高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 【備課精研+高效課堂】微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用

第1章發(fā)酵工程第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用?微生物概述微生物的概念：_________________________的統(tǒng)稱。包括_______________________________等。本章中提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。難以用肉眼觀察的微小生物細(xì)菌、真菌、病毒及一些原生生物禽流感病毒SARS病毒大型真菌?實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物條件1）提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件——培養(yǎng)基的配制2）確保其它微生物無法混入——無菌技術(shù)高壓蒸汽滅菌固體培養(yǎng)基3）將需要的微生物分離出來——微生物的純培養(yǎng)微生物在其表面生長(zhǎng)，可以形成肉眼可見的菌落。培養(yǎng)基的配制人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。011.概念：2.作用：3.類型：固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)化學(xué)成分用途不加凝固劑加凝固劑，如瓊脂工業(yè)生產(chǎn)觀察微生物的運(yùn)動(dòng)微生物分離、鑒定、活菌計(jì)數(shù)、保藏菌種含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)基成分明確分類、鑒定允許特定種類的微生物生長(zhǎng),同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基培養(yǎng)、分離出特定微生物在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品,用以鑒別不同種類的微生物鑒別不同種類微生物天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基（1）基本成分：水、碳源、氮源、無機(jī)鹽。碳源無機(jī)碳源：有機(jī)碳源：氮源NH4＋、NO3-、NH3等。牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等。CO2、CO32-、HCO3-。葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等。無機(jī)氮源：有機(jī)氮源：牛肉膏、蛋白胨：均可提供碳元素、氮元素。無機(jī)鹽Zn、Cu、Mn、Co、Mo等大量元素：微量元素：Ca、K、Mg等自養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物為什么培養(yǎng)基需要氮源？

是微生物合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)所必需的。01培養(yǎng)基的配制01（牛肉膏、蛋白胨均可提供碳源、氮源）牛肉膏蛋白胨（2）特殊需求：滿足微生物對(duì)

的需求。④培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，需要提供_____的條件。例如：①培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)，需要在培養(yǎng)基中添加_______；②培養(yǎng)霉菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至_____；③培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至

；維生素酸性中性或弱堿性無氧pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、O201培養(yǎng)基的配制1、下表為某培養(yǎng)基的配方,下列敘述正確的是()。

從物理性質(zhì)看該培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基該培養(yǎng)基中屬于碳源的物質(zhì)只有葡萄糖，屬于氮源的物質(zhì)是蛋白胨該培養(yǎng)基缺少特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)該培養(yǎng)基調(diào)節(jié)合適的pH后就可以直接接種使用練習(xí)與應(yīng)用2、下列可以作為自養(yǎng)型微生物氮源的是()。

A.N2、尿素B.牛肉膏、蛋白胨C.尿素、酵母粉D.銨鹽、硝酸鹽碳源、氮源、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)碳源調(diào)節(jié)pH染色劑

獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染！條件結(jié)果常用方法應(yīng)用范圍消毒較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物，不能消滅芽孢和孢子煮沸消毒法日常用品巴氏消毒法不耐高溫的液體化學(xué)藥劑消毒法用酒精擦拭雙手，用氯氣消毒水源紫外線消毒法用紫外燈照射接種室、接種箱、超凈工作臺(tái)。滅菌強(qiáng)烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼燒滅菌法接種工具(涂布器、接種環(huán))、試管口或瓶口干熱滅菌法玻璃器皿、金屬用具濕熱滅菌法培養(yǎng)基及容器無菌技術(shù)02芽孢

芽孢是某些細(xì)菌（如芽孢桿菌屬）在營(yíng)養(yǎng)條件缺乏時(shí)，在菌體內(nèi)形成的一個(gè)圓形或橢圓形、含水量低、抗逆性強(qiáng)的休眠體。

芽孢壁很厚，對(duì)干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強(qiáng)的抵抗力。例如，有的細(xì)菌的芽孢，煮沸3小時(shí)以后才死亡。

孢子是脫離親本后能直接或間接發(fā)育成新個(gè)體的生殖細(xì)胞，它是有絲分裂或減數(shù)分裂的產(chǎn)物。

孢子1．概念：由

繁殖所獲得的微生物群體是純培養(yǎng)物，獲得

的過程就是純培養(yǎng)。03微生物的純培養(yǎng)2．常用方法：

法和

法。03微生物的純培養(yǎng)采用平板劃線法和稀釋涂布平板法將單個(gè)微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后得到的單菌落一般是由單個(gè)微生物形成的純培養(yǎng)物。微生物群分散單個(gè)細(xì)胞單個(gè)菌落繁殖不同菌落的形狀、大小、顏色等不同。菌落是鑒定菌種的重要依據(jù)。3．方法步驟1．制備培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基滅菌倒平板培養(yǎng)基：高壓蒸汽滅菌:100kPa、121℃，15-30min培養(yǎng)皿：干熱滅菌:160~170℃

，滅菌2h探究

·

實(shí)踐

酵母菌的純培養(yǎng)步驟：（酵母菌計(jì)算→稱量→溶化→定容待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。將配好的培養(yǎng)基，轉(zhuǎn)移到錐形瓶滅菌?！R鈴薯瓊脂培養(yǎng)基）防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染；防止培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)。

酵母菌的純培養(yǎng)平板劃線法注意：接種環(huán)灼燒的次數(shù)和時(shí)機(jī)。探究·實(shí)踐2．接種和分離酵母菌通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。在數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離得到單個(gè)菌落（即由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體）。平板劃線法

酵母菌的純培養(yǎng)12345探究·實(shí)踐(2)在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？第一步灼燒接種環(huán)：每次劃線前灼燒：劃線操作結(jié)束時(shí)灼燒：殺死接種環(huán)上殘留的菌種，保證使下一次劃線時(shí)，菌種直接來源于上次劃線的末端，從而通過劃線次數(shù)的增加，使每次劃線時(shí)菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到單個(gè)菌落。殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者。避免接種環(huán)上可能存在的雜菌污染培養(yǎng)物。(1)為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時(shí)，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？避免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板和一個(gè)未接種的平板倒置，放入28℃左右的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24-28h。結(jié)果分析與評(píng)價(jià)：(3)未接種的培養(yǎng)基表面是否有菌落生長(zhǎng)，如果有，說明了什么？(4)在接種酵母菌的培養(yǎng)基上，你是否觀察到了菌落？這些菌落的顏色、形狀、大小是否一致？如果你觀察到了不同形態(tài)的菌落，你能分析可能是哪些原因引起的嗎？3．培養(yǎng)酵母菌步驟：沒有。

如果有，說明滅菌不徹底培養(yǎng)基被雜菌污染。原因：接種的菌種不純、無菌操作不規(guī)范。接種和分離培養(yǎng)滅菌倒平板配制培養(yǎng)基制備培養(yǎng)基?酵母菌的純培養(yǎng)根據(jù)倒平板的方法及注意事項(xiàng)回答下列問題：（1）培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到________左右時(shí)，才能用來倒平板。（2）請(qǐng)用文字和箭頭寫出正確的倒平板操作流程：_______________。（3）甲、乙、丙中的滅菌方法是__________。（4）丁中的操作需要等待_______________才能進(jìn)行。為什么要將平板倒置？（5）整個(gè)過程為何要在酒精燈旁進(jìn)行？（6）如何檢測(cè)培養(yǎng)基制備是否成功？50℃丙→乙→甲→丁灼燒滅菌

平板冷卻凝固

37℃倒置培養(yǎng)24～48h，觀察是否有微生物生長(zhǎng)防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染；防止培養(yǎng)基中的水分過快蒸發(fā)。酒精燈旁空氣中雜菌少知識(shí)點(diǎn)二微生物的選擇培養(yǎng)和應(yīng)用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種在體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)要求使用耐高溫的DNA聚合酶。美國(guó)黃石國(guó)家公園那么，如何從眾多的微生物中篩選出單一菌種？

水生棲熱菌能在70-80℃高溫條件下生存，而絕大多數(shù)微生物在此條件下不能生存。啟示：尋找目的菌時(shí)，要根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。1973年，布魯克在美國(guó)黃石國(guó)家公園的一個(gè)熱泉中篩選出水生棲熱菌，并從這種菌種提取出耐高溫的DNA聚合酶。為什么水生棲熱菌能從熱泉中被篩選出來呢？思路：人為提供有利于目的菌生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)。選擇培養(yǎng)基一

在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。思路：①在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)。例如，加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌；加入高濃度的食鹽可以得到金黃色葡萄球菌。②改變培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分。例如，缺乏氮源時(shí)可以分離固氮微生物；石油作為唯一碳源時(shí)，可以分離出能消除石油污染的微生物；③改變微生物的培養(yǎng)條件。例如，將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物；用普通培養(yǎng)基在無氧條件下分離厭氧型和兼性厭氧型微生物。

探究·實(shí)踐

選擇培養(yǎng)基配方的設(shè)計(jì)

尿素［CO(NH2)2］含氮量高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種重要的氮肥。尿素施入土壤后，會(huì)被土壤中的某些細(xì)菌分解成NH3，再被轉(zhuǎn)化為NO3-、NH4+等被植物吸收。而這些細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗鼈兡芎铣呻迕?，脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，NH3可以作為細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源。討論：1.如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤稀釋液中能分解尿素的細(xì)菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計(jì)？2.該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？設(shè)計(jì)一種選擇培養(yǎng)基,尿素作為唯一氮源區(qū)別：只是用尿素作為唯一氮源，培養(yǎng)基的其他營(yíng)養(yǎng)成分基本相同。(細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源)尿素NH3脲酶尿素分解菌【典例】據(jù)培養(yǎng)基的配方表，回答下列問題：牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g瓊脂20.0g蒸餾水定容到1000mlKH2PO41.4gNaH2PO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素CO(NH2)21.0g瓊脂15.0g蒸餾水定容到1000ml培養(yǎng)基一培養(yǎng)基二1.從物理性質(zhì)看，兩種培養(yǎng)基屬于哪類？依據(jù)是什么？培養(yǎng)基的主要用途是什么？固體培養(yǎng)基的主要用途：分離、鑒定、計(jì)數(shù)。3.從用途上來講，哪個(gè)屬于選擇培養(yǎng)基？將得到何種細(xì)菌？可獲得能分解尿素的微生物。2.兩種培養(yǎng)基中共有哪些成分？碳源、氮源、水、無機(jī)鹽培養(yǎng)基二的碳源為_______，氮源為_______；葡萄糖尿素都屬于固體培養(yǎng)基。依據(jù)是添加了凝固劑——瓊脂培養(yǎng)基二1g土壤中有多少能分解尿素的細(xì)菌？分離：獲得分解尿素的細(xì)菌的純培養(yǎng)物計(jì)數(shù)：測(cè)定分解尿素的細(xì)菌的數(shù)量稀釋涂布平板法——將菌液進(jìn)行一系列梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。注意：稀釋度足夠高時(shí)，能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落。微生物的選擇培養(yǎng)二稀釋涂布平板法1.梯度稀釋2.涂布平板1.梯度稀釋①鏟取土樣，將樣品裝入紙袋中1ⅹ101ⅹ1071ⅹ1061ⅹ1031ⅹ1021ⅹ1041mL1mL1mL1mL1mL1ⅹ105注意：取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的紙袋在使用前都要滅菌微生物的選擇培養(yǎng)二——稀釋涂布平板法②將10g土樣加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，充分搖勻，制成菌液。取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。90mL無菌水9mL無菌水1mL③取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。④將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。⑤將涂布器放在火焰上灼燒，待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進(jìn)行涂布。⑥用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使涂布均勻。注意：各濃度分別涂布3個(gè)平板（重復(fù)實(shí)驗(yàn)）注意：多余的酒精在燒杯中滴盡，然后再放在火焰上灼燒。2.涂布平板微生物的選擇培養(yǎng)二——稀釋涂布平板法1071061031021041mL1mL1mL1mL9mL無菌水1mL1051.梯度稀釋移液槍恒溫培養(yǎng)箱稀釋103倍稀釋104倍稀釋105倍空白對(duì)照細(xì)菌一般選用104、105、106稀釋倍數(shù)的菌液進(jìn)行涂布培養(yǎng)。

待涂布的菌液被培養(yǎng)基吸收后，將平板倒置，放入30-37℃的恒溫培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)1-2d。3.菌落培養(yǎng)微生物的選擇培養(yǎng)二——稀釋涂布平板法方法平板劃線法稀釋涂布平板法純化原理接種工具單菌落的獲得用途接種效果圖相同點(diǎn)通過連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散將菌液進(jìn)行一系列的等比稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)，以得到單菌落。接種環(huán)涂布器從最后劃線區(qū)挑取稀釋度合適的整個(gè)平板上都可找到單菌落分離純化菌種，獲得單菌落①分離純化菌種，獲得單菌落②用于計(jì)數(shù)①都能分離純化菌種

②都在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行的平板劃線法vs稀釋涂布平板法①稀釋涂布平板法②顯微鏡直接計(jì)數(shù)法微生物的數(shù)量測(cè)定三——間接計(jì)數(shù)法——直接計(jì)數(shù)法缺點(diǎn)：①不能區(qū)分死菌和活菌→偏大②不適于對(duì)運(yùn)動(dòng)細(xì)菌的計(jì)數(shù)。③個(gè)體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察。優(yōu)點(diǎn)：快速、直觀要求:①選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)，以保證

獲得菌落數(shù)為30-300、適于計(jì)數(shù)的平板。②同一稀釋度至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求平均值；微生物的數(shù)量測(cè)定三①稀釋涂布平板法缺點(diǎn):統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)表示；①分離微生物②統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過計(jì)數(shù)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌?！驹颍寒?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落?！糠治鰧?shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，要考慮重復(fù)組結(jié)果是否接近，如果相差太大，意味著操作有誤，需重新實(shí)驗(yàn)。思考：如何從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克（每ml）樣品中的菌落數(shù)？每克（每ml）樣品中的菌落數(shù)＝(C÷V)×M注：C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(ml)M代表稀釋倍數(shù)微生物的數(shù)量測(cè)定三①稀釋涂布平板法——間接計(jì)數(shù)法【練習(xí)】金版P239.土壤是微生物的天然培養(yǎng)基,下面是有關(guān)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)過程,請(qǐng)根據(jù)下圖回答相關(guān)問題。

(1)為分離出土壤中分解尿素的細(xì)菌,應(yīng)該用

的選擇培養(yǎng)基