1.2微生物的培养技术及应用 （第1课时）课件 2025—2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

人教版高中生物学 选择性必修3《生物技术与工程》 第1章 第1节 微生物的培养技术及应用 （第一课时） 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 教学目标 情境导入 资料：甜酒是我国传统的发酵食品，其制作工艺简单，材料也容易获取，成品甘甜，有淡淡酒香。属于传统发酵食品之一，制作时，可能会因为操作不当等原因使米酒口感不一，甚至发酸。如果需要工业化生产甜酒，应该注意哪些问题? 工业化生产甜酒，获取纯净的菌种，避免杂菌的混入是关键，要获取纯净的菌种就需要借助微生物的基本培养技术。 课前聚焦 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 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 微生物：是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒和一些原生生物等。本章提及的微生物主要是用于发酵的细菌和真菌。 培养基的配置 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。用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 2.培养基的分类 ① 按照物理性质划分 ② 按照功能性质划分 ③ 按照成分划分 液体培养基 固体培养基 选择培养基 鉴别培养基 天然培养基 合成培养基 培养基的配置 液体培养基 半固体培养基 固体培养基 类别 特点 用途 液体培养基 不加琼脂 工业生产（连续培养） 固体培养基 加琼脂 （多1.5%-2.5%） 微生物分离、鉴定活菌计数、保藏菌种 半固体培养基 加琼脂 （少0.2%-0.7%） 观察微生物运动、分类鉴定、保藏菌种 液 体 培 养 基 半固 体 培 养 基 培养基的配置 选择培养基： 鉴别培养基： 加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂。用于鉴别不同类型的微生物。 根据某种微生物的特殊营养要求配置。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。 培养基的配置 选择培养基： 鉴别培养基： 加入 选择培养 抗生素 真菌 高浓度的盐水 金黄色葡萄球菌 不加氮源 固氮生物 不加碳源 自养生物 加入 鉴别微生物 酚红 分解尿素的细菌 伊红美蓝 大肠杆菌 刚果红 纤维素分解菌 甜酒制作的第一步是泡米，这一过:程可以去除部分杂质，泡过的米会变得酥软，发酵时更有利于微生物利用，在发酵过程中，蒸熟的米不仅为微生物提:供营养物质，还是微生物生长代谢的能源物质。 培养基的配置 第一步:泡米 思考：工业化生产中，配制培养基培养微生物时需要为微生物提供哪些物质和条件? 培养基的配置 基本组成 : 碳源、氮源、水、无机盐 ① 碳源 功能：构成细胞物质和一些代谢产物；有机碳既是碳源又是能源 ② 氮源 功能： ③水： 功能：良好的溶剂，参与化学反应；维持生物大分子结构的稳定 ④无机盐： 功能：提供无机营养；调节培养基的pH；维持渗透压 ①无机氮源：将无机氮合成含氮的代谢产物 ②有机氮源：合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物 3.培养基的成分 ①无机碳源（自养生物）②有机碳源（异养生物） 培养基的配置 基本组成 : 碳源、氮源、水、无机盐 特殊需求：满足微生物对 的需求 pH、特殊营养物质（如维生素,氨基酸和碱基),氧气 标注：（牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、动植物组织提取液中含有维生素） 培养的微生物 需要满足的其他要求 乳酸杆菌 培养基中添加___________ 霉菌 将pH调至______ 细菌 将pH调至__________________ 厌氧微生物 需要提供_______条件 维生素 酸性 中性或微碱性 无氧 甜酒制作的第二步是将米蒸熟，蒸:熟的米饭更有利于微生物利用其中的营养物质，同时高温还可以去杂菌，保证甜酒口感的稳定。 思考：蒸煮能否杀灭所有的菌种，可以完全避免杂菌污染吗?工业化生产中，有哪些措施防止杂菌污染? 第二步:蒸米 无菌技术 无菌技术 获得纯净的微生物培养物的关键是 对操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。 对用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。 防止杂菌污染。 1.无菌技术的主要内容 无菌技术 2. 消毒 巴氏消毒法 煮沸消毒法 紫外线消毒 化学药物消毒 适用范围:不耐高温的液体(如牛奶) 方法:62-62°C 消 毒30min或80-90°C处理30s-1min 效果:杀死绝大多数微生:物，基本不破坏营养成分 适用范围:日常生活 方法:100°C煮沸5-6min 效果:杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢 适用范围:接种室、接种箱、超净工作台等 方法:紫外线照射30min 效果:杀死物体表面或空气中的微生物 适用范围:实验者双手、水源等 方法:体积分数为70%～75%的酒精、氯气等 利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌。高压蒸汽火菌锅以水蒸气为介质在压力为100KPa、温度为121°C的条件下，维持15-30min. 如培养基的灭菌 湿热灭菌 干热灭菌 灼烧灭菌 无菌技术 将微生物的接种工具直接在酒精灯火焰上充分燃烧层灼烧，快速彻底灭菌。如涂布器、接种环、接种针或其他金属工具等的灭菌。 干热灭菌箱在160-170°C的热空气中维持2-3h。适用于耐高温的和需要保持干燥的物品。如玻璃器皿，金属工具等的灭菌 利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌。高压蒸汽火菌锅压力100KPa、温度为121°C的条件下，维持15-30min。 如培养基的灭菌 无菌技术 4. 区分消毒和灭菌 比较项 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭 消毒 灭菌 较为温和 强烈 部分微生物 全部微生物 一般不能 能 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，叫作芽孢。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。 孢子 细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。能直接长成新个体。 甜酒制作的第二步是将米蒸熟，蒸:熟的米饭更有利于微生物利用其中的营养物质，同时高温还可以去杂菌，保证甜酒口感的稳定。 思考：蒸煮能否杀灭所有的菌种，可以完全避免杂菌污染吗?工业化生产中，有哪些措施防止杂菌污染? 第三步:晾晾 第三步:拌种 1.原理： 配制培养基 灭菌 接种 分离 培养 微生物的纯培养 微生物群 分散或稀释 单个细胞 单个菌落 繁殖 2.纯培养步骤: 获得单菌落的方法：稀释涂布平板法、平板划线法 菌落的概念：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。 菌落的特征：形状、大小、光泽度、颜色、透明度等 微生物的纯培养 微生物的纯培养 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 2.纯培养步骤: （1）制备培养基 如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成后，灭菌之前进行操作。 ①配制培养基 微生物的纯培养 2.纯培养步骤: （1）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 压力100kPa、温度121℃条件下，灭菌15 ~ 30分钟 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 微生物的纯培养 2.纯培养步骤: （1）制备培养基 ③倒平板 待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 微生物的纯培养 2.纯培养步骤: （2）接种和分离 平板划线法 稀释涂布平板法 微生物的纯培养 2.纯培养步骤: （2）接种和分离 连续划线法 分区划线法 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。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 微生物的纯培养 灼烧接种环 蘸取菌液 第1区接种 灼烧接种环 第2区接种 灼烧接种环 第3区接种 第4区接种 注意： 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 灼烧接种环 第5区接种 灼烧接种环 划3个平板（重复实验） 1个不划线（空白对照） 1 2 3 4 5 灼烧接种环 微生物的纯培养 2.纯培养步骤: （3）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； 问题讨论 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？ 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？ 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。 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 小结 $