1.2 微生物的培养技术及应用（第1课时）课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1课时 微生物的基本培养技术 第1章 发酵工程 第2节 微生物的培养技术及应用 高二下学期生物人教版选择性必修3 1 一、微生物及培养条件 1.微生物的概念:微生物是__________________________的统称，包 括细菌、真菌和病毒等。本章中提及的微生物主要指_____________ _________。 难以用肉眼观察的微小生物 用于发酵的细菌和真菌 2.在实验室培养微生物:一方面要为人们需要的微生物提供合适的 ________________；另一方面要确保___________________________ ____________________。 营养和环境条件 其他微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来 预 习 梳 理 2 二、培养基的配制 1.培养基的概念:人们按照微生物对__________的不同需求，配制出 的供其生长繁殖的__________。 2.培养基的功能:用以培养、______、鉴定、保存微生物或_________ ______。 营养物质 营养基质 分离 积累其代谢物 液体培养基 ↓(加入______等凝固剂) 固体培养基：微生物在其表面或内部可形成______ 琼脂 菌落 3.培养基的种类 预 习 梳 理 3 4.培养基的营养要素 (1)各种培养基的配方不同，但一般都含有____、______、______、 ________等营养物质。 (2)需要满足微生物生长对____、特殊营养物质以及____的需求。部 分实例见下表。 水 碳源 氮源 无机盐 细菌类型 对培养基的需求 乳酸杆菌 添加________ 霉菌 一般将培养基调至____性 细菌 一般将培养基调至____________性 厌氧微生物 提供______的条件 维生素 酸 中性或弱碱 无氧 预 习 梳 理 4 三、无菌技术 1.获得纯净的微生物培养物的关键：防止__________。 杂菌污染 2.具体操作 (1)对操作的______、操作者的衣着和手，进行清洁和______。 (2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行______。 (3)做好消毒和灭菌工作后应避免已经灭菌处理的材料用具与_______ ______接触。 (4)为避免周围环境中微生物的污染，接下来的许多操作应在_______ ______上并在____________附近进行。 空间 消毒 灭菌 周围的物品 超净工作台 酒精灯火焰 预 习 梳 理 5 3.消毒和灭菌 方法 结果 消毒 较为______的物理、 化学或生物等方法 仅杀死物体表面或内部的________ _______ 灭菌 ______的理化方法 杀死物体内外______________ (包括芽孢和孢子) 温和 一部分微生物 强烈 所有的微生物 预 习 梳 理 6 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__________繁殖所获得的微生物群体。 (3)纯培养:获得__________的过程。 (4)菌落：分散的微生物在适宜的______培养基表面或内部可以繁殖 形成____________、有一定形态结构的____________。 单一个体 纯培养物 固体 肉眼可见的 子细胞群体 预 习 梳 理 7 2.步骤：微生物的纯培养包括____________、_____、______、______ 和______等步骤。 配制培养基 灭菌 接种 分离 培养 3.常用接种方法：____________和________________。 平板划线法 稀释涂布平板法 预 习 梳 理 8 任务一 培养基的配制 【情境】 下表为培养细菌常用的培养基配方。 牛肉膏 蛋白胨 琼脂 蒸馏水 定容至 (1)该培养基是______(填“固体”或“液体”)培养基。 (2)利用该培养基的细菌的同化作用类型是________(填“自养型”或 “异养型”)。 固体 异养型 (3)配方中的牛肉膏主要为细菌的生长提供_______________________ ______等营养，蛋白胨主要为细菌的生长提供___________________ 等营养。 碳源、氮源、磷酸盐和维生素 碳源、氮源和维生素 任 务 活 动 9 1.培养基的成分 营养物 质 来源 功能 碳源 无机 碳源 、 等含碳 无机物 ①提供碳元素，构成细胞物质和一 些代谢产物; 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 主要是提供氮元素，用于蛋白质、 核酸等的合成 任 务 活 动 10 营养物 质 来源 功能 氮源 有机 氮源 牛肉膏、蛋白胨、尿 素、氨基酸等 主要是提供氮元素，用于蛋白质、 核酸等的合成 特殊营 养物质 维生素、氨基酸、碱基 ①酶或核酸的组成成分； ②参与代谢过程中的酶促反应 水 — ①良好的溶剂； ②维持生物大分子结构的稳定 续表 任 务 活 动 11 营养物 质 来源 功能 无机盐 无机化合物 ①细胞组成成分、生理调节物质、 某些化能自养菌的能源； ②酶的激活剂、抑制剂 续表 任 务 活 动 ［注意］ ①微生物最常利用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源 是铵盐、硝酸盐。 ②对异养微生物来说，含C、、、 的有机化合物既是碳源和能源， 又是氮源。 ③并非所有培养基都含有碳源、氮源。若培养自养型微生物，如硝 化细菌，培养基可不含碳源，其可利用空气中的 合成有机物；若 培养固氮微生物，培养基可不含氮源。 任 务 活 动 13 ④琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。 ⑤病毒为非细胞结构生物，不能利用人工培养基来培养。 2.两种培养基的比较 培养基种类 特点 用途 液体培养基 不加凝固剂 一般用于工业生产 固体培养基 加凝固剂，如琼 脂 微生物分离、鉴定、活菌计 数、保藏菌种 任 务 活 动 14 例1 下列关于微生物营养物质的描述正确的是( ) A.同一物质不可能既作碳源又作氮源 B.除水以外的无机物仅提供无机盐 C.凡是碳源都能提供能量 D.无机氮源也能提供能量 √ 任 务 活 动 15 [解析] 对异养微生物来说，含C、、、 的化合物既是碳源，又 是氮源，如牛肉膏，A错误；和 是无机物，也是某些微生物的 碳源和氮源，B错误；有机碳源能提供能量，无机碳源不能提供能量， C错误；硝化细菌所利用的氮源是无机氮源——氨，同时氨也为硝化 细菌提供用于化能合成作用的能源，D正确。 任 务 活 动 16 任务二 无菌技术 【资料】阅读教材第11页“资料卡——常用的消毒和灭菌方法”，完 善下表。 无菌 技术 常用方法 应用范围 操作方法 消毒 ________ __法 日常用品 在煮沸 煮沸消毒 任 务 活 动 17 无菌 技术 常用方法 应用范围 操作方法 消毒 ________ __法 不耐高温的液体，如 牛奶 在消毒 或 处理或 处理 ，可杀死绝大多数微生物，并且基本不破坏营养成分 化学药物 消毒法 手、水源等 用______擦拭双手，用______ 消毒水源 巴氏消毒 酒精 氯气 续表 任 务 活 动 18 无菌 技术 常用方法 应用范围 操作方法 消毒 ________ ____法 接种室、接种箱或超 净工作台等 用紫外线照射 紫外线消毒 续表 任 务 活 动 19 无菌 技术 常用方法 应用范围 操作方法 灭菌 ________ __法 涂布器、接种环、接 种针或其他金属用 具、试管口、瓶口等 将需灭菌的器具在酒精灯火焰 的充分燃烧层灼烧 干热灭菌 法 玻璃器皿(如吸管、培 养皿等)、金属用具等 耐高温的和需要保持 干燥的物品 使用干热灭菌箱在 的热空气中维持 续表 灼烧灭菌 任 务 活 动 无菌 技术 常用方法 应用范围 操作方法 灭菌 ________ ______法 (属于湿 热灭菌 法) 培养基及容器 常使用高压蒸汽灭菌锅以水蒸 气为介质，在压力 、 温度为 的条件下，维持 高压蒸汽灭菌 续表 任 务 活 动 21 ［注意］ 用紫外线消毒前，适量喷洒苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强 消毒效果。 任 务 活 动 例2 [2024·江苏南通一中月考] 微生物培养时常利用无菌技术避免杂 菌的污染，下列相关叙述错误的是( ) A.配制好的培养基应放入干热灭菌箱中进行干热灭菌 B.实验中避免已灭菌处理的材料用具与周围物品接触 C.接种环要进行灼烧灭菌 D.实验结束后对实验室喷洒苯酚同时配合紫外线照射 √ 任 务 活 动 23 [解析] 对培养基灭菌常采用高压蒸汽灭菌法，A错误；为避免杂菌 污染，实验中应避免已灭菌处理的材料用具与周围物品接触，B正确； 接种环、接种针需要进行灼烧灭菌处理，C正确；紫外线能破坏 结构，密闭空间内的空气常采用紫外线照射消毒，喷洒苯酚同时配 合紫外线照射可加强对密闭空间的消毒效果，D正确。 任 务 活 动 24 任务三 探究·实践——酵母菌的纯培养 1.原理 采用____________和稀释涂布平板法能将______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______微生物繁殖形 成的纯培养物。 平板划线法 单个 单个 任 务 活 动 25 2.方法步骤 纱布 琼脂 高压蒸汽灭菌锅 干热灭菌 酒精灯火焰 平板划线 未接种的平板 恒温培养箱 任 务 活 动 26 ［分析］ (1)倒平板时______(填“能”或“不能”)将培养皿完全打开， 原因是______________________。 (2)培养基冷却凝固后，将培养皿______(填“正置”或“倒置”)，原因是 __________________________________________________。 不能 防止空气中杂菌的污染 倒置 防止蒸发的水分落入培养基；防止培养基水分过快挥发 (3)进行平板划线时，接种环首先要进行______灭菌，待其冷却后再 进行接种，原因是__________________。第二次划线时应从第一次 划线的______开始，其原因是划线后，线条末端细菌的数目比线条 起始处要____。 灼烧 防止高温杀死菌种 末端 少 任 务 活 动 27 (4)将______________与接种的平板同时倒置培养，其目的是_______ ________________________。 未接种的平板 检验配制的培养基灭菌是否彻底 任 务 活 动 28 1.平板划线的注意事项 (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)每次划线前对接种环进行灼烧灭菌，灼烧接种环之后，要冷却后 才能进行划线，以免温度太高杀死菌种。 (3)最后一次划线与第一次划线不能相接。 (4)划线用力要适当，防止用力过大将培养基划破。 任 务 活 动 29 2.平板划线法中几次“灼烧”的分析 平板划线法中的无菌操作主要是通过“灼烧”实现的，在平板划线过 程中要进行多次灼烧，这几次灼烧的目的见表。 操作 第一次灼烧 从第二次划线开始,每次划线 之前灼烧 划线结束后灼烧 目的 避免接种环上 可能存在微生 物污染培养物 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 杀死接种环上残留 的菌种,避免微生 物污染环境和感染 操作者 任 务 活 动 30 例3 下列关于酵母菌的纯培养实验的叙述中，正确的是( ) A.最后将平板倒置，放在培养箱中培养 B.使用已灭菌的接种环、培养皿，在操作过程中不再灭菌 C.将蘸有菌种的接种环通过酒精灯火焰后迅速伸入平板内划线即可 D.打开含菌种的试管，试管口需通过火焰灭菌，取出菌种后，需马 上塞上棉塞 √ 任 务 活 动 31 [解析] 为防止培养皿皿盖上的水珠滴入培养基，以及避免培养基的 水分过快地挥发，划线操作结束后，将平板倒置，放入恒温培养箱 中培养，A正确；平板划线过程中，接种环在每次划线之前和划线结 束后均需要灼烧灭菌，B错误；蘸有菌种的接种环不能通过酒精灯火 焰，否则菌种会死亡，将蘸有菌种的接种环伸入平板，在培养基表 面迅速划三至五条平行线，然后盖上培养皿皿盖，注意不要划破培 养基，C错误；打开含菌种的试管，试管口需通过火焰灭菌，取出菌 种后，试管口还需通过火焰灭菌，再塞上棉塞，D错误。 任 务 活 动 32 例4 平板划线法是微生物接种的常用方法。下图是平板划线示意图， ①②③④代表依次划线的区域。下列叙述错误的是( ) A.划线前操作者应对其衣着和手进行清洁和 消毒 B.划线时蘸有菌种的接种环不能插入培养基中 C.区域④的划线与区域①的划线不得相连 D.在图示操作过程中共需灼烧接种环4次 √ 任 务 活 动 33 [解析] 为了防止杂菌污染，划线前操作者应 对其衣着和手进行清洁和消毒，A正确；划 线时蘸有菌种的接种环在培养基表面进行划 线，不能插入培养基中，B正确；区域④的 划线与区域①的划线不得相连，否则可能不 能得到单菌落，C正确；平板划线过程中， 接种环在每次划线之前和划线完成后均需要灼烧灭菌，故在图示操作过 程中共需灼烧接种环5次，D错误。 任 务 活 动 34 1.正误辨析 (1)在固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基。( ) × [解析] 固体培养基中添加了凝固剂，加少量水不能使其成为液体培 养基。 (2)实验室培养硝化细菌时，培养基中无须加入有机碳源。 ( ) √ [解析] 硝化细菌为自养型生物，可以二氧化碳为碳源合成有机物。 (3)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的 伤害。( ) √ (4)为了防止污染，接种环经灼烧灭菌后应立即挑取菌落。( ) × [解析] 接种环经灼烧灭菌后应冷却后再挑取菌落，防止高温杀死菌种。 当 堂 自 测 35 (5)倒平板时，培养皿皿盖不能完全打开。( ) √ (6)进行平板划线操作时，第一步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物。 ( ) √ (7)只要是没有生物活性的材料(如培养基、接种环等)都可采用高压 蒸汽灭菌法进行灭菌。( ) × [解析] 在培养基中含有高温条件下会被破坏或分解的物质时或物品 需要保持干燥时，不能用高压蒸汽灭菌法灭菌。 当 堂 自 测 36 (8)所有微生物在培养时，培养基中都需加入氮源。( ) × [解析] 不是所有培养基都需要添加氮源，例如培养固氮菌的培养基 不需要添加氮源，因为固氮菌可以直接利用空气中的氮气。 (9)与紫外线照射相比，高压蒸汽灭菌防止杂菌污染的效果更好。 ( ) √ (10)若皿盖和皿底之间溅上培养基，这个培养基不可再用。( ) √ 当 堂 自 测 37 2.[2024·河北保定期末]在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒 和灭菌来避免杂菌的污染。下列相关叙述错误的是( ) A.玻璃器皿和金属用具可利用干热灭菌箱进行干热灭菌 B.巴氏消毒法处理牛奶，能减少牛奶中营养物质的损失 C.无水酒精能加速蛋白质脱水，常用无水酒精对皮肤进行消毒 D.由于紫外线能破坏 结构，病房中常采用紫外线进行消毒 √ 当 堂 自 测 38 [解析] 玻璃器皿和金属用具常用干热灭菌法灭菌，A正确；巴氏消 毒法既能杀死牛奶中绝大多数的微生物，又不破坏牛奶中的营养物 质，B正确；通常使用 的酒精对皮肤进行消毒，C错误；紫外线 通过破坏蛋白质和 结构来杀死微生物，常用于一定空间内空气 的消毒，D正确。 当 堂 自 测 39 3.人们在研究、利用微生物时，用无菌技术培养获取纯种微生物，并 对其进行计数或保存。下列有关叙述错误的是( ) A.微生物接种技术的方法各不相同，但核心都是要防止杂菌污染， 保证培养物的纯度 B.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 C.为得到纯培养物，需要为微生物提供合适的营养物质和培养条件 D.平板划线法分离菌种，划线五个区域，接种环需要灼烧灭菌5次 √ 当 堂 自 测 40 [解析] 微生物接种技术的方法各不相同，但核心都是要防止杂菌污 染，保证培养物的纯度，A正确；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，B正确；为得到纯培养物，需要为 微生物提供合适的营养物质和培养条件，C正确；用平板划线法分离 菌种，划线五个区域，每次接种之前需要灼烧接种环灭菌，最后划 线完成也需要灼烧灭菌，共6次，D错误。 当 堂 自 测 41 4.[2024·山东郓城一中月考]下表所示为某微生物培养基的配方，有 关叙述错误的是( ) 成分 含量 成分 含量 葡萄糖 琼脂 青霉素 0.1万单位 当 堂 自 测 42 A.依物理性质划分，该培养基属于固体培养基 B.由培养基的原料可知，所培养微生物的同化作用类型是异养型， 培养的微生物可以是酵母菌或毛霉 C.本培养基培养霉菌时，应将 调至中性或弱碱性 D.配制培养基时，要注意各种营养物质的浓度和比例 √ 当 堂 自 测 43 [解析] 从培养基成分看，配方中含有凝固剂琼脂，属于固体培养基， A正确；葡萄糖属于有机碳源，因此所培养微生物的同化作用类型是 异养型，同时培养基中含有青霉素，所以培养的微生物可以是酵母 菌或毛霉等真菌，B正确；培养霉菌时一般需将培养基的 调至酸 性，C错误;配制培养基时，要注意各种营养物质的浓度和比例，从 而能为微生物的生长提供合适的营养，同时也可保证培养基的渗透 压，D正确。 当 堂 自 测 44 5.硝化细菌是化能自养菌，通过 的氧化过程获取 菌体生长繁殖所需的能量，在水产养殖中具有重要作用。如表是分 离硝化细菌的培养基配方，下列说法错误的是( ) 成分 含量 成分 含量 琼脂 蒸馏水 定容至 当 堂 自 测 45 A. 可作为硝化细菌的氮源和能源 B.培养基中的 是硝化细菌的主要碳源 C.和能维持培养基的 D.硝化细菌能清除水体中的及 √ 当 堂 自 测 46 [解析] 据题分析，硝化细菌通过 的氧化过程获取 能量，故通过分析培养基成分可知 可作为硝化细菌的氮源 和能源，A正确；硝化细菌为自养型生物，能利用二氧化碳合成糖类， 故硝化细菌的主要碳源是二氧化碳，B错误；分析培养基成分，其中 和属于无机盐，可维持培养基的 ，C正确；据题 分析，硝化细菌能将氧化成，进而将氧化成 ，故可 用硝化细菌清除水体中的及 ，D正确。 当 堂 自 测 47 1.菌落特征常作为鉴定微生物种类的依据。下列关于菌落的叙述，正 确的是( ) A.一个菌落就是单个微生物在液体培养基上迅速生长、繁殖，并以此 母细胞为中心形成的子细胞团 B.不同种类的微生物的菌落特征完全不一样 C.同一种类的微生物的菌落特征完全一样 D.不同种类的微生物所表现出来的菌落差异是个体细胞形态差异的反映 √ 备 用 习 题 [解析] 菌落是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，A错误；不同种 类微生物的菌落特征各有特点，但彼此之间存在一定的相似性，B 错误；同种微生物的菌落特征受培养时间、营养物质的含量与种类 等影响也会有所差异，C错误；不同种类的微生物所表现出来的菌 落差异是个体细胞形态差异的反映，D正确。 备 用 习 题 2.下列有关培养基的成分及功能的叙述中正确的是( ) A.牛肉膏蛋白胨培养基可用来直接培养细菌、病毒等微生物 B.从微生物中分离出硝化细菌时，培养基中可以不加氮源 C.培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素 D.培养基的无机成分中，只能为微生物提供水和无机盐 √ 备 用 习 题 [解析] 病毒没有细胞结构，只有寄生在宿主活细胞中才能进行繁殖， 不能利用牛肉膏蛋白胨培养基进行培养，A错误；硝化细菌属于自养 型微生物，能够以CO2为碳源，故培养硝化细菌时可以不加有机碳源， B错误；在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素，C正确； CO2和N2也是无机物，但是它们能作为某些微生物的碳源和氮源，D 错误。 备 用 习 题 3.某同学在实验室进行了酵母菌的纯培养实验，酵母菌培养基的配方 如下表所示。下列有关该实验的叙述正确的是( ) A.牛肉膏蛋白胨培养基可用来直接培养细菌、病毒等微生物 B.从微生物中分离出硝化细菌时，培养基中可以不加氮源 C.培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素 D.培养基的无机成分中，只能为微生物提供水和无机盐 √ 组分 马铃薯滤液 葡萄糖 琼脂 加水定容至 含量 200g 20g 15g 1000mL 备 用 习 题 [解析] 该培养基含琼脂，是固体培养基，葡萄糖不是酵母菌生长繁殖 的唯一碳源，马铃薯滤液也能为酵母菌提供碳源，A错误；含培养基 的锥形瓶用牛皮纸包扎后不能采用干热灭菌法灭菌，而要采用高压蒸 汽灭菌法灭菌，B错误；若以平板划线法纯化酵母菌菌种，每次划线 前后均要对接种环进行灼烧灭菌，因此接种环的灼烧次数比划线次数 多一次，C错误；倒平板冷却后的培养皿和接种酵母菌的平板都要倒 置在恒温培养箱中，既能防止培养皿盖上的水珠落在培养基表面造成 污染，又能防止培养基中的水分过快蒸发，D正确。 备 用 习 题 4.肺炎支原体是支原体肺炎的主要致病菌，在患者体内采集样本并制 成菌液后，进行分离培养是诊断支原体肺炎的主要方法。下列有关叙 述错误的是( ) A.肺炎支原体是一种无细胞壁的原核生物 B.培养肺炎支原体的培养基中，一般都含有水、碳源、氮源和无机 盐等营养物质 C.在对肺炎支原体进行纯培养的过程中需要对接种环、培养皿和培 养基等进行灭菌 D.微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物 √ 备 用 习 题 [解析] 支原体是原核生物，且没有细胞壁，A正确；肺炎支原体代谢 方式是异养，培养基一般都含水、碳源、氮源和无机盐等营养物质， B正确；在微生物培养前需要对相关的器皿、接种用具和培养基等进 行灭菌，C正确；由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物， D错误。 备 用 习 题 $$