微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称,包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。
一、培养基的配制
1.培养基的概念: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。用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
2.培养基的种类
提醒:琼脂仅作凝固剂,不能为微生物的生长提供能量和营养。分离单菌落可以用固体培养基,而不能用液体培养基。液体培养基常用于微生物的大量培养。
3.营养构成
(1)水。
(2)碳源:
①概念:提供碳元素的物质。
②种类:无机碳源(CO2、碳酸盐等)和有机碳源(含碳有机物)。
③作用:碳源是构成菌体成分的主要元素,又是产生各种代谢产物和细胞内贮藏物质的重要原料。
提醒:异养型微生物,有机物既是碳源又是能源物质。自养型微生物利用无机碳源。
(3)氮源:
①概念:提供氮元素的物质。
②种类:无机氮源(铵盐、硝酸盐、N2、NH3等)和有机氮源(氨基酸、蛋白质等)。
③作用:主要用于合成蛋白质、核酸等物质。
提醒:不是所有微生物的培养基中都需要加入碳源或氮源。自养微生物能利用无机碳源(如空气中的CO2),培养基中不用添加碳源;固氮微生物能固定N2,培养基中不用添加氮源。NH3可以作为硝化细菌的氮源和能源。
(4)无机盐:提供无机营养;调节pH;维持渗透压。
提醒:NaHCO3既是碳源,又是无机盐。
(5)特殊营养——生长因子。
①概念:自身缺陷,需要在培养基中针对性添加的微量有机物。
③作用:是酶和核酸的组成成分。
提醒:牛肉膏和蛋白胨来源于动物,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。牛肉膏和蛋白胨既可以作为碳源,又可以作为氮源。培养细菌的天然培养基主要有牛肉膏蛋白胨培养基等。
4.特殊的培养要求:pH、氧气、特殊营养物质。
(1)培养乳酸杆菌时,需要添加维生素。
(2)培养霉菌时,需要将pH调至酸性。
(3)培养细菌时,需要将pH调至中性或弱碱性。
(4)培养厌氧微生物时,需要提供无氧条件。
5.培养基的配制原则
(1)营养物质应满足微生物的需要。不同营养类型的微生物对营养物质的需求差异很大。
(2)营养物质的浓度及配比应恰当。营养物质浓度太低,不能满足微生物生长的需求;浓度太高,会抑制微生物生长。
(3)物理、化学条件适宜。
(4)考虑培养目的。
二、无菌技术
1.目的
(1)防止培养物被杂菌污染。
(2)防止操作者被微生物感染。
2.常见的主要方面
(1)操作空间(接种室、接种箱或超净工作台)、衣着和手——清洁和消毒。
(2)培养器皿、接种用具、培养基等——灭菌。
(3)避免周围环境中微生物的污染——在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行操作。
(4)避免已灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。(www.xing528.com)
3.消毒与灭菌
(1)消毒:
①概念:使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。
②常用的方法:煮沸消毒法(一般物品,可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢)、巴氏消毒法[高温持续时间短,有效减少了营养物质的破坏程度,常用于不耐高温的液体(如牛奶)的消毒]、化学药物消毒法(酒精擦拭双手、氯气消毒水源等)、紫外线消毒法(用于接种室、操作台的消毒,在照射前适量喷洒石碳酸[1]或煤酚皂[2]溶液等消毒液,可加强消毒效果)。
提醒:紫外线能使微生物的蛋白质变性,也能损伤DNA的结构。
(2)灭菌:
①概念:使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
②常见方法:
提醒:在使用高压蒸汽灭菌锅时,要排尽锅内原有的冷空气。如果没有排尽,会导致达到设定要求的压力而锅内并没有达到相应温度,灭菌效果不好。
三、微生物的纯培养(纯化)
1.培养物:接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体。
2.纯培养物:由单一个体繁殖所获得的微生物群体。
3.纯培养:获得纯培养物的过程。
4.微生物纯培养的步骤:配制培养基、灭菌、接种、分离和培养。
5.实验:酵母菌的纯培养。
(1)实验原理:
①菌落:分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
② 采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
提醒:在一定的培养条件下,不同微生物表现出各自稳定的菌落特征,因此,通常可以根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物。
(2)实验步骤:
①制备培养基(制备马铃薯琼脂培养基)。
a.配制培养基:去皮马铃薯200 g,切成小块,加水1000 mL煮沸至软烂,用纱布过滤。向滤液中加入20 g葡萄糖(或蔗糖代替)、15~20 g琼脂,蒸馏水定容至1000 mL。
b.灭菌:培养基(高压蒸汽灭菌)、培养皿(干热灭菌)。
c.倒平板:将培养基冷却至50℃左右时,在酒精灯火焰附近倒平板。
温馨提示
①在酒精灯火焰附近操作是为了避免周围环境中微生物的污染。
②平板倒置的原因:避免培养基中的水分过快地挥发;防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染。
③倒平板时不要将培养基溅在皿盖与皿底之间,否则容易引起培养基污染。
④由于细菌通常在中性偏碱的环境中生长,霉菌在中性偏酸的环境中生长,因此在制备培养基时,通常要注意调节培养基的pH。
⑤配制固体培养基时需要加凝固剂:琼脂。
⑥培养基是先灭菌后再分装到培养皿中。
②接种和分离酵母菌。通过接种环在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。经数次划线后培养,可以分离得到单菌落。
③培养酵母菌。完成平板划线后,待菌液被培养基吸收,将接种后的平板和一个未接种的平板倒置,放入28℃左右的恒温培养箱中培养24~48 h。
温馨提示
①灼烧了的接种环要冷却后才能操作,以免温度太高,杀死菌种。
②接种环的灼烧目的:接种前灼烧是为了杀死接种环上的微生物,避免杂菌的污染;每次划线之前的灼烧是为了杀死上一次划线后残留的菌种,使得每一次划线的菌种来自上一次划线的末端,以便聚集的微生物得到稀释;划线结束后的灼烧是为了杀死残留菌种,避免污染环境和感染操作者。
③第二次以及其后的划线操作时,总是从上一次划线的末端开始划线目的是:使菌体的数目随着划线次数的增加而逐渐减少,最终得到由单个细胞繁殖而来的菌落。划线过程应注意避免划破培养基表面,以免不能形成正常菌落。
④理论上未接种的培养基表面应该没有菌落,如果有,说明灭菌不合格,培养基被杂菌污染了。
⑤如果培养基上观察到了不同形态的菌落,原因可能是:接种的菌种不纯或者无菌操作不规范等。
⑥使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。
⑦常用的微生物分离方法有平板划线法和稀释涂布平板法。
⑧日常生活中,为了阻止或抑制微生物的生长,保存食物的方法有:干制(降低食品的水分含量)、腌制(食盐、糖等制造高渗环境)、低温(降低微生物的代谢)等。
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