1.2.1微生物的基本培养技术课件-2025-2026学年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例屡见不鲜，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？酸奶一微生物的基本培养技术微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括：细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。醋酸杆菌大肠杆菌酵母菌尿素分解菌甲型流感病毒

防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提，也是发酵工程的重要基础。在实验室培养微生物的目的：

(1)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，并将需要的微生物分离出来。1.培养基的配制(1)概念：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----培养基(2)作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。(3)种类①物理性质液体培养基：不含凝固剂、呈液体状态的培养基固体培养基：含有凝固剂、呈液体状态的培养基加入凝固剂（琼脂）琼脂是由海藻中提取的多糖体具有凝固性②功能(3)种类选择培养基：根据某种微生物的特殊营养要求配置混合样品选择培养基上，部分菌种才能生长通用型培养基上，所有菌种都生长目的：将某种类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。例1，加入青霉素的培养基：分离酵母菌、霉菌等真菌；例2，不加氮源的无氮培养基：分离固氮菌；例3，不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物鉴别培养基：加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。目的菌目的菌鉴别培养基上的目的菌周围出现圈非目的菌的周围无明显现象②功能(3)种类目的：用于鉴别不同类型的微生物例1，加入伊红-美蓝的培养基：鉴别大肠杆菌例2，加入刚果红的培养基：鉴别纤维素分解菌(3)种类③成分来源天然培养基：含化学成分不明确的天然物质合成培养基：用已知的化学物质配制(4)菌落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手掌上微生物形成的菌落需氧型厌氧型1个菌落，由多个同种子代组成1个菌落就是1个种群菌种纯化就是为获得单菌落(5)基本成分一般都含有：

水

碳源(提供碳元素的物质)

氮源(提供氮元素的物质)----合成蛋白质、核酸、ATP等

无机盐----参与物质构建，调节渗透压有机碳源----异养微生物无机碳源----自养微生物有机碳既是碳源又是能源来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质营养丰富，各种微生物都能生长提供主要营养物质的基础上，还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求(6)其他要求思考：微生物培养基是否都需要人工添加碳源或氮源？不一定培养自养型微生物不需加入碳源分离自生固氮菌，不需加入氮源乳酸杆菌----添加维生素霉菌----调至酸性细菌----中性或弱碱性厌氧微生物----无氧pH缓冲剂----K2HPO4/KH2PO42、无菌技术☆高频答题语获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染☆消毒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。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。(1)消毒①煮沸消毒法：在100℃煮沸5〜6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。②巴氏消毒法适用对象：对于一些不耐高温的液体，如牛奶。处理方法：63〜65℃消毒30min

72〜76℃处理15s80〜85℃处理10〜15s优势：可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分(1)消毒(75%)酒精擦拭双手、用氯气消毒水源(1)消毒③化学药物消毒④紫外线消毒接种室、接种箱或超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法。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。(1)消毒⑤生物消毒法(2)灭菌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(休眠体)耐高温、耐旱抗辐射孢子(生殖细胞)①湿热灭菌法(2)灭菌利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法其中高压蒸汽灭菌的效果最好。以水蒸气为介质压力为100kPa、温度为121℃维持15〜30min来灭菌高压蒸汽灭菌锅先加热，排出“冷空气”再加热，用产生的水蒸气来灭菌排气时，自然冷却到压力指针为0，才打开阀门适用于培养基的灭菌操作：在160〜170℃的热空气中维持1〜2h可以达到灭菌的目的。适用范围：耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等，可以采用这种方法灭菌。②干热灭菌法(2)灭菌干热灭菌箱③灼烧灭菌将微生物的接种工具，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，可以迅速彻底地灭菌。在接种过程中，试管口、瓶口等容易被污染的部位，也可以通过火焰灼烧来灭菌。123充分燃烧层不充分燃烧层消毒和灭菌工作主要包括两个方面：对操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。做好消毒和灭菌工作后，要注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。为了避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。有效避免操作者被微生物感染3、微生物的纯培养将接种于培养基内，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。微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。酵母菌的纯培养实验原理：

(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。☆1个菌落就是1个种群☆每种微生物的菌落特征(形态、大小、颜色、边缘…)不同☆菌落特征可作为微生物的鉴别特征酵母菌的纯培养实验原理：(2)采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。方法步骤1.制备培养基

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。2.灭菌(1)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，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为100kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15〜30min。

(2)将5〜8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160〜170℃灭菌2h。3.倒平板待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。方法步骤酵母菌的纯培养琼脂的凝固点约45℃以不烫手为宜①拔出锥形瓶的棉塞②将瓶口迅速通过火焰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(10〜20mL)倒入培养皿，立即盖上皿盖。3.倒平板④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。(1)为什么翻转？(2)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？(3)怎么确定所倒平板未被杂菌污染？☆既可以防止培养基表面的水分挥发；又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。不能。空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生将所倒平板放入37℃的恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落存在2.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。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。酵母菌的纯培养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。③将试管口通过火焰2.接种和分离酵母菌④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞。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三至五条平行线，盖上皿盖。2.接种和分离酵母菌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划线相连。☆强调：①划线首尾不能相接②第1次灼烧：保证第1次划线只来自于菌液第2-N次灼烧：杀灭上次划线残留的菌种，保证下次划线菌种来自上次的末端最后的灼烧：防止菌种污染环境

(灭菌次数=划线次数+1)③划线后，培养皿倒置培养1234①下次划线前，接种环灭菌后没有冷却就划线②下次划线没从上次划线末端开始③因连续稀释，下次划线中没有菌种上次划线有菌落，下次划线无菌落。可能原因：3.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℃左右的恒温培养箱中培养24～48h。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？无：各环节操作正确有：被杂菌入侵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？若无第1次划线前，接种环未冷却原菌种密度太高，多次划线未分散开有杂菌①原菌液有杂菌③接种被污染培养条件不适宜④培养②培养基灭菌不彻底倒平板被污染含其他碳(氮)源一、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。()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？×√×干制----降低食品的水分含量腌制----通过食盐、糖等制造高渗环境低温----降低微生物的代谢速率二、拓展应用1.某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的培养基上轻轻按一下。然后用肥皂将该手洗干净，再将5个指尖在贴有“洗手后”标签的同种培养基上轻轻按一下。将这两个培养皿放入37℃恒温培养箱中培养24h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。

(1)这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有__________________。

(2)“将指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的哪一步操作？

(3)从实验结果来看，洗手后我们就能进行无菌操作了吗？操作时，我们可以采用什么方法来避免手上微生物的污染？培养皿和培养基接种用酒精棉球擦拭双手、戴消过毒的手套洗手后手上还有一些微生物，不能直接进行无菌操作。2.某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中，并放置在摇床上培养，摇床转速分别为210r/min、230r/min和250r/min。培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。(1)摇床转速不同，意味着培养条件有什么不同？(2)从图中数据你可以得出什么结论？其原因是什么？(3)为什么培养8h后，其中2个锥形瓶中酵母菌的种群密度基本达到稳定？意味着培养液中O2含量不同培养液中O2含量越高，酵母菌种群密度越大已经达到了K值1.下列制备鉴别大肠杆菌的牛肉膏蛋白胨培养基，正确的是

A.蛋白胨主要是提供碳源，牛肉膏是主要的氮源

B.培养基加入伊红-美蓝摇匀后，再倒平板

C.空白培养皿可用高压蒸汽灭菌，培养基可用干热法灭菌

D.皿盖和皿底交界的缝隙有培养基的平板不能使用D2.如右图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为12345。下列操作方法正确的是

A.当培养基的温度为55℃时迅速完成划线

B.划线操作须在火焰上进行

C.在5区域中才可以得到所需菌落

D.在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌D3.下图为从污水处理池中筛选能够高效分解有机污染物A的菌种的实验流程。据图分析下列说法不正确的是A.初选过程①中大多数不能利用有机物A的微生物不能形成菌落B.过程③应选择A物质含量最低的培养瓶中的微生物进一步接种C.接种过程④的目的是为了分离和纯化能够分解有机物A的菌种D.过程⑤重复多次的目的是为了大幅度提高菌种分解有机物A的能力D4.下图是实验室使用某种接种方法在培养基上培养某种微生物的结果，相关叙述不正确的是A.该图最可能是用平板划线法进行接种的B.该种微生物不可能是新冠病毒C.恒温培养箱中培养时需要将平板倒置D.该接种方法常用来准确统计样品中活菌的数目5.某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出高效降解原油的细菌，下列操作不妥的是

A.培养基应以原油为唯一碳源，该培养基为选择培养基

B.为检测培养基是否灭菌彻底，可将没接种的培养基在同样的条件下培养一段时间

C.采用平板划线法，既可得到纯化的菌株又便于对菌株计数

D.单菌落周围分解圈越大，说明目的菌降解原油的能力越强DC6.科研人员从某化工厂污水池中分离获得了能降解孔雀石绿的细菌A，并研究了不同金属离子对菌株A降解孔雀石绿的影响。下列分析不正确的是A.与对照组相比，多数金属离子对菌株A降解孔雀石绿有抑制作用B.Pb2+很可能与菌株A内相关酶结合，而提高了酶的活性C.若要排除Pb2+本身对孔雀石绿有降解作用，则应设置含等量的Pb2+但不接种菌株A的培养基作为对照D.对照组既没加金属离子，也没接种菌株AD7.在25℃的实验条件下可顺利完成的是

A.光合色素的提取与分离B.用斐林试剂鉴定还原糖

C.大鼠神经细胞的培养D.制备用于植物组织培养的固体培养基A8.做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是

A.高压蒸汽灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后开启锅盖

B.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

C.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落

D.用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上9.下列关于生物学实验的叙述不正确的是

A.为确定选择培养基的筛选功能，应设置一个接种无菌水的选择培养基作对照组

B.植物细胞质壁分离及复原实验与制备红细胞膜过程依据的主要实验原理相似

C.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，先进行预实验可降低实验成本

D.用平板划线法纯化大肠杆菌时，灼烧接种环的次数多于在培养基上划线区域数DA氮源碳源无机盐水高压蒸汽灭菌恒温箱无菌水多高NaCl选择10.某小组同学为了调查湖水中细菌污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察计数。

(1)培养基中的蛋白胨、淀粉分别为细菌主要提供了_______和________。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是_________和______。

(2)对培养基进行灭菌，应该采用的方法是_________________。

(3)接种了湖水样品的平板置于__________中培养，培养的温度设定在37℃。要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种_________作为对照进行实验。

(4)培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有_______种细菌。一般说来，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越______。

(5)如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐_________细菌，这种培养基被称为_________培养基。11.某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。苯酚稀释涂布平板影响平板划线(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入_______作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基________(影响、不影响)细菌的数量，如果要获得单菌落，常采用____________法和______________法接种。(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于_____________________；使用___________________________法可以在⑥上获得单菌落。(3)采用固体平板培养细菌时为什么进行倒置培养？_________________________(4)实验过程中如何防止其它微生物的污染？____________________⑤有苯酚，④没有稀释涂布平板(或平板划线)全过程无菌操作避免培养基水分过度挥发；防止培养基被成污染

(1)该实验中__________________________等可放人干热灭菌箱中灭菌。与步骤②中培养基的成分相比，步骤③培养基成分的最大区别是以苯酚作为唯一的______；步骤④中的培养基成为固体的原因是添加了________。

(2)若经步骤④培养后菌落的分布如图B，则接种时甲、乙、丙三个区域划线的操作顺序依次是______________。多次划线后，最终可得到由_____个细胞繁殖而来的单个菌落。甲、乙、丙1

(3)接种时，在第一区域划线后须将接种环_____________后再划线，在第二次划线时须从第一次划线的末端开始，这样做的目的是_____________________。

(4)步骤④的目的是_____________________________；经过步骤⑤培养后，应从残余苯酚浓度_______的培养瓶中再分离、培养目的菌株。12.分离和纯化高效分解苯酚(C6H5OH)的细菌锥形瓶、培养皿和接种环碳源琼脂灼烧、冷却从上一区域获取菌种分离纯化能分解苯酚的菌株最低13.临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。

(1)为了从样本中获取致病菌菌落，可用___________法或_________________法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

(2)取该单菌落适当稀释，用_______________法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A_______；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B_________；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明______________________________；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的_____。

(4)根据上述结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素____。平板划线稀释涂布平板稀释涂布平板敏感不敏感该致病菌对C的敏感性较A的弱耐药菌A14.幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。

(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有______，它能以尿素作为氮源。若有Hp，则菌落周围会出现_____色环带。

(2)步骤X表示_______。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液_______到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得______菌落。