微生物的培养技术及应用课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

1.2微生物的培养技术及应用第1课时微生物的基本培养技术怎样才能保证无处不在杂菌不混入发酵物中呢？酸奶食用自制酸奶导致肠胃不适的事例屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。微生物需要应用无菌技术和微生物的培养技术。微生物是什么？从社会中来—教材P9无细胞结构原核细胞真核细胞真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履虫、变形虫等微生物的类群病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒细菌：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌等；放线菌：链霉菌等微生物：难以用肉眼观察的微小生物的统称微生物

注：

本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。

微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想得到纯净的微生物，就须对其进行培养和分离。微生物2.实验室培养微生物基本要求：①提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件②确保其他微生物无法混入③并将需要的微生物分离出来1.研究和应用微生物的前提（发酵工程的重要基础）是：

、

。防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物培养基无菌技术纯化培养微生物1.概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出其生长繁殖的营养基质叫作培养基。①培养、分离、鉴定、保存微生物。②积累其代谢物。2.用途:3.种类:有无琼脂液体培养基固体培养基培养基的配制琼脂：藻类中提取一类以半乳糖为主一种高分子多糖，琼脂仅作为凝固剂，不为微生物生长提供能量和碳源。标准培养基种类培养基特点作用物理性质固体半固体液体培养基加凝固剂，如琼脂加凝固剂,容器放倒不致流出，剧烈震动则破散不加凝固剂分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种观察微生物的运动、分类鉴定常用于扩大培养，工业生产培养基的配制3.种类:微生物在固体培养基的表面或内部生长，形成肉眼可见菌落。菌落:是指由单个微生物细胞在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞集团。念珠菌霉菌酵母菌放线菌菌落是鉴定菌种的重要依据培养基的配制纯培养物：纯培养：培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含有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。配制培养基灭菌接种分离培养1概念2纯培养的步骤：微生物的纯培养任务一：概述培养基的种类和营养构成1.结合提供的资料和教材中的“1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成”，分析并回答下列问题：资料一配制培养酵母菌的培养基：称取去皮的马铃薯200g，切成小块，加水1000mL，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖(也可用蔗糖代替)、15～20g琼脂，用蒸馏水定容至1000mL。资料二100g马铃薯中含有80g水、2g蛋白质、16g碳水化合物，还有维生素、无机盐等。探究—学习笔记P6(1)按物理性质划分，培养酵母菌的培养基是

培养基，判断的依据是

；而牛肉膏蛋白胨培养基是

培养基，判断的依据是

。(2)上述两种培养基的营养构成：都含有____________________________

等，其中培养酵母菌的培养基中主要由

提供碳源，

提供氮源，牛肉膏蛋白胨培养基中能为细菌同时提供碳源和氮源的物质是

。固体培养基成分中有琼脂(凝固剂)液体培养基中未加凝固剂水、碳源、氮源、无机盐和维生素糖类蛋白质牛肉膏和蛋白胨探究—学习笔记P6成分含义来源功能碳源提供碳元素的物质无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-等含碳无机物①构成细胞物质和一些代谢产物；②有机碳既是碳源又是能源有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油、牛肉膏和蛋白胨等氮源提供氮元素的物质无机氮源：N2、NH3，氨盐、硝酸盐等将无机氮合成含氮的代谢产物有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等合成蛋白质、核酸和含氮的代谢废物水生物体内含量最多的化合物外界摄入(培养基、代谢产物)①良好的溶剂，参与化学反应；②维持生物大分子结构的稳定无机盐提供除碳、氮以外的元素，包括大量元素和微量元素无机化合物，培养基常用：K2HPO4MgSO4NaClCa(NO3)2FeSO4①提供无机营养；②调节培养基的pH；③维持渗透压牛肉膏、蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质自养微生物异养微生物注：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源例：自养型微生物可利用无机碳源（如空气中的CO2）；

固氮微生物可利用无机氮源（如空气中的N2）。培养基成分提供的主要营养牛肉膏5g碳源、氮源、磷酸盐和维生素蛋白胨10g碳源、氮源和维生素NaCl

5g无机盐H2O定容1000mL氢元素、氧元素牛肉膏蛋白胨培养基（应用最广泛细菌基础培养基）蛋白胨1.分析该培养基的营养构成，上述实例属于固体/液体培养基？液体培养基2.为什么培养基需要氮源？培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。未加琼脂牛肉膏培养基的配制3.培养任何微生物，是否必须有有机碳源和有机氮源？不一定3.培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？不一定。例如，培养自养型微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。探究—学习笔记P6(3)为什么培养基需要氮源？培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。微生物碳源氮源能源蓝细菌硝化细菌根瘤菌大肠杆菌CO2NH4＋、NO3-等光能CO2NH3NH3的氧化糖类等有机物N2有机物糖类、蛋白质等有机物蛋白质等有机物1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于

；2.无机氮源不但能给自养型微生物提供

，也能作为

，3.含有C、H、O、N的有机物可作为

微生物的碳源、氮源、能源；碳源氮源能源物质异养型几种微生物的营养和能量来源培养基的配制2.如表是某微生物培养基的成分，该培养基可用来培养

型微生物。若除去①，此培养基

(填“能”或“不能”)用来培养圆褐固氮菌，原因是_________________________________________________________

。编号①②③④⑤成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O用量0.4g4.0g0.5g0.5g100mL自养不能圆褐固氮菌虽可以固氮，但其同化作用类型为异养型，培养基中必须提供有机碳源探究—学习笔记P6思考：所有微生物是否都可以用培养基进行培养?否。病毒没有细胞结构微生物，必须在活细胞内寄生。微生物乳酸杆菌霉菌细菌厌氧微生物

特殊需求添加维生素pH调至酸性pH调至中性或弱碱性提供无氧环境细菌为7.0~8.0，放线菌为7.5~8.5，酵母菌为3.8~6.0，霉菌为4.0~5.8。特殊条件：

。

pH、特殊营养物质以及O2的需求培养基的配制特殊营养物质：主要指生长因子生长因子：微生物生长所必须的、微量的、自身不能合成或合成很少的有机物。种类：维生素、碱基、嘌呤、嘧啶、胺类

等来源：酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液等划分培养基种类特点用途物理性质化学成分不加凝固剂加凝固剂，如琼脂工业生产观察微生物的运动、分类鉴定微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种含化学成分不明确的天然物质工业生产培养基成分明确分类、鉴定液体培养基半固体培养基固体培养基天然培养基合成培养基3.培养基的种类:培养基的配制提示培养自生固氮菌的培养基中可以不添加氮源。(1)牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质(

)(2)所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源(

)××√提示培养不同微生物的培养基成分不完全一样，如培养自养微生物的培养基不需要碳源，培养自生固氮菌的培养基中可以不添加氮源。(3)培养不同微生物的培养基成分完全一样(

)判断正误—学习笔记P61.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碳源又作氮源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√落实—学习笔记P62.下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是A.任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊的营养物质B.液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产C.微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响D.淀粉可作为所有微生物的碳源√落实—学习笔记P6①防止实验室的培养物被其他外来微生物污染②有效避免操作者被微生物感染获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌污染展开。无菌技术2.对象：①实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。②培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。1.目的：3.类型：灭菌：用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。消毒：用较为温和的物理化学或生物方法杀死物体表面或内部的部

分微生物。无菌技术芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫作芽孢。

芽孢壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3小时以后才死亡。孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。能直接长成新个体。知识拓展无菌技术项目主要方法应用范围消毒巴氏消毒法

℃消毒30min或

℃处理15s或80～85℃处理10～15s牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体煮沸消毒法100℃煮沸

min家庭餐具等生活用品紫外线消毒30W紫外灯照射

min(损伤细菌的DNA)

、

或__________任务二：消毒和灭菌的比较及无菌技术的其他作用1.阅读教材P11的资料卡，完善表格中消毒和灭菌的主要方法及应用范围。63～6572～765～630接种室接种箱超净工作台探究—学习笔记P7项目主要方法应用范围消毒化学药物消毒用体积分数为70%的_____擦拭实验者双手______水源灭菌灼烧灭菌直接在酒精灯火焰的

层灼烧接种工具，如

、_____

、

或其他金属用具、

或

等干热灭菌干热灭菌箱中，

℃的热空气中维持_____

的物品，如玻璃器皿、金属用具等高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)

的条件下，维持__________

等酒精氯气充分燃烧涂布器接种环接种针试管口瓶口160～1701～2h耐高温的、需要保持干燥100kPa、121℃15～30min培养基①原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性。②对象：常用于培养基、无菌水等的灭菌。③优点：操作简便，效果可靠，在杀灭所有的生物的同时基本保持培养基的营养成分不被破坏。无菌技术高压蒸汽灭菌法（效果最好）：高压蒸汽灭菌锅注意：①使用前必须先将锅内冷空气排尽，才能达到预设的压力和温度。②灭菌完成时，待锅内压力自然降到０时，再打开气阀。2.牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。3.体积分数为70%的酒精杀菌效果最好，若酒精浓度过高，___________

，酒精不能渗入其中；若酒精浓度过低，

。菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜杀菌能力减弱探究—学习笔记P74.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？无菌技术还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。5.请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。(1)培养细菌用的培养基与培养皿(2)玻棒、试管、烧瓶和吸管(3)实验操作者的双手需要灭菌培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿、玻璃棒、试管、烧瓶、吸管可以采用干热灭菌法；实验操作者的双手可以用酒精擦拭。——需要消毒探究①避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。②为避免周围微生物污染，实验操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。类型理化因素作用强度消灭微生物数量芽孢和孢子能否被消灭消毒灭菌

较为温和强烈部分微生物全部微生物一般不能能消毒和灭菌工作之后：消毒和灭菌比较(1)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(

)(2)与消毒相比，灭菌对微生物的杀灭更彻底(

)(3)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)，都可采用干热灭菌法进行灭菌(

)√×√提示培养基的灭菌一般采用湿热灭菌法。判断正误—学习笔记P73.下列有关无菌技术的说法，正确的是A.无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物B.培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌C.经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期

保存D.无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌√落实—学习笔记P84.(2024·德阳高二月考)下列关于实验室无菌技术的叙述，错误的是A.接种室、超净工作台可以用紫外线照射进行消毒B.在100℃条件下煮沸5～6min属于灭菌方法C.实验结束后使用过的培养基应灭菌处理后再丢弃D.金属接种工具直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧灭菌√落实—学习笔记P8纯培养物：纯培养：培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含有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。配制培养基灭菌接种分离培养1概念2纯培养的步骤：微生物的纯培养微生物群分散或稀释单个细胞繁殖单菌落(1)菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。(2)单菌落：一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。(3)获得单菌落的方法：稀释涂布平板法、平板划线法实验原理微生物的纯培养3酵母菌的纯培养方法步骤微生物的纯培养①制备培养基：配制培养基→灭菌→倒平板。1.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？用手触摸锥形瓶，刚刚不烫手即可2.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？为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。微生物的纯培养3.将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养1～2d，观察是否有菌落存在，这样做的目的是？检测培养基灭菌是否合格（或培养基是否被杂菌污染）温度过高容易烫伤，低于50℃琼脂会凝固。任务三：分析酵母菌的纯培养1.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，最好不要再用这个平板培养微生物，防止___________________________

。2.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快挥发。空气中的微生物在皿盖与皿底之间的培养基上滋生探究—学习笔记P9方法步骤微生物的纯培养②接种和分离酵母菌平板划线法通过接种环在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。经过数次划线后培养，可以分离到单菌落。连续划线法分区划线法微生物的纯培养平板划线的具体操作步骤：12345注意：①接种环只蘸一次菌液,但要在培养基不同位置连续划线多次。②划线首尾不能相接③每次划线前接种环进行灭菌；在5个区域划线，接种环灼烧灭菌共6次。④划线后,培养皿倒置培养微生物的纯培养接种环：灼烧灭菌防止温度太高杀死菌种。3.下列接种过程，正确的顺序是

。b、a、e、f、c、g、d探究—学习笔记P9灼烧时期目的取菌种前杀死接种环上______________每次划线前杀死上次划线时残留的菌种，使下一次划线的菌种直接来源于

，从而___________________

，直至得到__________接种结束后杀死接种环上残留的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者4.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？请完善下方的表格。原有的微生物上次划线的末端每次划线时菌种数目逐渐减少单个细胞探究—学习笔记P95.上述问题3中，图d中共划了

个区域，在每次划线

(填“前”“后”或“前后”)均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环

次。6.为什么最后一次的划线与第一次的划线不能相连？最后一次的划线已经将微生物稀释成单个的细胞，如果与第一次的划线相连则增加了微生物的数目，得不到纯化的效果。7.设置未接种平板组的意义是什么？通过观察未接种平板是否有菌落存在以确定培养基是否被污染或灭菌是否彻底。5前后6探究—学习笔记P9完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的恒温培养箱中培养24-48h。③培养酵母菌设置未接种平板组的意义是什么？通过观察未接种平板是否有菌落存在以确定培养基是否被污染或灭菌是否彻底。微生物的纯培养方法步骤方法步骤④结果分析与评价：微生物的纯培养1.在未接种的培养基表面是否有菌落生长?

如果有,说明了什么?在未接种的培养基表面应该没有菌落生长，如果有，说明培养基灭菌不彻底或被杂菌污染。2.在接种酵母菌的培养基上,你是否观察到了单菌落?这些菌落的颜色、形状和大小是否一致?如果你观察到了不同形态的菌落,你能分析出可能是由哪些原因引起的吗?在接种酵母菌的培养基上可观察到单菌落。如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合酵母菌菌落的特点，则说明纯化酵母菌的操作成功；如果观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或者无菌操作不规范等原因引起的。3.你是如何记录实验结果的?请与其他同学交流、互评。可以在培养12h和24h后，观察菌落的大小、形状、颜色。培养24h后，菌落的大小、形状是否发生变化，菌落颜色是否加深，光泽度是否增加，等等1.配制培养基的注意事项(1)如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成之后，灭菌之前进行操作。(2)培养基灭菌后要冷却到50℃左右时开始倒平板。其原因是琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板时温度高于50℃会烫手，低于50℃时，若不及时操作，琼脂会凝固。(3)倒平板时，要使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。核心归纳—学习笔记P92.平板划线法接种菌种时，可防止杂菌污染的操作(1)接种前将接种环放在酒精灯火焰上灼烧。(2)划线操作在酒精灯火焰旁进行。(3)接种环蘸取菌液前后，要将试管口通过火焰。(4)划线时将培养皿的皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划线，划线后及时盖上皿盖。核心归纳—学习笔记P93.实验结果的分析(1)培养未接种的培养基的目的是检测培养基是否被杂菌污染(或检查培养基制备是否合格)。未接种的培养基表面若有菌落生长，则说明培养基被污染，应该重新制备；若无菌落生长，则说明未被污染。(2)在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。(3)若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能是菌液不纯，混入其他杂菌，或在实验操作过程中被杂菌污染。核心归纳—学习笔记P9(1)培养基分装到培养皿后再进行湿热灭菌(

)提示应将配制好的培养基先进行湿热灭菌，再在无菌环境中将其分装到培养皿中。(2)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(

)提示倒平板时，将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿，立即盖上皿盖。(3)配制培养基时应先灭菌再调pH(

)提示配制培养基时应先调pH再灭菌。×××判断正误—学习笔记P85.(2023·厦门高二期末)下列有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是A.获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染B.倒置平板可防止培养皿皿盖上的冷凝水落入培养基C.倒平板时将培养皿的皿盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿D.检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒

温培养箱中培养√落实—学习笔记P96.在分离、纯化细菌的实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如图，a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是A.每次划线前后都要对接种环灼烧灭菌B.连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落C.图甲中的a区域为划线的起始区域D.蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行√落实—学习笔记P10网络构建1.培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或弱碱性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。2.培养基的种类：按照物理性质可分为液体培养基、固体培养基、半固体培养基。按照功能用途可分为选择培养基、鉴别培养基等。3.获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。4.培养基灭菌常采用湿热灭菌法，培