1.2.1微生物的基本培养技术课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

知识回顾 放假期间，有没有同学们尝试用传统发酵技术去酿葡萄酒? 酿造成功了吗？ 变酸 变苦 发霉 变臭 杂菌污染 那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？ 利用天然的菌种 纯化培养 无菌技术 接种纯种酵母菌 避免杂菌混入 第1章 发酵工程 第2节 微生物的培养技术与应用（1） 微生物的基本培养技术 1 培养基的配制 【自主学习】阅读教材P9-10页，思考下列问题： 1.培养基的概念、作用、种类及用途？ 2.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？ 3.配制培养基时，如何满足不同微生物的特殊需求？举例说明。 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： 培养基的配制 培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 3.培养基的种类与用途： 液体培养基 固体培养基 液态，可流动 固态，有固定表面 +琼脂 扩大培养、工业生产 微生物分离纯化、鉴定、菌落观察、活菌计数、菌种保藏 固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量。 a.按物理性质区分： b.按化学成分区分： 天然培养基： 合成培养基： 利用动物、植物、微生物的组织或提取物配制而成的培养基。 例如：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、马铃薯、血清等，化学成分不明确。 常用于菌种培养、大规模发酵 用化学成分已知的纯物质配制的培养基。 例如：葡萄糖、无机盐、氨基酸、维生素等，每种成分都明确。 用于代谢研究、营养实验、科学研究 c.按功能区分： 基础培养基 选择培养基 鉴别培养基 加富培养基 最普通，满足一般细菌生长 例：普通肉汤 加抑制条件（抗生素、高温、高盐），只让目标菌活 用途：筛选特定菌 加指示剂，不同菌显示不同颜色 例：伊红美蓝培养基（鉴别大肠杆菌） 加血清、血液、酵母粉等等，营养更丰富 用途：培养要求高的细菌 培养基中加氨苄青霉素 具有抗氨苄青霉素能力的菌落 没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰 拓展延伸 怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌? 选择培养基 基础培养基+氨苄青霉素 基础培养基 没有氨苄青霉素抗性的菌落 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 表1-1 1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成 思考分析：由表1-1可知培养微生物的培养基必备营养成分有哪些？ 培养基的成分： 一般都含有碳源、氮源、水、无机盐 1.碳源：能为微生物代谢提供碳元素。 （构成生物体的细胞物质和一些代谢物质） 无机碳源： CO2、CO32-、HCO3- 有机碳源： 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等 培养自养微生物 培养异养微生物 2.氮源：能为微生物代谢提供氮元素。 （合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物） 无机氮源： 铵盐、NH3、硝酸盐等 有机氮源： 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 3.无机盐：调节酸碱平衡、维持一定的渗透压 培养固氮微生物 配制培养基时，如何满足不同微生物的特殊需求？ 满足微生物对pH、特殊营养物质、O2的需求。 例如： 培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素； 培养霉菌时，需要将培养基pH调至酸性； 培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件； 培养细菌时，需要将培养基pH调至中性或弱酸性。 判一判： 1.培养基中都含有碳源、氮源、水、无机盐 2.因成分不同，培养基可分为固体培养基和液体培养基 3.培养细菌时，需要将培养基的pH调至中性或弱酸性 4.培养基中的氮源能提供氮元素，但不能作为能源物质 5.筛选自养型微生物时，培养基中不需要加碳源 6.培养基中若加入氨基酸，则它可充当碳源、氮源 × 自养微生物可直接利用空气中的CO2作为碳源 × 按物理性质区分 √ 某些微生物如硝化细菌可以通过氧化氮源（如氨）来获取能量 × √ √ 课 堂 检 测 A．水体富营养化可能导致蓝细菌和绿藻等生物大量繁殖，产生水华 B．异养型微生物可利用培养基中的Na2CO3作为碳源进行增殖 C．硝化细菌将氨转化为硝酸盐的过程需要先利用光能固定CO2 D．该培养基以NH4Cl为唯一氮源，可同时筛选出硝化细菌和固氮菌 1.（不定项）某湿地因周边生活污水排放，水体出现氨氮（NH4）超标导致的富营养化。科研团队筛选高效硝化细菌(可通过两步反应：NH4 NO2 NO3)净化水体，采用的选择培养基配方如下：NH4Cl、Na2CO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O、琼脂、蒸馏水。下列有关叙述错误的是（　　 ） + → → + - - BCD 课 堂 检 测 2 无菌技术 【自主学习】阅读教材P10-11页，思考下列问题： 1.无菌技术的类型包括？ 2.常用的消毒和灭菌方法？ 3.消毒和灭菌的原理是什么？消毒和灭菌能杀死所有的微生物吗？无菌技术措施选择的原则是？ 4.无菌技术除用来防止培养物被污染外，还有什么作用？ 1.无菌技术的类型： 消毒和灭菌。 （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。 无菌技术 对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒 （2）灭菌：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。 对用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌 芽孢：某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体； 孢子：某些微生物的繁殖体。 常用的消毒方法（连一连） 煮沸消毒法 常用于家庭餐具等生活用品 巴氏消毒法 化学药物消毒 紫外线消毒 生物消毒法 62-65℃下煮30min或80-90℃处理30s-1min,不破坏食物营养成分，例如牛奶 75%酒精擦拭双手；氯气消毒水源等 用于接种室、接种箱或超净工作台的消毒 利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物的方法(例：净化污水、污泥) 常用的灭菌方法： 高压蒸汽灭菌锅 1.湿热灭菌 利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方式,常用于培养基、无菌水等的灭菌。 高压蒸汽灭菌的效果最好。 干热灭菌箱 2.干热灭菌 160~170℃的热空气中维持2~3h进行灭菌，常用于玻璃器皿和金属器具的灭菌。 酒精灯 3.灼烧灭菌 酒精灯火焰灼烧,常用于接种工具的灭菌(效果最彻底)，试管口、瓶口也可以通过火焰灼烧来灭菌。 思考：消毒和灭菌的原理是什么？消毒和灭菌能杀死所有的微生物吗？无菌技术措施选择的原则是？ 原理：都是使微生物的蛋白质变质，借此杀死微生物； 灭菌可杀死处理材料中的全部微生物，而消毒仅能杀死物体表面或内部的部分微生物； 原则：①考虑效果 ②考虑操作对象的承受能力，例如：活体生物材料只能采用消 毒的方法。 无菌技术除用来防止培养物被污染外，还有什么作用？ 有效避免操作者自身被微生物感染。 2.下列操作中不能达到目的的是（　　） A．用巴氏消毒法杀死牛奶中的所有微生物，包括芽孢和孢子 B．用紫外线照射杀死超净工作台表面或空气中的部分微生物 C．接种环在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，迅速彻底地灭菌 D．用寄生于细菌体内并使细菌裂解的微生物来净化污水 A 课 堂 检 测 3 微生物的纯培养 【自主学习】阅读教材P11-13页，了解纯培养的相关概念及操作步骤 微生物的纯培养 微生物群 分散或稀释 单个个体 单个菌落（纯培养物） 繁殖 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。 纯培养物： 由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。 获得纯培养物的过程——纯培养 探究●实践 酵母菌的纯培养 1.实验原理： 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（菌落）。 采用稀释涂布平板法和平板划线法能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繁殖形成的纯培养物。 鉴别菌种：菌落的大小、形状、颜色、透明度、光泽度等是鉴定菌种的重要依据。 2.实验步骤： 制备培养基→接种和分离酵母菌→培养酵母菌 制备培养基 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 ②灭菌 培养基——高压蒸汽灭菌 （15—30min） 培养皿——干热灭菌（保持干燥） （2h） 牛皮纸：在灭菌时能避免水蒸汽凝结时浸湿棉塞，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。 思考：如果要调节培养基的pH，应该在灭菌前还是灭菌后？ 灭菌前调pH ③倒平板 1.拔出锥形瓶的棉塞 2.将瓶口迅速通过火焰 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，立即盖上皿盖 4.等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置 待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 问1：为什么要等培养基冷却到50℃左右再倒平板？ 琼脂是一种多糖，在98 ℃以上熔化，在44℃以下凝固，倒平板时，高于50 ℃则会烫手，若低于50℃不及时操作，琼脂会凝固。 问2：为什么在酒精灯火焰附近倒平板？ 避免周围环境中微生物的污染 1.拔出锥形瓶的棉塞 2.将瓶口迅速通过火焰 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，立即盖上皿盖 4.等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置 目的是灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 不能完全打开，以免杂菌污染培养基。 可以防止冷凝水落入培养基，造成污染。 问3：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？ 最好不要用这个平板培养微生物。防止空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。 问4：怎么确定所倒平板未被杂菌污染或灭菌彻底？ 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。 接种和分离酵母菌 方法： 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。经过数次划线后培养，可以分离到单菌落。 连续划线法 1 2 3 5 分区划线法 4 ①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红 ⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖。 ⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞 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 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。 用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤： 25 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.在第二次之后的划线操作，从上一次划线的末端开始划线划线，首尾不能相接； 3.每次划线前后灼烧接种环进行灭菌，等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种； 4.划线操作结束后，仍需灼烧接种环。 5.划线后，培养皿倒置培养。 平板划线法注意事项 思考：完成接种操作，共做了五次划线，接种环灼烧灭菌了几次？ 6次 取菌种前：杀死接种环上原有微生物 每次划线前：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，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少 接种结束后：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 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 (一般做三组，重复实验)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。 在培养皿的皿底用记号笔标记 作空白对照，该培养皿无菌落说明培养基没有污染。 注意！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。 结果分析： 接种后的平板 未接种的平板 1.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或灭菌不彻底。 2.如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合酵母菌菌落的特点，则说明纯化酵母菌的操作成功；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。 (1)按照物理性质划分，培养基可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。其中，加入___________可制成固体培养基，常用于微生物的分离、鉴定和计数。 (2)获得纯净微生物培养物的关键是________ ___。___________是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；___________是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 (3)酵母菌的纯培养步骤中制备培养基包括配制培养基、灭菌、和___________。 (4)在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为___________。 琼脂 防止杂菌污染 消毒 灭菌 倒平板 选择培养基 课 堂 检 测 有一段时间，水果“酵素”风靡各地。水果“酵素”制作的大致过程是：将洗净、切成块状的水果放入洁净的容器，再加入糖和水,密封，置于阴凉处发酵一至两周。有人说，吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。请评估这一论点是否可信。追问以下问题可以帮助你分析。 水果“酵素”是什么？ 其制作原理是什么？ 其中可能含有哪些成分？ 其是否含有人们无法从其他食品中获取但又是维护健康所必需的成分？ 其中的所有成分都有益于人体健康吗？ “酵素”就是“酶”的另一种说法。 其制作是利用微生物进行无氧呼吸的原理，进行像制作泡菜一样的发酵。 其中可能有糖类(包括一些简单的糖和膳食纤维等)、蛋白质(包括多种酶)、有机酸等成分。 不存在它独有的、特殊的营养物质。 其中甚至可能含有微生物发酵产生的有毒物质，食用后可能会危害人体健康。 评估论点的可信程度 因此，“吃水果酵素可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力”的论点值得怀疑。 29 3.（不定项）下列关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的叙述，正确的是（　　） A．培养不同微生物的培养基的pH可能不同 B．待培养基冷却至50℃左右时进行倒平板 C．待平板冷却凝固约5~10分钟后将平板倒过来放置 D．配制培养基时先灭菌，再调pH，再倒平板 ABC 课 堂 检 测 4．(2024·湖南高考)微生物平板划线和培养的具体操作如图所示，下列操作正确的是（　　） A．①②⑤⑥ B．③④⑥⑦ C．①②⑦⑧ D．①③④⑤ D × × × × 课 堂 检 测 【详解】②不能完全握住棉塞，⑥中划线时不能将培养皿的皿盖完全拿开，应只打开一条缝隙，⑦接种环划线时首尾不能相连，⑧在恒温培养箱中培养时应将平板倒置，其余操作均正确，综上，①③④⑤正确，D正确，ABC错误。 故选D。 $