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1、 第2节 微生物的培养技术及应用一 微生物的基本培养技术（第1课时）第1章 发酵工程实验室培养微生物条件1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件培养基的配制2）确保其它微生物无法混入无菌技术高压蒸汽灭菌固体培养基3）将需要的微生物分离出来微生物的纯培养微生物在其表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。个体无法用肉眼观察的微小生物。微生物：无细胞结构原核细胞真核细胞微生物的类群病毒：新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒细菌：蓝细菌、大肠杆菌等；放线菌单细胞真菌：酵母菌、霉菌等；原生生物：草履虫、衣藻等1.培养基的用途有哪些？2.培养基的必备营养成分有哪些？3.培养基的种类有哪些？4.配制培养基时，
2、如何满足不同微生物的特殊需求？举例说明。任务一：阅读教材P9-10，分析培养微生物的培养基种类和营养构成。一 培养基的配制51.培养基的概念:2.培养基的作用: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。用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。一 培养基的配制培养基成分 提供的主要营养牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素NaCl 5g 无机盐H2O 定容至1000mL氢元素、氧元素牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌）牛肉膏 蛋白胨牛肉膏是采用新鲜牛肉经过消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水
3、溶液呈淡黄色。蛋白胨是一种外观呈淡黄色的粉剂。一般用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（肉类）和植物蛋白（豆类）等两种。资料1：100g马铃薯中含有80g水、2g蛋白质、16g碳水化合物，还有无机盐等。资料2：下表为1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成一 培养基的配制问题：比较上述两种培养基的成分共同点，说出培养基的必备营养成分有哪些？3.培养基的必备营养成分:水、碳源、氮源、无机盐等。有机碳源：碳源（提供碳元素）氮源（提供氮元素）P10旁栏思考1：为什么培养基需要氮源？氮是微生物合成蛋白质、核酸等物质必须的元素。一 培养基的配制无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-自养微生物糖类、脂质、蛋
4、白质、有机酸、石油等异养微生物功能：构成细胞物质和一些代谢产物有机碳既是碳源又是能源。无机氮源：NH4、NO3-、NH3等固氮微生物有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等功能：提供无机营养 调剂PH 维持渗透压无机盐水功能：良好的溶剂 维持生物大分子结构的稳定蔗糖（C12H22O11）10g硝酸钠（NaNO3）3g磷酸氢二钾（K2HPO4）1g硫酸镁（MgSO47H2O）0.5g氯化钾（KCl）0.5g硫酸亚铁（FeSO47H2O）0.01g琼脂 1520g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL查氏培养基（培养霉菌）培养基成分 提供的主要营养牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素蛋白
5、胨 10g 碳源、氮源和维生素NaCl 5g 无机盐H2O 定容至1000mL氢元素、氧元素牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌）哪一种培养基的成分明确？天然培养基合成培养基一、培养基的配制 一 培养基的配制培养厌氧微生物时，需要提供_的条件。例如：培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加_；培养霉菌时，需要将培养基调至_；培养细菌时，需要将培养基调至；维生素酸性中性或弱碱性无氧 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pH、特殊营养物质,（例如:生长因子、维生素、氨基酸等）以及氧气等的要求。有 无 琼脂1)按物理状态来分：可分为液体培养基、固体培养基等。4.培养基的类型:液体培养基
6、扩大微生物种群数量固体培养基分离、鉴定、计数和菌种保存等。单个微生物在培养基表面或内部形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。一 培养基的配制1 11 101选择培养基 鉴别培养基3.培养基的类型:2)按功能来分：可分为选择培养基、鉴别培养基等。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，用以鉴别不同种类的微生物。在培养基中加入（或缺少）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。一 培养基的配制具体处理 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 固氮微生物能利用空气中的氮气不加有机碳源 自养型微
7、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培养基的类型:一 培养基的配制划分标准 培养基种类 特点 用途物理性质化学成分目的用途不加凝固剂加凝固剂，如琼脂工业生产观察微生物的运动、分类鉴定微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种含化学成分不明确的天然物质工业生产培养基成分明确分类、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
8、的生长培养、分离出特定微生物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选择培养基液体培养基半固体培养基固体培养基天然培养基合成培养基鉴别培养基培养基的类型及用途二 无菌技术任务二：阅读教材P10，比较消毒和灭菌对微生物作用效果的差异。比较项 理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒灭菌 较为温和强烈部分微生物全部微生物一般不能能获得纯净的微生物培养物的关键是无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括 消毒和灭菌。防止杂菌污染。1 16 6021.消毒：是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.灭菌：是
9、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。操作的空间、操作者的衣着和手用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基芽孢是某些细菌在营养条件缺乏时，在菌体内形成的含水量低、抗逆性强的休眠体；孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。-与消毒最本质区别二 无菌技术孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。有时候可直接由营养细胞通过细胞壁加厚和积贮养料而形成，能抵抗不良环境条件。孢子：又称内生孢子，是细菌休眠体。芽孢含水量极低，抗逆性强，能经受高温、紫外线，电离辐射以及多种化学物质灭杀等。恶劣环境下，一个细菌产生一个芽孢，条件适宜时重新成为一个细菌。芽孢：类型 适用
10、范围 操作方法消毒灭菌较为温和理化方法，杀死部分微生物强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）二、无菌技术任务二：阅读教材P11，说出消毒和灭菌的主要方法。消 毒煮沸消毒法巴氏消毒法化学药剂紫外线02二 无菌技术接种室、接种箱，超净工作台紫外线照射30 min,在照射前，适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。生物活体、水源等用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源日常生活100煮沸56min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。6265 煮30 min80-90 煮30s-1 min不耐高温的液体21原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性。优点：操作简便，效果可靠，可以杀
11、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。对象：培养基等注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。湿热灭菌：高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121下维持1530min。二 无菌技术灭 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，适用于 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)的灭菌。干热灭菌：干热灭菌箱内160170 下加热23h。干热灭菌箱二 无菌技术灭 菌 灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧效果：最彻底原理：使微生物燃烧对象：接种工具如接种环、接种针，以及接种过程中的试管口或瓶口
12、等易被污染部位。二 无菌技术灭 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 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灼烧灭菌接种环、接种针、涂布器、试管口、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干热灭菌箱,160170 加热23h湿热灭菌培养基、无菌水高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 接种室、接种箱，超净工作台防止杂菌污染的措施：P10旁栏思考2：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？有效避免操作者自身被微生物感染。实验前：u对操作空间、操作人员消毒u对所用器皿、接种用具和培养基灭菌操作时：u在超净工作台上并在酒精灯火焰附近无菌区操作u避免已灭菌处理材料再次污染二 无菌技术超净工作台