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1章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用（2）异化作用（分解代谢）：是指生物体能够把自身的一部分物质加以分解，

出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。知识补充：代谢类型1.新陈代谢概念机体与内环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的自我更新过程。是生物体内全部有序的化学变化的总称。（1）同化作用(合成代谢)：是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且

能量的变化过程。根据生物体在同化作用过程中能不能利用无机物制造有机物自养型：异养型：绿色植物、光合细菌、硝化细菌、铁细菌、硫细菌等动物、大多数细菌和真菌等根据生物体在异化作用过程中对氧的需求情况需氧型：厌氧型：兼性厌氧型：绝大多数动植物、好氧型细菌、大多数真菌等乳酸菌、破伤风杆菌、及动物体内寄生虫（蛔虫）等酵母菌储存释放食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜葡萄酒、酸菜等变质从社会中来2、怎么才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？1、失败的原因是什么？主要原因是在制作过程中有杂菌大量繁殖①制作工具和原料进行消毒灭菌②接种纯的单一菌种③控制发酵条件（如制作泡菜时创造无氧环境），避免杂菌繁殖非细胞类原核类真核类病毒：新冠病毒等RNA病毒；

噬菌体等DNA病毒微生物细菌：乳酸菌、大肠杆菌等；蓝细菌、放线菌、支原体等单细胞真菌：酵母菌、霉菌等；原生生物：草履虫、衣藻等微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌和病毒等。p9本章提及的微生物主要指用于发酵所用的细菌和真菌。

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，就必须对其进行

。分离和培养菌落1.定义：

2.特征：3.功能：知识补充：菌落单个或少数同种菌体在固体培养基上大量繁殖，形成肉眼可见的子细胞群体。形状、大小、颜色、光泽度、透明度等。菌落是鉴定菌种的重要依据。青霉菌一个菌落是一个种群还是一个群落？√(1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件(2）确保其它微生物无法混入(3)并将需要的微生物分离出来培养基无菌技术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2.实验室培养微生物基本要求：酵母菌纯化培养培养基的配置人们按照微生物对

的不同需求，配制出供其

的营养基质。营养物质生长繁殖①培养、分离、鉴定、保存微生物。②积累其代谢物。1.概念：2.作用：3.类型：固体培养基液体培养基+琼脂

微生物在固体培养基表面或内部生长，就可以形成肉眼可见的菌落。扩大培养、工业生产微生物的分离、鉴定、活菌计数3.类型：培养基的配置琼脂是一种从红藻中提取的多糖

琼脂易溶于沸水，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，在常规培养条件下呈现固态。

固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。3.类型：（拓展延伸）培养基的配置培养基种类及用途划分标准培养基种类特点用途物理性质化学成分用途液体培养基半固体培养基固体培养基不加凝固剂扩大培养、工业生产加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类鉴定微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种天然培养基合成培养基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、鉴定选择培养基鉴别培养基加入某种化学物质，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（拓展）培养基中加氨苄青霉素具有抗氨苄青霉素能力的菌落没有氨苄青霉素抗性的细菌选择培养基培养基+氨苄青霉素培养基没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?4.培养基的营养构成：表1-11000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成组分含量提供的主要营养牛肉膏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（1）一般都含有碳源、氮源、水、无机盐牛肉膏蛋白胨①碳源：（提供碳元素）无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等培养自养微生物培养异养微生物②氮源：（提供氮元素）无机氮源：NH4＋、NO3-、NH3等有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等③无机盐：大量元素：Ca、K、Mg等微量元素：Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Mo等（调节酸碱平衡、维持一定的渗透压）来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。培养固氮微生物有些无机盐离子可以作为化能合成菌的能源（如铁细菌）（2）特殊需求：培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。④培养厌氧微生物时，需要提供

的条件。①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加

；②培养霉菌时，需要将培养基调至

；③培养细菌时，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：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等思考：所有微生物是否都可以用培养基进行培养?否。病毒是没有细胞结构的微生物,必须在活细胞内寄生并以复制的方式增殖,因此不能用培养基进行培养。生长因子：通常是指微生物自身不能合成或合成量不足，但又是微生物生长和代谢所必需的小分子。4.培养基的营养构成：3.含有C、H、O、N的有机物可作为

微生物的碳源、氮源、能源；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氧化的化学能糖类等有机物N2有机物中的化学能糖类、蛋白质等有机物蛋白质、NH4＋、NO3-等有机物中的化学能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.无机氮源不但能给有些自养型微生物提供

，也能作为

，碳源氮源能源物质异养型NH3：既是硝化细菌的氮源，又是它的能源物质光能自养化能自养异养、固氮菌异养4.同一种物质不能既做碳源又做氮源（

）牛肉膏或蛋白胨，可为异养微生物提供碳源和氮源×思考讨论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圆褐固氮菌吗？编号①②③④⑤成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O含量/g0.44.00.50.5100mL此培养基不含有机碳源，可用来培养自养型微生物。2．培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？不一定。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CO2；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N2。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，所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌。（1）防止培养物被杂菌污染（2）防止感染实验操作者1目的2类型超净工作台无菌技术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。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。消毒：灭菌：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？☞针对操作的空间、操作者的衣着和手☞针对培养微生物的器皿、接种用具和培养基芽孢：芽孢和孢子孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的无性生殖细胞(是繁殖体)。能直接发育成新个体。知识拓展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(不是繁殖体)，叫作芽孢。芽孢的壁很厚，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。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜(如温度、水分适宜)的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌。芽孢和孢子具有高度的耐热性，可抗化学药物和抗辐射。3对象无菌技术【注意事项】p10最后一段①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

。②为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在：

。超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行相接触①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行

。清洁和消毒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

。灭菌培养皿灭菌桶煮沸消毒法巴氏消毒法化学药物消毒法紫外线消毒100℃煮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75%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。4常用的消毒方法无菌技术1.对食物、快递的外包装和电梯的墙壁等外表面、空气进行消毒分别用什么方法？利用高温导致蛋白质变性，从而导致微生物死亡。利用化学药物杀死各种微生物紫外线破坏微生物的DNA结构5常用的灭菌方法无菌技术①湿热灭菌：利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。高压蒸汽灭菌：（效果最好）实验室常用高压蒸汽灭菌锅，在压力100kPa、温度121℃条件下，维持15-30min原理：对象：优点：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性操作简便，效果可靠，可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体。基本保持培养基的营养成分不破坏。培养基、无菌水、部分塑料制品高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅的使用②干热灭菌：干热灭菌箱内，在160-170℃的热空气中维持下2-3h达到灭菌目的原理：使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等对象：耐高温，需保持干燥的物品玻璃器皿（如试管、培养皿、吸管、注射器等）金属器具（如针头、镊子、剪刀等）5常用的灭菌方法无菌技术干热灭菌箱③灼烧灭菌：5常用的灭菌方法无菌技术

酒精灯火焰灼烧最彻底充分燃烧层

（外焰）使微生物燃烧a.接种工具如接种环、涂布器b.接种过程中的试管口或瓶口等易被污染部位效果：原理：对象：涂布器不耐高温的液体（牛奶）：接种室、超净工作台：培养皿、吸管等玻璃器皿：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：巩固练习：将以下器具、物品或对象与所采用的消毒或灭菌方法连线煮沸消毒法巴氏消毒法化学药剂消毒紫外线消毒灼烧灭菌干热灭菌高压蒸汽灭菌酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响：75%的酒精杀菌效果最好；浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌能力减弱。类型适用范围操作方法消毒灭菌较为温和理化方法，杀死部分微生物（不包括芽孢、孢子）强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）煮沸消毒法日常生活100℃煮沸5～6min巴氏消毒法不耐高温的液体62～65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min化学药剂生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线紫外线照射30min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等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,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160～170℃加热2～3h湿热灭菌培养基、培养皿等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121℃,15～30min消毒与灭菌接种室、接种箱，超净工作台传统发酵通常直接利用原材料中天然酵母菌工业生产通常使用人工选育的高活性酿酒酵母如何获得纯种酵母菌？微生物的纯培养培养物：在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体。纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。微生物的纯培养酵母菌纯培养物1概念获得纯培养物的前提是什么？2步骤配制培养基、灭菌、接种、分离、培养微生物的纯培养3原理获得纯培养物的前提是什么？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。

念珠菌显色培养基大肠杆菌培养基鉴别菌种：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。单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。获得单菌落的方法分散或稀释繁殖单个细胞微生物群单个菌落平板划线法稀释涂布平板法探究•实践

酵母菌的纯培养p121.制备培养基2.接种和分离酵母菌3.培养酵母菌4酵母菌纯培养的步骤恒温培养箱马铃薯琼脂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滤液中加入20g葡萄糖，15~20g琼脂用蒸馏水定容至1000mL得到滤液4酵母菌纯培养的步骤第1步：制备培养基①配制培养基4酵母菌纯培养的步骤第1步：制备培养基②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，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。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。培养基：高压蒸汽灭菌培养皿：干热灭菌（保持干燥）用牛皮纸、旧报纸包紧盛有培养基的锥形瓶的目的是什么？在灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞，在取出培养基锥形瓶时也起到隔绝空气中杂菌污染的作用。如果要调节培养基的pH，应该在灭菌前还是灭菌后？灭菌前调pH1.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4.等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。不能完全打开，以免杂菌污染培养基。目的：可以防止冷凝水落入培养基，造成污染。目的是灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。第1步：制备培养基③倒平板避免周围环境中微生物的污染（P10）倒平板注意事项：1.培养基灭菌后为什么要冷却到50℃左右时开始倒平板？

琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板时，高于50℃则会烫手，若低于50℃不及时操作，琼脂会凝固。2.为什么倒平板和接种整个过程要在酒精灯火焰旁进行？避免杂菌污染。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。4.怎么确定所倒平板未被杂菌污染或灭菌彻底？

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。平板划线法的具体操作步骤是怎样的？需要注意些什么？1酵母菌纯培养的步骤第2步：接种和分离酵母菌

平板划线法是通过

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。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。接种环微生物群分散或稀释单个细胞单个菌落繁殖生长情况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。1酵母菌纯培养的步骤第2步：接种和分离酵母菌

平板划线法的操作步骤：分区划线法12345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次划线接种前灼烧接种环灭菌灼烧接种环灭菌①接种环只蘸

次菌液，但要在培养基不同位置连续划线多次；②划线首尾

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。【平板划线法注意事项】问：接种环共需灼烧几次？6次一不能1酵母菌纯培养的步骤第3步：培养酵母菌接种后的平板未接种的平板完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将

的平板和一个

的平板倒置，放入

左右的恒温培养箱中培养

h。在培养皿的皿底用记号笔标记恒温培养箱①在实验室中，切不可饮食，离开实验室时一定要洗手，以防止被微生物感染。②使用后的培养基在丢弃前一定要进行

处理，以免

。灭菌污染环境28℃24-48接种后未接种1.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？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原有微生物。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。2.在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线的原因？3.在作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？使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，以便获得单个菌落。以免接种环温度太高，杀死菌种。思考•讨论（3）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，可能是由哪些原因引起的吗？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。（2）你是如何记录实验结果的？可以在培养12h和24h后，观察菌落的大小、形状、颜色、光泽度等。⑴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，说明培养基被杂菌污染或灭菌不彻底。2结果分析与评价酵母菌的纯培养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（

、葡萄糖、

、水）②灭菌③倒平板（在

附近操作）培养基：

灭菌（

锅）培养皿：

灭菌（

锅）用接种环在固体培养基上用

接种平板

，放入28℃左右的恒温培养箱培养琼脂湿热高压蒸汽灭菌干热干热灭菌酒精灯火焰平板划线法倒置马铃薯习题巩固1．(2024·湖南高考)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是（）A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤D××××习题巩固2.(2025·泰州靖江期中)实验小组对酿酒酵母菌进行平板划线的纯培养操作，下列有关叙述正确的是(

）

A.将配制好的马铃薯琼脂培养基放入干热灭菌箱内灭菌B.在酒精灯火焰附近，将培养皿盖完全打开后倒入培养基C.从第一次划线的末端开始到第二次划线结束，即完成接种D.将接种后的平板和未接种的平板倒置，放入恒温培养箱中培养D高压蒸汽灭菌锅打开一条稍大于瓶口的缝隙一般再做第三、四、五次划线习题巩固3.微生物接种的方法有很多，平板划线法是常用的一种。如图是平板划线示意图，划线的顺序为①②③④。下列相关叙述错误的是（

）A．划线操作时，用蘸有菌种的接种环在培养基表面划线B．划线时不要将第④区域的划线与第①区域相连C．完成图中所示的平板划线实验，接种环共需灼烧4次D．完成平板划线后需要将平板倒置，放入恒温培养箱中培养5次C

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。水果“酵素”是什么？其制作原理是什么？其中可能含有哪些成分？其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？其中的所有成分都有益于人体健康吗？“酵素”就是“酶”的另一种说法。其制作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。其中可能有糖类(包括一些简单的糖和膳食纤维等)、蛋白质(包