微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)

課題1微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)專題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用背景知識19世紀(jì)中期，關(guān)系到法國經(jīng)濟(jì)命脈的釀酒業(yè)曾一度遭受毀滅性的打擊。在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)了葡萄酒變酸、變味的怪事。經(jīng)過一番研究，法國科學(xué)家巴斯德發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致生產(chǎn)失敗的根源在于發(fā)酵物中混入了雜菌。由此人們認(rèn)識到保持培養(yǎng)物純凈的重要性。防止雜菌入侵，獲得純凈的培養(yǎng)物，是研究和應(yīng)用微生物的前提。在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物，一方面需要為培養(yǎng)的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件，另一方面需要確保無處不在的其他微生物無法混入。一、基礎(chǔ)知識（一）培養(yǎng)基閱讀教材“培養(yǎng)基”，思考以下問題：1、什么是培養(yǎng)基？2、什么是液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基？3、瓊脂有何特點(diǎn)？4、你還知道有哪些類型的培養(yǎng)基？5、培養(yǎng)基含有哪些基本成分？為什么？自養(yǎng)形微生物和異養(yǎng)型微生物的碳源分別是什么？6、培養(yǎng)基在含有基本成分外，還需滿足哪些條件？1、什么是培養(yǎng)基？人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)，叫培養(yǎng)基。2、什么是液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基？呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基叫液體培養(yǎng)基，呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基叫固體培養(yǎng)基。3、瓊脂有何特點(diǎn)？瓊脂是一種從紅藻中提取的多糖。瓊脂在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，在常規(guī)培養(yǎng)條件下呈固體狀態(tài)。液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基（1）按物理狀態(tài)來分：培養(yǎng)基可分為液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基。其中固體培養(yǎng)基用于菌種分離、鑒定菌落等。（2）按功能來分，可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。（3）按成分來分，可分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。4、你還知道有哪些類型的培養(yǎng)基？

5、培養(yǎng)基含有哪些基本成分？為什么？自養(yǎng)形微生物和異養(yǎng)型微生物的碳源分別是什么？

培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽。

因?yàn)榻M成細(xì)胞的主要元素是C、H、O、N、P、S等。

自養(yǎng)型微生物的碳源是無機(jī)碳，異養(yǎng)型微生物的碳源是有機(jī)碳。6、培養(yǎng)基在含有基本成分外，還需滿足哪些條件？還需要滿足微生物生長對PH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的要求。（二）無菌技術(shù)閱讀教材“無菌技術(shù)”，思考以下問題：1、獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是什么？2、從哪些方面著手解決雜菌污染問題？3、無菌技術(shù)除了用來防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？4、消毒和滅菌有何區(qū)別？5、消毒的方法有哪些？6、滅菌的方法有哪些？7、在實(shí)驗(yàn)室能否吃東西、喝水？1、獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是什么？關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵。2、從哪些方面著手解決雜菌污染問題？①對實(shí)驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和消毒。②將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。③為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進(jìn)行。④實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品相接觸。3、無菌技術(shù)除了用來防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？無菌技術(shù)還能有效避免操作者自身被微生物感染。4、消毒和滅菌有何區(qū)別？消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。滅菌是指使用強(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。5、消毒的方法有哪些？①煮沸消毒法：在100℃煮沸5~6分鐘可以殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。②巴氏消毒法：對于一些不耐高溫的液體，如牛奶，則使用巴氏消毒法，在70~75℃煮30分鐘或在80℃煮15分鐘，可以殺死牛奶中的微生物，并使牛奶的營養(yǎng)成分不被破壞。③紫外線消毒。④化學(xué)藥劑消毒：如用75%的酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等。6、滅菌的方法有哪些？①灼燒滅菌：②干熱滅菌：將滅菌物品（能耐高溫的、需要保持干燥的物品）放入干熱滅菌箱內(nèi)，在160~170℃加熱1~2小時(shí)可達(dá)到滅菌的目的。干熱滅菌的操作方法③高壓蒸汽滅菌：壓力為100Pa，溫度為121℃，時(shí)間15~30分鐘。高壓滅菌的操作方法判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如需要請選擇合適的方法。1、培養(yǎng)細(xì)菌用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿。2、玻棒、試管、燒瓶和吸管。3、實(shí)驗(yàn)操作者的雙手。答：（1）、（2）需要滅菌；（3）需要消毒。7、在實(shí)驗(yàn)室能否吃東西、喝水？在實(shí)驗(yàn)室中，切不可吃東西、喝水，離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)一定要洗手，以防止被微生物感染，使用后的培養(yǎng)基丟棄前一定要進(jìn)行滅菌處理，以免污染環(huán)境。二、實(shí)驗(yàn)操作本實(shí)驗(yàn)用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行大腸桿菌的純化培養(yǎng)，可分成制備培養(yǎng)基和純化大腸桿菌兩個(gè)階段進(jìn)行。（一）制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（1）計(jì)算（2）稱量（3）溶化（4）滅菌（5）倒平板1培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時(shí)，才能用來倒平板。你用什么辦法來估計(jì)培養(yǎng)基的溫度？可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí)，就可以進(jìn)行倒平板了。2為什么需要使錐形瓶的瓶口通過火焰？通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。3平板冷凝后，為什么要將平板倒置？平板冷凝后，皿蓋上會凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。4在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。（二）純化大腸桿菌微生物接種的方法中，最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法。平板劃線法通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(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，可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體，這樣的細(xì)菌群體叫菌落。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？操作的第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物；每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下一次劃線時(shí)，接種環(huán)上的菌種直接線次數(shù)的增加，使每次劃線時(shí)菌種的數(shù)目逐漸減少，以便得到菌落。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。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？以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。3在作第二次以及其后的劃線操作時(shí)，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？劃線后，線條末端細(xì)菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落。稀釋涂布平板法是將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落。涂布平板的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行。結(jié)合平板劃線與系列稀釋的無菌操作要求，想一想，第2步應(yīng)如何進(jìn)行無菌操作？應(yīng)從操作的各個(gè)細(xì)節(jié)保證“無菌”。例如，酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適、吸管頭不要接觸任何其他物體、吸管要在酒精燈火焰周圍；等等。三、結(jié)果分析與評價(jià)1、未接種的培養(yǎng)基表面是否有菌落生長？如果有菌落生長，說明了什么？未接種的培養(yǎng)基上是不會有菌落生長的。如果有，則證明培養(yǎng)基滅菌不徹底，或培養(yǎng)基被污染。這樣的培養(yǎng)基要重新滅菌。2、在接種大腸桿菌的培養(yǎng)基上，你是否觀察到了獨(dú)立的菌落？這些菌落的顏色、形狀和大小相似嗎？如果在接種大腸桿菌的過程中接種操作是符合要求的，則在培養(yǎng)基上會出現(xiàn)獨(dú)立的菌落，生長的菌落的顏色、形狀、大小基本一致，并符合大腸桿菌菌落的特點(diǎn)。如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落，則說明接種過程中，無菌操作還未達(dá)到要求，需要分析原因，再次練習(xí)。3、培養(yǎng)12小時(shí)和24小時(shí)后，觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同嗎？如果不同，請分析產(chǎn)生差異的原因？培養(yǎng)12h與24h后的大腸桿菌菌落的大小會有明顯不同，及時(shí)觀察記錄的同學(xué)會發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)，并能觀察到其他一些細(xì)微的變化。4、如果你在培養(yǎng)基上觀察到了不同形態(tài)的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的嗎？感染雜菌發(fā)生變異四、練習(xí)1提示