1.2 微生物的培养技术及应用 课件（内嵌视频）2026-2027学年高二下学期生物人教版选择性必修3

发酵产品所需菌种生物分类代谢类型发酵温度发酵对氧的需求腐乳泡菜果酒果醋乳酸菌酵母菌醋酸菌毛霉（主）真核原核异养需氧15—18℃前期需氧，后期不需要密闭不需要前期需氧，后期不需要一直需要真核原核异养厌氧异养兼性厌氧异养需氧18—20℃18—30℃30—35℃第1章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用从社会中来问题2：怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？制作工具和原料消毒灭菌控制发酵条件（如制作泡菜时创造无氧环境），避免杂菌进入接种纯的单一菌种问题3：杂菌属于微生物，你知道杂菌属于微生物中的哪种类型吗？食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜葡萄酒、酸菜等变质主要原因是在制作过程中有杂菌大量繁殖微生物的无菌培养技术问题1：失败的原因是什么？微生物个体无法用肉眼观察的微小生物。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、衣藻等微生物的类群病毒：SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒细菌:蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌等；放线菌等

本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。问题4：微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想通过肉眼看某种纯净的微生物,我们该怎么做？一、微生物的基本培养技术(1)提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件(2)确保其他微生物无法混入(3)并将需要的微生物分离出来培养基无菌技术纯化培养必须对其进行培养和分离。实验室培养微生物的条件：问题5：难以用肉眼观察到的微生物吃什么呢？该如何培养呢？一、微生物的基本培养技术任务一

请结合教材9-10页，思考并回答下列问题1.培养基的用途有哪些？2.培养基的种类有哪些？3.培养基的必备营养成分有哪些？4.配制培养基时，如何满足不同微生物的特殊需求？举例说明。（一）培养基的配制：1.概念：2.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①培养、分离、鉴定、保存微生物；②积累其代谢物。固体培养基菌落：一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体（一）培养基的配制：微生物的分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种扩大培养、工业生产3.种类：液体培养基不含琼脂半固体培养基含0.2%-0.5%琼脂区别：加入琼脂的量决定培养基的物理状态。琼脂的性质：藻类中提取的一种高分子多糖，不会被微生物利用（不能提供能量和碳源），98℃以上溶解，44℃以下凝固，对微生物无害、灭菌过程中不会被破坏、透明度好、凝固力强。含1.5%-2.5%琼脂观察微生物的运动、分类鉴定（有无鞭毛）(1)按物理性质划分（最常用）（一）培养基的配制：3.种类：(2)按化学成分划分分类、鉴定作用：用于实验室中进行的营养、代谢、遗传、鉴定和生物测定等定量要求较高的研究作用：配制实验室常用培养基和工业生产合成培养基→由已知成分的纯化学药品人工配制而成的天然培养基→含有化学成分还不清楚或化学成分不明确的天然有机物。（一）培养基的配制：3.种类：选择培养基鉴别培养基特殊成分目的用途举例（3）按用途划分加入某种化学物质允许某种特定种类的微生物生长，又能抑制或阻止其他微生物生长①培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌生长②用尿素作为唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌加入某种指示剂或化学药品与微生物的代谢产物或培养基中的成分发生特定反应用“伊红—美蓝培养基”

鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌（若有则菌落呈黑色）培养、分离出特定微生物鉴别不同种类微生物（一）培养基的配制：3.种类：培养基培养基中加氨苄青霉素没有氨苄青霉素抗性的细菌没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰，保留具有抗氨苄青霉素能力的菌落思考3：怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?选择培养基划分标准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、扩大培养观察微生物的运动、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拓展延伸【注意】病毒为非细胞结构生物，只能在活细胞中营寄生生活，目前不能利用人工培养基来培养。（一）培养基的配制：4.培养基的营养成分：（1）一般都含有碳源、氮源、水、无机盐碳源无机碳源：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有机碳既是的碳源又是能源。氮源无机氮源：N2、NH4＋、NO3-、NH3等有机氮源：牛肉膏、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、调剂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固氮微生物硝化细菌4.培养基的营养成分：(2)特殊需求：满足微生物对

、

、

的需求。特殊营养物质pHO201040302实例①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③培养细菌时，需要将培养基调至

；中性或弱碱性④培养厌氧微生物时，需要提供

的条件。无氧维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）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蛋白胨10gNaCl5gH2O定容至1000ml碳源、氮源、磷酸盐和维生素等碳源、氮源和维生素等无机盐水主要提供碳源的是牛肉膏，主要提供氮源的是蛋白胨。牛肉膏：精牛肉的热水浸提液经过滤和浓缩制成的营养料蛋白胨：不同来源的蛋白质经过部分酶解或酸水解后，得到的可溶性产物混合物牛肉膏蛋白胨思考1：结合教材P10表1-1分析表中各组分提供的主要营养?（一）培养基的配制：→牛肉膏或蛋白胨，可为异养微生物提供碳源、氮源和能源③含有C、H、O、N的有机物可作为

微生物的碳源、氮源、能源；思考2：几种微生物的营养和能量来源分析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

；②NH3既是硝化细菌

，又是

；碳源氮源能源物质异养型光能自养化能自养异养、固氮菌异养用无碳培养基可以筛选培养什么微生物？用无氮培养基可以筛选培养什么微生物？自养微生物固氮微生物实战训练从物理性质看该培养基属于液体培养基该培养基中属于碳源的物质只有葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨该培养基缺少特殊营养物质该培养基调节合适的pH后就可以直接接种使用2、下列可以作为自养型微生物氮源的是()。A.N2、尿素B.牛肉膏、蛋白胨C.尿素、酵母粉D.铵盐、硝酸盐碳源、氮源、特殊营养物质碳源调节pH染色剂1、下表为某培养基的配方,下列叙述正确的是()。实战训练3.下列有关培养基的叙述，错误的是A.微生物的培养都需要提供水、碳源、氮源、无机盐，缺一不可B.微生物在固体培养基上生长时，可以形成肉眼可见的单个菌落C.在培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性D.培养基既能培养细菌，也能培养真菌1.获得纯净培养物的关键是什么？2.消毒和灭菌的区别是什么？3.为了防止杂菌污染，具体措施有哪些？（四个方面）4.如何针对不同的作用对象选择合适的消毒/灭菌方法？任务二

请结合教材10-11页，思考下列问题二、无菌技术：二、无菌技术：(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。培养皿1.无菌技术的关键：获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。防止被其他外来微生物污染;避免操作者自身被微生物感染。2.目的：3.无菌技术的对象：培养基接种环注意：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相接触。为了避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。(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。比较项目理化因素的作用强度消灭微生物的数量能否杀死芽孢和孢子消毒灭菌较为温和强烈全部微生物能部分微生物一般不能指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。(2)灭菌二、无菌技术：3.无菌技术的类型：不能灭菌时才考虑消毒（繁殖体）【芽孢】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，叫做芽孢。芽孢壁很厚，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。【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。能直接发育成新个体。接种室、接种箱或超净工作台可用紫外线照射30min。以杀死物体表面或空气中的微生物。照射前适量喷洒石碳酸或煤酚皂日常生活消毒，100℃煮沸5-6min。可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。针对一些不耐高温的液体；例如牛奶。62-65℃下煮30min或80-90℃处理30s-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；氯气消毒水源等。煮沸消毒巴氏消毒化学药剂消毒紫外线消毒(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。①概念：②常用的消毒方法（教材11页“资料卡”）3.无菌技术的类型：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3.无菌技术的类型：(2)灭菌①概念：指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。a、湿热灭菌实验室常用高压蒸汽灭菌（效果最好）：水蒸气为介质，在压力100kPa、温度121℃条件下，维持15-30min利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌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被破坏。原理：优点：对象：培养基、无菌水等②常用方法：高压蒸汽灭菌锅【强调】使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。b、干热灭菌原理：对象：干热灭菌箱，在160-170℃热空气中维持下2-3h使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等耐高温，需保持干燥的物品玻璃器皿（如试管、培养皿、吸管、注射器）金属器具

（如针头、镊子、剪刀等）酒精灯火焰充分燃烧层灼烧c、灼烧灭菌效果：原理：对象：最彻底使微生物燃烧接种工具如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具，接种过程中的试管口或瓶口等容易被污染的部位干热灭菌箱25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。强烈的理化方法，杀死所有微生物。煮沸消毒家庭餐具等生活用品100℃煮沸5～6min巴氏消毒牛奶等不耐高温的液体62～65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min化学药剂生物活体（皮肤、伤口）、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湿热灭菌培养基及多种器材和物品高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,温度121℃,15～30min接种室、接种箱，超净工作台（迅速彻底）4.无菌技术的类型比较：①不耐高温的液体（牛奶）：②接种室、超净工作台：⑧培养皿、吸管等玻璃器皿：③接种环等金属工具：⑤实验操作者的双手：⑦培养基：⑥家庭餐具等生活用品消毒：思考：以下器具、物品或对象与所采用的消毒或灭菌方法分别是什么？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⑨为保证无杂菌，实验操作都要在哪里进行？超净工作台的酒精灯火焰旁（75%酒精擦拭）④涂布器用什么方法灭菌：浸泡在75%酒精中，使用前灼烧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？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。酵母菌纯培养物该培养物是纯培养物吗？三、微生物的纯培养(一)培养物、纯培养物、纯培养概念辨析：1.培养物：2.纯培养物：3.纯培养：由单一个体繁殖所获得的微生物群体。获得纯培养物的过程就是纯培养。在相同培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征单个个体微生物群单个菌落（纯培养物）平板划线法、稀释涂布平板法分散或稀释生长繁殖特征：不同菌落的形状、大小、颜色等不同。4.纯培养的原理：(P12)(二)纯培养的步骤：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。功能：菌落是鉴定菌种的重要依据。制备培养基接种和分离培养称取去皮的马铃薯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①配制培养基1.制备培养基：(二)纯培养的步骤：计算称量溶化定容放入干热灭菌箱内，160~170℃灭菌2h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用几层牛皮纸包紧取5~8套培养皿培养皿叠成一束①在灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞。②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。②灭菌1.制备培养基：琼脂在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，因此50℃左右时既不会凝固也不会烫手待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。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;防止培养基表面的水分过快挥发防止空气中的微生物污染培养基倒平板注意事项：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③倒平板防止杂菌污染培养基1.制备培养基：③倒平板1.制备培养基：1.培养基pH要适宜，调pH是在灭菌前还是灭菌后？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。计算称量溶化定容调pH灭菌倒平板3.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。4.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？最好不用;因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。将所倒平板放入恒温箱中培养12h～24h，观察是否有菌落生长以确定是否被污染或灭菌是否彻底。5.如何判断所倒平板是否被杂菌污染？不能，因为平板较浅，灭菌过程中培养基沸腾会溢出平板2.能否先倒平板后灭菌，为什么？思考讨论：(1)接种：接种工具：2.接种和分离：接种的方法：接种针——用于穿刺接种；接种环——用于斜面接种或平板划线接种；玻璃涂布器——用于涂布平板接种；指在无菌条件下将微生物或含菌材料转移到合适其生长繁殖的培养基中的过程。涂布平板法、穿刺接种法、斜面接种法、平板划线法单个细胞微生物群单个菌落连续划线稀释分散生长繁殖

①原理：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。2.接种和分离：连续划线法分区划线法12345(2)分离：【平板划线法】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，并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④将已冷却的接种环伸入菌液中，蘸取一环菌液②操作步骤：杀死接种环上原有微生物，避免污染菌液以免接种环温度太高，杀死菌种防止瓶口微生物污染菌液；【平板划线法】⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基防止空气中的微生物进入污染菌液；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。②操作步骤：【平板划线法】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划线相连。杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端。划线结束后灼烧接种环：及时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。避免一区内浓密的菌液带到五区，从而得不到由单个细菌繁殖而来的菌落划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。②操作步骤：【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【平板划线法】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，培养皿倒置培养。分区划线法12345③注意事项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(第一次)第二次及之后每次划线前接种结束后（最后一次）杀死接种环上原有微生物，避免污染菌液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？以免接种环温度太高，杀死菌种分析、思考: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？5.未接种的培养基直接培养起什么作用？作空白对照，若培养后培养基表面无菌落，则说明培养基没有污染。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？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6.在观察时发现第一区有菌落生长，而第二区域无菌落生长，可能是哪个操作失误造成的？①接种环灼烧后未冷却直接进行划线；②划线未从第一区域的划线末端开始。分析、思考:培养：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。3.培养：1个不划线划3个平板（重复实验）（空白对照）作用：辨别培养基是否被污染在实验室中，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？3.是否进行了及时细致的观察与记录？（三）结果分析与评价：在接种酵母菌的培养基上可观察到独立的菌落，这些菌落在颜色、形状和大小上相似，酵母菌菌落一般表面光滑，多呈乳白色。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。培养12h与24h后的酵母菌菌落的大小会有明显不同（培养时间越长，菌落越大、颜色越深）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？菌液不纯，混入其他杂菌；或在实验操作过程中被杂菌污染。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