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1、专题专题2 :2 :微生物的培养与应用微生物的培养与应用微生物包括哪五类：微生物包括哪五类：真菌真菌原生动物原生动物特点：特点：结构都相当简单结构都相当简单, ,个体多数十分微小个体多数十分微小. .通通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构的甚至没有细胞结构. .且体内一般不含有叶绿且体内一般不含有叶绿素素. .不能进行光合作用不能进行光合作用. . 原核生物界原核生物界 原生生物界原生生物界真菌界真菌界病毒界病毒界微生物基础知识微生物基础知识 了解有关培养基的基础知识，进行无了解有关培养基的基础知识，进行无菌技术的操作，进行微生物
2、的培养。菌技术的操作，进行微生物的培养。 一、课题目标：一、课题目标： 掌握掌握培养基的制备培养基的制备、高压蒸气灭菌高压蒸气灭菌和和平板划线法平板划线法等基本操作技术，熟练、规范等基本操作技术，熟练、规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。地进行无菌操作，成功地培养微生物。无菌技术的操作。无菌技术的操作。二、课题重点和难点：二、课题重点和难点：三、技能目标：三、技能目标：一、基础知识：一、基础知识：（一）培养基（一）培养基 培养基（培养液）是由人工方法配制而成培养基（培养液）是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。（1 1）按物理状态
3、来分：培养基可分为）按物理状态来分：培养基可分为固体培固体培养基养基、液体培养基液体培养基和和半固体培养基半固体培养基。其中固。其中固体培养基用于菌种分离、鉴定等。体培养基用于菌种分离、鉴定等。（2 2）按功能来分，可分为）按功能来分，可分为选择培养基选择培养基和和鉴别鉴别培养基培养基。（3 3）按成分来分，可分为）按成分来分，可分为天然培养基天然培养基和和合成合成培养基培养基。1.1.培养基的类型和用途培养基的类型和用途培养基的种类培养基的种类液体培养基半固体培养基固体培养基据物理性质分天然培养基合成培养基据化学成分分选择培养基鉴别培养基据用途分常用于工业生产常用于观察微生物的运动、鉴定菌种
4、用于微生物的分离、计数常用于工业生产常用于分类、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的生长。例如，在培养基中加入青霉素，以抑制细菌、放线菌的生长，从而分离到酵母菌和霉菌。又如，在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长。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。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。固体培养基：菌落固体培养基：菌落液体培养基：液体
5、培养基：表面生长表面生长均匀混浊生长均匀混浊生长沉淀生长沉淀生长半固体培养基：半固体培养基：无动力无动力 有动力有动力( (弥散弥散) )( (是否运动是否运动) ) 2、培养基配制原则： （1）目的要明确目的要明确：根据微生物的种类、培养：根据微生物的种类、培养目的等确定配制培养基的种类，因为不同的微目的等确定配制培养基的种类，因为不同的微生物对培养物质的需求不同。生物对培养物质的需求不同。 （2）营养要协调营养要协调：注意各种营养物质的浓度：注意各种营养物质的浓度和比例。和比例。 （3）pH要适宜要适宜：各种微生物适宜生长的：各种微生物适宜生长的pH范范围不同。围不同。 细菌细菌pH为：为
6、：6.5-7.5； 放线菌放线菌pH为：为：7.5-8.5； 真菌真菌pH为：为：5.0-6.0。3、培养基的营养构成、培养基的营养构成 不管哪种培养基，一般都含有不管哪种培养基，一般都含有水水、碳源碳源、和和氮源氮源、无机盐无机盐等营养物质，另外还需要等营养物质，另外还需要满足微生物生长对满足微生物生长对pH、特殊营养物质特殊营养物质,例如例如:生长因子生长因子(即细菌生长必需，而自身不能合即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶嘧啶)以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要求。求。 4、微生物的五
7、种营养要素、微生物的五种营养要素碳源 （carbon source） 氮源（nitrogen source） 生长因子（growth factor） 无机盐（mineral salts） 水（wahtor） Cncnc-micro 凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元凡能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质都称为碳源素的营养物质都称为碳源 。Cncnc-micro碳源碳源C素构成细胞及代谢产物的骨架素构成细胞及代谢产物的骨架 C素是大多数微生物代谢所需的能量来源素是大多数微生物代谢所需的能量来源 n自养微生物以二氧化碳或碳酸盐为惟一自养微生物以二氧化碳或碳酸盐为惟一碳源进行代谢生长；异养微生物
8、必须以碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物作为碳源进行代谢生长。有机物作为碳源进行代谢生长。n碳源是异养微生物的主要能源物质。碳源是异养微生物的主要能源物质。碳源功能无机无机C源：源：CO2、碳酸盐，只能被自养微生碳酸盐，只能被自养微生物利用物利用有机有机C源：各种糖类，其次是有机酸、醇源：各种糖类，其次是有机酸、醇类、类、 脂类和烃类化合物脂类和烃类化合物 碳源种类Cncnc-micro 凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质都称为氮源。质都称为氮源。氮源(nitrogin source)Cncnc-micro 为微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料为
9、微生物提供合成细胞物质代谢产物的原料n对许多微生物来说，既可利用无机态氮，也可对许多微生物来说，既可利用无机态氮，也可利用有机态氮。利用有机态氮。 n 固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长固氮微生物可以利用氮气作为氮源进行生长。n 某些种类的氮源也能为微生物提供能量，如某些种类的氮源也能为微生物提供能量，如NH3既是硝化细菌的氮源又是能源，含既是硝化细菌的氮源又是能源，含C、H、O、N的蛋白质等也能为微生物提供能量。的蛋白质等也能为微生物提供能量。氮源功能氮源功能Cncnc-micro分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源分子态氮：固氮微生物以分子氮为唯一氮源 无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有
10、微生物能利用无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎所有微生物能利用 有机态氮：蛋白质及其降解产物有机态氮：蛋白质及其降解产物 a实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源实验室常用牛肉膏、蛋白胨、酵母膏做氮源 b生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等生产用玉米浆、豆饼、葵花饼、花生饼等氮源种类氮源种类Cncnc-micro 构成微生物细胞的组成成分构成微生物细胞的组成成分 调解微生物细胞的渗透压，调解微生物细胞的渗透压， PH值和氧值和氧化还原电化还原电 位位 有些无机盐如有些无机盐如S、Fe还可做为自养微生还可做为自养微生物的能源物的能源 构成酶活性基的组成成分，维持酶活性构成酶活性基的组成成分，维持酶活性。
11、Mg、Ca、K是多种酶的激活剂是多种酶的激活剂 无机盐（无机盐（mineral saltsmineral salts） 无机盐功能无机盐功能Cncnc-micro 构成微生物细胞构成微生物细胞以以C、H、O、N、P、S六种六种元素为主，约占细胞干重的元素为主，约占细胞干重的95以上；以上； Ca、K 、Mg、Fe为大量元素，以无机盐阳离为大量元素，以无机盐阳离子形式被吸收，配培养基要加磷酸盐、硫酸盐子形式被吸收，配培养基要加磷酸盐、硫酸盐。 Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素，在微生等微量元素，在微生物培养中有物培养中有0.1PPM就可以了，自来水原料中就可以了，自来水原料中已够用，不需另
12、加。已够用，不需另加。无机盐种类无机盐种类Cncnc-micro 微生物生长不可缺少的微生物生长不可缺少的 微量有机物质叫生长因子。微量有机物质叫生长因子。维生素 氨基酸碱 基 Cncnc-micro生长因子生长因子 有的微生物自己不能合成维生素，有的微生物自己不能合成维生素，需要外加，主要是需要外加，主要是B族维生素、硫胺素、族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等，如生产味精需叶酸、泛酸、核黄素等，如生产味精需加生物素（是加生物素（是B族中的一种即族中的一种即VH）。）。 维生素维生素Cncnc-micro 有些微生物自己不能合成某种氨基有些微生物自己不能合成某种氨基酸，必须给予补充，如赖酸
13、，必须给予补充，如赖AA发酵所用的发酵所用的黄色短杆菌不能合成环丝黄色短杆菌不能合成环丝AA，为环为环丝丝AA缺陷型菌株，在培养基中必须添加含缺陷型菌株，在培养基中必须添加含环丝环丝AA的氮源。如豆饼水解液或毛发水的氮源。如豆饼水解液或毛发水解液等。解液等。氨基酸氨基酸Cncnc-micro 嘧啶和嘌呤是核酸和辅酶的重要组分，嘧啶和嘌呤是核酸和辅酶的重要组分，是许多微生物必须的生长因素。是许多微生物必须的生长因素。 有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，有些微生物不仅不能合成嘧啶和嘌呤，而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核而且不能将补充的嘧啶和嘌呤结合在核苷酸上，还必须供给核苷酸，有的菌需苷酸上，还
14、必须供给核苷酸，有的菌需补充卟啉或其衍生物，还有的菌需供给补充卟啉或其衍生物，还有的菌需供给（低碳）脂肪酸等。（低碳）脂肪酸等。碱基碱基Cncnc-micro水水Cncnc-micron 是细胞中生化反应的良好介质；营养是细胞中生化反应的良好介质；营养物质和代谢产物都必须溶解在水里，才物质和代谢产物都必须溶解在水里，才能被吸收或排出体（细胞）外。能被吸收或排出体（细胞）外。n 水的比热高，能有效的吸收代谢过程水的比热高，能有效的吸收代谢过程中放出的热量，不致使细胞的温度骤然中放出的热量，不致使细胞的温度骤然上升。上升。n 维持细胞的膨压（控制细胞形态）。维持细胞的膨压（控制细胞形态）。碳源、氮
15、源、生长因子的比较碳源、氮源、生长因子的比较来 源常用原料功 能碳源CO2、NaHCO3、糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等糖类构成细胞物质和一些代谢产物，有些还是异养做生物的主要能源物质氮源N2、NH3、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等铵盐、硝酸盐等合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物生长因子维生素、氨基酸、碱基酶、核酸等的组成成分选择培养基选择培养基加入青霉素的培养基加入青霉素的培养基: : 分离酵母菌、霉菌等真菌分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基加入高浓度食盐的培养基: : 分离金黄色葡萄球菌分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基不加氮源的无氮培养基: : 分离固氮菌分离固氮菌不
16、加含碳有机物的无碳培养基不加含碳有机物的无碳培养基: : 分离自养型微生物分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基加入青霉素等抗生素的培养基: : 分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基核苷的培养基: : 分离杂交瘤细胞分离杂交瘤细胞 根据细胞生存所需物质的种类和根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。数量，用人工方法模拟合成的。 合成培养基主要成分是氨基酸、合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。一些辅助物质。 优点：优点：标准化生产，组分和含量相标准化生产，组分和含量相对固定对固定; ;成本低成本低 缺点：缺点： 缺少某些成分，不能完全满缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。足体外细胞生长需要。 合成培养基合成培养基: : 天然培养基有血清、血浆、和组天然培养基有血清、血浆、和组织提取液（如鸡胚和牛胚浸液）。织提取液（如鸡胚和牛胚浸液）。优点：优点：营养成分丰富，培养效果好营养成分丰富，培养效果好缺点
