1.2.1微生物的基本培养技术（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

微生物作画的原理其实就是菌种的培养，从自然环境中找到合适的菌种，根据它们自身不同的颜色，利用无菌操作等方式，让菌种长成一幅漂亮的画。 菌株想要长成一幅画，最大的难点是对“颜料”的提纯。一旦混入了其他细菌或者纯化程度不足，就无法取得预料之中的色彩。想要解决这个问题，就必须按照科学研究的规律和实验规范来进行操作。 这些画用什么制作的？制作原理是什么？ 第1节 微生物的培养技术及应用 第1课时 微生物的基本培养技术 第1章 选择性必修三：生物技术与工程 发酵工程 课标要求 核心素养要求 1.获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 2.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的基础。 3.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品和无菌区域不被微生物污染的技术。 4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的的培养某种微生物。 5.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。 6.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。 1.生命观念：物质与能量观：微生物的培养需要适宜的培养基；稳态与平衡观：获得纯净的微生物必须保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染 2.科学思维：分析培养基的成分及其作用；平板划线法和稀释涂布平板法的异同；选择培养基和鉴别培养基的区别。 3.科学探究：通过微生物的相关实验，学会培养、分离微生物，以及微生物计数的实验设计。 4.社会责任：微生物纯培养时注意操作规范，关注自身安全和环境安全；关注有害微生物的控制及宣传健康生活方式等。 微生物的培养技术和应用 选择性必修三：生物技术与工程 微生物的基本培养技术 内容聚焦 内容1 培养基的配制 内容2 无菌技术 内容3 微生物的纯培养 【问题探讨】 【资料】 1. 2020年黑龙江鸡西酸汤子中毒事件；一家9人食用自制并冷冻近一年的酸汤子，因米酵菌酸中毒全部死亡。 2. 2025年黑龙江齐齐哈尔酸汤子中毒事件；两名男子食用自制酸汤子后中毒，1人死亡、1人进ICU抢救，毒素同样为米酵菌酸。 3. 2023年广东东莞老坛酸菜肉毒中毒事件；母女食用使用6年未换汤的自制老坛酸菜，引发肉毒杆菌中毒，在ICU抢救20天。 4. 2024年河南自制腐乳、臭豆腐中毒事件；多人食用自制腐乳、臭豆腐后出现神经中毒症状，确诊为肉毒杆菌毒素污染。 5. 2025年浙江杭州臭苋菜梗亚硝酸盐中毒事件；食用仅腌制3天的臭苋菜梗，因亚硝酸盐超标导致胸闷、口唇发紫等急性中毒症状。 【讨论】失败的原因是什么？ 主要原因是在制作过程中有杂菌混入，大量繁殖 微生物 食用自制酸奶导致肠胃不适屡见不鲜 泡菜变质 5 一、微生物 个体微小、结构简单 ◆微生物的共同特点： 内容1 培养基的配制 SARS冠状病毒 新冠病毒 大肠杆菌 乳酸杆菌 毛霉 草履虫 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。 6 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 大小、形状、光泽度、颜色、透明度等。 菌落是鉴定菌种的重要依据。 2.特征： 3.功能： 1.概念： 一个菌落就是一个种群 内容1 培养基的配制 【思考】有没有可能不借助显微镜观察到微生物类群呢？ 二、菌落 念珠菌 霉菌 酵母菌 放线菌 实验室培养微生物关键: (1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件 (2）确保其它微生物无法混入 (3)并将需要的微生物分离出来 纯化培养 培养基 无菌技术 【问题】难以用肉眼观察到的微生物吃什么呢？该如何培养呢？ 微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想得到纯净的微生物，就必须对其进行培养和分离。 内容1 培养基的配制 人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质 用以 微生物或积累其代谢物 有 无 凝固剂 (如琼脂) 液体培养基 微生物的分离、鉴定、活菌计数 扩大培养、工业生产 固体培养基 微生物在固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落 营养物质 生长繁殖 培养、分离、鉴定、保存 琼脂不提供能量和营养 内容1 培养基的配制 三、培养基 1.概念 2.作用 3.类型： （1）按物理性质分 (2)按化学成分分类 种类 特点 用途 天然培养基 含　化学成分不明确　的天然物质  工业生产 合成培 养基 　培养基成分明确　(用化学成分已知的化学物质配成)  微生物的 分类、鉴定 内容1 培养基的配制 三、培养基 3.类型： 蔗糖（C12H22O11） 10g 硝酸钠（NaNO3） 3g 磷酸氢二钾（K2HPO4） 1g 硫酸镁（MgSO4·7H2O） 0.5g 氯化钾（KCl） 0.5g 硫酸亚铁（FeSO4·7H2O） 0.01g 琼脂 15～20g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL 查氏培养基（培养霉菌） 培养基成分 提供的主要营养 牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素 蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素 NaCl 5g 无机盐 H2O 定容至1000mL 氢元素、氧元素 牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌） 天然培养基 合成培养基 培养基成分是否明确？ (2)按化学成分分类 内容1 培养基的配制 实例 (3)按功能分类 种类 制备方法 原理 用途 举例 选择培 养基 培养基中加入某些化学物质 依据微生物对某些物质的特殊需求或抗性 从众多微生物中分离所需的微生物 加入　青霉素　分离得到酵母菌和霉菌　  鉴别培 养基 培养基中加入某种　指示剂或化学药品 产生特定的颜色或其他变化 鉴别不同种类的微生物 用 伊红—亚甲蓝　培养基鉴别大肠杆菌  内容1 培养基的配制 选择培养基 鉴别培养基 内容1 培养基的配制 【拓展1】选择培养基的类型 类型 条件 分离得到的菌种 改变培养条件 70～80℃的高温 添加某种化学物质 加入青霉素 高浓度食盐 特殊碳、氮源 石油是唯一碳源 营养缺陷 不加碳源 不加氮源 水生栖热菌 酵母菌、霉菌等真菌 金黄色葡萄球菌 能消除石油污染的微生物 自养型微生物 固氮菌 内容1 培养基的配制 +氨苄青霉素 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? 内容1 培养基的配制 鉴别培养基：在培养基中加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应。从而达到鉴定的作用。 伊红-亚甲蓝琼脂培养基 淀粉培养基 尿路菌群显色培养基 念珠菌群显色培养基 内容1 培养基的配制 名称 主要用途 主要化学物质 特征性变化 伊红-亚甲蓝琼脂培养基 鉴别大肠杆菌 伊红、亚甲蓝 出现金属光泽的深紫色菌落 刚果红培养基 鉴别纤维素分解菌 刚果红、纤维素 纤维素被分解后出现透明圈 油脂培养基 鉴别产脂肪酶菌株 食用油、吐温、中性红指示剂 由淡红色变成深红色 淀粉培养基 鉴别产淀粉酶菌株 可溶性淀粉 淀粉被分解后出现淀粉水解圈 酚红指示剂 鉴别分解尿素菌株 酚红 产生红色 【拓展2】鉴别培养基的类型 内容1 培养基的配制 培养基成分 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 牛肉膏蛋白胨培养基（培养细菌） 牛肉膏是采用新鲜牛肉经过消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色。 蛋白胨是一种外观呈淡黄色的粉剂。一般用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白（肉类）和植物蛋白（豆类）等两种。 【资料1】100g马铃薯中含有80g水、2g蛋白质、16g碳水化合物，还有无机盐等。 【资料2】下表为1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 【问题】阅读上述材料并结合教材预习内容，说出培养基的必备营养成分有哪些？ 内容1 培养基的配制 牛肉膏 蛋白胨 （1）基本成分： 碳源 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-等 有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等 自养微生物 异养微生物 碳源功能：①构成细胞的物质和一些代谢产物; ②有机碳既是碳源又是能源 氮源 无机氮源：N2、NH3、NH4＋、NO3- 等 有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 氮源功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等 碳源、氮源、水、无机盐 课本P10相关信息: 来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质 内容1 培养基的配制 4.培养基的营养成分： 固氮微生物 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 硝化细菌 根瘤菌 大肠杆菌 有机物 光能自养 化能自养 异养、固氮菌 异养 【几种特殊微生物的营养和能量来源】 自养微生物可不添加有机碳源，直接利用空气中的CO2 NH3(既是硝化细菌的氮源又是能源) 固氮菌能利用空气中的N2，不需要加入氮源 内容1 培养基的配制 （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐 糖类等有机物 蛋白质/ NH4＋/ NO3- 等 2.含有C、H、O、N的有机物可作 为 微生物的碳源、氮源、能源； 1.自养型微生物与异养型微生物培养基的 主要差别在于 ； 碳源 异养型 不是所有微生物的培养基都需要加入碳源、氮源 CO2 CO2 NH4＋、NO3-等 糖类等有机物 NH3 N2 光能 NH3的氧化 有机物 （1）基本成分： 碳源 无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-等 有机碳源：糖类、脂质、蛋白质、有机酸等 自养微生物 异养微生物 碳源功能：①构成细胞的物质和一些代谢产物; ②有机碳既是碳源又是能源 氮源 无机氮源：N2、NH3、NH4＋、NO3- 等 有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等 氮源功能：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等 碳源、氮源、水、无机盐 内容1 培养基的配制 4.培养基的营养成分： 无机盐 是细胞的组成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂等 水 良好的溶剂、维持生物大分子结构的稳定 （1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐 在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求 特殊营养物质：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等(生长因子) （如牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有维生素等） （2）培养基的特殊需求： 微生物例子 培养基需要的特殊物质或条件 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物 添加维生素 调至酸性 调至中性或弱碱性 提供无氧的条件 【几种特殊微生物对特殊营养条件的需求】 内容1 培养基的配制 4.培养基的营养成分： 【拓展3】关键点 (2)有机碳源可以提供能量(如糖类)，无机碳源 提供能量 如自养型微生物利用CO2，只是将其作为合成(CH2O)的原料，并非从其中得到能量。 (3)有机氮源 提供能量，有些无机氮源 提供能量 如氨即NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。 蛋白胨既可以作为氮源也能提供能量。 (4)有些有机物既可以提供碳源，也可以提供氮源 如牛肉膏、蛋白胨 (1) 所有微生物的培养基都需要加入碳源、氮源 如自养型微生物可以直接利用空气中的CO2，故培养时可以不加碳源 固氮菌可以直接利用空气中的N2，故培养时可以不加氮源。 内容1 培养基的配制 不是 不能 可以 也能 1.牛肉膏蛋白胨培养基(肉汤培养基)——培养细菌 2.马铃薯琼脂培养基——培养真菌（如酵母菌） 3.MS培养基——植物组织培养 【拓展3】常用的3种培养基 内容1 培养基的配制 （1）同一种物质不能既做碳源又做氮源（ ） 有机碳源如糖类，可为异养生物提供碳源，也可提供能源 无机碳源如CO2，为自养型微生物提供碳源，但不能提供能量 牛肉膏或蛋白胨，可为异养微生物提供碳源和氮源 还可提供无机盐 （2）碳源都能提供能量（ ） （3）NaHCO3只能提供碳源（ ） （4）无机氮源也能提供能量（ ） NH3：既是硝化细菌的氮源，又是它的能源物质 1.判一判： × × × √ 习题检测 2.下表表示某培养基的配方，下列叙述正确的是( ) A．从用途看，该培养基属于选择培养基 B．培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨 C．该培养基没有提供维生素等营养 D．该培养基调节到合适的pH后就可以接种使用 B 成分 蛋白胨 葡萄糖 <m></m> 伊红 亚甲蓝 蒸馏水 含量 <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> 习题检测 3．采用下表配方配制的培养液分离果胶酶产生菌时，该表X处的成分应 是________(填“葡萄糖”或“果胶”)，不选另一种成分的原因是 ________________________________________________。 K2HPO4 MgSO4 NaNO3 FeSO4 X H2O 0.1 g 0.5 g 3 g 0.01 g 2 g 加至1 L 大多数微生物以葡萄糖作为碳源，不具有选择作用 果胶 4.(全国Ⅰ，T37（2）)为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择 ______（填“尿素”“ <m></m> ”或“尿素 <m></m> ”）作为氮源,不选择其他 两组的原因是____________________________________________________ __ _____________________________________。 尿素 其他两组都含有 <m></m> ,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用 <m></m> ,不能起筛选作用 习题检测 5.对不同微生物的培养过程中正确的是( ) A.细菌培养时将pH 调至酸性 B.霉菌培养时将pH调至中性或微酸性 C.培养厌氧微生物时需要提供无氧环境条件 D.培养乳酸杆菌时在培养基中不需要添加维生素 C 习题检测 6.微生物的培养需要配制培养基，以下叙述合理的是( )。 A.培养基中都含有碳源、氮源、水、无机盐 B.因成分不同，培养基可分为固体培养基和液体培养基 C.培养基中的氮源能提供氮元素，但不能作为能源物质 D.筛选自养型微生物时，培养基中不需要加碳源 D 习题检测 7.下表记录了某培养基的配方，下列叙述错误的是( ) 成分 𝐂𝐇𝟐𝐎 蒸馏水 青霉素 含量 < > > >30 g 定容至>1000 ml 0.1万单位 A.根据物理性质划分，该培养基属于液体培养基 B.该培养基不能用于培养大肠杆菌 C.根据培养基的配方可知，该培养基培养的是异养型微生物 D.固体培养基中加入少量水即可形成液体培养基 D 习题检测 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？ 确保无杂菌污染 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？ 无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。 一、 无菌技术 内容2 无菌技术 无菌技术是指：防止外来杂菌的入侵，并保证已灭菌物品及 灭菌区域不再被污染的方法。主要包括 。 1.目的：获得　 　　　　　。 2.关键：　 　　　　　。 纯净的培养物 防止杂菌污染 消毒和灭菌 3.无菌技术的对象 3.无菌技术的对象： （1）实验操作的 ，进行清洁和消毒。 （2）培养的 等进行灭菌。 【注意】实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。 为了避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在 并在 附近进行。 培养皿 接种环 培养基 内容2 无菌技术 超净工作台 酒精灯火焰 空间、操作者的衣着和手 器皿、接种用具和培养基 内容2 无菌技术 比较 项目 条件 结果 常用方法 应用范围 消毒 较为温和的______ 　　或生物等方法 仅杀死物体表面或内部一部分微生物 煮沸消毒法 日常用品 __________ 牛奶等不耐高温的液体 _______________ 、 等 紫外线消毒法 接种室、接种箱或超净工作台 物理、 化学 巴氏消毒法 化学药物消毒法 源于选择性必修3 P10：生物消毒法是指利用生物或其　 除去环境中的部分微生物的方法。 代谢物 操作者的衣物和手 操作空间 4.灭菌与消毒的比较 内容2 无菌技术 煮沸消毒 (常用) 巴氏消毒 (不破坏营养成分) 化学药物消毒 (可擦拭的表面、液体) 紫外线消毒 (空间消毒) （1）消毒方法的选择： 62-65℃煮30min 或80-90℃煮30s-1min。100℃煮沸5～6min，可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。 用70%酒精擦拭双手；氯气消毒水源。 用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台。紫外线照射30min 100℃煮沸5-6min。可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。 内容2 无菌技术 4.灭菌与消毒的比较 比较项目 条件 结果 常用方法 应用范围 灭菌 杀死物体内外 的微生物，包括芽孢和孢子 __________ 等 __________ 、 等 ___________ 等 湿热灭菌法 干热灭菌法 灼烧灭菌法 强烈的理化方法 所有 培养基、容器 玻璃器皿 金属用具 接种工具 4.灭菌与消毒的比较 内容2 无菌技术 培养皿 接种环 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。 芽孢和孢子 孢子 知识拓展 （孢子囊中）孢子是脱离亲本后能直接或间接发育成新个体。有时候可直接由营养细胞通过细胞壁加厚和积贮养料而形成，能抵抗不良环境。 内容2 无菌技术 湿热灭菌 干热灭菌 灼烧灭菌 水蒸气为介，100kPa，121℃，15~30min 热空气为介质，160~170℃，2~3h 利用充分燃烧层灼烧 常用高压蒸汽灭菌 耐高温，需要保持干燥 接种用具如涂布器、接种环、接种针或其它金属用具 内容2 无菌技术 （2）灭菌方法的选择 ➊湿热灭菌 利用 沸水 流通蒸汽 高压蒸汽 进行灭菌的方法 效果最好：高压蒸汽灭菌 100 kPa 121℃ 15-30 min 培养基、无菌水等（需要保持一定的水分） 适用对象： 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破坏。 高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性 ①使用前必须先将锅内冷空气排尽，才能达到预设的压力和温度。 ②灭菌完成时，待锅内压力自然降到０时，再打开气阀。 内容2 无菌技术 （2）灭菌方法的选择 ➋干热灭菌 灭菌物品 放入 密闭容器 160~170℃ 1~2h 耐高温和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金属用具。 适用对象： 原理： 使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等 内容2 无菌技术 （2）灭菌方法的选择 接种环 涂布器 ➌灼烧灭菌 接种工具 涂布器 接种环 接种针 其他金属工具 接种过程 试管口 瓶口 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 内容2 无菌技术 （2）灭菌方法的选择 ➍过滤除菌 不耐高温（如维生素） 内容2 无菌技术 （2）灭菌方法的选择 湿热灭菌（高压蒸汽灭菌） 干热灭菌 灼烧灭菌 化学药物消毒（酒精） 紫外线消毒 巴氏消毒法 1.以下所采用的灭菌或消毒方法依次是 化学药物消毒（次氯酸钠） 培养基 培养皿 接种环 实验操作者的双手 实验室 牛奶 有活性生物材料 习题检测 2.(2023·湖北襄阳四校联考)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 习题检测 3.(2022·湖北选择考)灭菌、消毒、无菌操作是生物学实验中常见的操作。 下列叙述正确的是( ) A.动、植物细胞的提取必须在无菌条件下进行 B.微生物、动物细胞培养基中需添加一定量的抗生素以防止污染 C.为防止蛋白质变性,不能用湿热灭菌法对牛肉膏蛋白胨培养基进行灭菌 D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌 D 习题检测 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 47 4．(2023·深圳光明区联考)某同学将5个手指尖在贴有“洗手前”标签的固体培养基上轻轻按一下，然后用肥皂将该手洗干净，再将5个手指尖在贴有“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24 h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。下列相关叙述错误的是(　　) A．这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有培养皿和培养基等 B．“将手指尖在培养基上轻轻按一下”相当于微生物培养中的接种 C．从实验结果来看，洗手后的操作不会污染培养基 D．培养基中的氮元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的 C 习题检测 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 48 5. (2021·北京等级考)人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出 葡萄球菌。下述操作不正确的是 ( ) A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样 C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断 C 棉拭子浸出液 习题检测 49 纯培养物 培养物 纯培养 在微生物学中，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。 配制培养基 灭菌 倒平板 接种和分离 培养 制 备 培 养 基 1.相关概念 内容3 微生物的纯培养 一、 微生物的纯培养 2.微生物纯培养的步骤 单菌落 探究 · 实践：酵母菌的纯培养 一.实验原理 分散或稀释 繁殖 单个细胞 微生物群 单个菌落 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。 念珠菌显色培养基 大肠杆菌培养基 酵母菌培养基 金黄色葡萄球菌和枯草杆菌培养基 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。 内容3 微生物的纯培养 51 探究 · 实践：酵母菌的纯培养 一. 实验原理 分散或稀释 繁殖 单个细胞 微生物群 单个菌落 ②采用 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。 纯培养物 稀释涂布平板法 平板划线法 内容3 微生物的纯培养 平板划线法和稀释涂布平板 52 探究 · 实践：酵母菌的纯培养 二. 实验目的 ① 学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板 ② 学会进行无菌操作 ③ 尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落 三. 材料用具 ①酵母菌培养液、马铃薯、葡萄糖(或蔗糖)、琼脂、蒸馏水 ②天平，小刀，纱布，烧杯，锥形瓶，棉塞、牛皮纸（或报纸） ③皮筋，培养皿，接种环，酒精灯，超净工作台 ④高压蒸汽灭菌锅，干热灭菌箱和恒温培养箱等 内容3 微生物的纯培养 53 内容3 微生物的纯培养 54 （1）配制培养基 1、制备培养基 四. 实验步骤 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。 得到滤液 用蒸馏水定容至1000mL 称取去皮的马铃薯200g 如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成后，灭菌进 行操作。 内容3 微生物的纯培养 之前 （2）灭菌 1、制备培养基 四. 实验步骤 将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞。 用几层牛皮纸包紧 放入干热灭菌箱内，160 ~ 170℃灭菌2h。 取5 ~ 8套培养皿 培养皿叠成一束 包上牛皮纸/报纸，并勒紧。 压力100kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15 ~ 30min。 高压蒸汽灭菌锅 内容3 微生物的纯培养 培养基 左右，在 附近倒平板。 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，将培养基倒入培养皿（10～20mL），立即盖上皿盖。 4 等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 1.防止培养基水分过快蒸发。 2.防止皿盖上冷凝水滴落，造成污染。 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。 （3）倒平板： 1、制备培养基 可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。 琼脂是一种多糖，在44℃以下凝固，倒平板时，若低于50℃不及时操作，琼脂会凝固。倒平板时高于50 ℃则会烫手。 内容3 微生物的纯培养 ② ③ ① ④ 冷却后倒置 冷却到50℃ 酒精灯火焰 问题思考与分析： 1、怎么确定所倒平板未被杂菌污染？ 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？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。 内容3 微生物的纯培养 （1）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。 （2）不同接种工具的使用：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 （3）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 四. 实验步骤 2、接种和分离酵母菌 内容3 微生物的纯培养 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，可以分离到由单个细菌增殖而形成的单菌落。 2、接种和分离酵母菌 平板划线法 分离的方法： 内容3 微生物的纯培养 原理： 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 分散或稀释 生长繁殖 连续划线法 分区划线法 平板划线法 ①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红。 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。 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。 内容3 微生物的纯培养 原理： 单个细胞 微生物群 单个菌落 连续划线 分散或稀释 生长繁殖 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。 3 4 5 1 2 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。 1 2 3 4 5 【平板划线法注意事项】 连续划线法 分区划线法 ➊接种环蘸取 次菌液，每次划线的菌液均来自 ，能使细菌数目随划线次数的 而逐渐 ，最终得到由 繁殖而来的菌落。 ➋最后一区不可与 相连，不然将得不到单独的 菌落； ➌每次划线，均要 接种环，冷却的目的 是 。 上次划线的末端 增加 减少 单个细菌 第一区 灼烧并冷却 防止温度太高杀死菌种 只分离， 不计数 一 内容3 微生物的纯培养 思考与分析： 2.为什么划线时要注意不能划破培养基？ 1.除第一次划线外，每次划线都从上一次划线的末端开始，目的是什么？ 将聚集的菌种进行稀释，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 ①一旦划破，会造成划线不均匀，难以达到分离单菌落的目的； ②存留在划破处的单个细胞无法形成规矩的菌落，菌落会沿着划破处生长， 会形成一个条状的菌落。 内容3 微生物的纯培养 灼烧时期 目的 第一次操作 (取菌种前) 每次划 线之前 划线结束 3.用平板划线法接种酵母菌的过程中，总共几次灼烧接种环？每次灼烧的目的分别是什么？ 杀死接种环上原有的微生物，避免污染培养物 杀死上次划线后接种环上残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端，使每次划线菌种数目减少 杀死接种环上残存的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 内容3 微生物的纯培养 6次 3 4 5 1 2 思考与分析： 内容3 微生物的纯培养 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。 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 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。 警示 对照：检验培养基是否被杂菌污染。 划3个平板（平行重复实验）和1个不划线（空白对照） 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？ 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。 五.结果分析 内容3 微生物的纯培养 四. 实验步骤 和一个未接种的平板 平板划线法可以对菌种进行分离，不能对培养液中菌种进行计数 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？ 规范操作的情况下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？ 提示：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。 内容3 微生物的纯培养 五.结果分析 1.(情景探究)如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图，请分析： (1)获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么？ (2)某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此种现象？ (3)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？ 图A：稀释涂布平板法，图B：平板划线法。 原因：菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌； 措施：增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。 火焰附近存在着无菌区域。 习题检测 2.(2023·江苏南京调研)下图为实验室培养和纯化大肠杆菌过程中的部分操作步骤，下列说法正确的是(　　) B A.步骤①后需将培养基灭菌并调节pH B.步骤①②③操作时需要在酒精灯火焰附近进行 C.步骤③到④的过程中，接种环共灼烧处理了5次 D.图中步骤①结束后需倒置平板，④结束后不需要 习题检测 3.下列为几位同学描述的平板划线接种法的划线方式，其中正确的是（ ） A. B. C. D. C 习题检测 4.下图为微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5，下列叙述正确的是( ) C A.在每一区域内划线时接种环上的菌种直接来源于菌液 B.划线操作时应在酒精灯火焰旁边打开皿盖放在桌面上，划线接种 C.每次划线只能从上一次划线的末端开始，才能确保菌种逐步稀释以得到单菌落 D.第1区和第5区的划线最终要连接起来，以便比较前后的菌落数 习题检测 5.(2023·河北衡水金卷)丁草胺是一种有机除草剂，主要用于水稻田杂草的防除，具有潜在的致畸变和致突变性。而在水稻种植过程中农田有一段很长的淹水期，淹水会导致水稻田深层土壤处于厌氧状态。因此研究丁草胺厌氧降解菌对于水稻田土壤中丁草胺的降解具有重要意义。研究人员要对丁草胺厌氧降解菌进行分离、鉴定和扩大培养(如图)，请回答下列问题： 习题检测 (1)你认为研究小组应该在哪里取样？________________________________ (2)配制选择培养基时，研究人员先加入了K2HPO4、KH2PO4、FeSO4、MgCl2、NH4Cl、CaCl2、NaCl、微量元素复合液、维生素复合液等，他们还需要加入一定量的________。对培养基灭菌通常采用______________法。灭菌结束后，应趁热将适量培养基分装于锥形瓶中，充入氮气，塞住胶塞并用铝帽固定，这样操作的目的是____________________。 频繁使用丁草胺的水稻田深层土壤 丁草胺 高压蒸汽灭菌　 创造无氧的培养环境 习题检测 (3)步骤③中，应将平板放入厌氧罐中，置于培养箱中恒温培养，对长出的菌落进行初步鉴定。菌落是初步区分微生物类型的重要特征，这些特征包括_____________________________________________ (至少答出2点)等。 (4)步骤④中，从第二次划线操作起，每次总是要从上一次划线的末端开始划线，其原因是_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________ __________________。 菌落的形状、大小、颜色、隆起程度、边缘特征 划线后，线条末端细菌数目较少，从上一次划线的 末端开始，能使细菌的数目随划线次数的增加逐步减少，最终得到由单个细菌繁殖而来的菌落 习题检测 无菌技术 微生物的基本培养技术 微生物的纯培养 紫外线消毒 化学药物消毒 巴氏消毒 煮沸消毒 培养基的配制 培养基的种类 培养基的营养成分 消毒 灭菌 湿热灭菌 干热灭菌 灼烧灭菌 制备培养基 接种分离 培养 基本成分：碳源、氮源、水、无机盐 特殊需求：维生素（如乳酸杆菌）等 平板划线法 配制培养基➡灭菌➡倒平板 课堂小结 课堂总结 一、概念检测 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。 ( ) × × √ 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？ 日常生活中保存食品的方法有干制、腌制、低温储存等。干制可以降低食品的水分含量；腌制可以通过食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖；低温则是通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。 练习与应用 二、拓展应用 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24 h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析冋答下列问题。 (1) 这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有__ ______________。 培养皿和培养基 (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？ 接种 (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？ 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。 练习与应用 二、拓展应用 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 250r/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O2含量不同，转速越高，O2含量越高 (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O2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 练习与应用 jasmine $