微生物的实验室培养(课件).ppt
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1、湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2009年上学期制作 03微生物的实验室培养(课件)Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 了解有关微生物及培养基的基础知了解有关微生物及培养基的基础知识,进行无菌技术的操作,进行微生物识,进行无菌技术的操作,进行微生物的培养。的培养。一、课题目标:一、课题目标:掌握培养基的制备、高压蒸气灭菌和掌握培养基的制备、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
2、地培养微生物。地进行无菌操作,成功地培养微生物。无菌技术的操作。无菌技术的操作。二、课题重点和难点:二、课题重点和难点:三、技能目标:三、技能目标:微生物微生物病毒病毒细菌细菌放线菌放线菌真菌真菌原生动物原生动物原核生物界原核生物界原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒界病毒界是一切肉眼看不见或看不清楚的微是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。小生物的总称。微生物微生物1.1.分类分类2.病病 毒毒朊病毒(蛋白质病毒)朊病毒(蛋白质病毒)病毒的增殖病毒的增殖细菌的外形与大小细菌的外形与大小 3.3.细菌细菌图图1-1 常见的三种细菌典型形态常见的三种细菌典型形态A.球菌球菌 B.杆菌杆菌
3、C.弧菌弧菌ABC细菌的构造细菌的构造细菌细胞由细菌细胞由外向里依次外向里依次有有鞭毛鞭毛、菌、菌(纤)毛、(纤)毛、荚膜荚膜、细胞细胞壁壁、细胞膜、细胞膜、细胞质细胞质,核,核区等。区等。伤伤寒寒杆杆菌菌细细胞胞壁壁中中含含毒毒素素细胞壁细胞壁坚韧且有弹性坚韧且有弹性细胞壁有哪些功能?细胞壁有哪些功能?固定细胞外形;固定细胞外形;保护细胞免受保护细胞免受外力的损伤;外力的损伤;阻拦大分子物阻拦大分子物质进人细胞;质进人细胞;使细胞具有致使细胞具有致病性及对噬菌体病性及对噬菌体的敏感性。的敏感性。芽孢的壁很芽孢的壁很厚厚,对干旱、低温、高温等恶劣的,对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力
4、。环境有很强的抵抗力。芽孢又芽孢又小小又又轻轻,可以随风飘散。,可以随风飘散。当环境适宜(如温度、水分适宜)的时候,芽当环境适宜(如温度、水分适宜)的时候,芽孢又可以萌发,形成一个细菌。孢又可以萌发,形成一个细菌。芽孢:芽孢:细菌形成细菌形成的椭圆形的休眠的椭圆形的休眠体体异养菌:异养菌:腐生菌:腐生菌:枯草杆菌枯草杆菌寄生菌寄生菌 大部分病原菌大部分病原菌光合自养型:光合自养型:光合细菌光合细菌化能自养型:化能自养型:硝化细菌,铁细菌,硫细菌硝化细菌,铁细菌,硫细菌细菌的营养类型细菌的营养类型根据细菌所利用的能源和碳源的不同,根据细菌所利用的能源和碳源的不同,将细菌分为两大营养类型。将细菌分
5、为两大营养类型。自养菌:自养菌:分类,举例分类,举例?菌落菌落单个或少数细菌在固体培养基上大单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时,就会形成一个肉眼可见的,量繁殖时,就会形成一个肉眼可见的,具有一定形态结构的子细胞群体,叫做具有一定形态结构的子细胞群体,叫做菌落。菌落。菌落是鉴定菌种的菌落是鉴定菌种的重要依据。重要依据。细菌的细菌的菌落特菌落特征因种征因种而异而异 菌落菌落 4.4.放线菌放线菌结构:结构:单细胞原核单细胞原核分支状的菌丝(基内菌丝、气生菌丝)分支状的菌丝(基内菌丝、气生菌丝)(2)繁殖)繁殖孢孢子子丝丝|孢孢子子链霉素、土霉素、四环素、链霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素、
6、庆大霉素氯霉素、红霉素、庆大霉素 微生物中发现了几千种抗生素,其微生物中发现了几千种抗生素,其中中2/3是由放线菌产生的是由放线菌产生的 应用应用:5.5.真菌真菌如上图是酵母菌电子显微镜下的形态结构如上图是酵母菌电子显微镜下的形态结构酵母菌和霉菌酵母菌和霉菌青霉青霉生生 殖殖腐生生活腐生生活孢子生殖孢子生殖一、基础知识:一、基础知识:(一)培养基(一)培养基 培养基(液)是培养基(液)是由人工方法配制而成的,专由人工方法配制而成的,专供微生物生长繁殖使用的混合供微生物生长繁殖使用的混合营养基质营养基质。1.1.培养基的类型和用途培养基的类型和用途(1 1)按物理状态来分:)按物理状态来分:液
7、体培养基液体培养基+琼脂琼脂(半固体培养基)(半固体培养基)固体培养基(固体培养基(用于菌种分离、鉴定等。用于菌种分离、鉴定等。)(2 2)按功能来分:)按功能来分:选择培养基和鉴别培养基。选择培养基和鉴别培养基。(3 3)按成分来分:)按成分来分:天然培养基和合成培养基。天然培养基和合成培养基。单个或少数单个或少数细细菌在固体培养基上菌在固体培养基上大量繁殖时,就会大量繁殖时,就会形成形成一个一个肉眼可见肉眼可见的,具有一定形态的,具有一定形态结构的子细胞群体,结构的子细胞群体,叫做菌落。叫做菌落。用途:用途:纯化(分离),纯化(分离),鉴定、活菌计鉴定、活菌计数、保藏菌种数、保藏菌种固体培
8、养基:菌落固体培养基:菌落液体培养基:液体培养基:表面生长表面生长 均匀混浊均匀混浊生长生长沉淀生长沉淀生长用途:增菌、工业生产用途:增菌、工业生产半固体培养基:半固体培养基:无动力无动力 有动力有动力(弥散弥散)用途:动力检测用途:动力检测培养基的种类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选择培养基鉴别培养基鉴别培养基据用途分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
9、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,并物就与伊红和美蓝结
10、合,使菌落呈深紫色,并带有金属光泽。带有金属光泽。选择培养基加入青霉素的培养基加入青霉素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基加入青霉素等抗生素的培养基:分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基核苷的培养基:分离杂交瘤细胞分离杂交瘤细胞
11、 根据细胞生存所需物质的种类根据细胞生存所需物质的种类和数量,用人工方法模拟合成的。和数量,用人工方法模拟合成的。合成培养基主要成分是氨基酸、合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。一些辅助物质。优点:优点:标准化生产,组分和含量相标准化生产,组分和含量相对固定对固定;成本低成本低 缺点:缺点:缺少某些成分,不能完全满缺少某些成分,不能完全满足体外细胞生长需要。足体外细胞生长需要。合成培养基合成培养基:天然培养基有血清、血浆、和组天然培养基有血清、血浆、和组织提取液(如鸡胚和牛胚浸液)。织提取液(如鸡胚和牛胚浸液)。优点:优点:
12、营养成分丰富,培养效果好营养成分丰富,培养效果好缺点:缺点:来源受限来源受限;成分复杂,影响对某成分复杂,影响对某些实验产物的提取和实验结果的分析些实验产物的提取和实验结果的分析;易发生支原体污染易发生支原体污染;天然培养基:天然培养基:2.2.营养营养C、H、O、N、P、S四四大营养类型大营养类型碳源碳源氮源氮源水水无机盐无机盐微生物主要的化学元素组成:微生物主要的化学元素组成:另外还需要满足微生物生长对另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质、特殊营养物质,例如例如:生长因子生长因子(即细菌生长必需,而自身不能合成的化合物即细菌生长必需,而自身不能合成的化合物,如如维生素、某些氨基酸、
13、嘌呤、嘧啶维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)以及氧气、二氧化碳、以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要求。渗透压等的要求。4、微生物的五种营养要素、微生物的五种营养要素碳源(carbon source)氮源(nitrogen source)生长因子(growth factor)无机盐(mineral salts)水(wahtor)Cncnc-micro 凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质都称为碳源的营养物质都称为碳源。Cncnc-micro碳源碳源C素构成细胞及代谢产物的骨架素构成细胞及代谢产物的骨架C素是大多数微生物代谢所需的能量来源素是大多数微生物代谢所
14、需的能量来源自养微生物以二氧化碳或碳酸盐为惟一自养微生物以二氧化碳或碳酸盐为惟一碳源进行代谢生长;异养微生物必须以碳源进行代谢生长;异养微生物必须以有机物作为碳源进行代谢生长。有机物作为碳源进行代谢生长。碳源是异养微生物的主要能源物质。碳源是异养微生物的主要能源物质。碳源功能无机无机C源:源:CO2、碳酸盐,只能被自养微生、碳酸盐,只能被自养微生物利用物利用有机有机C源:各种糖类,其次是有机酸、醇源:各种糖类,其次是有机酸、醇类、类、脂类和烃类化合物脂类和烃类化合物碳源种类Cncnc-micro 凡凡是是能能为为微微生生物物提提供供所所需需氮氮元元素素的的营营养养物物质都称为氮源。质都称为氮源
15、。氮源(nitrogin source)Cncnc-micro 为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料对许多微生物来说,既可利用无机态氮,也可对许多微生物来说,既可利用无机态氮,也可利用有机态氮。利用有机态氮。固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长。固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长。某些种类的氮源也能为微生物提供能量,如某些种类的氮源也能为微生物提供能量,如NH3既是硝化细菌的氮源又是能源,含既是硝化细菌的氮源又是能源,含C、H、O、N的蛋白质等也能为微生物提供能量。的蛋白质等也能为微生物提供能量。氮源功能氮源功能Cncnc-micro分子态氮:固氮
16、微生物以分子氮为唯一氮源分子态氮:固氮微生物以分子氮为唯一氮源无机态氮:硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用无机态氮:硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用有机态氮:蛋白质及其降解产物有机态氮:蛋白质及其降解产物a实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源b生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等氮源种类氮源种类Cncnc-micro 构成微生物细胞的组成成分构成微生物细胞的组成成分调解微生物细胞的渗透压,调解微生物细胞的渗透压,PH值和氧值和氧化还原电化还原电位位有些无机盐如有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生还可做为自养微生物的能源物
17、的能源构成酶活性基的组成成分,维持酶活性。构成酶活性基的组成成分,维持酶活性。Mg、Ca、K是多种酶的激活剂是多种酶的激活剂无机盐(无机盐(mineral saltsmineral salts)无机盐功能无机盐功能Cncnc-micro 构构成成微微生生物物细细胞胞以以C、H、O、N、P、S六六种种元素为主,约占细胞干重的元素为主,约占细胞干重的95以上;以上;Ca、K、Mg、Fe为为大大量量元元素素,以以无无机机盐盐阳阳离离子形式被吸收,配培养基要加磷酸盐、硫酸盐。子形式被吸收,配培养基要加磷酸盐、硫酸盐。Zn、Ca、Mn、Co、Mo等等微微量量元元素素,在在微微生生物物培培养养中中有有0.
18、1PPM就就可可以以了了,自自来来水水原原料料中中已够用,不需另加。已够用,不需另加。无机盐种类无机盐种类Cncnc-micro 微生物生长不可缺少的微生物生长不可缺少的微量有机物质叫生长因子。微量有机物质叫生长因子。维生素 氨基酸碱 基 Cncnc-micro生长因子生长因子 有的微生物自己不能合成维生素,有的微生物自己不能合成维生素,需要外加,主要是需要外加,主要是B族维生素、硫胺素、族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等,如生产味精需叶酸、泛酸、核黄素等,如生产味精需加生物素(是加生物素(是B族中的一种即族中的一种即VH)。)。维生素维生素Cncnc-micro 有有些些微微生生物物自自
19、己己不不能能合合成成某某种种氨氨基基酸酸,必必须须给给予予补补充充,如如赖赖AA发发酵酵所所用用的的黄黄色色短短杆杆菌菌不不能能合合成成环环丝丝AA,为为环环丝丝AA缺缺陷陷型型菌菌株株,在在培培养养基基中中必必须须添添加加含含环环丝丝AA的的氮氮源源。如如豆豆饼饼水水解解液液或或毛毛发发水水解液等。解液等。氨基酸氨基酸Cncnc-micro 嘧啶和嘌呤是核酸和辅酶的重要组分,嘧啶和嘌呤是核酸和辅酶的重要组分,是许多微生物必须的生长因素。是许多微生物必须的生长因素。有有些些微微生生物物不不仅仅不不能能合合成成嘧嘧啶啶和和嘌嘌呤呤,而而且且不不能能将将补补充充的的嘧嘧啶啶和和嘌嘌呤呤结结合合在在
20、核核苷苷酸酸上上,还还必必须须供供给给核核苷苷酸酸,有有的的菌菌需需补补充充卟卟啉啉或或其其衍衍生生物物,还还有有的的菌菌需需供供给给(低碳)脂肪酸等。(低碳)脂肪酸等。碱基碱基Cncnc-micro水水Cncnc-micro 是细胞中生化反应的良好介质;营养是细胞中生化反应的良好介质;营养物质和代谢产物都必须溶解在水里,才物质和代谢产物都必须溶解在水里,才能被吸收或排出体(细胞)外。能被吸收或排出体(细胞)外。水的比热高,能有效的吸收代谢过程水的比热高,能有效的吸收代谢过程中放出的热量,不致使细胞的温度骤然中放出的热量,不致使细胞的温度骤然上升。上升。维持细胞的膨压(控制细胞形态)。维持细胞
21、的膨压(控制细胞形态)。1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成培养基组分培养基组分提供的主要营养提供的主要营养牛肉膏牛肉膏5g碳源、磷酸盐和维生素碳源、磷酸盐和维生素蛋白胨蛋白胨10g氮源和维生素氮源和维生素NaCl 5g无机盐无机盐H2O定容在定容在1000mL 氢元素、氧元素氢元素、氧元素不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方碳源、氮源、生长因子的比较碳源、氮源、生长因子的比较来来源源常用原料常用原料功功能能碳源碳源CO2、NaHCO3、糖、糖类、脂肪酸、类、脂肪酸、花生粉花生粉饼、石油等饼、石油等糖类糖类构成细胞物质
22、构成细胞物质和一些代谢产和一些代谢产物,有些还是物,有些还是异养做生物的异养做生物的主要能源物质主要能源物质氮源氮源N2、NH3、铵盐、硝、铵盐、硝酸盐、尿素、酸盐、尿素、牛肉膏牛肉膏和蛋白胨等和蛋白胨等铵盐、硝酸铵盐、硝酸盐等盐等合成蛋白质、合成蛋白质、核酸以及含氮核酸以及含氮的代谢产物的代谢产物生长生长因子因子维生素、氨基酸、碱维生素、氨基酸、碱基基酶、核酸等的酶、核酸等的组成成分组成成分3、培养基配制原则:(1)目的要明确目的要明确:根据微生物的种类、培养: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。生物
23、对培养物质的需求不同。(2)营养要协调营养要协调:注意各种营养物质的浓度:注意各种营养物质的浓度和比例。和比例。(3)pH要适宜要适宜:各种微生物适宜生长的:各种微生物适宜生长的pH范范围不同。围不同。真菌真菌pH为:为:5.0-6.0。细菌细菌pH为:为:6.5-7.5;放线菌放线菌pH为:为:7.5-8.5;(二)无菌技术(二)无菌技术 无菌操作泛指在培养微生物的操作中,无菌操作泛指在培养微生物的操作中,所有防止外来杂菌污染的方法。(所有防止外来杂菌污染的方法。(获得获得纯净培养物的关键。)纯净培养物的关键。)1 1)清洁和消毒)清洁和消毒2 2)灭菌)灭菌 3 3)酒精灯附近进行)酒精灯
24、附近进行.4).4).避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触1.1.注意项:注意项:()()消毒定义:消毒定义:2.2.消毒与灭菌的概念及两者的区别消毒与灭菌的概念及两者的区别(2 2)灭菌的定义:)灭菌的定义:是指使用强烈的理化因素杀死物体内外是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的所有的微生物,包括所有细菌的孢子、芽孢、微生物,包括所有细菌的孢子、芽孢、霉菌及病毒,而达到霉菌及病毒,而达到完全无菌完全无菌之过程。之过程。灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。普通也是最重要的技术。利用化学或物理
25、方法,杀死大部份致利用化学或物理方法,杀死大部份致病微生物的过程。病微生物的过程。比比较较项项理化因素理化因素的作用强的作用强度度消灭微生消灭微生物的数量物的数量芽孢和孢芽孢和孢子能否被子能否被消灭消灭消消毒毒较为温和较为温和部分生活部分生活状态的微状态的微生物生物不能不能灭灭菌菌强烈强烈全部微生全部微生物物能能消毒与灭菌的比较消毒与灭菌的比较1 1、煮沸消毒法煮沸消毒法:100100煮沸煮沸5-6min5-6min2 2、巴氏消毒法:、巴氏消毒法:70-75 70-75 下煮下煮30min30min或或 80 80 下煮下煮15min15min3 3、化学药剂消毒法、化学药剂消毒法:用用75
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