(2024年)第四章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基學(xué)習(xí)教案

第四章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基學(xué)習(xí)教案2024/3/261目錄微生物營養(yǎng)概述培養(yǎng)基的概念與分類微生物的營養(yǎng)物質(zhì)與代謝培養(yǎng)基的制備與滅菌微生物在培養(yǎng)基中的生長與繁殖實驗操作與結(jié)果分析2024/3/26201微生物營養(yǎng)概述Chapter2024/3/26301020304提供微生物細胞碳元素和能量的來源，如葡萄糖、蔗糖等。碳源用于合成微生物細胞中的蛋白質(zhì)、核酸等含氮物質(zhì)，如銨鹽、硝酸鹽等。氮源維持細胞滲透壓、酸堿平衡以及酶的活性，如磷酸鹽、硫酸鹽等。無機鹽某些微生物生長所必需的微量有機物質(zhì)，如維生素、氨基酸等。生長因子微生物的營養(yǎng)需求2024/3/264以有機物氧化釋放的能量為能源，利用有機物合成細胞物質(zhì)的微生物，如大多數(shù)細菌、真菌。以光為能源，利用有機物合成細胞物質(zhì)的微生物，如紫硫細菌。以光為能源，利用無機物合成細胞物質(zhì)的微生物，如藍藻。以無機物氧化釋放的能量為能源，利用無機物合成細胞物質(zhì)的微生物，如硝化細菌。光能異養(yǎng)型光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型化能異養(yǎng)型微生物的營養(yǎng)類型2024/3/26501020304水溶性營養(yǎng)物質(zhì)通過微生物細胞壁的水溶性孔道進入細胞，如葡萄糖、氨基酸等。大分子營養(yǎng)物質(zhì)通過微生物分泌的胞外酶降解為小分子后吸收，如淀粉、蛋白質(zhì)等。脂溶性營養(yǎng)物質(zhì)通過微生物細胞膜的脂質(zhì)雙層進入細胞，如脂肪酸、甘油等。無機營養(yǎng)物質(zhì)通過主動運輸或被動擴散進入微生物細胞，如鉀離子、磷酸根離子等。微生物的營養(yǎng)來源2024/3/26602培養(yǎng)基的概念與分類Chapter2024/3/267培養(yǎng)基是供微生物生長、繁殖、代謝的混合養(yǎng)料，通常含有碳源、氮源、無機鹽、生長因子、水等。定義提供微生物生長所需的營養(yǎng)和能量，維持微生物的代謝活動，創(chuàng)造適宜的生長環(huán)境。作用培養(yǎng)基的定義與作用2024/3/268天然培養(yǎng)基利用天然物質(zhì)制成的培養(yǎng)基，如麥芽汁、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基等。根據(jù)微生物的營養(yǎng)需求，通過精確控制成分和比例人工合成的培養(yǎng)基。在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，加入少量天然成分制成的培養(yǎng)基。根據(jù)某種或某類微生物的特殊營養(yǎng)需求或抗性設(shè)計的培養(yǎng)基，用于從混合微生物中分離出目標微生物。在培養(yǎng)基中加入某種試劑或化學(xué)物質(zhì)，依據(jù)微生物產(chǎn)生的某種代謝產(chǎn)物與特定試劑或化學(xué)藥品反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征，從而鑒別不同種類的微生物。合成培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基的分類與內(nèi)容2024/3/269培養(yǎng)基的選用原則根據(jù)目標微生物的營養(yǎng)需求和生長特性，選擇適宜的培養(yǎng)基類型和成分。在滿足微生物生長需求的前提下，盡量選用價格低廉、易于獲得的原料。選用的培養(yǎng)基應(yīng)易于制備、保存和使用，方便實驗操作。確保選用的培養(yǎng)基無毒無害，不會對環(huán)境和人體健康造成危害。針對性原則經(jīng)濟性原則可操作性原則安全性原則2024/3/261003微生物的營養(yǎng)物質(zhì)與代謝Chapter2024/3/2611提供微生物細胞合成所需碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)。碳源能源碳源與能源的關(guān)系為微生物生命活動提供所需能量的物質(zhì)。碳源通常也是能源，但有些碳源只能作為構(gòu)成細胞成分，而不能為微生物提供能量。030201碳源與能源2024/3/2612

氮源與生長因子氮源提供微生物合成細胞含氮物質(zhì)的營養(yǎng)來源。生長因子微生物生長不可缺少，但自身不能合成，必須由外界提供的微量有機物質(zhì)。氮源與生長因子的關(guān)系氮源是生長因子的重要組成元素之一，但并非所有氮源都能作為生長因子。2024/3/2613123微生物生長所必需的無機元素，通常以離子形式存在。無機鹽微生物生長所需的少量元素，通常以痕量形式存在。微量元素參與細胞結(jié)構(gòu)組成、維持滲透壓平衡、調(diào)節(jié)酸堿度等。無機鹽與微量元素的作用無機鹽與微量元素2024/3/261401水是微生物細胞的主要組成成分，占細胞總重量的70%-90%。020304水是良好的溶劑，為細胞內(nèi)生化反應(yīng)的進行提供了必要的環(huán)境。水能調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的溫度，保證生命活動的正常進行。水在細胞內(nèi)的含量和分布受到嚴格的調(diào)控，以維持細胞的正常生理功能。水的營養(yǎng)作用2024/3/261504培養(yǎng)基的制備與滅菌Chapter2024/3/2616培養(yǎng)基的制備方法與步驟調(diào)整pH值用酸或堿調(diào)整培養(yǎng)基的pH值，使其適合微生物的生長。配制培養(yǎng)基按照一定比例將各種成分混合，加入適量的水或緩沖液，攪拌均勻。選擇合適的培養(yǎng)基成分根據(jù)所要培養(yǎng)的微生物種類和實驗需求，選擇合適的碳源、氮源、無機鹽、生長因子等培養(yǎng)基成分。過濾除菌將配制好的培養(yǎng)基通過濾膜過濾，去除其中的細菌和其他微生物。分裝與滅菌將過濾后的培養(yǎng)基分裝到試管、培養(yǎng)皿等容器中，并進行高壓蒸汽滅菌或使用其他滅菌方法。2024/3/2617通過高溫高壓蒸汽對培養(yǎng)基進行滅菌，原理是高溫使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性，從而達到殺死微生物的目的。高壓蒸汽滅菌法將培養(yǎng)基放入烘箱中，利用高溫干燥空氣進行滅菌，原理是高溫使微生物體內(nèi)的酶失活，從而達到滅菌效果。干熱滅菌法利用濾膜過濾培養(yǎng)基，去除其中的細菌和其他微生物，原理是物理截留作用。過濾除菌法培養(yǎng)基的滅菌方法與原理2024/3/2618保存方法使用前檢查避免反復(fù)使用注意安全操作培養(yǎng)基的保存與使用注意事項將滅菌后的培養(yǎng)基存放在干燥、陰涼處，避免陽光直射和高溫。如需長期保存，可置于4℃冰箱中。使用前應(yīng)對培養(yǎng)基進行檢查，確認其是否受到污染或變質(zhì)。如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時處理或更換新的培養(yǎng)基。一般情況下，培養(yǎng)基不建議反復(fù)使用。如需再次使用，應(yīng)對其進行重新滅菌處理。在使用培養(yǎng)基時，應(yīng)注意安全操作，避免發(fā)生意外事故。如不慎將培養(yǎng)基濺到皮膚或眼睛中，應(yīng)立即用清水沖洗并就醫(yī)。2024/3/261905微生物在培養(yǎng)基中的生長與繁殖Chapter2024/3/262003生長曲線的應(yīng)用了解微生物的生長規(guī)律，指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，如控制發(fā)酵過程、優(yōu)化培養(yǎng)基配方等。01微生物生長曲線的四個階段遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期。02生長速率常數(shù)表示微生物每小時的分裂次數(shù)，即生長速率。微生物的生長曲線與生長速率2024/3/2621繁殖速度不同微生物的繁殖速度差異很大，如細菌一般20-30分鐘分裂一次，而酵母菌可能需要數(shù)小時。繁殖速度與生長條件的關(guān)系營養(yǎng)、溫度、pH值等條件都會影響微生物的繁殖速度。繁殖方式無性繁殖（如細菌的二分裂）和有性繁殖（如酵母菌的接合生殖）。微生物的繁殖方式與繁殖速度2024/3/2622營養(yǎng)因素碳源、氮源、無機鹽、生長因子等是微生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，缺乏或過量都會影響微生物的生長。環(huán)境因素溫度、pH值、氧氣濃度、滲透壓等環(huán)境因素對微生物的生長也有重要影響。例如，溫度過高或過低都會抑制微生物的生長；pH值不適宜也會使微生物生長受阻。生物因素競爭、拮抗、共生等生物關(guān)系也會影響微生物的生長。例如，某些微生物會分泌抗生素抑制其他微生物的生長。影響微生物生長繁殖的因素2024/3/262306實驗操作與結(jié)果分析Chapter2024/3/2624010204實驗?zāi)康呐c要求掌握微生物的基本營養(yǎng)需求及培養(yǎng)基的組成了解不同培養(yǎng)基的類型及其特點學(xué)會配制和滅菌培養(yǎng)基的基本方法通過實驗操作，培養(yǎng)觀察、分析和解決問題的能力032024/3/2625材料細菌、真菌等微生物菌種；牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉、瓊脂等培養(yǎng)基原料設(shè)備天平、燒杯、量筒、玻璃棒、培養(yǎng)皿、高壓蒸汽滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、顯微鏡等實驗材料與設(shè)備2024/3/26261.培養(yǎng)基的配制按照培養(yǎng)基配方準確稱量各原料將原料加入燒杯中，加入適量蒸餾水，加熱溶解實驗步驟與操作方法2024/3/2627調(diào)節(jié)pH值至適宜范圍定容至所需體積，分裝至試管或培養(yǎng)皿中2.培養(yǎng)基的滅菌實驗步驟與操作方法2024/3/2628將分裝好的培養(yǎng)基放入高壓蒸汽滅菌鍋中設(shè)定滅菌條件（如121℃，20分鐘），進行滅菌處理滅菌結(jié)束后，取出培養(yǎng)基并冷卻至適宜溫度實驗步驟與操作方法2024/3/26293.接種與培養(yǎng)在無菌操作臺上，將待測微生物菌種接種至已滅菌的培養(yǎng)基上將接種后的培養(yǎng)基放入恒溫培養(yǎng)箱中，設(shè)定適宜的培養(yǎng)條件（如溫度、濕度等）進行培養(yǎng)實驗步驟與操作方法2024/3/26304.觀察與記錄定期觀察微生物的生長情況，記錄菌落形態(tài)、顏色等特征繪制微生物生長曲線，了解微生物的生長規(guī)律實驗步驟與操作方法2024/3/26311.實驗結(jié)果描述觀察到的微生物生長情況，包括菌落形態(tài)、顏色等特征展示繪制的微生物生長曲線，分析微生物的生長規(guī)律實驗結(jié)果分析與討論2024/3/263203比較不同培養(yǎng)基類型對微生物生長的促進作用，