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2节 微生物的培养技术及应用（1） 李映珠 从社会中来 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。 一般家庭自制酸奶可能会导致肠胃不适，主要原因是有杂菌混入。 利用天然菌种，菌种差异，杂菌情况不明，发酵过程控制缺乏标准，易造成发酵食品品质不一。 思考·讨论：1.在上述传统发酵食品有哪些缺点？ 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。 思考·讨论：2.那么怎么才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？ 一、微生物的基本培养技术 微生物 1、微生物： 难以用肉眼观察的微小生物的统称。 微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到 大型真菌除外（蘑菇、灵芝） 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、变形虫等 1.微生物的类群 病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN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：链霉菌等 若想得到纯净的微生物，我们该怎么处理呢？ 就必须对其进行培养和分离。 2、微生物： 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。 单个细菌细胞 单个菌落 繁殖 杆菌 球菌 霍乱弧菌 葡萄球菌 啤酒酵母 红酵母 黑曲霉 沙门氏菌 不同的微生物形成的菌落具有不同的特征；如大小、形状、边缘、光泽、颜色、透明度等是鉴定菌种的重要依据 微生物 1.培养条件： 培养基 无菌技术 提供合适的营养和环境条件 确保其它微生物无法混入 思考： 1、什么是培养基？如何配制？ 2、什么是无菌技术？ 微生物 6 1、培养基概念： 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。 3、培养基类型： 固体 培养基 液体 培养基 有无琼脂 分离、 计数、 鉴定等 扩大培养、 工业生产 2、培养基作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 长有酵母菌菌落 盛有液体培养基 （ ①提供微生物繁殖所需各种营养， ②异养微生物的能源） 一.培养基的配制 一.培养基的配制 划分标准 培养基种类 特点 物理性质 化学成分 用途 培养基的类型及用途 不加凝固剂 加凝固剂，如琼脂 含化学成分不明确的天然物质 培养基成分明确 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 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 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 一.培养基的配制 4、培养基的营养构成: （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐 表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 组分 含量 提供的主要营养 牛肉膏 5g 碳源、磷酸盐和维生素等 蛋白胨 10g 氮源和维生素等 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000ml 水 一.培养基的配制 4、培养基的营养构成: （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐 ①碳源： 无机碳源： CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源： 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 自养微生物 异养微生物 ②氮源： 无机氮源： NH4＋、NO3-、NH3等 有机氮源： 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 注：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源 ③无机盐： Ca、K 、Mg为大量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素 作用： ①提供无机营养；②调节pH；③维持渗透压 一.培养基的配制 几种微生物的营养和能量来源 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 硝化细菌 固氮菌 （根瘤菌） 大肠杆菌 CO2 CO2 NH3的氧化 光能 N2 蛋白质等 NH3 有机物 有机物 糖类等有机物 糖类、蛋白质等有机物 一.培养基的配制 （2）还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、氧气的需求： 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 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，需要提供无氧的条件。 1、下列关于培养基的叙述,正确的是 (　　) A.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质 B.培养基都含有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等 C.牛肉膏蛋白胨培养基属于合成培养基,营养全面 D.微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的单个细菌 练习∙反馈 A 练习∙反馈 编号 成分 含量 ① 粉状硫 10g ② （NH4）2SO4 0.4g ③ K2HPO4 4.0g ④ MgSO4 9.25g ⑤ FeSO4 0.5g ⑥ CaCl2 0.5g ⑦ H2O 100ml （1）右表培养基可培养的微生物类型是 。 （2）若不慎将过量NaCl加入培养基中。如不想浪费此培养基，可再加入 。 （3）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养 。 自养型微生物 含碳有机物 2、练一练：右表是某微生物培养基成分，请据此回答： 固氮微生物 二、无菌技术 （1）定义：泛指在培养微生物的操作中，避免杂菌污染的方法。 （2）目的：防止实验室的培养被其他微生物污染， 无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？ 有效避免操纵者被感染 （3）关键： 防止杂菌污染 二、无菌技术 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.消毒的方法： 类型 适用范围 操作方法 消 毒 较为温和理化方法，杀死部分微生物（不包括芽孢、孢子） 煮沸消毒法 日常生活 100 ℃煮沸5～6 min 巴氏消毒法 不耐高温的液体 62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min 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30 min 接种室、接种箱，超净工作台 二、无菌技术 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.消毒的方法： 灭菌 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。 1.概念： 2.消毒的方法： 二、无菌技术 灭菌 原理： 优点： 对象： 注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。 ①湿热灭菌： 高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121 ℃下维持15-30min 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。 培养基，部分塑料制品等 二、无菌技术 原理： 对象： ②干热灭菌： ③灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧 对象： 干热灭菌箱内160-170 ℃下加热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，适用于 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)的灭菌 接种工具如接种环、接种针，以及接种过程中的试管口或瓶口等易被污染部位 二、无菌技术 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5～6 min 巴氏消毒法 不耐高温的液体 62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min 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30 min 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 培养基等,生产和实验室常用 高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ℃,15～30 min 接种室、接种箱，超净工作台 3、请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。 （1） 培养细菌用的培养基与培养皿 （2） 玻璃棒、试管、烧瓶和吸管 （3） 实验操作者的双手 酒精擦拭消毒 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 练习∙反馈 三、微生物的纯培养 1、纯培养的步骤 （1）配制培养基 （2）灭菌（培养基和器具） （3）微生物接种 （4）分离 （5）恒温箱中培养 2、纯培养的方法 采用平板划线法和稀释涂布平板法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形成的纯培养物。 三、微生物的纯培养 3、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、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml. 三、微生物的纯培养 3、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. 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 取5 ~ 8套培养皿 培养皿叠成一束 用几层牛皮纸包紧 放入干热灭菌箱内，160 ~ 170℃灭菌2h 三、微生物的纯培养 3、制备培养基 （2）灭菌 三、微生物的纯培养 3、制备培养基 （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。 倒平板注意事项： 温度：50℃左右 冷凝后平板倒置 操作：在酒精灯火焰附近 三、微生物的纯培养 4、平板划线法——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表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。 （1）原理： 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 分散或稀释 生长繁殖 连续划线法 分区划线法 （2）“平板划线”实验操作 三、微生物的纯培养 ①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红 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 ⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞 ⑥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 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 划3个平板（重复实验）1个不划线（空白对照） 三、微生物的纯培养 第1区划线 接种环灭菌 第2区划线 接种环灭菌 第3区划线 接种环灭菌 接种环灭菌 分区划线法 1 2 3 4 5 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每次划线前接种环进行灭菌 ④划线后，培养皿倒置培养 平板划线法注意事项: 为什么在操作的第一步以及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？ 在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？ 在作第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？ 讨论 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。 三、微生物的纯培养 5、培养 将接种后的培养基和一个未接种的培养基 放入28℃恒温箱中培养24h～48h后， 观察并记录 将接种后的平板 未接种的平板 讨论: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？ 4、 微生物培养过程中,要十分重视无菌操作,现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染。下列无菌操作错误的是 (　　) A.接种时培养皿皿盖只打开一条缝隙 B.菌种和培养基使用前均需灭菌处理 C.接种前后都要过火灼烧试管口 D.高压蒸汽灭菌既能杀死微生物的营养体，也能杀死芽孢等休眠体 练习∙反馈 B 5、 如图实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤,下列说法错误的是(　　) A.①步骤使用的培养基已经灭菌并调节过pH B.①②③④步骤操作时需要在酒精灯火焰旁进行 C.③所示的接种方法为平板划线法 D.④操作过程中，需灼烧接种环5次 练习∙反馈 D 6、 为平板划线法接种的示意图。观察或比较各种细菌菌落形态的最佳区域是 (　　) 图1-2-3 A.① B.② C.③ D.④ 练习∙反馈 D x √ x 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。 培养皿和培养基 接种 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。 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。 这时候已经达到了环境容纳量。 细菌画 谢谢 39 NH、NO等 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$