微生物的基本培养技术高二下生物人教版选择性必修3

第一章发酵工程第二节微生物的培养技术及应用人教版（2019）选择性必修三（一）微生物的基本培养技术学习目标1.概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求，进行酵母菌的纯培养。2.阐明微生物选择培养的原理。3.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。课前导入向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵就可以制成酸奶，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，但是食用自制酸奶导致肠胃不适的事件屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？

应该先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件，避免杂菌进入这需要应用无菌技术和微生物的培养技术培养基的配制无菌技术0102微生物的纯培养探究·实验0304目录CONTENTS微生物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:链霉菌等微生物的类群

本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。实验室培养微生物1.为人们需要的微生物提供合适的营养与环境条件2.确保其他微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来培养基的配置无菌技术培养基的配制1.培养基的概念:2.培养基的作用:3.培养基的类型:人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。(1)按物理性质：液体培养基、固体培养基、半固体培养基。(2)按化学组成：天然培养基、合成培养基。(3)按目的用途：选择培养基、鉴别培养基。有无凝固剂琼脂液体培养基固体培养基微生物的分离、鉴定、活菌计数，保藏菌种扩大培养、工业生产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。培养基的类型——按物理性质分琼脂：一种从红藻中提取的多糖，在98℃以上融化，在44℃以下凝固，在常规培养条件下呈现固态半固体培养基观察微生物的运动、分类鉴定菌落菌落

分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。细菌放线菌霉菌酵母菌单菌落：一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物鉴定菌种的重要依据一般来说，在一定的培养条件下（相同的培养基、温度、培养时间）生物表现出稳定的菌落特征。这些特征包括菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等方面。菌落特征是鉴定菌种的重要依据思考1.肺炎链球菌的S菌与R菌的菌落特征有何区别？2.有鞭毛的细菌和无鞭毛的细菌其菌落边缘有何不同?S形菌细胞壁外有荚膜，菌落边缘光滑；R形菌细胞壁外无荚膜，菌落边缘粗糙运动能力强，边缘不整齐放射状；运动能力弱，边缘整齐混合样品选择培养基上部分菌种才能生长普通培养基上所有菌种都能生长选择培养基选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基Eg:在培养基中加入抗生素，可用于选择培养真菌；

不加碳源的培养基可用于选择培养自养生物培养基的类型——按目的用途分鉴别培养基目的菌目的菌周围出现特殊现象非目的菌非目的菌周围无明显现象鉴别培养基：根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或者化学试剂配制而成，用于鉴别不同种类的微生物培养基的类型——按目的用途分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培养基的成分（1）基本成分碳源、氮源、无机盐、水碳源无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源：糖类、脂质、牛肉膏等自养微生物异养微生物功能：①构成细胞的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、N2等有机氮源：蛋白胨、尿素、氨基酸等功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等。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

调节PH

维持渗透压水功能：良好的溶剂

维持生物大分子结构的稳定给微生物提供C元素的物质给微生物提供N元素的物质表1-11000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成注：牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和蛋白质等营养物质。组分含量提供的主要营养物质牛肉膏5g碳源、氮源、磷酸盐和维生素等蛋白胨10g碳源、氮源和维生素等NaCl5g无机盐H2O定容至1000mL水主要提供碳源的是牛肉膏，主要提供氮源的是蛋白胨。注意：不是所有微生物培养基都要加入碳源、氮源自养生物:可利用无机碳源（例如，空气中的CO2），培养基中无需增加碳源。固氮微生物可利用N2为氮源，培养基中不用添加氮源。满足微生物对

、

、

的需求。特殊营养物质pHO2①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加

；维生素②培养霉菌时，需要将培养基调至

；酸性中性或弱碱性④培养厌氧微生物时，需要提供

的条件。无氧（2）特殊需求01040302实例③培养细菌时，需要将培养基调至

；培养基的成分微生物接种操作时为什么要“全副武装”和在专门的设备内进行？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。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。操作的空间、操作者的衣着和手用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基芽孢是某些细菌在营养条件缺乏时，在菌体内形成的壁厚、含水量低、抗逆性强的休眠体；孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞（繁殖体）。-----与消毒最本质区别消毒和灭菌工作之后避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触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。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72~76℃下处理15s或80~85℃下处理10-15s。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。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！！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160～1701～2h100kPa、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（2）纯培养物：（3）纯培养：（1）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：三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（1）实验原理①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。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注：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。三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（2）获得单菌落的方法：平板划线法、稀释涂布平板法平板划线法稀释涂布平板法三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（3）方法步骤：①配制培养基三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（3）方法步骤：②灭菌

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冷凝后平板倒置灼烧灭菌，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。三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（3）方法步骤：三、微生物的纯培养（3）方法步骤：3.酵母菌的纯培养④接种和分离酵母菌：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。接种环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。注意不要将最后一次的划线与第一次的相连。微生物的纯培养--接种和分离酵母菌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；注意1.每次划线操作总是从上一次划线的末端开始划线的原因？划线后末端含有的微生物数目较少，每次划线从上一次划线的末端开始能够使微生物数目随划线次数的增加逐渐减少，最终分散成单个细胞。2.最后一次划线与第一次划线不能相连的原因？最后一次划线通常已经将微生物稀释成单个的细胞，若与第一次划线相连则增加了微生物的数目，得不到纯化的效果。3.平板划线操作中几次灼烧接种环的目的？三、微生物的纯培养3.酵母菌的纯培养（3）方法步骤：⑤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。警示：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。对照：说明培养基是否被杂菌污染微生物的纯培养--结果分析与评价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？未接种的培养基表面若有菌落生长，则说明培养基被污染或灭菌不彻底；若无，则说明培养基未被污染且已彻底灭菌，培养基可以使用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；如果培养基上出现了其他形态的菌落，则说明在纯化过程中，无菌操作还未达到要求，可能所用菌液不纯，或者在实验操作过程中被杂菌污染思维训练——评估论点的可信程度评估“水果酵素”的功效是否真实？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。知识总结微生物的基本培养技术无菌技术煮沸消毒法纯培养培养基固体培养基接种分离平板划线法稀释涂布平板法种类液体培养基营养水、碳源、氮源、无机盐消毒巴氏消毒法灭菌湿热灭菌干热灭菌灼烧灭菌随堂训练1.下列关于制备固体培养基时倒平板的叙述中，正确的是()A.倒好的培养基和培养皿要进行灭菌处理B.应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C.为防止微生物落入培养基，要在酒精灯火焰旁进行操作D.倒好培养基的培养皿，要立即将平板倒过来放置答案：C解析：本题考查培养基的制备过程。培养基和培养皿都应该在倒平板之前进行高压蒸汽灭菌，A错误；倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，右手将锥形瓶中的培养基(约10~20mL)倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖，B错误；倒好培养基的培养皿，等培养基冷却凝固后，再将平板倒过来放置，D错误。随堂训练2.下列有关实验的操作中,错误的是(

)①加热消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢；②接种操作要在酒精灯火焰附近进行；③对于不耐高温的液体,如牛奶,用巴氏消毒法消毒；④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄都进行灭菌；⑤培养基可采用高压蒸汽灭菌；⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌；⑦接种环应采用火焰灼烧的方式灭菌A.①③

B.②④

C.⑤⑦

D.④⑥答案：D解析：煮沸5~6min可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢,①正确;酒精灯火焰附近存在一个无菌区,为了实现无菌操作,接种操作要在酒精灯火焰附近进行,②正确;对于牛奶这种不耐高温的液体可用巴氏消毒