微生物的基本培养技术高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节

微生物的培养技术及应用01微生物的基本培养技术学习目标1.掌握通过配制培养基，了解配制培养基的基本步骤，以及培养基中各类营养物质的配比。2.通过对培养皿和培养基进行灭菌，了解消毒和灭菌的原理及方法。3.通过对酵母菌进行纯培养，理解并掌握微生物接种、分离和培养的基本原理和过程。培养基的配制无菌技术0102微生物的纯培养03目录CONTENTS一.培养基的配制一

培养基的配制一1．培养基的营养构成(1)主要营养物质：一般都含有

等营养物质。水、碳源、氮源、无机盐组分含量提供的主要营养牛肉膏5g碳源、磷酸盐和维生素等蛋白胨10g氮源和维生素等NaCl5g无机盐H2O定容至1000mL水注：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。1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成碳源无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等自养微生物异养微生物功能：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。氮源无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等功能：氮是微生物合成蛋白质、核酸等物质必须的元素。含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。无机盐功能：提供无机营养、调剂PH、维渗透压水功能：良好的溶剂维持生物大分子结构的稳定Ca、K、Mg等大量元素Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素凡是能够为微生物提供C、N等元素的营养物质。为什么培养基需要氮源？旁栏思考思考1：培养微生物时，培养基中是否必须添加碳源和氮源？并说明理由。

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。根据碳/氮源的种类判断微生物同化作用是自养还是异养a.异养型微生物的碳源为：b.自养型微生物的碳源为：含碳有机物含碳无机物氮源是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的。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CO2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微生物异养微生物思考1：下表是某微生物培养基的成分，请分析该培养基可用来培养哪种微生物？若除去①，此培养基可用来培养根瘤菌吗？编号①②③④⑤成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O含量0.4g4.0g0.5g0.5g100mL根瘤菌虽可以固氮，但其同化作用类型为异养型，培养基中必须提供有机碳源，所以该培养基不能用来培养根瘤菌。此培养基可用来培养自养型微生物。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

；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无机有机特别提醒一

培养基的配制一1．培养基的营养构成(1)主要营养物质：一般都含有

等营养物质。水、碳源、氮源、无机盐(2)其他需求：还需要满足微生物生长对

的需求。pH、特殊营养物质、O2

例如：④培养厌氧微生物时，需要提供

的条件。①培养乳酸杆菌时，一般需要在培养基中添加

；②培养霉菌时，一般需要将培养基调至

；③培养细菌时，一般需要将培养基调至

；维生素酸性中性或弱碱性无氧主要指生长因子（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、氨基酸、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二.无菌技术二、无菌技术1.无菌技术：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。2.方法：①消毒②灭菌二、无菌技术3.无菌操作的对象：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无菌操作过程中，应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。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。煮沸消毒法巴氏消毒法化学药物消毒法紫外线消毒100℃煮沸5～6min。可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。

62～65℃煮30min或80～90℃下处理0.5～1min。可杀死绝大部分微生物，不破坏食物的营养成分。用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。二、无菌技术灭菌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注意：①使用前必须先把锅内的水加热煮沸，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。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？还能有效避免操作者自身被微生物感染！！用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。二、无菌技术二、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

℃处理10～15s

、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)化学药物消毒

擦拭实验者双手水源牛奶63～6572～765～630体积分数为70%～75%的酒精氯气接种室、接种箱或超净工作台80～85二、无菌技术项目主要方法应用范围灭菌灼烧灭菌直接在酒精灯火焰的

层灼烧干热灭菌干热灭菌箱中，

℃的热空气中维持

。高压蒸汽灭菌(湿热灭菌)充分燃烧接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具、试管口或瓶口等160～170

1～2h100kPa、121℃的条件下，维持15～30min培养基等耐高温的、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金属用具等二、无菌技术比较消毒和灭菌对微生物作用效果的差异比较项理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒灭菌

较为温和部分微生物一般不能强烈全部微生物能三.微生物的纯培养微生物的纯培养纯培养物培养物纯培养在微生物学中，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获得纯培养物的过程由单一个体繁殖所获得的微生物群体配制培养基灭菌接种分离培养微生物的纯培养--制备培养基（1）配制培养基微生物的纯培养--制备培养基（2）灭菌微生物的纯培养--制备培养基（3）倒平板注意待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。①温度：50℃左右②操作：在酒精灯火焰附近③冷凝后平板倒置防止瓶口微生物污染培养基防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染温度过高容易烫伤，低于50℃琼脂会凝固。避免杂菌污染。微生物的纯培养--接种和分离酵母菌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。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①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞③试管口通过火焰④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液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。微生物的纯培养--接种和分离酵母菌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.每次划线前灼烧接种环进行灭菌；4.划线操作结束后，仍需灼烧接种环。接种环灭菌接种环灭菌第3区划线接种环灭菌接种环灭菌微生物的纯培养--接种和分离酵母菌12345微生物的纯培养--培养酵母菌

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。在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手，以防止被微生物感染。使用后的培养基在丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。警示对照：说明培养基是否被杂菌污染。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？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、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？1.在未接种的培养基表面应该没有菌落生长，如果有，说明培养基被杂菌污染。2.提示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。微生物的纯培养5.结果分析与评价

1.为什么在操作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？灼烧时期目的取菌种前每次划线前接种结束后杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞。杀死接种环上原有微生物6.实验注意事项、分析、思考2.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4.为什么划线时要注意不能划破培养基？3.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？5.未接种的培养基直接培养起什么作用？

做空白对照，若培养后培养基表面无菌落，则说明培养基没有污染。评估论点的可信程度

有一段时间，水果“酵素”风靡各地。水果“酵素”制作的大致过程是：将洗净、切成块状的水果放入洁净的容器，再加入糖和水,密封，置于阴凉处发酵一至两周。有人说，吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。请评估这一论点是否可信。追问以下问题可以帮助你分析。“酵素”是什么？水果“酵素”的制作原理是什么？水果“酵素”中可能含有哪些成分？它是否含有人们无法从其他食品中获取但又是维护健康所必需的成分？水果“酵素”中的所有成分都有益于人体健康吗？如果要更加有力地支持或反驳水果“酵素”有益健康的论点，应该怎样获取证据？

所谓“酵素”，就是“酶”的另一种说法。“酵素”制作就是利用微生物进行无氧呼吸的原理，进行像制作泡菜一样的发酵。这样制作的“酵素”中可能有糖类(包括-些简单的糖和膳食纤维等)、蛋白质(包括多种酶)、有机酸等成分，不存在它独有的、特殊的营养物质，其中甚至可能含有微生物发酵产生的有毒物质，食用后可能会危害人体健康。因此，“吃水果酵素可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力”的论点值得怀疑。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）等按物理性质划分按化学成分划分按目的用途划分课堂总结课堂检测1.如果大肠杆菌培养基里不添加琼脂，大肠杆菌的生长情况是（）A．正常生长 B．无法存活 C．少数能存活 D．无法判断琼脂不提供能量和营养A2.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.无机氮源也可能提供能量D.牛肉膏蛋白胨培养基属于合成培养基，营养全面无机碳源不能提供能量牛肉膏、蛋白胨如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源牛肉膏蛋白胨培养基属于天然培养基，营养全面C3.对不同微生物的培养过程中正确的是()A.细菌培养时将pH调至酸性B.霉菌培养时将pH调至中性或微酸性C.培养厌氧微生物时需要提供无氧环境条件D.培养乳酸杆菌时在培养基中不需要添加维生素C4.微生物的培养需要配制培养基，以下叙述合理的是()。A.培养基中都含有碳源、氮源、水、无机盐B.因成分不同，培养基可分为固体培养基和液体培养基C.培养基中的氮源能提供氮元素，但不能作为能源物质D.筛选自养型微生物时，培养基中不需要加碳源按物理性质不同划分NH3、蛋白胨等D5.下表记录了某培养基的配方，下列叙述错误的是()成分𝐂𝐇𝟐𝐎蒸馏水青霉素含量

<m>30

g定容至

<m>1000

mL</m>0.1万单位A.根据物理性质划分，该培养基属于液体培养基B.该培养基不能用于培养大肠杆菌C.根据培养基的配方可知，该培养基培养的是异养型微生物D.固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基正确，一定浓度的抗生素会杀死细菌，如青霉素会杀死大肠杆菌固体培养基去除凝固剂D6.下列对灭菌和消毒的理解不正确的是（）A．灭菌是指杀灭环境中一切微生物的细胞、芽孢和孢子B．消毒是指杀死物体表面或内部的部分微生物C．消毒和灭菌都是采用物理方法杀灭微生物D．常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌等消毒和灭菌都是采用物理或化学的方法杀灭微