1.2.1微生物的基本培养技术(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

该高中生物学课件聚焦无菌技术核心内容，从灭菌概念（含芽孢、孢子特点）出发，通过“洗手前后菌落对比”实验导入，系统讲解湿热、干热、灼烧灭菌的原理、对象及操作，结合消毒与灭菌的表格对比，构建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于融合探究实践与科学思维，通过实验设计（如菌落对比）、表格辨析（消毒与灭菌方法）、错题练习（如灼烧灭菌部位辨析），帮助学生建立生命观念中结构与功能观（芽孢结构与抵抗力）。强调态度责任（如培养基环保处理），教师可直接利用探究活动与练习，提升学生实验技能与科学态度，提高教学效率。

第1章 发酵工程 面包和酸奶，或者馒头夹着腐乳，是很多人喜欢的早餐。你知道吗？这些食品的制作都离不开微生物发酵。那么，制作不同的发酵食品，需要的微生物一样吗？如何分离和培养微生物呢？ 除了上述可以通过传统发酵技术生产的食品，啤酒、味精乃至胰岛素等药物的工业化生产，也利用了微生物的发酵。然而，工业化大规模生产在菌种的选育和培养、发酵条件的控制等方面比传统发酵生产要复杂得多，需要通过发酵工程来实现。那么，发酵工程的流程是怎样的？它用到的技术与传统发酵技术有什么不同？发酵工程在社会和经济中有哪些应用？ 天然菌种 菌种差异 杂菌情况不明 发酵过程的控制缺乏标准等 发酵食品的品质不一 为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。 天然菌种 菌种差异 杂菌情况不明 发酵过程的控制缺乏标准等 发酵食品的品质不一 第2节 微生物的培养技术及应用 （第1课时） 02 阐明微生物选择培养的原理。 进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。 概述培养基的配制方法和微生物纯培养的基本操作要求，进行酵母菌的纯培养。 目标 01 03 学习目标 5 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，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？ 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。 酸奶 _____________，_______________________是研究和应用微生物 的前提，也是发酵工程的重要基础。 防止杂菌污染 获得纯净的微生物培养物 实验室培养微生物的要求： 1）提供微生物生长繁殖所需的营养和环境条件 ——培养基的配制 2）确保其它微生物无法混入 ——无菌技术 高压蒸汽灭菌 固体培养基 3）将需要的微生物分离出来 ——微生物的纯培养 微生物在其表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。 培养基: 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。 什么是微生物？ 微生物对营养物质有什么不同需求？ 营养基质的具体成分有哪些？ ……. 一、培养基的配制 1.概念： _________________________的统称。 难以用肉眼观察的微小生物 原核生物 (细菌、蓝细菌等) 原生生物 (如草履虫、衣藻等) 真菌 (如酵母菌、霉菌等) 病毒 新冠病毒 细菌 草履虫 酵母菌 一、培养基的配制 (一)微生物： 2.类型： 人们按照_____________________________，配制出供其生长 繁殖的营养基质，即培养基。 1.概念： 微生物对营养物质的不同需求 2.作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 3.类型： 固体 培养基 液体 培养基 有 无 凝固剂(琼脂) 分离、 计数、 鉴定等 扩大培养、 工业生产 长有酵母菌菌落 的固体培养基 盛有液体培养基 的锥形瓶 一、培养基的配制 (二)培养基： 【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。 划分标准 培养基种类 特点 用途 物理性质 化学成分 用途 不加凝固剂 加凝固剂，如琼脂 工业生产 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 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的培养基 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 天然培养基 合成培养基 固体培养基 液体培养基 半固体培养基 选择培养基 鉴别培养基 补充：培养基的类型及用途 影印法 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： 一、培养基的配制 (二)培养基： 结合教材P10中“表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成”， 分析培养微生物的培养基必备营养成分有哪些？ 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 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000mL 水 来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质. 牛肉膏、蛋白胨： （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐等。 ①碳源： 无机碳源： CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源： 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 （自养微生物的碳源） （异养微生物的碳源） 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： 4.培养基的营养构成： 一、培养基的配制 (二)培养基： Ca、K 、Mg为大量元素 Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素 特殊营养物质： 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 （天然物质牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有） （2）还需满足微生物生长对 的需求。 pH、特殊营养物质、氧气 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 （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐等。 4.培养基的营养构成： 一、培养基的配制 (二)培养基： 5.培养基的配制原则 (1)目的要明确：不同微生物需求不同，根据微生物的种类、培养目的 进行配制。 (2)营养要协调：营养物质的浓度和比例要适宜。 (3)pH要适宜：不同微生物适宜生长的pH范围不同，可在培养基中添加 缓冲剂等维持pH稳定。　　　 一、培养基的配制 (二)培养基： (1)所有的培养基中都要加入琼脂。( ) (2)是碳源的物质不可能同时是氮源 。( ) (3)培养霉菌时一般需将培养基调至碱性。( ) (4)培养厌氧型微生物时，除需要提供无机碳源之外，还需要提供无氧 的条件。( ) (5)凡碳源都提供能量。（ ） (6)除水以外的无机物只提供无机盐。（ ） (7)无机氮源也可能提供能量。（ ） (8)培养基只能用于培养微生物。（ ） × × × × × × √ × 现学现用 【典例】下表是牛肉膏蛋白胨培养基的配方，分析回答： 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. 材料 牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 用量 5 g 10 g 5 g 20 g 定容至1 000 mL (1)根据培养基的物理性质，该培养基属于________培养基，理由是 _________________________________。 (2)该培养基中提供碳源和氮源的物质是什么？属于有机物还是无机物？ __________________________________。 (3)该培养基培养的微生物同化作用类型是__________，理由是 ______________________________。 固体 该培养基的配方中含有凝固剂琼脂 牛肉膏、蛋白胨。二者均属于有机物 异养型　 该微生物的碳源和氮源是有机物 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？ 防止杂菌污染 这是获得纯净的微生物培养物的关键 1.概念： 泛指在培养微生物的操作中，避免杂菌污染的方法。主要包括消毒和灭菌。 （1）对实验操作的_____、操作者的_________，进行清洁和消毒。 （2）将用于微生物培养的_____、_________和_______等进行灭菌。 空间 衣着和手 器皿 接种用具 培养基 思考：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？ 还能有效避免操作者被微生物感染。 超净工作台 二、无菌技术 2.消毒 (1)概念： 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。 (2)常用的消毒方法 ①煮沸消毒法： 100℃煮沸5～6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。 ②巴氏消毒法： 63～65℃下消毒30 min或72～76 ℃处理15s或80～85 ℃处理10 ～ 15s 适合一些不耐高温的液体，如牛奶。可以杀死牛奶中的绝大多数微生物， 并且不破坏牛奶的营养成分。 用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。 ③化学药剂消毒法: ④紫外线消毒法： 接种室、接种箱或超净工作台在使用前可用紫外线照射30min。 可杀死物体表面和空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石碳酸 或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。 二、无菌技术 (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。 ①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。 ②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。 3.灭菌 二、无菌技术 原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性 优点：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。 对象：培养基等。 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. 高压蒸汽灭菌锅 (2)灭菌的方法： 二、无菌技术 3.灭菌 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，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 ②干热灭菌：干热灭菌箱内160-170 ℃下加热1～2h 干热灭菌箱 (2)灭菌的方法： 二、无菌技术 3.灭菌 　　 (2)灭菌的方法： ③灼烧灭菌：酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 效果：最彻底 原理：使微生物燃烧 对象：接种工具如涂布器、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 3.灭菌 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 日常生活用品 100 ℃煮沸5～6 min 巴氏消毒法 不耐高温的液体 63～65 ℃消毒30 min或72～76 ℃处理15s或80～85 ℃处理10 ～ 15s 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1～2h 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,100 kPa,温度121 ℃,15～30 min 接种室、接种箱，超净工作台 小结：消毒与灭菌 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 24h 后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析回答下列问题。 【应用探究】 （1）这个材料中哪些材料用具需要灭菌处理？ （2）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的微生物的污染？ 培养皿、培养基 不能 用75%酒精、新洁尔灭等进行皮肤消毒；实验操作应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。 (1)获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。( ) (2)灭菌相比消毒对微生物的杀灭更彻底。( ) (3)无菌操作的对象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。( ) (4)培养基最常用的灭菌方法是高压蒸汽灭菌法。( ) (5)接种环、接种针等金属用具，直接在酒精灯火焰的内焰部位灼烧 灭菌。（ ） (6)在实验室中，切不可吃东西、喝水，离开实验室时一定要洗手， 防止被微生物感染。（ ） (7)使用后的培养基丢弃前一定要进行灭菌处理，以免污染环境。（ ） √ √ × √ × √ √ 现学现用 微生物培养过程中，要重视无菌操作，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，请分析下列操作，正确的 是(　　) A.煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6 min可以杀死全部微生物的细胞 和芽孢、孢子 B.将接种环直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底 地灭菌 C.加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌 D.家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌 B 巩固练习 解析　煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢，而灭菌能杀灭物体内外一切微生物，包括孢子和芽孢，A错误；指示剂和染料可能混有微生物，因此加入培养基中的指示剂和染料也需要灭菌，C错误；家庭制作葡萄酒时，要将容器进行灭菌或消毒，但是葡萄不能灭菌，因为发酵用的酵母菌来自葡萄，D错误。 30 培养基的类型 培养基的营养物质 消毒 灭菌 微生物的实验室培养 【课堂小结】 培养基 无菌技术 按物理性质划分 按组成成分划分 按功能划分 基本成分：碳源、氮源、水、无机盐 特殊需求：维生素（如乳酸杆菌）、碱基等 煮沸消毒 巴氏消毒 紫外线消毒 化学药剂消毒 湿热灭菌 干热灭菌 灼烧灭菌 谢谢聆听! 同学们辛苦啦！ 32 Lavf58.33.100 $