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
二 微生物的选择培养和计数
一、选择培养基
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。
1973年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而提取出耐高温的DNA聚合酶。
为什么水生栖热菌能从热泉中筛选出来呢?
这是因为水生栖热菌能在70-80℃的高温条件下生存,而绝大多数微生物在此条件下不能生存。
根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
实例:寻找耐高温的DNA聚合酶
一、选择培养基
1.实验室中微生物筛选的原理
人为提供_____________________的条件(包括_______、_______和_____等),同时_________________________________。
有利于目的菌生长
抑制或阻止其他微生物的生长
营养
温度
pH
2.选择培养基的概念
在微生物学中,将允许____________________生长,同时______或_______其他种类微生物生长的培养基称为选择培养基。
特定种类的微生物
抑制
阻止
培养基
培养基+
氨苄青霉素
长出各种各样的细菌
具有抗氨苄青霉素能力的菌落
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?
一、选择培养基
3.类型:
(1)改变培养条件。
70~80℃的高温
分离耐高温的水生栖热菌
使用将pH调至酸性的培养基
分离耐酸菌
(2)改变培养基中的营养成分。
不加碳源(含碳有机物)的培养基
不加氮源的培养基
分离出固氮菌
分离出自养型微生物
(3)添加某种化学物质。
加入青霉素
分离酵母菌、霉菌等真菌
加入高浓度食盐的培养基
分离得到金黄色葡萄球菌
一、选择培养基
思考∙讨论
选择培养基配方的设计
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。
CO(NH2)2
脲酶
+ H2O
+ CO2
2NH3
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?
2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?
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。
一、选择培养基
只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,缺乏脲酶的微生物不能分解尿素,而缺乏氮源的微生物是不能生长发育繁殖的。
利用以尿素作唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
配方:
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g -
琼脂 15.0g
蒸馏水 1000ml -
思考∙讨论
选择培养基配方的设计
应该设置基础培养基或完全培养基作为对照,若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数菌多于该选择培养基,则该选择培养基具有选择性。
怎么证明一个选择培养基具有选择性呢?
碳源
氮源
提供无机盐,调节pH
凝固剂
二、微生物的选择培养
由于土壤细菌的数量庞大,要想得到特定微生物的纯培养物,必须要对土壤进行__________,然后再将菌液_______到制备好的______________上。
充分稀释
涂布
选择培养基
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌,仅有选择培养基是不够的,还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法。
主要过程:
A. 梯度稀释菌液 B. 涂布平板
二、微生物的选择培养
A.梯度稀释菌液
将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中,依次等比稀释。
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
二、微生物的选择培养
取0.1mL菌液,滴加到培养基表面。
将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布。
用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。
待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,培养。
微量移液器
B.涂布平板
二、微生物的选择培养
注意事项:
10g土样加入盛有90mL无菌水中后,已稀释10倍,再计算时,不要忽略;
由于使用的是选择培养基,所以一