微生物的营养

微生物的营养1.3细菌的茁壮成长，需要营养丰富的培养基……我们的“食物”：微生物的“食物”：水、无机盐、维生素、糖类、脂类、蛋白质和膳食纤维水、无机盐、碳源、氮源和生长因子营养物质：营养：（注意区别营养物质和营养的含义）从含义、种类、作用等方面认识微生物所需的5大类营养物质。•微生物们需要吃什么？他们的“食物”和我们的一样吗？•不同的微生物“食性”相同吗？•怎么给微生物“做饭”呢？能够满足生物生长、繁殖等生命活动所需要的物质。生物获得和利用营养物质的过程。微生物需要的营养物质——碳源含义：种类：作用：说明：为微生物提供碳素来源的物质无机碳：CO2、HCO3-有机碳：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等有机化合物①成为微生物自身的结构物质和代谢产物②有机碳可作为异养微生物的能源物质①自养、异养微生物培养基最主要的区别。②自养微生物以CO2作为碳源，但CO2不能作为其能源物质。能源应是光能或物质氧化过程释放的化学能。③微生物对碳源的需要量最大。当环境中缺少碳源时，氨基酸等可作为碳源利用。含义：种类：作用：说明：微生物需要的营养物质——氮源为微生物提供氮素来源的物质无机氮：分子氮N2、氨NH3、铵盐NH4+、硝酸盐NO3-等有机氮：蛋白质及其不同程度的降解产物（蛋白胨、氨基酸为主）、嘌呤、嘧啶、尿素、胺等主要用于合成细胞中的蛋白质、核酸等含氮物质①固氮微生物才能利用N2②大分子蛋白质难以进入细胞，一些微生物能分泌蛋白酶降解蛋白质，然后再吸收。③氮源一般不作为能源物质，但如NH4+对于硝化细菌既是氮源也是能源物质。固氮微生物能合成固氮酶微生物需要的营养物质——生长因子含义：种类：作用：说明：微生物生长和代谢所必需的，但其自身不能合成或合成量不足的有机物。不能合成生长因子对应于某种营养缺陷型维生素、氨基酸、嘌呤和嘧啶一般是酶和核酸的基本成分①自养微生物和某些异养微生物（如大肠杆菌）的培养基中可以不加生长因子（唯一一类微生物可以不从环境中获取的物质），但大部分异养微生物需要。②培养基中若已加入酵母浸膏、牛肉浸膏或植物组织提取液等天然物质，则不需要加生长因子。微生物需要的营养物质——无机盐种类：作用：说明：磷酸盐PO43-、硫酸盐SO42-、氯化物Cl-、含Na、K、Ca、Mg等元素的化合物、Zn、Mn、Mo、Fe、Cu等微量元素①一些无机盐可作为酶的辅助因子②参与调节渗透压平衡①氨NH3、铵盐NH4+、硝酸盐NO3-是氮源，不作为无机盐②一些化合物既是氮源又是无机盐，如KNO3、(NH4)2SO4等③天然有机物、自来水中往往含有微量元素，一般不需要特别加入（配置培养基时用自来水）。微生物的营养类型微生物营养类型的分类依据有机物有机营养型还原型无机物，如H2O、H2S等无机营养型电子供体物质氧化释放的化学能化能营养型光能光能营养型能源以有机物为碳源异养型以CO2为唯一或主要碳源自养型碳源特点营养类型分类依据微生物的营养类型营养类型碳源能源生长因子举例光能（无机）自养型CO2、HCO3-光能无需外源单细胞藻类、蓝细菌：释放O2光合细菌：不释放O2光能（有机）异养型有机物光能无需外源红螺细菌（查找资料，了解红螺菌）化能（无机）自养型CO2、HCO3-化学能无需外源硝化细菌、氢细菌、铁细菌等化能（有机）异养型有机物化学能有的不需要大多数细菌、全部的真菌、原生动物、黏菌备注：①CO2肯定不是能源；碳源不一定是能源物质；能源也不一定是碳源。②已知的致病菌都属于化能异养型；③不同营养类型之间的界限并非绝对——自养型微生物也并非不能利用有机物进行生长；某些微生物能随环境条件改变而改变代谢类型，提高了适应能力（如：红螺细菌）。培养基1、含义：2、配制培养基的基本原则：3、培养基的类型：人工配制的，适合微生物生长、繁殖或产生代谢产物的营养基质。①选择适宜的营养物质②营养物的浓度及配比合适③物理、化学条件适宜（如：pH等）④配制后需要严格灭菌⑤精心设计、试验比较、经济节约等思考：说出培养基中可以不加C源、N源、生长因子的微生物分别有哪些？病毒培养的基础？•灭菌和消毒的区别；•灭菌的目的、原理和衡量指标•高压灭菌的具体条件。按功能分：通用培养基、选择培养基、鉴别培养基按物理形态分：固体培养基、液体培养基、半固体培养基它们的含义、作用、实例•根据形态分：•液体培养基——豆芽汁或麦芽汁蔗糖培养基•固体培养基——加入琼脂（1）琼脂在85℃融化，从32℃至40℃凝固。（2）营养物质少，不含生长抑制物质可用于：分离纯化微生物培养微生物或生产其代谢物培养基利用选择培养基分离微生物的两大思路——投其所好、取其所抗。A（目标菌株）BCD（其他杂菌）取其所抗：特殊物理环境加抑制性物质0+-投其所好：扣除某些营养物质添加某些营养物质+00--无论是哪种选择培养基，都必须允许特定微生物的生长，同时抑制或阻止其他微生物的生长（包括通过竞争而间接抑制）。对目标菌株：促进(+)或0；对其他杂菌：抑制(-)或0【若为抑制，则可直接分离；若为0，则需进一步划线或稀释分离】■下表示培养基A～D组成，含量为每升培养基中该成分的克数。牛肉膏蛋白胨葡萄糖硫酸铵磷酸二氢铵硫酸镁硫酸亚铁磷酸二氢钾磷酸氢二钾氯化钠氯化钙硫硫酸钙水A0.40.50.0140.25101000B510.2151000C51051000D100.20.20.251000（1）表中各培养基成分确定的基本原则是所培养微生物对营养物质的需求。A培养基适合于培养氧化硫硫杆菌，该菌的同化作用类型是（化能）自养型，其碳源是空气中的CO2。【从同化作用类型看，适合于培养某种化能自养型微生物的培养基编号是A，判断依据是培养基中不含有机物，S提供能源。】B培养基中，提供能源的物质是葡萄糖，磷酸二氢铵作为氮源和无机盐提供营养物质。（2）若用A培养基培养硝化细菌，则需对营养物质进行的调整是去除S。若以A培养基培养蓝细菌，则还需要以光照提供能源。B培养基适合培养的微生物是大肠杆菌（举一例），因为培养基中不含生长因子。3）从用途看，C培养基称为？，若用其鉴别自来水中的大肠杆菌是否超标，至少还要加入？，如果出现？菌落，则说明有大肠杆菌存在。D培养基可用于分离？，因为？。微生物的培养技术培养基的配制：接种：培养：观察、比较、记录：镜检纯化点燃酒精灯→于火焰旁打开菌种试管，灼烧瓶口→接种环灼烧灭菌、冷却→划线法或稀释涂布平板法接种倒置培养皿→合适温度、氧气等环境条件下培养一定时间称取→溶解→加琼脂→熔化→定容→调节pH→分装包扎→高压灭菌→制平板→无菌检查菌落特征实验1.2实验1.3①配制培养基溶液：称取溶解（用自来水溶解；牛肉膏用烧杯称量、加水加热溶解）加入琼脂（需剪成小段，有时需脱氮；溶液沸腾后加入）熔化（加热熔化琼脂；不断搅拌，防止烧焦）定容（热水定容，防止琼脂凝固，补充以蒸汽形式失去的水）调节pH（调节至7.2～7.4）②高压灭菌分装（趁热；不能沾在瓶口）包扎（可加棉塞，防污染能通气；两层牛皮纸包扎）高压灭菌（1.05kg/cm2、121℃、15～30min；培养皿也需一起灭菌）③制平板（50℃时倾倒，防止琼脂凝固；无菌操作；倒置干燥，去除冷凝水）④无菌检查（37℃恒温箱中培养3～5d）微生物的培养技术——培养基的配制（实验1.2）无菌操作的主要设备注意不同材料不同的消毒、灭菌方法微生物的培养技术——微生物的接种、培养和观察（实验1.3）①接种前的准备：无菌实验室消毒（紫外灯照射）将菌种和接种工具置于启动的超净工作台5～10min双手消毒点燃酒精灯②接种：★接种方法1：划线法★接种方法2：稀释涂布平板法③培养：倒置培养皿（防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上，污染培养基。）37℃培养2～3d（需要用一个未接种的平板作为空白对照，以确定培养基是否被污染。)④观察、比较、记录：菌落特征抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）1）【分组编号】3个培养皿用稀释涂布平板法分别接种3种菌，各皿底编号1～5。（用记号笔在培养皿皿底标记，如编号、实验内容、接种人和日期等）2）【施加处理】①在各培养基表面放置沥干的浸过不同浓度青霉素的圆纸片②37℃恒温箱中倒置培养2～3天。3）【捕获结果】在培养皿底部用直尺测量每个圆纸片周围清晰区的宽度（直径），并记录。不同浓度青霉素对3种细菌的抑制作用等大、质地相同，浸润溶液后须沥干。排除圆纸片对细菌生长的影响抑菌圈的测量：1、抑菌圈测量是微生物分析的经典方法。它是利用抑菌物质在涂布特定试验菌的琼脂培养基内成球形立体状扩散，从而抑制试验菌的繁殖，在抑菌物质周围形成的透明圈，即抑菌圈。2、抑菌圈越大说明该细菌对此抑菌物质敏感性越大，反之越小。3、抑菌圈测量广泛应用于抗生素的效价测定；新药的筛选；植物抑菌活性的筛选研究；抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）•不打开培养皿盖。•测量抑菌圈的宽度时应该在培养皿底部用直尺测量。•列数据记录表：观察与测量抑菌圈时的要求：抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）抗生素抑菌的实验旨在强调环境因素影响微生物的生长。它可以与免疫、传染病、菌群耐药性和基因工程等内容进行整合，到目前为止，基于抗生素抑菌实验的这方面综合题很少，要关注。1、比较不同种类的抗生素对某种菌的抑制作用【比较抑菌圈直径】2、抗生素的抗菌谱试验【比较距离】抗生素对微生物的抑制作用（实验1.3）对本实验的拓展：在含某抗生素的培养基上点接3种不同抗药性程度的同种菌；用野生型作为对照组。3、抗药性大小的测定【比较菌落生长状况】END■就大肠杆菌回答相关问题。（1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。（2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行灭菌（消毒、灭菌）；操作者的双手需要进行清洗和消毒；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能损伤DNA的结构（3）若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的比例合适。（4）通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的鉴定(或分类)（5）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生.倒平板的操作示意图通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。无菌操作的主要设备左上：超净工作台，利用空气洁净技术使一定操作区内的空间达到相对的无尘、无菌状态。；左下：工作人员在超净工作台上操作；右上：高压灭菌锅，电脑控制面板。微生物接种方法1：划线法微生物接种方法1：划线法1）烧菌种试管管口（杀灭管口杂菌），并置管口于火焰附近。2）灼烧接种环，并冷却。3）刮取少许菌苔（菌苔是指连成一片的菌落）。4）在平板表面划线涂布划线程序（3个方向，交叉，稀释）接种环在平板表面划线金黄色葡萄球菌在琼脂平板上划线分离培养后的金黄色菌落•3个方向上划线；•每次转培养皿时，接种环要与前一次的划线交叉一次；•随着不断划线，接种物被逐渐稀释到单个细菌。菌落●菌落是单个微生物或孢子在适宜固体培养基上生长繁殖到一定程度形成肉眼可见、有一定形态结构的子细胞生长群体。●各种微生物在一定条件下形成的菌落特征（如大小、形状、边缘、表面、质地、颜色等）具有一定的稳定性，是鉴定菌种的重要依据。●菌落特征与微生物的菌体形态结构特征密切相关。细菌、酵母菌不形成菌丝，其菌落仅生长在固体培养基表面，可用接种工具将其全部挑起，即与培养基结合不紧密；而放线菌、霉菌的菌体大多分化为营养菌丝与繁殖菌丝，其营养菌丝深入培养基中吸取营养，故具有与培养基结合较紧，不易挑起等特征。大肠杆菌菌落枯草杆菌菌落微生物接种方法2：稀释涂布平板法微生物接种方法2：稀释涂布平板法（玻璃刮铲）（无菌滴管）稀释涂布平板法可用于统计菌落