1.2微生物的培养技术及应用（第1课时）

第一章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用（课前+课中+课后，三案一体）第1课时微生物的基本培养技术课前案【预习新知】一、培养基1.概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出的供其生长繁殖的营养基质。2.种类（按照培养基的物理性质来划分）（1）液体培养基：配制成的不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基。（2）固体培养基：在液体培养基中加入凝固剂如琼脂后，配制成的固体状态的培养基。微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。3.营养构成：各种培养基的具体配方不同，但一般都有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质，此外培养基还需要满足微生物对pH、特殊营养物质以及O2的需求。二、无菌技术1.概念：防止外来杂菌的入侵，并保持已灭菌物品及无菌区域不再被杂菌污染的方法，称为无菌技术。2.内容（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。（2）将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。（3）为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。（4）避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触。3.灭菌和消毒（1）消毒是指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。常用的消毒方法有煮沸消毒、巴氏消毒等。（2）灭菌是指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。常用的灭菌方法有湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌等。（3）连一连三、微生物的纯培养1.概念：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。2.步骤：配制培养基→灭菌→接种→分离和培养3.酵母菌的纯培养（1）配制培养基（2）接种和分离酵母菌：平板划线法。（3）培养酵母菌：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2448h。【预习自测】1.液体培养基含有水，而固体培养基不含水。（X）2.获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。（√）3.用于微生物培养的器皿、接种工具和培养基都要进行消毒。（X）4.培养基分装到培养皿后进行灭菌。（X）5.平板冷凝后应将平板倒置，防止培养皿上的冷凝水落入培养基，造成污染。（√）6.转换划线角度后需要灼烧接种环再进行划线。（√）第1课时微生物的基本培养技术课中案【导】向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵酒可以形成酸奶。由于制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制酸奶。自制酸奶虽然方便，但是由于自制酸奶造成肠胃不适的事屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。那么怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物呢？【思】1.什么是培养基？如何配制？2.什么是无菌技术？3.怎样进行酵母菌的纯培养？【议】1.能够利用无机碳源的微生物的同化作用类型是什么？能利用无机碳源的微生物的同化作用类型是自养型微生物。2.牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基，其中牛肉膏、蛋白胨能够提供哪些营养成分？牛肉膏、蛋白胨能够提供碳源、氮源、维生素（生长因子）和无机盐。3.对培养基、培养皿、接种环、实验者的双手、空气和牛奶采用的灭菌或消毒方法分别是什么？高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、化学药物消毒、紫外线消毒、巴氏消毒4.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。5.为什么倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，不能完全打开？防止杂菌污染培养基6.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？避免杂菌污染7.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？最好不要用这个平板培养微生物。防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。8.在灼烧接种环之后，要等其冷却再进行划线，目的是什么？避免温度过高杀死菌种9.除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，目的是什么？使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。10.为什么划线时要注意不能划破培养基？①一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的；②存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长，会形成一个条状的菌落。【展】学生展示讨论结果【评】1.培养基的配制2.灭菌和消毒的主要方法和应用范围【检】引导学生总结本节课内容【练】完成课后案第1课时微生物的基本培养技术课后案1．下列与微生物培养有关的说法，不正确的是（

）A．高压蒸汽灭菌的原理是高温破坏了细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动B．培养基在50℃时搁置斜面以及倒平板都不需要无菌操作C．在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑pH、温度和渗透压等条件D．每个菌落都是由大量微生物组成，菌落的特征可以作为菌种鉴定的重要依据【答案】B【分析】虽然各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐。另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。【详解】A、蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是细胞的遗传物质，高压蒸汽灭菌的原理是高温破坏了细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动，A正确；B、培养基在50℃时搁置斜面以及倒平板都需要无菌操作，否则会导致杂菌污染，影响实验结果，B错误；C、在微生物培养过程中，除考虑营养条件外，还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质、氧气、温度和渗透压等条件的要求，以确保微生物能够正常生长，C正确；D、菌落是指由一个微生物细胞或一堆同种细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的子细胞群体，菌落的特征可以作为菌种鉴定的重要依据，D正确。故选B。2．武夷山“大红袍”因其品质优良，被列入国家级非物质文化遗产名录的茶类中。利用植物组织培养手段快速繁殖优良品种，是实现武夷山岩茶高品质品种大规模生产的途径。下列哪项不是成功的要素（

）A．对培养基、器械等都要进行高压蒸汽灭菌，并确保无菌操作B．为保持大红袍的优良遗传性状，应选用花粉进行离体培养C．对植物材料进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物材料的耐受能力D．根据植物不同的营养需求，适当地调节培养基的营养成分及激素类物质的种类和比例【答案】B【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术，其原理为植物细胞的全能性。【详解】A、植物组织培养中细胞表现出全能性的条件为：离体、严格的无菌条件、适宜的培养条件及适宜浓度和比例的激素，因此要对培养基、器械等都要进行高压蒸汽灭菌，并确保无菌操作，A正确；B、为保持大红袍的优良遗传性状，可采用无性繁殖如嫁接，花粉形成经过减数分裂，配子遗传物质发生重组，优良性状不一定得以维持，B错误；C、对植物的活体材料进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物材料的耐受能力，不能使细胞死亡，C正确；D、根据植物不同时期的营养及发育需求，适当地调节培养基的营养成分及激素类物质的种类和比例，如生长素与细胞分裂素比值高，有利于根的分化，反之，利于芽的分化，D正确。故选B。3．关于微生物的营养，下列说法正确的是（

）A．同一种物质不可能既作为碳源又作为氮源B．凡是碳源都能提供能量C．除水以外的无机物仅提供无机盐D．无机氮源也可能提供能量【答案】D【分析】微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等；碳源指的是含碳化合物；氮源指的是含氮化合物。【详解】A、对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源又是氮源，A错误；B、CO2是光能自养细菌的碳源，但不能提供能量，B错误；C、CO2和N2是无机物，也是微生物的碳源和氮源，C错误；D、硝化细菌所利用的氮源是无机氮源——氨，同时氨也为硝化细菌提供用于化能合成作用的能量，D正确。故选D。4．下图是利用大豆与奶粉混合，经乳酸菌发酵制成酸豆奶的生产工艺流程。下列相关叙述正确的是（

）A．豆浆煮沸后需立即与奶粉混合以利于发酵的进行B．混合后常采用巴氏消毒法以杀死大部分微生物C．接种后需不断通入无菌氧气以利于乳酸菌发酵D．发酵过程中随时间的增加，酸度会逐渐增加后减少【答案】B【分析】1、巴氏消毒法：不耐高温的液体，如牛奶，在62~65℃消毒30min或80~90℃处理30s~1min，可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且不破坏牛奶的营养成分。2、乳酸菌进行乳酸发酵利用的是乳酸菌的无氧呼吸，其产物是乳酸。【详解】A、豆浆煮沸后不冷却会使乳酸菌失活，使发酵不能进行，A错误；B、巴氏消毒消毒温度较低，时间较短，能在杀死大部分微生物的同时不破坏营养成分，B正确；C、乳酸菌为厌氧菌，发酵过程中需密封，不需要通入无菌空气，C错误；D、一定范围内，随着发酵时间的增加，乳酸含量增加，因此酸度会逐渐增加，D错误。故选B。5．在微生物培养过程中，由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。平板划线法和稀释涂布平板法是常用的获取纯培养物的方法。下列相关叙述错误的是（

）A．两种纯化方法的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度B．用稀释涂布平板法进行微生物计数时，所得数据往往比实际值偏小C．获取纯培养物的过程中，应根据微生物的种类调节培养基的pHD．对10mL土样样液稀释106倍后，取0.1mL稀释液涂布，测得的菌落数分别为400、500、600，则该10mL土样中目的菌数为400×1010个【答案】D【分析】接种微生物常用的两种方法：（1）平板划线法通过接种环在琼脂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。（2）稀释涂布平板法则是菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。【详解】A、获得