培养基培养基5.5.倒平板倒平板 培养基冷却至约培养基冷却至约5050左右时左右时灼烧灼烧灭菌灭菌左手拔左手拔出棉塞出棉塞通过缝隙通过缝隙倒入培养基，倒入培养基，盖盖盖盖冷却倒置冷却倒置答答：用：用手手触摸锥形瓶触摸锥形瓶，感觉刚刚感觉刚刚不烫手不烫手时。时。2.2.为什么需要使锥形

15、瓶的瓶口通过火焰？为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答答：灼烧：灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。问题讨论问题讨论1.1.培养基灭菌后，需要冷却到培养基灭菌后，需要冷却到50 50 左右时，才能用左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？3.3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？答答：既可以防止培养基：既可以防止培养基表面的表面的水分过快挥发水分过快挥发，又可以，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基防止皿盖上的水珠落入培养基，影响微生物生长影响微生物生长。4.4.在倒平板的过

16、程中，如果不小心将培养基溅在皿盖在倒平板的过程中，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？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？为什么？答：最好不要答：最好不要用。因为空气用。因为空气中的微生物可能中的微生物可能在此滋生。在此滋生。三三、 培养基培养基5.5.倒平板倒平板 培养基冷却至约培养基冷却至约5050左右时左右时灼烧灼烧灭菌灭菌左手拔左手拔出棉塞出棉塞通过缝隙通过缝隙倒入培养基，倒入培养基，盖盖盖盖冷却倒置冷却倒置6.6.无菌检查：无菌检查： 3737倒置培养倒置培养242448h48h，观察是否有微生物生长，观察是否有微生物生长。四

17、四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（一）平板划线法（一）平板划线法接种环接种环灼烧灭菌灼烧灭菌冷却冷却接种环，接种环，打开菌种的棉塞打开菌种的棉塞试管口试管口灭菌灭菌沾取菌种沾取菌种试管口试管口灭菌灭菌，塞棉塞塞棉塞通过通过缝隙缝隙，划划3-53-5平行线平行线，盖盖，盖盖，不要划不要划破培养基破培养基12345灼烧灼烧接种环，接种环，冷却后，从冷却后，从1 1区区末端末端往往2 2区划线，区划线，重复重复操作操作倒置倒置培养培养1 1. .操作：操作：四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（一）平板划线法（一）平板划线法0 02.2.培养

18、培养方法方法：3.3.其他划线方法：其他划线方法：3 3. .培养结果：培养结果：1 12 23 3划线组：分离到由一个细胞繁划线组：分离到由一个细胞繁殖而来的菌落殖而来的菌落对照组对照组：无无微生物生长微生物生长三个重复平板三个重复平板1 1 倒置培养倒置培养2 2 倒置培养倒置培养3 3 倒置培养倒置培养空白对照空白对照0 0 倒置培养倒置培养四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（一）平板划线法（一）平板划线法问题讨论问题讨论1. 1. 为什么为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种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

19、灼烧接种环吗？为什么？环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？ 防止污染：防止污染：操作操作的的第一步灼烧第一步灼烧接种环是为了避免接种环是为了避免接接种环上种环上 可能可能存在的微生物污染存在的微生物污染培养物；培养物； 划线划线结束结束时灼烧时灼烧接种环，接种环，及时杀死接种环上及时杀死接种环上残留残留 的的菌种，菌种，避免细菌避免细菌污染环境和感染操作者污染环境和感染操作者。 纯化微生物：纯化微生物：每次划线前的每次划线前的灼烧灼烧，为杀死，为杀死上次残留的菌种上次残留的菌种， 保证保证使下一次划线时，菌种直接来源于上次使下一次划线时，菌种直接来源于上次划划 线的末端线的末端

20、，从而通过划线次数的增加，使，从而通过划线次数的增加，使每次每次 划线时菌种划线时菌种的数目逐渐减少，以便的数目逐渐减少，以便得到得到单个单个菌落菌落。四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（一）平板划线法（一）平板划线法问题讨论问题讨论2. 2. 在在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？以免以免接种环温度太高，杀死菌种。接种环温度太高，杀死菌种。3 3. . 在在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一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次划线的末端开始划线？划线后，线条末端

21、细菌的数目比线条起始处要少，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，最终能得到由随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个单个细菌繁殖而来的菌落。细菌繁殖而来的菌落。四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（二二）稀释涂布平板法）稀释涂布平板法四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（二二）稀释涂布平板法）稀释涂布平板法1 1. .操作操作 将将菌菌液进行一系列液进行一系列的的梯度稀释梯度稀释移液管、试管移液管、试管及水等要及

22、水等要灭菌灭菌；菌液与水要菌液与水要混混匀匀；移液管、试管口移液管、试管口要离火焰要离火焰12cm处。处。 涂布平板涂布平板（接种）（接种）四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）（二二）稀释涂布平板法）稀释涂布平板法2.2.培养培养方法方法：3 3. .培养结果：培养结果：各各梯度分别涂布梯度分别涂布3 3个个平板，平板，1 1个不涂布作空白个不涂布作空白对照。对照。稀释度足够稀释度足够的菌液在培养基表面形成的菌液在培养基表面形成单个菌落单个菌落四四、 纯化纯化大肠杆菌大肠杆菌（微生物的接种）（微生物的接种）问题讨论问题讨论涂布平板的所有操作都应在涂布平板的所有操作都应在火焰附近火焰附近进行。结合平板划线与系进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第列稀释的无菌操作要求，想一想