1、1微生物的实验室培养教材内容解读要点 1 培养基培养基 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。1.培养基的类型和用途（1）按物理状态分：固体培养基和液体培养基。其中固体培养基用于菌种保存及分离、鉴定菌落、活菌计数等，液体培养基常用于发酵工业。液体培养基：表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长固体培养基：菌落，菌苔（2）按功能分：选择培养基和鉴别培养基。选择培养基:从微生物群中选择具有特定表型的细胞 .使之进行繁殖所用的培养基,称为选择培养基. 加入青霉素的培养基：分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基：分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基：分离固氮菌不加含碳有机物
2、的无碳培养基：分离自养型微生物（3）按成分分：天然培养基和合成培养基。合成培养基：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。合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。2优点：标准化生产，组分和含量相对固定;成本低 缺点： 缺少某些成分，不能完全满足体外细胞生长需要。 天然培养基：天然培养基有血清、血浆、和组织提取液（如鸡胚和牛胚浸液） 。优点：营养成分丰富，培养效果好缺点：来源受限;成分复杂，影响对某些实验产物的提取和实验结果的分析; 易发生支原体污染;人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清） 。血
3、清中含有：多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）多种金属离子； 激素；促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。各种生长因子转移蛋白不明成分2.不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方 3.不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、和氮源、 无机盐、等营养物质，碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如 CO2、NaHCO 3 等无机碳源；糖类、蛋白质、脂肪等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如 N2、NH 3、NO 3-、NH 4+、蛋白质、氨基酸等。只有固氮微生物才能利用 N2。另外还需要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质,例如
4、：生长因子( 即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶 )以及氧气等的要求。 要点 2 无菌技术无菌操作泛指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。无论是随后将要学到的倒平板、平板划线操作，还是稀释涂布平板法，其操作中的每一步都需要做到“无菌” ，即防止杂菌污染。只有熟练、规范地进行无菌操作，才可能成功地培养微生物。（1）获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：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。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。实验操
5、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）消毒与灭菌的区别消毒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一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子） 。消毒方法常用煮沸消毒法，还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、红外线消毒。3灭菌则是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。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。1.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？答：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。2.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。（1）培养细菌用的培养基与培养
6、皿（2）玻棒、试管、烧瓶和吸管（3）实验操作者的双手答：（1） 、 （2）需要灭菌；（3）需要消毒。要点 3 制作牛肉膏蛋白胨固体培养基（1）方法步骤：计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。（2）倒平板操作的步骤：将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上，右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞。右手拿锥形瓶，将瓶口迅速通过火焰。用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基（约 1020mL）倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖。等待平板冷却凝固，大约需 510min。然后，将平板倒过来放置，使培养皿盖在下、皿底在上。1.培养基灭菌后，需要冷却到 50左右时，才能用来倒平板。你
7、用什么办法来估计培养基的温度？4提示：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.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？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，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。4.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，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？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，因此最好不要用这个平板培养微生物。要
8、点 4 纯化大肠杆菌（1）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。（2）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.在数次划线后,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落.（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。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。（4）用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。（5）平板划线法操作步骤：将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。
9、在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。将试管口通过火焰。将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将试管通过火焰，并塞上棉塞。左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。将平板倒置放入培养箱中培养。平板划线时不能划破培养基的原因一是一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；二是存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。1.为什么在操作的第一步
10、以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？答：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；5每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的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减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，能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。2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？答：以免接种环温度太高，杀死菌种。3.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？答：划线后，
11、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的菌落。（6）稀释涂布平板操作的步骤：6将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。取少量菌液，滴加到培养基表面。将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却 810s。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。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操作要求，想一想，第 2 步应如何进行无菌操作？应从操作的各个细节保证“无菌” 。例如，酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不7要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等等。要点 5 菌种的保存
12、（1）对于频繁使用的菌种，可以采用临时保藏的方法。临时保藏方法将菌种接种到试管的固体斜面培养基上，在合适的温度下培养。当菌落长成后，将试管放入 4的冰箱中保藏。以后每 36 个月，都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。缺点：这种方法保存的时间不长，菌种容易被污染或产生变异。（2）对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在 3mL 的甘油瓶中，装入 1mL 甘油后灭菌。将 1mL 培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在20的冷冻箱中保存。要点 6 实验安排及注意事项（一）从菌种保藏中心购买菌种后，教师首先需要用平板划线法纯化培养所得菌种，并根据学生小组的数目，准备好
13、数个平板。（二）第 1 课时完成基础知识的教学，学习各种操作方法，并制备培养基。高压蒸汽灭菌所需要的时间较长，因此需要利用课下时间完成。课下完成后，再于第 2 课时完成大肠杆菌的纯化培养。此后安排学生连续观察记录 34d。（三）配制培养基时，教师需要提示学生按照每个培养基消耗 1520mL 的量来估算总用量。全班同学的培养基可以集中起来，分批灭菌。（四）灭菌后，培养基冷却到 55后应及时进行倒平板操作。如果不能及时操作，需要将培养基放到 55左右的电热箱中保温，以防止琼脂凝固。（五）如果打算做本专题的第 2 或第 3 课题，建议此课题不仅要练习平板划线操作，还要练习稀释涂布平板法操作。为此，教
14、师需要提前 1 天用液体培养基培养大肠杆菌，培养一夜后，于第 2 天将培养液分发到各小组。（六）实验后，所有用过的培养基、培养液等都需要统一进行高压蒸汽灭菌后再丢弃，否则将会造成环境污染。要点 7 疑难解答（1）生物的营养营养是指生物摄取、利用营养物质的过程。营养物质是指维持机体生命活动，保证发育、生殖所需的外源物质。人及动物的营养物质：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类。植物的营养物质：矿质元素、水、二氧化碳等三类。微生物的营养物质：水、无机盐、碳源、氮源及特殊营养物质五类。（2）确定培养基制作是否合格的方法将未接种的培养基在恒温箱中保温 12 天，无菌落生长，说明培养基的制备是成功
15、的，否则需要重新制备。练习：例 1关微生物营养物质的叙述中，正确的A.是碳源的物质不可能同时是氮源 8B.凡碳源都提供能量C.除水以外的无机物只提供无机盐 D.无机氮源也能提供能量解析：不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况分析。对于 A、B 选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同时是氮源，如 NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，也是能源，如蛋白胨。对于 C 选项，除水以外的无机物种类繁多，功能也多样。如二氧化碳，可作为自养型微生物的碳源；NaHCO3，可作为自养型微生物的碳源和无机盐；而NaCl 则只能提供无
16、机盐。对于 D 选项，无机氮源提供能量的情况还是存在的，如 NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。答案：D例 2下面对发酵工程中灭菌的理解不正确的是A.防止杂菌污染 B.消灭杂菌C.培养基和发酵设备都必须灭菌 D.灭菌必须在接种前解析：灭菌是微生物发酵过程的一个重要环节。A 说的是灭菌的目的，因为发酵所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌） ，所以是正确的；B 是错误的，因为灭菌的目的是防止杂菌污染，但实际操作中不可能只消灭杂菌，而是消灭全部微生物。C 是正确的，因为与发酵有关的所有设备和物质都要灭菌；发酵所用的微生物是灭菌后专门接种的，灭菌必须在接种前，如果接种后再灭菌
17、就会把所接菌种也杀死。答案：B例 3右表是某微生物培养基成分，请据此回答：（1）右表培养基可培养的微生物类型是 。（2）若不慎将过量 NaCl 加入培养基中。如不想浪费此培养基，可再加入 .用于培养 。（3）若除去成分，加入（CH 2O） ，该培养基可用于培养 。（4）表中营养成分共有 类。（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是 。（6）右表中各成分重量确定的原则是 。（7）若右表培养基用于菌种鉴定，应该增加的成分 。答案：自养型微生物编号 成分 含量 粉状硫 10g （NH 4） 2SO4 0.4g K2HPO4 4.0g MgSO4 9.25g FeSO4 0.5g CaCl2 0.5g H2O 100ml9含碳有机物 金黄色葡萄球菌固氮微生物3调整 pH依据微生物的生长需要确定琼脂（或凝固剂）
