1.2第1课时微生物的基本培养技术课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

nullnullnullnull第1课时 微生物的基本培养技术 本节聚焦： 1.概述培养基的成分和配制方法。 2.区分消毒和灭菌，掌握不同物品的灭菌方法。 3.概述微生物纯培养的基本操作要求。 第一章 第二节 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件屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？ 从社会中来 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。 1. 微生物的概念： 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。 （1）无细胞结构（病毒）：SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌 体等DNA病毒。 （2）原核细胞：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌等细菌；链霉 菌等放线菌。 （3）真核细胞：①真菌：酵母菌、霉菌、毛霉等； ②原生生物：草履虫、变形虫、衣藻等。 一、微生物 本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。 2. 研究和应用微生物的前提（发酵工程的重要基础） （1）防止杂菌污染； （2）获得纯净的微生物培养物。 3. 实验室培养微生物的要求 （1）为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件—培养基 （2）确保其它微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来— 无菌技术 一、微生物 1. 培养基的概念： 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。 2.培养基的作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 二、培养基的配制 金黄色葡萄球菌和枯草杆菌培养基 大肠杆菌培养基 酵母菌培养基 3.培养基的分类： （按照物理性质分类） ①液体培养基：不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基。 扩大培养、工业生产 ②固体培养基：呈固体状态的培养基。 获取单菌落、鉴定、活菌计数、保藏菌种 二、培养基的配制 加入琼脂 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。 注意：凝固剂（如琼脂），不能被微生物利用，只起到凝固作用。 3.培养基的分类： （按照目的用途分类） ①选择培养基：微生物学中，将允许特定种类的微生物生长， 同时抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基 ②鉴定培养基：在培养基中加入某种指示剂，用以鉴别某种微 生物。 二、培养基的配制 4. 培养基的营养构成 （1）各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质。 例如：1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 二、培养基的配制 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。 二、培养基的配制 营养物质 来源 功能 碳 源 无机碳源 碳酸根、碳酸氢根等含碳无机物 ①构成细胞物质和一些代谢物; ②有机碳既是碳源又是能源 有机碳源 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等 氮 源 无机氮源 铵盐、硝酸盐等 合成蛋白质、核酸及 含氮的代谢物 有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 水 ①溶剂; ②参与微生物代谢 无机盐 无机物 ①细胞内的组成成分; ②维持渗透压 （2）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。 ①培养乳酸杆菌时，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_______性。 ③培养细菌时，一般需要将培养基调至______________性。 ④培养厌氧微生物时，则需要提供________的条件。 二、培养基的配制 酸　 维生素　 中性或弱碱　 无氧 培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 提示：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。 1. 获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。 无菌技术应围绕着如何避免杂菌污染展开。主要包括消毒和灭菌。 （1）消毒： ①概念：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适用对象：对操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。 （2）灭菌： ①概念：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适用对象：用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 三、无菌技术 2.常见的消毒和灭菌的方法 （1）消毒方法： 三、无菌技术 煮沸消毒：生活中常用（100℃，5～6min） 巴氏消毒：牛奶、啤酒等不耐高温的液体（63～65 ℃消毒30 min或72～76 ℃处理15 s或80～85 ℃处理10～15 s） 化学药物消毒：例如酒精擦拭双手 紫外线消毒 空间消毒 2.常见的消毒和灭菌的方法 （2）灭菌方法： 三、无菌技术 注意事项： (1)做好消毒和灭菌工作后，应注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。 (2)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上并在酒精灯火焰附近进行。 四、微生物的纯培养 1．相关概念 (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特定种类微生物的群体称为培养物。 (2)纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体。 (3)纯培养：获得纯培养物的过程。 2．微生物纯培养步骤：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。 3.菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，是鉴定菌种的重要依据。 特征:大小、形状、光泽、颜色、透明度等。 纯培养的原理 （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（菌落属于种群）。 （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到固体培养基上，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。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 目的要求： 1.学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板。 2.学会进行无菌操作。 3.尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落。 材料用具： 酵母菌培养液、马铃薯、葡萄糖（或蔗糖）、琼脂、蒸馏水、天平、小刀、纱布、烧杯、锥形瓶、棉塞、牛皮纸（或报纸）、皮筋、培养皿、接种环、酒精灯、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌箱和恒温培养箱等。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 1.制备培养基 （1）配制培养基： 称取去皮马铃薯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（定容）。 （2）灭菌： 将配置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，160~170℃灭菌2h。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 1.制备培养基 （3）倒平板 待培养基冷却至50℃，在酒精灯火焰附近倒平板 ① 拔出锥形瓶的棉塞。 ②将瓶口迅速通过该火焰。 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 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，立即盖上盖子。 ④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 不要完全打开，以免杂菌污染培养基 防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 倒平板的注意事项： （1）培养基灭菌后，需冷却至50℃左右时才能倒平板，温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。 （2）整个操作在酒精灯火焰旁附近进行，避免周围环境中微生物的污染。 （3）平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 （4）倒平板时不要将培养基溅在皿盖与皿底之间，否则此培养基不能用来培养微生物，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。 （5）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。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 2.接种和分离酵母菌 平板划线法： 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。 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 2.接种和分离酵母菌 平板划线的具体操作： 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 2.接种和分离酵母菌 平板划线的具体操作： 灼烧接种环的目的： 第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培 养物。 第二次及以后划线前：杀死上次划线时残留菌种，保 证每次划线菌种来自上次划线末端。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 划线操作结束时：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者。 第二次及以后的划线时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？ 将聚集的菌种逐步稀释，以便获得单菌落。线条末端酵母菌的数目比起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使酵母菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到单菌落。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 为什么不能将最后一次的划线与第一次的划线相连？ 菌种经数次划线后培养，分离得到单菌落。第一次划线酵母菌数量多，最后一次划线酵母菌数量少，首尾相连，不容易得到单个菌落。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 方法步骤： 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 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（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24-48 h。 未接种的平板作为对照组，若有其上菌落生长，则说明培养基被污染或者灭菌不彻底。 警示：在实验室中，切记不可吃东西、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。 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。 四、微生物的纯培养——酵母菌的纯培养 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。( ) ~~~~~练习与应用~~~~~ × √ × 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？ 日常生活中保存食品的方法有干制、腌制、低温储存等。干制可以降低食品的水分含量；腌制可以通过食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖；低温则是通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。 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24 h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析冋答下列问题。 ~~~~~练习与应用~~~~~ (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？ 培养皿和培养基。 接种 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24 h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析冋答下列问题。 ~~~~~练习与应用~~~~~ (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？ 通过实验结果可以看到，洗手后手上还有一些微生物，不能直接进行无菌操作。可以通过用酒精棉球擦拭双手，或戴消过毒的手套等方法来避免手上微生物的污染。 二、拓展应用 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。请分析回答下列问题。 ~~~~~练习与应用~~~~~ (1) 摇床转速不同，意味着培养条件有什么不同？ 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。 (2) 从图中数据你可以得出什么结论？其原因是什么？ (2) 从图中数据你可以得出什么结论？其原因是什么？ 这时候已经达到了环境容纳量。 随堂练习 1．下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是、(　　) A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊 的营养物质 B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压 等的影响 D．淀粉可作为所有微生物的碳源 C 解析： 培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误； 一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误； 某些微生物不能利用淀粉，而只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等糖类，D错误。 随堂练习 2．下列关于倒平板的叙述，错误的是(　　) A．待培养基冷却至50 ℃左右时倒平板 B．倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行 C．完全打开培养皿皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿， 左手立即盖上培养皿的皿盖 D．为避免水滴滴入培养基，平板应倒过来放置 C 解析：倒平板时，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全打开皿盖，目的是防止杂菌污染，C错误。 随堂练习 3．如图表示实验室中酵母菌纯培养的部分操作步骤，下列说法错误的是(　　)   A.①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行 B．步骤①中待倒入的培养基冷却后盖上培养皿的皿盖 C．步骤③中，每次划线前后都需对接种环进行灭菌处理 D．划线接种结束后，将图④平板倒置后放入培养箱中培养 B 解析： 由图可知，①是倒平板，②是用接种环蘸取菌液，③是进行平板划线，④是培养。①②③步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行，以防止杂菌污染，A正确； 倒完平板后应立即盖上培养皿的皿盖，冷却后将平板倒过来放置，B错误； 第一次划线前灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养基，除第一次划线外，每次划线前灼烧接种环是为了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，从而通过增加划线次数，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到单菌落，最后一次划线后也需要对接种环进行灭菌处理，C正确； 划线接种结束后，将平板倒置后放入培养箱中培养，可以防止培养皿皿盖上的水珠落入培养基造成污染，D正确。 随堂练习 4．某兴趣小组欲对葡萄皮上的野生酵母菌进行纯培养。回答下列问题。 (1)酵母菌的纯培养可使用________________(填“牛肉膏蛋白胨”或“马铃薯琼脂”)培养基，培养基中还应加入链霉素以抑制____________的生长。该培养基应采用____________灭菌法灭菌。 马铃薯琼脂 细菌(原核微生物) 湿热 (2)采用平板划线法将葡萄皮上的野生酵母菌接种到平板上，之后经培养得到的单菌落一般是由________________形成的纯培养物。上述方法能分离得到单菌落的原理是_____________________________________________________。 单个微生物繁殖 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，经数次划线培养，可以分离得到单菌落 (3)如图为不同初始氧气浓度下，利用等量酵母菌进行发酵产酒精实验的相关曲线。其中，初始氧气浓度较高的是________，判断依据是________________________________________。 a 初始氧气浓度高，酵母菌进行有氧呼吸的时间长，酒精发酵的起始时间较晚(或初始氧气浓度高，酵母菌有氧呼吸大量繁殖，在酒精发酵的初期，产生酒精的速率较快) Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 Lavf57.62.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$