2019-2020学年高中生物选修一（人教版 课件）：专题2 课题1 微生物的实验室培养 .ppt

目标导航,预习导引,1.说出培养基的种类、营养要素、配制原则。 2.能根据消毒、灭菌的原理,进行无菌操作。 3.能用牛肉膏蛋白胨培养基纯化大肠杆菌。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、培养基 1.概念 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,该基质称为培养基。 2.种类 根据物理性质不同可将培养基分为液体培养基和固体培养基。 3.营养构成 各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐,此外,还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、无菌技术 1.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,具体操作如下。 (1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。 (2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 (3)为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。 (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相接触。 2.消毒:指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。日常生活中常用的方法有 煮沸消毒法、巴氏消毒法和化学药剂消毒法。 此外,实验室里还用紫外线或化学药物进行消毒。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,3.灭菌:指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)。常用的方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、大肠杆菌的纯化培养 1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 (1)步骤:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。 (2)倒平板的过程 在火焰旁右手拿锥形瓶,左手拔出棉塞。 右手拿锥形瓶,使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。 左手将培养皿打开一条缝隙,右手将培养基倒入培养皿,左手立刻盖上皿盖。 待平板冷却凝固后,将平板倒过来放置,使皿盖在下、皿底在上。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,2.纯化大肠杆菌 接种方法:微生物接种最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。 (1)平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。 (2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。 两种接种方法都是为了将聚集在一起的微生物分离,得到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的单个菌落。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、菌种的保存 1.对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。 2.对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,一、培养基的成分与微生物生长所需的营养 微生物细胞的化学组成与其他生物的大体相同,也是由C、H、O、N、P、S以及其他元素组成,其中C、H、O、N占细胞干重的90%以上,这些元素最终来自外界环境中的各种无机化合物和有机化合物。这些化合物可以归纳成碳源、氮源、水、无机盐和特殊营养物质五大类。因而,虽然培养不同微生物的具体培养基配方不同,但一般都要有这几类物质。下页左上表为碳源、氮源与特殊营养物质的相关知识。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,特别提醒(1)不同微生物对营养的需求不同,所以培养不同的微生物所需要的营养可能不同。 (2)对异养微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。 (3)培养微生物时营养物质要协调。营养物质过少不能满足微生物的营养需求,过多对微生物的生长有抑制作用。 (4)之所以要补充特殊营养物质,是由于微生物缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。 (5)在提供营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对pH以及氧气等的需求。如培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需将pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,二、配制培养基的原则 1.目的要明确。要根据培养的微生物的种类、培养的目的等选择原料。如自养微生物可以用无机物作碳源、氮源。 2.营养要协调。配制培养基时,必须注意各种营养物质的浓度和比例。如蔗糖是多种微生物的主要营养物质,但高浓度的蔗糖会抑制微生物的生长。其中碳源和氮源的比最为重要。例如:碳氮比为41时,谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少;碳氮比为31时,菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。 3.pH要适宜。各种微生物适宜生长的pH范围不同。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,三、消毒与灭菌的比较,二者的主要区别:消毒只能杀死一部分微生物,灭菌杀死的是所有微生物。 特别提醒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,还能有效避免操作者自身被微生物感染。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,四、几种消毒和灭菌方法及其适用范围,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,规律总结用巴氏消毒法对牛奶进行消毒,可以杀死牛奶中的微生物,而牛奶的营养成分不会被破坏;紫外线照射30 min可以杀死物体表面或空气中的微生物,在照射前,适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液,可以加强消毒效果;对于那些培养基中需要、但加热会分解的化合物,如尿素、NaHCO3,不能使用高压蒸汽灭菌法,只能将其配成溶液,使用特定的器材单独过滤灭菌。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,五、倒平板的注意事项 1.培养基灭菌后,需要冷却到50 左右时,才能用来倒平板。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。 2.倒平板前,要将装有培养基的锥形瓶瓶口通过火焰灼烧,以防止瓶口的微生物污染培养基。 3.平板冷凝后,要将平板倒置。平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置, 可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。 4.倒平板过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,最好不要继续用这个平板培养微生物,因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,六、微生物的纯化 1.纯化大肠杆菌 (1)原理:在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞,使其长成单个的菌落,这个菌落就是纯化的细菌菌落。 (2)纯化微生物的接种方法,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,2.纯化大肠杆菌操作过程中的注意事项 (1)平板划线法中多次灼烧接种环进行灭菌,知识梳理,典例透析,一,二,三,四,五,六,(2)稀释涂布平板法操作比较复杂,且各个细节均需保证无菌操作,应特别注意以下几点。 酒精灯与培养皿的距离要适宜。 吸管头不要接触其他任何物体。 吸管要在酒精灯火焰周围使用。 涂布器末端浸在体积分数为70%的酒精中,取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃,注意防火。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,题型一 微生物的营养 【例题1】 下列关于微生物的营养的说法,正确的是 ( ) A.同一种物质不可能既作碳源又作氮源 B.凡是碳源都能提供能量 C.除水以外的无机物仅提供无机盐 D.无机氮源也可能提供能量 解析:对一些微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源。CO2是光能自养型细菌的碳源,但不能提供能量。CO2和N2是无机物,它们分别是微生物的碳源和氮源。硝化细菌所利用的氮源是无机氮源氨,同时氨也为硝化细菌提供进行化能合成作用的能源。 答案:D,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,反思领悟对一部分微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源;有机碳源能提供能量,无机碳源不能提供能量;有的无机物也可提供碳源、氮源和能源。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,题型二 无菌操作相关技术 【例题2】 细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽灭菌、酒精擦拭、火焰灼烧等几种不同的处理,这些处理依次用于杀灭哪些部位的微生物?( ) A.接种环、手、培养基 B.高压锅、手、接种环 C.培养基、手、接种环 D.接种环、手、高压锅 解析:高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备,通常用于培养基的灭菌。用酒精擦拭双手是消毒的一种方法。火焰灼烧可以迅速彻底地灭菌,适用于微生物的接种工具,如接种环。 答案:C,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,反思领悟微生物培养过程中的无菌操作包括消毒和灭菌两大类,它们分别有不同的方法。对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒;将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,题型三 培养基的配制 【例题3】 下列关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的说法,错误的是( ) A.操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌 B.将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯 C.待培养基冷却至50 左右时进行倒平板 D.待平板冷却凝固510 min 后将平板倒过来放置 解析:制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。牛肉膏容易吸潮,所以将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯中,当牛肉膏溶化并与称量纸分离后,用玻璃棒取出称量纸。待培养基冷却至50 左右时,进行倒平板。平板冷却几分钟后还需倒置。 答案:A,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,反思领悟固体培养基的制作步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板,任何两个步骤之间次序都不能颠倒。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,题型四 微生物培养过程 【例题4】回答下列有关微生物培养的问题。 (1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑 、 和渗透压等条件。该细菌由于具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、 等优点,常用作遗传学研究的实验材料。 (2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行 (填“消毒”或“灭菌”);操作者的双手需要进行清洗和 (填“消毒”或“灭菌”);静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能 。 (3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应保证待测样品稀释的 。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的 。 (5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是 。 (6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。,解析:(1)大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短等优点。培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。(2)灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,对培养基和培养皿需进行灭菌。消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物,操作者的双手需要进行清洗和消毒。紫外线能使蛋白质变性,还能损伤DNA的结构。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养,应保证样品稀释的比例合适。(4)对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定。(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。(6)因为有的大肠杆菌会释放毒素,并可能导致肠道出现严重症状,所以,使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型四,答案:(1)温度 酸碱度 易培养 生活周期短 (2)灭菌 消毒 损伤DNA的结构 (3)比例合适 (4)鉴定(或分类) (5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生 (6)灭菌,