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

该高中生物学课件聚焦微生物培养技术及应用，涵盖培养基配制、无菌技术、纯培养等核心内容。通过“变量控制-数据处理-无菌操作”问题链导入，构建从实验基础到微生物培养关键条件（营养供给与杂菌防控）的学习支架。 其亮点在于以科学思维统领知识构建，通过培养基类型分类、消毒与灭菌对比培养分类归纳能力；以探究实践贯穿操作教学，结合平板划线法步骤解析与问题讨论（如冷却划线、倒置培养原因）强化实验规范。注重态度责任培养，通过空白对照实验及结果分析渗透严谨科学态度，助力学生提升实验技能与科学素养，为教师提供系统教学资源，提高教学效率。

1.2 微生物的培养技术及应用 1.2.1 微生物的基本培养技术 无细胞结构 原核细胞 真核细胞 微生物： 真菌：酵母菌、毛霉等； 原生生物：草履虫、变形虫等 微生物的类群 病毒：SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒 细菌：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌、根瘤菌、硝化细菌； 放线菌、支原体、衣原体等 难以用肉眼观察的微小生物的统称。 本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。 SARS冠状病毒 新冠病毒 酵母菌 毛霉 大肠杆菌 乳酸杆菌 相关信息（P9） 思考：在实验室中培养纯净的微生物，需要满足哪些条件？ 一、提供生长繁殖所需 营养和环境条件 二、防止杂菌污染 配制培养基 进行无菌操作 （一）培养基的配制 1、概念：培养基是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。用于培养、分离、鉴定、保存微生物或积累代谢物。（作用） 2、类型： （1）按物理性质划分： 固体培养基： 液体培养基： 半固体培养基： 菌种保存、分离、鉴定、计数 观察微生物的运动 工业生产和连续扩大培养 凝固剂 （琼脂） 多 无 一、微生物的基本培养技术 2、类型： （2）按功能划分： 选择培养基：添加（或缺少）某种化学成分 鉴别培养基：添加某种指示剂或化学药剂 菌种的分离 菌种的鉴别 不加氮源的无氮培养基——分离固氮菌 伊红亚甲蓝培养基——鉴别大肠杆菌 深紫色并带有金属光泽 （一）培养基的配制 一、微生物的基本培养技术 2、类型： （3）按化学成分分： 天然培养基： 合成培养基： 化学成分不明确，用于工业生产 化学成分明确，用于微生物的分类和鉴定 牛肉膏蛋白胨/肉汤培养基 （培养细菌） 麦芽汁培养基 （培养酵母菌） 查氏培养基 （培养霉菌） （一）培养基的配制 一、微生物的基本培养技术 3、营养成分： 培养基组分 提供的主要营养 牛肉膏 5g 碳源、磷酸盐和维生素 蛋白胨 10g 氮源和维生素 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000mL 氢元素、氧元素 1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 （1）一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。 （2）另外还需要满足微生物生长对pH、氧气以及特殊营养物质（如生长因子）等的要求。 乳酸杆菌——添加维生素； 霉菌——调pH至酸性； 细菌——调pH至中性或微碱性； 厌氧微生物——提供无氧条件 （一）培养基的配制 一、微生物的基本培养技术 碳源 不同微生物所利用的碳源不同 ①异养型： ②自养型： 含碳有机物（有机碳） 含碳无机物（无机碳） 糖类（主要）、蛋白质、脂肪酸 碳酸盐，碳酸氢盐，二氧化碳等 3、营养成分（补充） ①无机氮源：N2、NH4+、NO3-、NH3等。 ②有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、氨基酸等。 氮源 自养微生物：以CO2作为主要或唯一碳源，并以无机物为氮源 固氮微生物：利用空气中游离态的氮素直接转变为含氮化合物 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的氧化 糖类等有机物 N2 有机物 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 1.自养型微生物与异养型微生物培养基的主要差别在于 ； 自养型微生物所需的碳源来自 碳源， 异养型微生物所需的碳源来自 碳源 2.无机氮源不但能给自养型微生物提供 ，也能作为 ， 3.含有C、H、O、N的有机物可作为 微生物的碳源、氮源、能源； 碳源 氮源 能源物质 异养型 无机 有机 随堂练习 In-class practice 10 √ 随堂练习 In-class practice 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 2、右表是某微生物培养基成分，请据此回答： （1）右表培养基可培养的微生物类型是 。 自养型微生物 （2）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养 。 （3）表中营养成分共有 类。 （4）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是 。 （5）用于菌种鉴定，应该增加的成分是 。 固氮微生物 3 调节pH 琼脂（或凝固剂） 水 无机盐 无机氮源 1、获得纯净微生物培养物的关键是： （1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒 ； （2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌 ； （3）为避免周围微生物污染，实验操作应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近旁进行； （4）避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。 应该从哪些方面避免杂菌污染呢？ （二）无菌技术 防止杂菌污染 一、微生物的基本培养技术 （二）无菌技术 2、消毒与灭菌的含义 （1）消毒：是指使用较为温和的物理、化学或生物方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。 （2）灭菌：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。 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，且能发育成生物体，常为一个。芽孢壁很厚，抗恶劣环境能力强。 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，数量多，能直接发育成新个体。抗恶劣能力差。 有的微生物能够寄生于多种细菌体内，使细菌裂解，因此可以用它们来净化污水、污泥。 一、微生物的基本培养技术 （二）无菌技术 3、常用的消毒方法【阅读教材，完成下表】 消毒方法 主要操作 应用范围 100 ℃煮沸5～6 min 家庭餐具等生活用品的消毒 62～65 ℃消毒30 min或80~90 ℃处理30s~1 min 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进行高温灭菌的液体 紫外线照射30 min 接种室、接种箱、超净工作台 用体积分数为70%～75%的酒精、氯气消毒水源，喷洒石炭酸或煤酚皂等消毒液 皮肤、伤口、动植物组织表面消毒和空气、手术器械、塑料或玻璃器皿等的消毒 煮沸消毒法 巴氏消毒法 紫外线消毒 化学药物消毒 思考：为什么选择巴氏消毒法而不用煮沸消毒法给牛奶消毒？ （可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分） 一、微生物的基本培养技术 （二）无菌技术 灭菌方法 主要操作 应用范围 4、常用的灭菌方法【阅读教材，完成下表】 酒精灯火焰灼烧 干热灭菌箱160～170 ℃加热2～3 h 100 kPa、121 ℃维持15～30 min 微生物接种工具，如接种环、接种针或其他金属用具等，接种过程中的试管口或瓶口等 玻璃器皿(如吸管、培养皿等)、金属用具等凡不适宜用其他方法灭菌而又能耐高温的物品 培养基及多种器材、物品 灼烧灭菌 干热灭菌 湿热灭菌 （高压蒸汽灭菌法） 一、微生物的基本培养技术 1.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的？ 2.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） 玻棒、试管、烧瓶和吸管 （3） 实验操作者的双手 能有效避免操作者自身被微生物感染。 消毒 灭菌 【旁栏思考】 1．(湖南株洲二中高二期末)下列关于灭菌和消毒的理解，不正确的是(　　)A．灭菌是指杀灭物体内外一切微生物，包括芽孢和孢子B．实验者的双手用酒精消毒C．接种环用灼烧法灭菌D．常用灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌和紫外线照射等 √ √ 2．(山西太原高二期中)微生物培养过程中通常采用高压蒸汽灭菌、酒精擦拭、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法可依次用于杀灭哪些部位的杂菌(　　)A．接种针、手、培养基 B．接种针、手、培养皿C．培养基、手、接种针 D．培养基、手、培养皿 随堂练习 In-class practice 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（高压蒸汽灭菌） 干热灭菌 灼烧灭菌 二、微生物的纯培养 1.概念：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就是纯培养。 2.方法步骤 01 02 03 04 配制培养基 灭菌 倒平板 接种和分离 培养 05 微生物群 分散或稀释 单个细胞 单个菌落 繁殖 菌落：由一个细胞繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。 二、微生物的纯培养 （1）配制培养基 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。 二、微生物的纯培养 培养基：转到锥形瓶，加棉塞，用牛皮纸或旧报纸包裹 （高压蒸汽灭菌法） 培养皿：用牛皮纸或旧报纸包裹 （干热灭菌法） （2）灭菌 二、微生物的纯培养 待培养基冷却至50℃左右；在酒精灯火焰附近倒平板； 等平板冷却凝固后，倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上。 （3）倒平板 1.培养基灭菌后，需要冷却到50 ℃左右时，才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？ 可用手触摸锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手时即可倒平板 2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ 通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 3.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？ 平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，又可以避免培养基中的水分过快地挥发。 【问题讨论】 5.如何检验制备的培养基灭菌是否合格？ 如果未接种的培养基在恒温箱中保温1—2天，无菌落生长，说明培养基的制备成功；否则需要重新制备。 4.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？ 空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，因此最好不要用这个平板培养微生物。 【问题讨论】 二、微生物的纯培养 接种：指在无菌条件下将微生物或含菌材料转移到合适其生长繁殖的培养基中的过程。 接种工具： 接种针——用于穿刺接种； 接种环——用于斜面接种或平板划线接种； 玻璃涂布器——用于涂布平板接种； （4）接种和分离 二、微生物的纯培养 接种的方法：涂布平板法、穿刺接种法、斜面接种法、平板划线法 （4）接种和分离 二、微生物的纯培养 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表面。经过数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 稀释分散 生长繁殖 二、微生物的纯培养 ①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。 ②在火焰旁冷却接种环，并拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞 ③将试管口通过火焰 ④将已冷却的接种环伸入菌液中，蘸取一环菌液 ⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞 ⑥在火焰附近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。注意不要划破培养基 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。注意不要将最后一次的划线与第一次划线相连。 平板划线法的操作步骤： 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 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划线操作结束后，仍需灼烧接种环，培养皿倒置培养。 （3）平板划线法注意事项 分区划线法（最常用） 二、微生物的纯培养 平板划线法 【问题讨论2】 1.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？ 以免接种环温度太高，杀死菌种。 2.不要划破培养基的原因？ 为了不影响对菌落形态的观察和特征鉴别；一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的。 3.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？ 操作的第一步灼烧接种环： 避免接种环上原有的微生物污染培养物 每次划线前灼烧接种环： 为了杀死上次划线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，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，直到得到单个细胞。 4.在做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？ 划线后，线条末端细菌的数目比起始处要少，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，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 5.在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环吗？为什么？ 划线结束后灼烧接种环，能及时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。 6.为什么最后一次划线与第一次的划线不能相连？ 最后一次划线已经将细胞稀释成单个细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，得不到纯化的效果。 二、微生物的纯培养 培养：完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板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。 （5）培养 3个划线平板 1个不划线平板 （重复实验） （空白对照） 恒温培养箱培养 二、微生物的纯培养 设置未接种平板组的意义是什么？ 通过观察未接种平板是否有菌落存在以确定培养基是否被 或 是否彻底。 污染 灭菌 下列接种过程正确的顺序是？ b a e f c g d （2）在接种酵母菌的培养基上，你是否观察到了单菌落？这些菌落的颜色、形状和大小是否一致？如果你观察到了不同形态的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的吗？ 在接种酵母菌的培养基上可观察到单菌落。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。 （3）你是如何记录实验结果的？ 可以在培养12h和24h后，观察菌落的大小、形状、颜色。培养24h后，菌落的大小、形状是否发生变化，菌落颜色是否加深，光泽度是否增加，等等。 4.结果分析与评价 （1）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？ 应该没有；如果有，说明培养基被杂菌污染或灭菌不彻底。 评估论点的可信程度 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。 “酵素”是什么？水果“酵素”的制作原理是什么？水果“酵素”中可能含有哪些成分？它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？水果“酵素”中的所有成分都有益于人体健康吗？ 如果要更加有力地支持或反驳水果“酵素”有益健康的论点，应该怎样获取证据？ 所谓“酵素”，就是“酶”的另一种说法。“酵素”制作就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。 这样制作的“酵素”中可能有糖类(包括-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。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。 酵母菌的纯培养 2.接种和分离酵母菌 1.制备培养基 3.培养酵母菌 ①配制培养基（马铃薯、葡萄糖、琼脂、水） ②灭菌 ③倒平板（在酒精灯火焰附近操作） 培养基：湿热灭菌（高压蒸汽灭菌锅） 培养皿：干热灭菌（干热灭菌锅） 用接种环在固体培养基上用平板划线法接种 平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱培养 【课堂小结】 1.下列关于微生物实验操作的叙述，正确的是(　　) A.配制细菌培养基过程中，需要在倒平板时调节培养基的pH B.配制固体培养基时加入琼脂，其作用是为微生物生长提供碳源 C.平板划线法接种时，每次划线之前都需对接种环进行灭菌 D.实验结束后，使用完的培养基可以直接丢弃 2.如图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1、2、3、4、5，4.下列操作方法叙述正确的是(　　) A.在1、2、3、4、5区域中划线前都要对接种环灼烧灭菌， 灼烧灭菌后立即进行划线 B.1和5划线可以如图所示，也可以相连在一起 C.在划线操作结束时，要对接种环灼烧灭菌 D.在5区域中才可以得到单菌落 C C 解析　配制细菌培养基过程中，需要在灭菌前调节培养基的pH，A错误；配制固体培养基时加入琼脂，其作用是作为凝固剂，而不是为微生物生长提供碳源，B错误；平板划线法接种时，每次划线之前和之后都需对接种环进行灭菌，C正确；实验结束后，使用完的培养基需要经过灭菌处理后才可以丢弃，D错误。解析　灼烧接种环，杀灭环上残留菌液，待冷却后再进行划线，A错误；划线时注意不要将最后一区5的划线与第一区1相连，B错误；在划线操作结束时，要对接种环灼烧灭菌，C正确；在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落，D错误。 39 1.微生物的纯培养既需要适宜的培养基，又要防止杂菌污染。判断下列相关表述是否正确。 （1）培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利。（ ） （2）消毒和灭菌的杀菌程度存在差异。 （ ） （3）微生物的纯培养物就是不含有代谢废物的微生物培养物。（ ） × √ × 一、概念检测 【练习与应用】 2.日常生活中保存食品的方法有哪些？这些方法是如何阻止或抑制微生物生长的？ 干制：降低食品的水分含量； 腌制：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：通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。 一、概念检测 【练习与应用】 1.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。 （1）这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有 （2）“将指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的哪一步操作？ （3）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微生物的污染？ （1）：培养皿和培养基。 （2）：接种。 （3）通过实验结果可以看到，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。 二、拓展应用 【练习与应用】 2.某生物兴趣小组将从葡萄皮上成功分离来的野生酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中，并放置在摇床上培养，摇床转速分别为 210 r/min， 230 r/min和250 r/min。培养时间与酵母菌种群密度的关系如下图所示。请分析回答下列问题。 （1）摇床转速不同,意味着培养条件有什么不同？ 意味着培养液中02含量不同。 （2）从图中数据你可以得出什么结论?其原因是什么? 培养液中02含量越高,酵母菌种群密度越大。 （3）为什么培养8h后，其中2个锥形瓶中酵母菌的种群密度基本达到稳定? 这时候已经达到了环境容纳量。 二、拓展应用 【练习与应用】 Lavf57.56.101 $