1.2.1微生物的培养技术及应用（一）课件高二下学期生物人教版选择性必修3

微生物代谢类型生物分类发酵产品温度对氧的需求乳酸菌酵母菌醋酸菌异养厌氧型C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)+能量酶乳制品的发酵、泡菜的制作异养兼性厌氧型C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+能量酶酿酒、制作馒头和面包等异养需氧型C6H12O6＋2O2

2CH3COOH＋2CO2＋2H2O酶酶C2H5OH＋O2

CH3COOH＋H2O可用于制作各种风味的醋细菌原核生物真菌真核生物细菌原核生物30-35℃18-30℃常温前期需氧，后期不需氧一直需氧密闭不需氧发酵微生物及特点微生物的发酵反应式泡菜制作：果酒制作：果醋制作：第2节微生物的培养技术及应用一微生物的基本培养技术第1章发酵工程高压蒸汽灭菌液体培养基在制作过程中有杂菌混入制作用具和原料灭菌接种纯的菌种控制发酵条件思考1：失败的原因是什么？思考2：怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？从社会中来实验室培养微生物的条件:研究和应用微生物的前提

——防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物——培养基——无菌技术1.要为人们需要的微生物提供合适的

营养和环境条件；2.要确保其他微生物无法混入3.将需要的微生物分离出来——纯培养相关信息包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。----微生物1.概念：难以用肉眼观察的微小生物的统称。2.类型：衣藻本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。病毒：新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒。无细胞结构原核细胞真核细胞原生生物：草履虫、变形虫、衣藻等。真菌：酵母菌、毛霉等。细菌：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌等。大肠杆菌酵母菌毛霉草履虫新冠病毒一、培养基的配制1.培养基的概念:3.培养基的类型：固体培养基液体培养基加入凝固剂(如琼脂)2.培养基的作用:人们按照微生物对

的不同需求，配制出供其_________的营养基质。营养物质生长繁殖用以

微生物或

。积累其代谢物培养、分离、鉴定、保存扩大培养工业生产分离、计数、鉴定、保藏菌种

等注意：①凝固剂（如琼脂），不能为微生物提供能量和碳源。②微生物在固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。(按照物理性质划分)

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。放线菌霉菌酵母菌4.菌落不同菌落的形状、大小、颜色等不同，菌落是鉴定菌种的重要依据。划分培养基种类特点用途物理性质化学成分目的用途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、鉴定在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物鉴别不同种类微生物选择培养基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鉴别培养基补充资料：培养基的类型及用途培养基组分及含量提供的主要营养牛肉膏

5g

蛋白胨10gNaCl5gH2O

定容至1000ml某种常见的细菌培养基——1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成

、磷酸盐和维生素等

、和维生素等无机盐水又称肉汤培养基，用于培养细菌

碳源、氮源碳源、氮源①碳源：无机碳源有机碳源例如CO2、CO32-、HCO3-等例如葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等无机氮源有机氮源例如N2、NO3-、NH3、NH4＋等例如牛肉膏、蛋白胨、尿素等提供碳元素的物质提供氮元素的物质②氮源：一般情况下，添加无机碳源培养基用来培养自养微生物；添加有机碳源培养基用来培养异养微生物。（1）营养构成：碳源、氮源、水、无机盐③无机盐：调节酸碱平衡、维持一定的渗透压4.培养基的成分：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牛肉膏蛋白胨④水：正常生命活动所需要氮源功能：合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢物等P10旁栏思考题功能：构成生物体细胞的物质，做能源物质大本P9（2）还需满足微生物对

pH、特殊营养物质、O2的需求主要指生长因子：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等一、培养基的配制例如：1.培养乳酸杆菌需要添加

；2.培养霉菌时需将PH调至

，培养细菌时将PH调至

；3.培养厌氧微生物时需要提供

条件。维生素酸性中性或弱碱性无氧几种微生物的营养和能量来源微生物碳源氮源能源蓝细菌CO2NH4＋、NO3-等光能硝化细菌CO2NH3NH3的氧化根瘤菌糖类等有机物N2有机物大肠杆菌糖类、蛋白质等有机物蛋白质等有机物自养型微生物所需的碳源来自

碳源，异养型微生物所需的碳源来自

碳源无机氮源不但能给自养型微生物提供

，也能作为

，无机有机氮源能源物质大本P10(1)说出该培养基培养的微生物同化作用类型，及判断依据。(2)培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？材料牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂水用量5g10g5g20g定容至1000mL异养型微生物，该微生物的碳源和氮源是有机物，不能自己合成有机物。不一定，例如培养自养微生物时，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。1.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D牛肉膏和蛋白胨既既作碳源又作氮源CO2、CO32-、HCO3-等无机碳源CO2可以为自养微生物提供碳源【现学现用】二、无菌技术1.获得纯净的微生物培养物的关键？

2.无菌技术包括什么？消毒和灭菌的概念？

常用的消毒和灭菌方法？

3.已灭菌的材料用具应注意什么？如何避免周围环境微生物的污染？

合作探究：请同学们自主学习教材P10-11页，思考讨论完成问题。

（P10）（P10）1、获得纯净的微生物培养物的关键是什么？防止杂菌污染。无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括消毒和灭菌。2、无菌技术包括什么？（1）消毒概念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。（2）灭菌概念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。芽孢是细菌抵抗不良环境而形成的休眠体，无繁殖能力。孢子是某些低等植物或真菌等微生物的繁殖体，可抵抗不良环境，有繁殖能力。大本P12二、无菌技术(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行

。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行

。注意事项：实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品

。为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在

。清洁和消毒灭菌酒精灯火焰附近进行相接触3.消毒和灭菌工作主要包括两方面：①消毒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。操作的空间、操作者的衣着和手4.常用的消毒方法方法适用范围操作方法煮沸消毒法巴氏消毒法化学药物消毒法紫外线消毒法某些实验器具、家庭餐具等在100℃下煮沸5~6min不耐高温的液体，如牛奶等63~65℃下煮30min或72~76℃处理15s80~85℃处理10-15s用于皮肤、伤口、动植物组织表面等用（75%）酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等接种室、接种箱，超净工作台等用紫外灯照射30min生物消毒法：指利用微生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。

例如，有的微生物能够寄生于多种细菌体内，使细菌裂解，因此可以用它们来净化污水、污泥。大本P115.常用的灭菌方法方法适用范围操作方法湿热灭菌干热灭菌灼烧灭菌其中高压蒸汽灭菌效果最好，适用于培养基、无菌水等高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121℃,15～30min耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿（如吸管、培养皿）、金属用具等物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热1～2h微生物的接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具；试管口、瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧消毒与灭菌对比比较项目消毒灭菌概念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。使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子作用强度作用程度芽孢和孢子适用对象常用方法较为温和的理化因素强烈的物理、化学因素杀死物体表面或内部的部分微生物杀死物体内外所有的微生物消灭部分芽孢能杀灭全部芽孢和孢子操作空间、活体生物材料、操作者的衣着和双手操作工具、玻璃器皿、培养基等煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法湿热灭菌法、灼烧灭菌法、干热灭菌法不耐高温的液体（牛奶）接种室、超净工作台培养皿、吸管等玻璃器皿耐高温、需保持干燥的物品接种环等金属工具实验操作者的双手培养基家庭餐具等生活用品消毒a.煮沸消毒法b.巴氏消毒法c.化学药剂消毒d.紫外线消毒e.灼烧灭菌f.干热灭菌g.高压蒸汽灭菌1.将以下器具、物品或对象与所采用的消毒或灭菌方法连线【现学现用】湿热灭菌干热灭菌灼烧灭菌高压蒸汽灭菌锅干热灭菌箱接种环灼烧灭菌P10旁栏思考2：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，还有什么目的？答：还能有效避免操作者自身被微生物感染。类型适用范围操作方法消毒灭菌使用较为温和的物理、化学等方法杀死物体表面或内部一部分微生物使用强烈的理化方法，杀死物体内外所有微生物，包括芽孢、孢子煮沸消毒法日常用品100℃煮沸5～6min巴氏消毒法适用于牛奶、果汁等不耐高温的液体62～65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min化学药物消毒法生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线消毒法紫外线照射30min灼烧灭菌微生物的接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿（如吸管、培养皿）、金属用具等物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热2～3h湿热灭菌其中高压蒸汽灭菌效果最好，适用于培养基、无菌水等高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121℃,15～30min接种室、接种箱，超净工作台无菌技术培养基的类型培养基的营养物质常用的消毒方法常用的灭菌方法微生物的基本培养技术培养基无菌技术煮沸消毒巴氏消毒化学药物消毒紫外线消毒湿热灭菌干热灭菌灼烧灭菌基本成分：碳源、氮源、水、无机盐特殊需求：维生素（如乳酸杆菌）等按物理性质划分课堂总结三、微生物的纯培养合作探究：请同学们自主学习教材P11-13页，思考讨论完成问题。

1.相关概念：培养物？纯培养物？纯培养？（P11）2.酵母菌的纯培养的基本步骤？（注意倒平板和接种的具体操作）3.什么是菌落？单菌落？（P12）4.获得单菌落的方法？（P12）三、微生物的纯培养1.概念辨析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特定种类微生物的群体。由单一个体繁殖所获得的微生物群体。培养物纯培养物纯培养获得纯培养物的过程就是纯培养。(1)培养物：(2)纯培养物：(3)纯培养：2.纯培养的步骤配制培养基倒平板接种和分离培养灭菌(培养基和器具）(恒温箱)例如：1.培养乳酸杆菌需要添加

；2.培养霉菌时需将PH调至

，培养细菌时将PH调至

；3.培养厌氧微生物时需要提供

条件。维生素酸性中性或弱碱性无氧自养型微生物所需的碳源来自

碳源，异养型微生物所需的碳源来自

碳源无机氮源不但能给自养型微生物提供

，也能作为

，无机有机氮源能源物质酵母菌的纯培养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。(1)菌落：1.原理：微生物群分散或稀释单个细胞单个菌落繁殖念珠菌显色培养基大肠杆菌培养基酵母菌培养基金黄色葡萄球菌和枯草杆菌培养基(2)单菌落：一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。鉴别菌种：菌落的大小、形状、颜色、透明度、光泽度等是鉴定菌种的重要依据。获得单菌落的方法：平板划线法和稀释涂布平板法酵母菌的纯培养2.材料用具：酵母菌培养液、马铃薯、葡萄糖(或蔗糖)、琼脂、蒸馏水、天平、小刀、纱布、烧杯、锥形瓶、棉塞、牛皮纸(或报纸)、皮筋、培养皿、接种环、酒精灯、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌箱和恒温培养箱等。酵母菌培养液提供接种用的酵母菌配制酵母菌固体培养基马铃薯葡萄糖（或蔗糖）蒸馏水琼脂称取去皮的马铃薯200g切成小块加水1000mL，加热煮沸至马铃薯软烂。用纱布过滤得到滤液滤液中加入20g葡萄糖，15~20g琼脂。用蒸馏水定容至1000mL3.实验方法步骤：配制培养基配制培养基灭菌将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞。包上牛皮纸，并用皮筋勒紧。压力100kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15~30min。取5~8套培养皿培养皿叠成一束用几层牛皮纸包紧放入干热灭菌箱内，160~170℃灭菌2h。3.实验方法步骤：培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。倒平板：1拔出锥形瓶的棉塞。3用拇指和食指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（10～20mL），立即盖上皿盖。4等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。2将瓶口迅速通过火焰。灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基不能完全打开，以免杂菌污染培养基防止皿盖上冷凝水落入培养基造成污染。配制培养基灭菌倒平板3.实验方法步骤：4.实验方法步骤：配制培养基灭菌倒平板如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成后，灭菌之前进行操作。1.培养基pH要适宜，调pH是在灭菌前还是灭菌后？问题思考与分析：2.怎么确定所倒平板未被杂菌污染？

将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在以确定是否被污染或灭菌是否彻底。3.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。【例】倒平板是制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的重要环节，如图为倒平板的操作示意图。（1）请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：

。（2）甲、乙、丙中的灭菌方法是

。（3）丁中的操作需要等待

才能进行。丙→乙→甲→丁灼烧灭菌平板冷却凝固4.实验方法步骤：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表面。经过数次划线后培养，可以分离得到单菌落。连续划线法分区划线法具体操作：(1)将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红；(2)在火焰旁冷却接种环。同时，拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞；(4)在火焰附近用接种环蘸取一环菌液；(3)试管口通过火焰；→灼烧灭菌;→防止接种环温度过高杀死菌种;→灼烧灭菌;→注：仅蘸取一次；接种和分离酵母菌——平板划线法123接种环的灼烧灭菌（1、2、3表示先后顺序）(6)在火焰附近将培养皿打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划3-5条平行线，盖上皿盖；(5)将试管口通过火焰，并塞上棉塞；(7)灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。→灼烧灭菌;→注：不要划破培养基；→注：不要将最后一次的划线与第一次的划线相连。4.实验方法步骤：接种和分离酵母菌——平板划线法第1次划线灼烧接种环灭菌第2次划线灼烧接种环灭菌第3次划线灼烧接种环灭菌灼烧接种环灭菌12345①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每次划线前灼烧接种环进行灭菌；④划线操作结束后，仍需灼烧接种环，培养皿倒置培养。分区划线法【平板划线法注意事项】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

，从而使每次划线时菌种数目逐渐

，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

；第1区划线接种环灭菌（灼烧）第2区划线接种环灭菌（灼烧）接种环灭菌（灼烧）第5区划线接种环灭菌（灼烧）污染环境和感染操作者原有微生物【核心归纳】不同时期灼烧接种环的目的：上次划线的末端减少单个细胞2、为什么最后一次的划线与第一次的划线不能相连？123453、图中共划了5个区域，在每次划线前后均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环多少次？

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。6次。【问题探究】1、在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因是？

能使酵母菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单

细胞繁殖而来的菌落。

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℃（培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异）左右的恒温培养箱中培养24-28h。划3个平板（重复实验）1个不划线（空白对照）若该培养皿无菌落说明培养基没有污染；若有菌落生长，则说明培养基被污染或者灭菌不彻底。4.实验方法步骤：培养酵母菌1.怎么判断培养基配制是否合格?酵母菌的纯培养2.接种和分离酵母菌1.制备培养基3.培养酵母菌①配制培养基（马铃薯、葡萄糖、琼脂、水）②灭菌③倒平板（在酒精灯火焰附近操作）培养基：湿热灭菌（高压蒸汽灭菌锅）培养皿：干热灭菌（干热灭菌锅）用接种环在固体培养基上用平板划线法接种平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱培养酵母菌纯培养小结（1）倒平板后，待平板冷凝之后需将其倒置

（

）（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

（

）（3）若皿盖和皿底之间溅上培养基，这个培养基不可再用

（

）（4）为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落

（

）（5）平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧

（

）（6）培养微生物的温度因菌种不同而稍有差异

（

）1.易错辨析【现学现用】2.下列关于平板划线的操作，正确的是（）

A.每次划线前都要蘸取菌液

B.灼烧接种环后，要立即用接种环接种

C.平板划线操作时划出了五个区域菌落数逐渐增多

D.接种前，要将菌种试管口通过火焰D一、概念检测1.微生物的纯培养既需要适宜的培养基，又要防止杂菌污染。判断下列相关表述是否正确。（1）培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利。（

）（2）消毒和灭菌的杀菌程度存在差异。（

）（3）微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物。（

）

×√

×练习与应用（P14）2.日常生活中保存食品的方法有哪些？这些方法是如何阻止或抑制微生物生长的？日常生活中保存食品的方法有干制、腌制、低温储存等。干制可以降低食品的水分含量；腌制可以通过食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖；低温则是通过降低微生物的代谢速率来抑