微生物的实验室培养(上课)

到目前为止，到目前为止， 几十项几十项Nobel生理学和医学奖，化学奖生理学和医学奖，化学奖 都与微生物学有关都与微生物学有关微生物的类群微生物的类群原生生物：原生生物：原核生物原核生物:真菌真菌:病毒病毒:如酵母菌如酵母菌单细胞的动植物单细胞的动植物如草履虫、单细胞藻类等如草履虫、单细胞藻类等无细胞结构无细胞结构真核细胞真核细胞细菌、蓝藻细菌、蓝藻原核细胞原核细胞课题1 微生物的实验室培养1.提供营养和条件2.防止污染一一. .培养基：培养基：微生物生存的环境和营养物质微生物生存的环境和营养物质1.1.基本成分：基本成分：思考：微生物“吃”什么？碳源、氮源、水、无机盐碳源、氮源、水、无机盐碳源碳源无机碳源：无机碳源：有机碳源：有机碳源：COCO2 2、COCO3 32 2- -、HCOHCO3 3- -牛肉膏、蛋白胨等牛肉膏、蛋白胨等自养微生物自养微生物异养微生物异养微生物氮源氮源无机氮源：无机氮源：有机氮源：有机氮源：NHNH4 4、NONO3 3- -（为硝化细菌提供（为硝化细菌提供N N源和能源）源和能源）牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等等注：含注：含CHONCHON的的有机物有机物是是异异养型微生物的养型微生物的碳源碳源、氮源氮源、能源能源一一. .培养基：培养基：微生物生存的环境和营养物质微生物生存的环境和营养物质1.1.基本成分：基本成分：碳源、氮源、水、无机盐碳源、氮源、水、无机盐2.2.特殊营养特殊营养：维生素、碱基等（生长因子）维生素、碱基等（生长因子）（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）3.pH3.pH、氧气的需求：、氧气的需求：4.4.种类种类：固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基有有无无 凝固剂琼脂凝固剂琼脂分离分离 鉴定鉴定工业工业 生产生产化学成分：化学成分：物理性质：物理性质：天然培养基天然培养基 合成培养基合成培养基牛肉膏蛋白胨培养基牛肉膏蛋白胨培养基 是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基。1000ml1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的配方牛肉膏蛋白胨培养基的配方H2O 定容至定容至1000mlNacl 5g蛋白胨蛋白胨 10g牛肉膏牛肉膏 5g琼脂琼脂20.0g分析营养构成？分析营养构成？5. 5. 配制原则配制原则目的明确：目的明确：营养全面、浓度适宜、比例恰当营养全面、浓度适宜、比例恰当适宜的适宜的pHpH值：值：有机碳源有机碳源异养型：异养型：根据微生物的根据微生物的种类、培养目的种类、培养目的选择原料选择原料自养型：自养型： 不加碳源不加碳源加入缓冲剂加入缓冲剂细菌偏碱，真菌偏酸细菌偏碱，真菌偏酸（COCO2 2碳源）碳源）生产生产科研科研耐高温需保持干燥的耐高温需保持干燥的 物品，物品，160170 12小时小时接种环、接种针等接种环、接种针等 金属用具金属用具7075、30min 80、15min100、56min消毒消毒灭菌灭菌定义定义方法方法较为较为温和温和理化方法，理化方法，杀死杀死部分有害菌体部分有害菌体（不不包括芽孢、孢子）包括芽孢、孢子）强烈强烈的理化方法，的理化方法，杀死杀死所有微生物所有微生物（包括（包括芽孢、孢子芽孢、孢子）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灼烧灭菌灼烧灭菌干热灭菌干热灭菌酒精、氯气、石炭酸等酒精、氯气、石炭酸等高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌培养基，培养基，100KPa、121、1530min二二. .无菌技术：无菌技术：防止外来杂菌的污染防止外来杂菌的污染1.1.消毒与灭菌：消毒与灭菌：请你判断以下材料或用具是否需要消毒或请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。灭菌。如果需要，请选择合适的方法。（1 1） 培养细菌用的培养基与培养皿培养细菌用的培养基与培养皿（2 2） 玻棒、试管、烧瓶和吸管玻棒、试管、烧瓶和吸管（3 3） 实验操作者的双手实验操作者的双手2.2.无菌范围：无菌范围：实验操作空间消毒实验操作空间消毒操作者的手、衣着消毒操作者的手、衣着消毒实验用具灭菌实验用具灭菌实验操作过程实验操作过程二二. .无菌技术：无菌技术：防止外来杂菌的污染防止外来杂菌的污染1.1.消毒与灭菌：消毒与灭菌：酒精灯旁操作酒精灯旁操作超净工作台超净工作台有些细菌在一定的条件下，细胞里面有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的形成一个椭圆形的休眠体休眠体，叫做芽孢。，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸有的细菌的芽孢，煮沸3 3小时以后才死小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌菌细菌、原生动物、真菌和植细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用物等产生的一种有繁殖作用的的生殖细胞生殖细胞。能直接发育成。能直接发育成新个体。新个体。 单个单个或少数菌体或少数菌体2.2.特征：特征：大小、形状、光泽度、大小、形状、光泽度、颜色、透明度等。颜色、透明度等。3.3.功能：功能：1.1.定义：定义：菌落菌落鉴定菌种鉴定菌种的重要依据的重要依据固体固体培养基上培养基上大量繁殖大量繁殖子细胞群体子细胞群体1000ml1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的配方牛肉膏蛋白胨培养基的配方H2O 定容至定容至1000mlNacl 5g蛋白胨蛋白胨 10g牛肉膏牛肉膏 5g琼脂琼脂20.0g三三. .大肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固体培养基1.1.计算：计算：培养基用量培养基用量依配方计算各成分的用量依配方计算各成分的用量2.2.称量：称量：3.3.溶化：溶化：牛肉膏黏稠，用称量纸称取牛肉膏黏稠，用称量纸称取牛肉膏、蛋白胨易吸潮，要快、加盖牛肉膏、蛋白胨易吸潮，要快、加盖牛肉膏、称量纸牛肉膏、称量纸 、少量水加热溶解、少量水加热溶解 取纸取纸蛋白胨、蛋白胨、NaClNaCl琼脂琼脂 补水定容补水定容4.4.调调pHpH、分装、封口：、分装、封口：5.5.灭菌：灭菌：6.6.倒平板：倒平板：培养基、培养皿培养基、培养皿分散成单个细胞分散成单个细胞, ,形成单个菌落形成单个菌落约约50防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染灼烧灭菌，灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基防止瓶口的微生物污染培养基 1. 1.培养基灭菌后，需要冷却到培养基灭菌后，需要冷却到50 50 左右左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？基的温度？ 答：答：可以用手触摸盛有培养基的锥形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。时，就可以进行倒平板了。2.2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ 答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。生物污染培养基。3.3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？平板冷凝后，为什么要将平板倒置？4.4.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？培养微生物吗？为什么？ 答：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固答：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，后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之答：空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此间的培养基上滋生，因此最好不要用最好不要用这个平板这个平板培养微生物。培养微生物。二二. .大肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固体培养基纯化大肠杆菌：纯化大肠杆菌：平板划线法：平板划线法：菌种菌种划划3 3个平板个平板1 1个不划线个不划线1.1.纯化大肠杆菌的方法：纯化大肠杆菌的方法：平板划线法平板划线法和稀释涂布平板法和稀释涂布平板法接种环接种环防止划破培养基防止划破培养基（重复实验）（重复实验）（空白对照）（空白对照） 平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表平板划线法是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。在数次划线后培养，可以培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。1 1、为什么在操作的第一步以及每次划线之、为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？需要灼烧接种环吗？为什么？操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物可能存在的微生物污染培养物杀死杀死上次残留的菌种上次残留的菌种，保证使下一次划线时，保证使下一次划线时，菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。减少，以便得到菌落。及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。环境和感染操作者。 2.2.在灼烧接种环之后，为什么要等其在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？冷却后再进行划线？答：以免接种环温度太高，杀死菌种。答：以免接种环温度太高，杀死菌种。 3.3.在作第二次以及其后的划线操作时，在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线为什么总是从上一次划线的末端开始划线？ 答：划线后，线条末端细菌的数目比线答：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。的菌落。6 6支试管，分别加入支试管，分别加入9ml9ml无菌水无菌水1ml1011ml1021ml1031ml1041ml1051ml106稀释涂布平板法稀释涂布平板法：a.a.梯度稀释菌液梯度稀释菌液：菌液菌液微量微量 移移液器液器浸浸稀释涂布平板法稀释涂布平板法：a.a.梯度稀释菌液梯度稀释菌液：b.b.涂布平板涂布平板：不超过不超过0.1ml0.1ml各梯度分别涂布各梯度分别涂布3个平板个平板1 1个不涂布作空白对照个不涂布作空白对照滴滴灼灼涂涂稀稀释释10103 3倍倍稀稀释释10104 4倍倍稀稀释释10105 5倍倍 稀释涂布法是将菌液进行一系列梯度稀释，稀释涂布法是将菌液进行一系列梯度稀释，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。养基的表面，进行培养。 涂布平板的所有操作都应在火焰附近涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求，想一想，第操作要求，想一想，第2 2步应如何进行无步应如何进行无菌操作？菌操作？应从操作的各个细节保证应从操作的各个细节保证“无菌无菌”。例如：酒精灯与培养皿的距离要合适、例如：酒精灯与培养皿的距离要合适、 吸管头不要接触任何其他物体、吸管头不要接触任何其他物体、 吸管要在酒精灯火焰周围等等。吸管要在酒精灯火焰周围等等。3平板划线法和稀释涂布平板法的比较平板划线法和稀释涂布平板法的比较优点优点缺点缺点适用范围适用范围平板划线平板划线分离法分离法可以观察菌落特可以观察菌落特征，对混合菌进征，对混合菌进行分离行分离不能计数不能计数适用于好氧菌适用于好氧菌稀释涂布稀释涂布平板法平板法可以计数，可以可以计数，可以观察菌落特征观察菌落特征吸收量较少、吸收量较少、较麻烦，平板较麻烦，平板不干燥效果不不干燥效果不好，容易蔓延好，容易蔓延适用于厌氧菌适用于厌氧菌和兼性厌氧菌和兼性厌氧菌平板划线法：平板划线法：二二. .大肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养：制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固体培养基纯化大肠杆菌：纯化大肠杆菌：1.1.接种：接种：稀释涂布平板法稀释涂布平板法：2.2.培养：培养：将将接种后接种后的培养基和一个的培养基和一个未接种未接种的培养基的培养基放入放入3737恒温箱中培养恒温箱中培养12h12h24h24h后，后，观察并记录观察并记录稀稀释释10103 3倍倍稀稀释释10104 4倍倍稀稀释释10105 5倍倍（三）菌种的保藏：（三）菌种的保藏：1.1.临时保藏：临时保藏： 试管固体斜面培养基上，试管固体斜面培养基上，培养长成菌落培养长成菌落44冰箱保存冰箱保存2.2.长期保存：长期保存：菌种易被污染、变异菌种易被污染、变异甘油管藏甘油管藏1ml1ml甘油（灭菌）甘油（灭菌）1ml1ml菌液菌液2020搁置斜搁置斜面面四、课题成果评价四、课题成果评价 （一）培养基的制作是否合格（一）培养基的制作是否合格 如果未接种的培养基在恒温箱中保温如果未接种的培养基在恒温箱中保温1 12 d2 d后无后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新菌落生长，说明培养基的制备是成功的，否则需要重新制备。制备。 （二）接种操作是否符合无菌要求（二）接种操作是否符合无菌要求 如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作本一致，并符合大肠杆菌菌落的特点，则说明接种操作是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明是符合要求的；如果培养基上出现了其他菌落，则说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，接种过程中，无菌操作还未达到要求，需要分析原因，再次练习。再次练习。 （三）是否进行了及时细致的观察与记录（三）是否进行了及时细致的观察与记录 培养培养12 h12 h与与24 h24 h后的大肠杆菌菌落的大小会有明后的大肠杆菌菌落的大小会有明显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察显不同，及时观察记录的同学会发现这一点，并能观察到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生到其他一些细微的变化。这一步的要求主要是培养学生良好的科学态度与习惯。良好的科学态度与习惯。微微生生物物的的培培养养基础基础知识知识实验操作实验操作结果分析与评价结果分析与评价培养基培养基定义：定义：分类：分类：人们按照微生物对营养物质的人们按照微生物对营养物质的不同需求，配置出供其生长繁不同需求，配置出供其生长繁殖的营养物质殖的营养物质固体培养固体培养基基液体培养液体培养基基无菌技术无菌技术培养微生物的操作中，所有防培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法止杂菌污染的方法定义：定义：消毒与灭菌消毒与灭菌常用灭菌方法常用灭菌方法制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固体培养基纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌课堂小结试试