1.2微生物的培养技术及应用（第1课时）2025-2026学年高二生物同步备课优质课件（人教版2019选择性必修3）

该高中生物学课件聚焦微生物培养技术与应用，涵盖培养基配制、无菌技术及纯培养等核心内容。通过自制酸奶泡菜情境导入，以问题驱动，衔接培养基营养构成、类型及无菌技术，构建从理论到实践的知识支架。 其亮点在于情境教学联系生活，渗透生命观念，通过培养基成分分析与实验步骤培养科学思维和探究实践，如酵母菌纯培养的倒平板操作。助力学生掌握技能，教师教学更直观高效，提升教学质量。

第2节 微生物的培养技术与应用 第1章 发酵工程 1 【情境】 食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜 葡萄酒、酸菜等变质 ①制作工具和原料进行消毒灭菌 ②接种纯的单一菌种 ③控制发酵条件（如制作泡菜时创造无氧环境），避免杂菌繁殖 问题：自制酸奶、泡菜怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中？ 这需要应用无菌技术和微生物的培养技术 教学目标 TEACHING OBJECTIVES 学习目标： 1.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。 2.阐明微生物选择培养的原理。 3.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 重难点： 1.微生物纯培养的基本操作要求。 2.酵母菌的纯培养。 3.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 微生物的选择培养和计数 2 微生物的基本培养技术 1 目录 CONTENT 微生物：难以用肉眼观察的微小生物，结构简单，形体微小。 无细胞结构： 原核细胞 真核细胞 真菌：酵母菌、霉菌等； 原生生物：草履虫、变形虫等 细菌:蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌等； 放线菌:链霉菌等 SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒 防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提， 也是发酵工程的重要基础。 ·培养基—提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件； ·无菌技术—确保其它微生物无法混入； ·纯化培养—并将需要的微生物分离出来 实验室培养微生物的基本要求： 1 培养基的配制 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。 1.作用： 用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 2.培养基的营养构成有哪些？ 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： 糖、有机酸、牛肉膏、蛋白胨等 不加含碳有机物的培养基→自养微生物 提供碳源和能源→异养微生物 无机氮源： NH4＋、NO3-、NH3等 有机氮源： 蛋白胨、牛肉膏、尿素、氨基酸等 ②氮源 不加氮源的培养基→固氮微生物 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： 大量元素：Ca、K 、Mg等 微量元素：Zn、Cu、Mn、Co、Mo等 功能：调节PH、维持渗透压 组分 含量 提供的主要营养物质 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 注：牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和蛋白质等营养物质。 特殊营养物质：还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求 维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等 乳酸杆菌 培养基中添加________ 霉菌 培养基pH调至________ 细菌 培养基pH调至_____________ 厌氧微生物 提供 的条件 维生素 酸性 无氧 中性或弱碱性 主要提供碳源的是牛肉膏， 主要提供氮源的是蛋白胨。 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 硝化细菌 根瘤菌 大肠杆菌 CO2 NH4＋、NO3-等 光能 CO2 NH3 NH3氧化的化学能 糖类等有机物 N2 有机物中的化学能 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质、NH4＋、 NO3-等 有机物中的化学能 1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于 ； 2.无机氮源不但能给有些自养型微生物提供 ，也能作为 ， 碳源 氮源 能源物质 NH3：既是硝化细菌的氮源，又是它的能源物质 光能自养 化能自养 异养、固氮菌 异养 3.同一种物质不能既做碳源又做氮源（ ） 牛肉膏或蛋白胨，可为异养微生物提供碳源和氮源. × 【拓展应用】 8 3.培养基的有哪些类型？ （1）按物理性质： 有无凝固剂（如琼脂） 半固体培养基 液体培养基 固体培养基 微生物分离、计数、鉴定、保藏菌种 扩大培养、 工业生产 观察微生物的运动、 分类鉴定（有无鞭毛） 注意！加入培养基中的凝固剂（如琼脂），一般不能被微生物利用，只起到凝固作用。 菌落：单个或少数同种菌体在固体培养基上大量繁殖， 形成肉眼可见的子细胞群体。 特征：形状、大小、颜色、透明度等。 菌落是鉴定菌种的重要依据。 知识补充：菌落 放线菌 念珠菌 霉菌 酵母菌 问：一个菌落是一个种群还是一个群落？ 菌落 3.培养基的有哪些类型？ （2）按化学成分： 作用：用于实验室中进行的营养、代谢、遗传、鉴定和生物测定等定量要求较高的研究 作用：实验室常用培养基和工业生产 ②合成培养基： 用已知的化学物质配制 ①天然培养基： 含有化学成分不明确的天然有机物 天然培养基 合成培养基 培养细菌的肉汤蛋白胨培养基: 牛肉膏3g，蛋白胨5g，水1000mL。 培养真菌的察氏培养基 硝酸钠3g，磷酸氢二钾1g，硫酸镁0.5g，氯化钾0.5g，硫酸亚铁0.01g，蔗糖30g，琼脂15~20g，蒸馏水1000mL，pH自然或7.0~7.2。 （3）按功能： ②选择培养基： ③鉴别培养基： 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。 用于培养、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 ①基础培养基： 含一般微生物生长繁殖所需要的基本营养物质 伊红-美蓝培养基：（鉴别培养基）能与大肠杆菌代谢物反应，出现带金属光泽的深紫色菌落 用选择培养基培养出耐高浓度食盐的金黄色葡萄球菌 下表是某微生物培养基的成分，请分析该培养基可用来培养哪种微生物？若除去①，此培养基可用来培养圆褐固氮菌吗？ 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O 含量/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100 mL 此培养基不含有机碳源，可用来培养自养型微生物。 圆褐固氮菌虽可以固氮，但其同化作用类型为异养型，培养基中必须提供有机碳源，所以该培养基不能用来培养圆褐固氮菌。 练习： 13 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？ 2 无菌技术 防止培养物被污染；防止感染实验操作者。 获得纯净的微生物培养物（无菌技术）的关键：防止杂菌污染 1.目的： ①消毒； ②灭菌； 2.防止杂菌污染的方法： ③避免已经灭菌的材料用具与周围物品接触； ④为了避免周围环境微生物污染， 操作应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。 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部分微生物。 1.消毒： 对象: 操作的空间、操作者的衣着和手 类型 适用范围 操作方法 煮沸消毒法 巴氏消毒法 化学药剂 紫外线 日常生活 不耐高温的液体 生物活体、水源等 接种室、接种箱，超净工作台 100℃煮沸5~6min。可杀死微生物的营养细胞和部分芽孢。 62~65℃煮30min或80~90℃下处理0.5~1min。可杀死绝大部分微生物，不破坏食物的营养成分。 用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。 用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。 利用高温导致蛋白质变性，从而导致微生物死亡。 紫外线破坏微生物的DNA结构 某些细菌（芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属、芽孢乳酸菌属等）在营养条件缺乏时，在菌体内形成的一个圆形或椭圆形、含水量低、抗逆性强的休眠体。当环境适宜时，芽孢可萌发形成细菌体。 芽孢 孢子 脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞，它是有丝分裂或减数分裂的产物。(繁殖体) 2.灭菌： 用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。 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、部分塑料制品等。 ①湿热灭菌： 利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。 （效果最好） 高压蒸汽灭菌： 高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121 ℃条件下，维持15-30min 使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。 ②干热灭菌： 干热灭菌箱内，在160-170 ℃的热空气中维持下2-3h达到灭菌目的 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。 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层（外焰）灼烧。 ③灼烧灭菌： 充分燃烧层 （外焰） 效果： 原理： 对象： 接种工具如接种环、接种针、涂布器， 以及接种过程中的试管口或瓶口等易被污染部位。 最彻底 使微生物燃烧 涂布器 习题巩固 下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。 成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 K2HPO4 显色剂 琼脂 含量 10.0 g 5.0 g 5.0 g 2.0 g 0.2 g 12.0 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL (1)该培养基属于 (填“固体”或“液体”)培养基，该培养基中的氮源是 。 (2)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干支试管扎成一捆，包上 牛皮纸并用皮筋勒紧放入　　　 　　　　中灭菌，温度为121 ℃，时间为15～30 min。灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到大气压时，将试管取出。 (3)从一支试管向另一支试管接种时应注意，接种环要在酒精灯 (填“火焰的不充分燃烧层”或“火焰的充分燃烧层”)灭菌，并且待接种环　 后蘸取菌种。 固体 蛋白胨 高压蒸汽灭菌锅 火焰的充分燃烧层 冷却 20 3 微生物的纯培养 1.什么是培养物？ 2.什么是纯培养物？ 3.什么是纯培养？ 微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含有特定种类微生物的群体。 获得纯培养物的过程。 由单一个体繁殖所获得的微生物群体。 ⑤培养 ①配制培养基 ②灭菌 ③接种 ④分离 纯培养的步骤： 探究 · 实践：酵母菌的纯培养 1. 实验原理：如何获得酵母菌的纯培养物？ 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。 ②获得单菌落的方法：用平板划线法或稀释涂布平板法，将单个微生物分散在固体培养基上，培养得到的就是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 2.方法步骤： （1）制备培养基： ①配置培养基 ②灭菌 ③倒平板 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。 （1）制备培养基： ①配置培养基 ②灭菌 ③倒平板 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。 放入高压蒸汽灭菌锅中，压力100kPa、121℃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。 （1）制备培养基： ①配置培养基 ②灭菌 ③倒平板 培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。 【倒平板要点】 拔出锥形瓶的棉塞。 将瓶口迅速通过火焰。 通过灼烧灭菌，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。 用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基倒入培养皿（10～20mL），立即盖上皿盖。 等待培养基冷却凝固后，培养皿倒置。 ①有利于培养基表面的水分蒸发。 ②防止皿盖上的水珠滴到培养基，造成污染。 思考：1.为什么要冷却至50 ℃左右时才能倒平板？ 3.如何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。 2.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？ 温度过高会烫手，温度过低培养基又会凝固。 最好不要用。 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。 感谢观看! 2019人教版·生物·选择性必修3 26 Lavf58.29.100 $