【生物】微生物的培养技术及应用课件 2023-2024学年高二下学期人教版(2019)选择性必修三.pptx
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1、 第2节 微生物的培养技术及应用一 生物的基本培养技术第1章 发酵工程 向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌,再经过发酵就可以制成酸奶,由于制作工艺并不复杂,一些人会在家里自制酸奶,自制酸奶虽然方便,但是食用自制酸奶导致肠胃不适的事件屡见不鲜,主要原因是在制作过程中有杂菌混入。那么,怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢?应该先对制作用具和原料进行灭菌处理,再接应该先对制作用具和原料进行灭菌处理,再接种纯的菌种,并控制发酵条件,避免杂菌进入。种纯的菌种,并控制发酵条件,避免杂菌进入。从社会中来实验室培养微生物的条件:防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提,也
2、是发酵工程的重要基础。培养基培养基无菌技术无菌技术一、要为人们需要的微生物一、要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件提供合适的营养和环境条件;二、要确保二、要确保其他微生物无法混入其他微生物无法混入,并将需要的,并将需要的微生物分离微生物分离出来。出来。无细胞结构原核细胞真核细胞微生物:真菌:酵母菌、毛霉等;原生生物:草履虫、变形虫等微生物的类群病毒SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒;噬菌体等DNA病毒细菌(大肠杆菌、乳酸菌、根瘤菌、硝化细菌)、蓝细菌、放线菌、支原体、衣原体等难以用肉眼观察的微小生物的统称。本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。相关信息(P9)一、培养基的配制2.
3、培养基的作用:1.培养基的概念 培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。固体培养基液体培养基有无琼脂长有酵母菌菌落盛有液体培养基分离、计数、鉴定等扩大培养、用于工业生产凝固剂用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。3.培养基的分类:琼脂是一种琼脂是一种多糖,多糖,在在98 98 以上熔化以上熔化,在,在44 44 以下凝以下凝固固,不能不能为微生物生长提供为微生物生长提供能量能量和和碳源碳源。微生物在固体培养基表面或内部生长,可以形成肉眼可见的菌落菌落:是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度,形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的
4、、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。念珠菌霉菌酵母菌放线菌形状、大小、光泽度、颜色、透明度等。菌落是鉴定菌种的重要依据培养基的类型及用途标准培养基种类培养基特点作用物理性质固体培养基加凝固剂,如琼脂 微生物的分离与鉴定,活菌计数,保藏菌种半固体培养基加凝固剂,如琼脂。容器放倒不致流出,剧烈震动则破散观察微生物的运动、分类鉴定液体培养基不加凝固剂常用于扩大培养,工业生产功能选择培养基允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长培养、分离出特定微生物鉴别培养基在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物鉴别不同种类微生物成分来源天然培养基含化学成分不明确的天然物质工
5、业生产合成培养基培养基成分明确分类鉴定选择培养基鉴别培养基4.培养基的营养构成:各种培养基的配方不同,但一般都含有水、无机盐、碳源和氮源等营养物质。概念:(1)碳源种类:凡是能提供碳元素的物质,统称为碳源无机碳源有机碳源CO2、CO32-、HCO3-等含碳无机物糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等含碳有机物,常用:糖类,尤其是葡萄糖。功能:主要用于构成细胞物质和一些代谢产物;有机碳既是碳源又是异养微生物的能源物质。自养微生物异养微生物【说明】含有C、H、O、N的有机物可作为异养型微生物的碳源、氮源、能源。概念:(2)氮源种类:功能:凡是能提供氮元素的物质,统称为氮源无机氮源有机氮源主要用于合成蛋
6、白质、核酸及含氮代谢产物等NH4、NO3-、NH3等牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等牛肉膏和蛋白胨来源于动物含有糖、维生素和有机氮等营养物质。一般情况下,不添加氮源培养基可用来培养固氮微生物(3)水(4)无机盐良好的溶剂;维持生物大分子结构的稳定。提供无机营养;调节pH;维持渗透压。分析牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成组分组分含量含量提供的主要营养提供的主要营养牛肉膏牛肉膏5g蛋白胨10gNaCl5g无机盐H2O定容至1000mL水几种微生物的营养和能量来源分析微生物碳源氮源能源蓝细菌CO2NH4、NO3-等光能硝化细菌CO2NH3NH3的氧化根瘤菌糖类等有机物N2有机物大肠杆菌糖类、蛋白质等有机物
7、蛋白质等有机物1.1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于 ;自养型微生物所需的碳源来自 碳源,异养型微生物所需的碳源来自 碳源2.无机氮源不但能给自养型微生物提供 ,也能作为 ,3.含有C、H、O、N的有机物可作为 微生物的碳源、氮源、能源;碳源无机有机氮源能源物质异养型在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对_、_ 以及_的需求;pH特殊营养物质O2微生物例子培养基需要的特殊物质或条件 乳酸杆菌霉菌细菌厌氧微生物添加维生素调至酸性调至中性或弱碱性提供无氧的条件5.培养基的特殊需求具体处理原理目的选择培养基加入青霉素青霉素能抑制细菌生长,对真菌无作用不加氮源
8、固氮微生物能利用空气中的氮气不加有机碳源自养型微生物能利用无机碳源鉴别培养基加入酚红培养基尿素被分解产生氨,培养基呈碱性,酚红指示剂变红。加入刚果红刚果红与纤维素能形成红色复合物,当纤维素被分解后,复合物就无法形成,培养基中会出现以菌落为中心的透明圈。分离酵母菌、霉菌等真菌分离固氮菌分离自养微生物鉴别分解尿素的细菌鉴别纤维素分解菌 P20二、无菌技术无菌技术的具体内容(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和 。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行 。(3)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与 接触。(4)为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在 并在 附近进行。
9、消毒灭菌周围的物品酒精灯火焰超净工作台上u获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌污染。1.概念:指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。2.常用的消毒方法:(1)煮沸消毒法:100煮沸56min,可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。(2)巴氏消毒法:6265下消毒30 min或8090处理30s1min,适合一些不耐高温的液体,如牛奶。可以杀死牛奶中的绝大多数微生物,并且不破坏牛奶的营养成分。(3)化学药剂消毒法:用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。(4)紫外线消毒法:接种室、接种箱或超净工作台在使用前可用紫外线照射30min。在照射前,适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶
10、液等消毒液,可以加强消毒效果。消毒消毒常用的消毒和灭菌方法消 毒煮沸消毒法煮沸消毒法巴氏消毒法巴氏消毒法化学药剂化学药剂紫外线紫外线02生物消毒法生物消毒法:指利用指利用微生物或微生物或其代谢物其代谢物除去除去环环境中的境中的部分微生部分微生物物的方法。例如,的方法。例如,有的微生物能够有的微生物能够寄生于多种细菌寄生于多种细菌体内,使细菌裂体内,使细菌裂解,因此可以用解,因此可以用它们来净化污水、它们来净化污水、污泥。污泥。指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。芽孢: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孢子:孢子:某些生物的繁殖体细菌、原生动物
11、、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的无性生殖细胞。能直接发育成新个体。芽孢壁很厚,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。灭菌灭菌1.概念:常用的消毒和灭菌方法根霉湿热灭菌实验室常用高压蒸汽灭菌锅,在压力100kPa、温度121 条件下,维持15-30min利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌原理:对象:优点:高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性操作简便,效果可靠,可以杀灭所有的生物,包括最耐热的某些微生物的休眠体。基本保持培养基的营养成分不被破坏。培养基及多种器材和物品等使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃,以免污染环境。【强调】灭菌灭菌高压蒸
12、汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅干热灭菌箱内,在160-170 的热空气中维持下2-3h达到灭菌目的干热灭菌原理:使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等对象:耐高温,需保持干燥的物品玻璃器皿(如试管、培养皿、吸管、注射器)金属器具(如针头、镊子、剪刀等)干热灭菌箱干热灭菌箱干热灭菌箱干热灭菌箱灭菌灭菌灼烧灭菌直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧效果:原理:对象:最彻底使微生物燃烧接种工具如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具,接种过程中的试管口或瓶口等容易被污染的部位灭菌灭菌类型适用范围操作方法消毒灭菌较为温和理化方法,杀死部分微生物(不包括芽孢、孢子)强烈的理化方法,杀死
13、所有微生物(包括芽孢、孢子)煮沸消毒法日常生活100 煮沸56 min巴氏消毒法不耐高温的液体6265 煮30 min或80-90 煮30s-1 min化学药剂生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线紫外线照射30 min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160170 加热23h湿热灭菌培养基、培养皿等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121,1530 min接种室、接种箱,超净工作台培养基的类型培养基的类型培养基的营养物质培养
14、基的营养物质消毒消毒灭菌灭菌微微生生物物的的实实验验室室培培养养【课堂小结课堂小结】培养基培养基无菌技术无菌技术按物理性质划分按物理性质划分按组成成分划分按组成成分划分按功能划分按功能划分基本成分:基本成分:碳源、氮源、水、无机盐碳源、氮源、水、无机盐特殊需求:特殊需求:维生素(如乳酸杆菌)、碱基维生素(如乳酸杆菌)、碱基等等煮沸消毒煮沸消毒巴氏消毒巴氏消毒紫外线消毒紫外线消毒化学药剂消毒化学药剂消毒湿热灭菌湿热灭菌干热灭菌干热灭菌灼烧灭菌灼烧灭菌消毒和灭菌的比较及无菌技术的其他作用1.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是什么?在达到消毒目的的同时,
15、营养物质损失较少。2.为什么体积分数为70%75%的酒精杀菌效果最好?若酒精浓度过高,菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜,酒精不能渗入其中;若酒精浓度过低,杀菌能力减弱。3.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,还有什么作用?无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。目的:防止培养物被污染;防止感染实验操作者。巩固练习一下物品所采用的灭菌或消毒方法依次是 培养基 培养皿 接种环 实验操作者的双手 实验室 牛奶 湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)干热灭菌灼烧灭菌化学药剂消毒(酒精)紫外线消毒巴氏消毒法三、微生物的纯培养培养物:纯培养:纯培养物:在微生物学中,将接种于培养基内,在
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