⑴ 什么是微生物培养技术
“微生物的利用”包括“进行微生物的分离和培养”、“测定某种微生物的数量”、“研究培养基对微生物的选择作用”和“尝试利用微生物进行发酵来生产特定的产物”四项具体内容标准,按照相关内容标准的要求,结合人教版教材所对应的实验课题,本文将谈谈对本专题的教学组织。
1 习得微生物培养的基础知识和基本技能
本专题涉及三个实验课题,它们的关系及学习要求如下图所示。在下图中,课题1涉及微生物培养的基础知识和基本的操作技能,是其他两个课题的基础,课题2和课题3涉及特定的微生物的分离、计数和鉴定,难度较大,课题2强调选择性培养基的配制和作用,课题3是在选择性培养基的基础上,又相应地增加了鉴别性培养基的知识及其应用。
1.1 配制微生物培养基 配制培养基的基础知识是培养、观察和研究微生物的基础。教学时,可以先展示有菌落生长的培养基平板,给学生以视觉刺激,让他们体会到要观察和研究微生物,必须创设一定的条件让微生物大量快速地繁殖起来,只有形成具有一定特征的菌落,才能更好地研究微生物。进而向学生提供几种微生物培养基的配方,让学生通过比较分析各种配养基配方,明确微生物培养基的基本成分包括:碳源、氮源、无机盐和水,有些微生物还需要某些特殊的生长因子。然后,依次阐明固体、半固体和液体培养基的用途和配制方法,并结合下面的流程图概述培养基配制的操作步骤:
组织学生配制微生物培养基时,要向他们讲清下列注意事项:(1)溶化琼脂时要控制火力的大小并不断搅拌,以免培养基溢出或烧焦;(2)加热过程中部分水分蒸发,待琼脂完全溶化后应补加蒸馏水,以保持溶液的浓度;(3)分装至试管时培养基的高度不要超过试管高度的1/5;(4)一般是培养基先灭菌再倒平板,也可先倒平板,课间再灭菌;(5)冷却后的平板要倒置,以确保拿放方便,同时避免水分蒸发,以利微生物生长。
1.2 无菌技术操作无菌技术是培养、分离和纯化微生物的重要技术手段,也是植物组织培养的关键性操作。教学时,要先让学生正确区分消毒和灭菌这两个概念,并充分认识无菌操作的重要性;然后,在教师的组织和指导下进行规范、熟练地操作,以便顺利完成微生物的培养、分离和纯化等实验。下表是消毒和灭菌的一些常用方法及使用范围。
定义
常用方法
微生物培养和组培的应用
消毒
使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分菌体,但不伤及活组织
煮沸
玻璃仪器
紫外线
实验室、操作台、衣物等
酒精溶液
手、外植体等
次氯酸钠溶液等
外植体
灭菌
使用强烈的理化因素杀死物体内外所有菌体、芽孢和孢子
高压蒸汽
培养基、玻璃仪器、棉塞、牛皮纸等
灼烧
接种环、涂布器等
干热
玻璃仪器
1.2.1 接种的方法及作用 微生物接种方法有两种,一是划线接种,即用接种环划线将菌体沾在斜面培养基或平板培养基上。微生物的生长和繁殖迅速,一段时间后,就会在培养基表面形成长满菌落的细线。划线法的作用是纯化微生物,通过划线将微生物单个地分离,并最终形成标准的菌落;二是涂布接种,即用涂布器将稀释菌液均匀地涂布在平板上。一个菌体在培养基平板上形成一个菌落,通过统计菌落数可以计算样品中的菌体数目。
1.2.2 规范实验操作 接种过程的无菌操作是微生物实验的关键环节,右图为划线接种的操作示意图,下表列出划线接种的基本步骤和说明。教学中,要求学生认真领会无菌接种的技术原理,反复练习操步骤作。通过练习达到熟练程度,并培养严谨认真的科学精神和一丝不苟的实验态度。
序列
操作步骤
分析说明
1
将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红
将接种环灭菌,避免污染菌种
2
在火焰旁冷却接种环,拔除盛有菌液的试管棉塞
避免杂菌污染菌种
3
将试管口通过火焰
灼烧灭菌,防止试管口菌体污染培养基
4
将已冷却的接种环伸入菌液中,沾取菌液
冷却接种环可避免杀死菌种
5
将试管口通过火焰,并塞上棉塞
避免试管口杂菌污染菌种
6
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。注意不要划破培养基
初步接种。划破培养基不利于后续的继续划线,长出的菌落不标准
7
灼烧接种环,冷却后从第一区划线的末端向第二区划线。重复以上操作,在第三、四、五区划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连
从上个区域的末端向下个区域划线,可逐步分离出单个菌体,从而实现微生物的纯化
8
将平板倒置,放入培养箱中培养
倒置平板防止水分蒸发,也方便拿放
1.3 稀释菌液的意义和操作方法 在单位体积的菌体培养液内,含有的微生物个体数目很多。要对微生物进行分离和计数必须将菌液稀释,只有在稀释度足够高的菌液里,聚集的微生物才能分散成单个细胞。一般将菌液稀释到10-3~10-7时,接种后可能在培养基平板上形成30~300个左右的菌落,统计的菌落数也比较准确可信。
用移液管和无菌水稀释微生物菌液是一件要求较高的操作技术,学生需要经过多次练习才能做到尽量地减少误差。 以土壤为样品进行稀释操作的注意事项是:(1)初次称量的土壤样品,稀释后的菌液浓度较大,移液时极容易堵塞移液管或吸入较多的土壤颗粒,应静置一段时间后再移液,或者用低速离心机离心1分钟后进行移液;(2)当稀释倍数大时,在稀释前一定要震荡试管,充分混合菌液,保证移液操作的准确性;(3)每次移液前一定要注意用无菌水(或蒸馏水)清洗移液管并用气球吹干,以保证移走菌液的浓度与试管中的一致。
2.实验设计能力的训练
2.1 选择性培养基的实验设计 根据功能的不同,培养基分为选择性
培养基和鉴别性培养基,在“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验中,先让学生通过分析和判断下面的三个培养基配方,真正理解选择性培养基的含义。然后,启发学生设计一组用于分离尿素细菌的探究实验,帮助学生理解选择性培养基的特性及作用。
组别
培养基类型
是否涂布接种
目的
实验组
以尿素为唯一氮源的培养基
是
分离尿素细菌
对照组
牛肉膏、蛋白胨培养基
是
判断该培养基有无选择性
2.2 鉴别性培养基的实验设计 在“分解纤维素的微生物的分离”实验中,要鉴别筛选出来的微生物是不是分解纤维素的微生物,就必须用鉴别性培养基。刚果红与纤维素等多糖类物质反应形成红色复合物,添加刚果红的培养基呈红色,接种的微生物若能够分解纤维素,就会在其菌落的周围形成透明圈。值得注意的,培养基的琼脂中含有淀粉类物质,产生淀粉酶的微生物在培养基上也会形成透明圈;也有些微生物具有降解刚果红的能力,培养时间过长,也会在菌落周围出现透明圈。与分解纤维素形成的透明圈相比,这两种透明圈小而模糊,因此,本实验最好先用选择性培养基筛选分解纤维素的微生物,再配制鉴别性培养基进行“分解纤维素的微生物的分离”的实验。
3 教学实施的前期准备
3.1提前准备好实验仪器、设备和药品 为方便大家提前做好准备,现以人教版教材为例,将本专题所需要的仪器、设备和药品列表如下:
课题名称
实验仪器和设备
实验试剂或药品
说明
微生物的实验室培养
培养皿、试管、锥形瓶、量筒、酒精灯、电子天秤、高压蒸汽灭菌锅、移液管、接种环、涂布器、恒温箱、干热灭菌箱、小铁铲等
牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、盐酸、氢氧化钠、琼脂等
干热灭菌箱能够迅速地将洗干净的培养皿和试管烘干,小铁铲用于铲土
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
除配制牛肉膏蛋白胨培养基所需物质外,增加KH2PO4 、NaHPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、酚红等
分解纤维素的微生物的分离
除配制牛肉膏蛋白胨培养基所需物质外,增加纤维素、NaNO3、Na2HPO4·7H2O、KH2PO4、KCl、酵母膏、水解酪素、CMC-Na(羧甲基纤维素钠)、薯仔汁、刚果红等
3.2 做好课时安排及计划 以下为本专题的三个课题的课题数及其说明。
课题名称
课时数
说明
微生物的实验室培养
4
配养基的基本知识及配制方法1;配制培养基及倒平板1;纯化大肠杆菌和涂布接种1,观察分析1
分离土壤中分解尿素的细菌
3
基本原理及实验设计1;样品稀释及涂布接种1;对菌落进行统计及实验的分析与讨论1;在第二和第三课时之间需要间隔2天时间
分解纤维素的微生物的分离
3
基本原理及实验设计1;样品稀释及涂布接种1;对菌落进行统计及实验的分析与讨论1;在第二和第三课时之间需要间隔2天时间
3.3 安排好教学班的实验顺序 微生物实验涉及较多的实验仪器,而且实验时需要课内和课外相结合,如实验室培养需要学生在课堂上完成两项重要的操作步骤,一是配制培养基并倒平板;二是接种操作。平板灭菌工作由于需要较长的时间,因此只能由教师在课间完成。为保证每位学生都能亲手操作,保证各个教学班能在有限时间内完成实验任务,教师可采取如下的教学流程和教学安排。
3.4 做好课后的观察与记录 配制培养基和接种操作可以在课堂上完成,但接种后的平板放入培养箱中需要培养2~3天,这期间可安排生物科代表或部分小组长进行定期观察,并做好计录,以便及时让其他学生观察到自己的实验成果。特别需要说明的是,如果学生不能及时观察,培养的时间过长,很多菌落就会联成一片,计数时就无法做到准确有效。
4.实验中需要注意的安全操作
微生物本身就是危险生物,实验操作中又涉及到消毒、灭菌和接种等基本环节,因此要对学生进行安全教育,确保学生的安全和实验的顺利进行。一是操作安全,接种时要注意避免手被酒精灯火焰灼伤,接种后要及时提配学生洗手,以防止被微生物感染;二是环境安全,使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理,以免污染环境。
⑵ 什么是微生物技术
微生物转化的本质是某种微生物将一种物质(底物)转化成为另一种物质(产物)的过程,这一过程是由某种微生物产生的一种或几种特殊的胞外或胞内酶作为生物催化剂进行的一种或几种化学反应,简言之,即为一种利用微生物酶或微生物本身的合成技术。
其方法通常为自然选育和人工选育两类,可单独使用,也可交叉进行。 DNA Shuffling技术 编辑 随着PCR技术的发展和应用,1994年美国的stemmer提出了一个全新的人工分子进化技术——DNA Shuffling(又称洗牌技术)
⑶ 微生物四大技术
生物是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类"工程菌"或"工程细胞株"进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。
⑷ 微生物是什么
什么是微生物?微生物的作用是什么
现代定义:微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物 形体微小,结构简单,通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物,统称为微生物。
微生物的作用:在生物圈内的物质循环过程中,以异样型微生物为主的分解者,在有机物的矿质化过程中有着不可替代的作用,它于生产者一起共同推动着生物内的物质循环,使生态系统保持平衡.例如,在碳素循环中,地球上 90% 的 co 2 是由微生物的生命活动产生的;在氮素循环中,固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用都有微生物的活动;在磷和硫的循环中同样也需要各种微生物的活动.
微生物到底是什么意思
微生物是个体难以用肉眼观察的一切微小生物的统称,其中许多种类是单细胞生物,就是一个生物个体只有一个细胞。绝大部分微生物需要用显微镜才能看清楚。包括细菌、真菌、病毒以及一些小型的原生生物、显微藻类等,还包括介于它们之间的一些中间类型生物,如放线菌、支原体、衣原体、立克茨氏体等。它们的共同特点是个体微小,但它们是自然界及生态系统中的重要一环,并与人类关系密切。
有些能用肉眼看清楚的生物,因为与微生物的性质相同,或其生长的某一阶段无法用肉眼准确观察,也归入微生物一类,如蘑菇等,叫大型真菌。
为什么微生物是生物
因为微生物虽然微小,但同样由细胞组成,同样进行新陈代谢
什么是微生物化
方向二:环境微生物及工程
方向简介:
环境生物技术作为现代生物技术与环境科学及工程技术的交叉学科,具有经济、高效的特点,利用生物技术进行污染控制、环境修复和废弃物资源化是环境负荷最小的一种方式,体现了可持续发展和人与自然协调的理念,是最有前途的环境保护技术。环境生物技术的关键技术是环境微生物技术,随着分子生物学技术在微生物学领域和环境保护领域的渗透,微生物技术在污水处理、难降解物质的降解和转化、生态修复、环境检测与诊断、有机废弃物及污泥资源化等领域发挥着无法替代的作用。
本研究方向是从微生物和环境保护的结合点出发,理论上力求阐明微生物在环境污染物降解、污染环境中的 微生物生态过程、微生物环境技术的原理等科学问题;应用上注重开发微生物资源在环境检测、治理和环境修复中的应用技术,研发微生物清洁生产以及废物资源化新技术。
方向二 :应用微生物
微生物学是一门基础性与应用性都十分突出的学科。微生物技术是微生物学的重要研究和应用领域之一。本研究方向以工业微生物育种、发酵工艺研究、微生物菌种资源开发等研究为基础,开展微生物学与相关学科的多学科交叉领域研究。研究领域涉及工业微生物学、食品微生物学、环境微生物学、生物热化学等,研究开发新的微生物资源的与微生物生物技术,为相关领域新产品、新技术、新能源的开发和品质改良、产量提高提供理论基础和应用技术。
方向三: 微生物遗传育种
方向简介:
微生物遗传育种是运用遗传学原理和技术对某种具有特定生产目的的菌株进行改造,去除不良性质,增加有益新性状,以提高产品的产量和质量的一种育种方法,获得所需要的高产、优质和低耗的菌种,其目的是改良菌种的特性,使其符合生产的要求。微生物遗传育种方法包括自然选育、诱变育种、杂交育种(有性杂交、准性杂交和原生质体融合)、代谢控制育种和基因工程育种。菌种选育技术的广泛应用提供了各种类型的突变菌株,可提高目的物的产量,大大降低生产成本,提高经济效益,而且通过微生物菌种的选育,可简化工艺,减少副产品,提高产品质量,改变有效成分组成,甚至获得活性更高的新成分。另外,微生物遗传育种也可与动植物基因工程结合进行转基因动植物育种。
本研究方向特色在于使用杂交育种(有性杂交、准性杂交和原生质体融合)、代谢控制育种和基因工程育种技术选育优良菌种;利用微生物遗传育种与动植物基因工程结合进行动植物基因工程育种,创造植物新种质,选育植物新品种。这些研究具有重要的 学术地位, 将在食品工业、医药、农业、环境保护、化工能源、矿产开发等领域发挥重要的作用。
⑸ 微生物学的主要任务是什么它包括哪些分支学科
一、微生物学的主要任务:
1、在自然界物质循环中的作用。
2、空气和水净化、污水处理。
3、工农业生产:细菌、代谢产物、代谢活性。
4、对生命科学的贡献。
二、微生物学的分支学科:
(1)按研究微生物的基本生命活动规律为目的来分总学科称普通微生物学,分科如微生物分类学,微生物生理学,微生物遗传学,微生物生态学和分子微生物学等。
(2)根据微生物研究对象,如细菌学、真菌学(菌物学)、病毒学、原核生物学、自养生物学和厌氧生物学。
(3)根据微生物的生态环境,如土壤微生物学、微生态学、海洋微生物学、环境微生物学、水微生物学和宇宙微生物学。
(4)按微生物应用领域,可分为工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、医学微生物学、诊断微生物学、抗生素、食品微生物学等一般学科,称为应用微生物学。
(5)根据化学微生物学、分析微生物学、微生物生物工程、微生物化学分类学、微生物数值分类学、微生物地球化学和微生物信息学等学科的交叉融合。
(6)根据实验方法和技术,如实验微生物学、微生物研究方法等。
(5)对微生物什么的技术属于微生物技术扩展阅读:
微生物学的发展:
19世纪末和20世纪初,微生物学被牢固地建立起来。它的主要发展有两个方面:一方面是传染病与免疫学的研究,疾病的防治和化学疗法的疗效;另一方面是和遗传学的结合。
从历史上看,微生物学的发展经历了两个辉煌的黄金时代和低谷时期。近20年来,随着基因组学、结构生物学、生物信息学、pcr技术、高分辨率荧光显微镜等理化理论和技术的应用,微生物学研究取得了一系列突破。微生物学已经走出低谷,进入第三个黄金时代。
⑹ 微生物技术是什么
全面系统地阐述了微生物技术的基本理论、基础知识和基本实践操作方法