内容正文:
第1章 发酵工程
第2节 微生物的培养技术及应用
——微生物的选择培养和计数
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发酵工程
目录 /CONTENTS
01
02
03
选择培养基
微生物的选择培养
微生物的数量测定
2
自然界中微生物数量繁多,种类庞杂,要想从中分离出需要的特定微生物并不容易,尤其当要分离的微生物在混合菌群中不是优势种群时,仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。
稀释涂布平板法
呈现的杂菌群
从社会中来
从社会中来
4
从社会中来
科学实例:寻找耐高温的DNA聚合酶
美国黄石公园
筛选原因:
因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物,而水生栖热菌能在70-800C高温条件下生存。
1966年,布鲁克在美国黄石国家公园的一个热泉中发现了耐热的水生栖热菌,并分离到耐高温的DNA聚合酶。
耐高温的酶
耐高温生物体
高温环境(热泉、火山口)
寻找
寻找
PCR是一种在体外DNA复制的技术,此项技术要求使用耐高温(930C)的DNA聚合酶。
5
启示:根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
耐寒微生物
耐热微生物
石油分解菌
同理:
人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和PH)等,同时抑制或阻止其他微生物生长。
选择培养基
适用实验室微生物的筛选。
6
01
选择培养基
1.概念:
2.类型:
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基称为选择培养基。
类型 条件 分离得到的菌种
改变培养条件 70~80℃的高温
添加某种化学物质 加入青霉素
高浓度食盐
特殊碳、氮源 石油是唯一碳源
营养缺陷 不加碳源
不加氮源
水生栖热菌
酵母菌、霉菌等真菌
金黄色葡萄球菌
能消除石油污染的微生物
自养型微生物
固氮菌
发酵工程
+氨苄青霉素
具有抗氨苄青霉素能力的菌落
没有氨苄青霉素抗性的细菌
选择培养基
培养基+氨苄青霉素
培养基
没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰
怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?
8
01
选择培养基
尿素的立体结构
【思考·讨论】
尿素[CO(NH2)2]含氮量高,化学性质稳定,是现代农业生产中一种重要的氮肥。
尿素施入土壤后,会被土壤中的某些细菌分解成NH3,再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。
而这些细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶。
脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可以为细菌生长的氮源。
CO(NH2)2
脲酶
+ H2O
+ CO2
2NH3
发酵工程
9
01
选择培养基
2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?
【思考·讨论】
除以尿素作为唯一氮源外,该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。
问
在选择培养基中,以尿素作为唯一氮源,只有能合成脲酶的细菌才能生长发育繁殖。
1.将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来,培养基的配方该如何设计?
问
发酵工程
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0g
琼脂 20.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基一
KH2PO4 1.4g
NaH2PO4 2.1g
MgSO4
·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
琼脂 15.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基二
1.从物理性质来讲,两者属于_____培养基,判断依据是_______________;该类培养基的主要用途为_______________。
2.从用途上来讲, 属于选择培养基,目的是为了获得 。
3.两种培养基共有的培养基成分有:
。
培养基一的主要碳源为 ,
主要氮源为 ;
培养基二的碳源为 ,氮源为 。
固体
添加了凝固剂琼脂
分离、鉴定、计数、保存
培养基二
能分解尿素的微生物
碳源、氮源、无机盐、水
牛肉膏
蛋白胨
葡萄糖
尿素
现
学
用
现
11
02
1g土壤中有多少能分解尿素的细菌?
分离:获得分解尿素的细菌的纯培养物
计数:测定分解尿素的细菌的数量
概念:将菌液进行一系列梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面,进行培养。
主要过程:
A、梯度稀释菌液 B、涂布平板
稀释度足够高时,能在培养基表面形成单个菌落。
微生物的选择培养
稀释涂布平板法
发酵工程
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02
微生物的选择培养
1×10
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1×102
1×103
1×104
1×105
1×106
1×107
9 mL 无菌水
90mL无菌水
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