2022-2023學(xué)年蘇教版選擇性必修3 第一章 第二節(jié)　第1課時　滅菌及無菌操作 課件（41張）

第1課時滅菌及無菌操作第一章內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升學(xué)習(xí)目標(biāo)1.概述發(fā)酵工程中的滅菌方法及常用的滅菌設(shè)備。2.概述發(fā)酵工程中的無菌操作器具及使用注意事項。3.概述微生物的接種和傳代的無菌技術(shù)?；A(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)知識點一發(fā)酵工程的滅菌方法1.無菌技術(shù)獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。無菌技術(shù),是指在操作過程中,保持物品與操作區(qū)域的

無菌

狀態(tài)并不被

微生物

污染的技術(shù),其核心是

滅菌

。

2.滅菌方法(1)化學(xué)試劑滅菌法:①滅菌劑:一些化學(xué)試劑如甲醛、氯、高錳酸鉀,能破壞微生物的蛋白質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有殺菌作用,可以用作滅菌劑。②方法:采用滅菌劑滅菌的方法稱為化學(xué)試劑滅菌法。③應(yīng)用缺點:滅菌劑可能會與培養(yǎng)基中的一些成分發(fā)生作用,因此化學(xué)試劑滅菌法一般不用于培養(yǎng)基的滅菌。(2)射線滅菌法:①概念:利用

紫外線

等產(chǎn)生的

高能粒子

進行滅菌的方法。

②實例:波長為

200~300

nm

的紫外線、

X

射線和γ射線等都具有滅菌作用。

③應(yīng)用:紫外線的穿透力

弱

,一般用于

物體表面和空氣

的滅菌。

(3)干熱滅菌法:①常用方法:

干熱空氣

滅菌法和

火焰灼燒

法。

②應(yīng)用:干熱空氣滅菌主要用于要求

保持干燥

的實驗器具(如培養(yǎng)皿、

接種針

和移液管)的滅菌;火焰灼燒法常用于

接種

等操作過程。

(4)濕熱滅菌法:①概念:利用

飽和蒸汽

進行滅菌的方法。

②條件:溫度

121

℃、氣壓約

100

kPa的條件下維持15~20min。

③優(yōu)點:a.蒸汽穿透力大,蒸汽與較低溫的物體表面接觸凝結(jié)為水時可放出

大量

能量,吸收了蒸汽水分和熱量的菌體蛋白質(zhì)易

變性

。

b.相同溫度下濕熱滅菌比干熱滅菌

更有效

。

(5)過濾除菌法:①概念:通過

過濾

阻留微生物從而達到除菌目的的方法。

②應(yīng)用:a.在工業(yè)生產(chǎn)上制備

無菌空氣

,用于好氧微生物的發(fā)酵。

b.在產(chǎn)品提取過程中,也可以利用過濾除菌法處理料液,以獲得

無菌

產(chǎn)品。旁欄邊角

想一想

1.無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外,還有什么用途?提示

還能有效避免污染環(huán)境以及操作者自身被微生物感染。2.消毒和滅菌的原理和實質(zhì)相同嗎?提示

原理相同,都是使微生物的蛋白質(zhì)變性,借此來殺死微生物;實質(zhì)不同,滅菌可以殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子,消毒只能殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物。結(jié)論語句

辨一辨(1)滅菌相比消毒對微生物的殺滅更徹底。(

√

)(2)無菌操作的對象只要是沒有生物活性的材料都可采用濕熱滅菌法進行滅菌。(

×

)(3)培養(yǎng)基最常用的滅菌方法是濕熱滅菌。(

√

)(4)選擇消毒或滅菌要根據(jù)無菌操作的對象及目的而定。(

√

)(5)獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵。(

√

)知識點二發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備及無菌操作器具1.發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備主要包括電熱鼓風(fēng)干燥箱、高壓蒸汽滅菌鍋和空氣除菌設(shè)備等。(1)電熱鼓風(fēng)干燥箱:①應(yīng)用:常用于空的

玻璃器皿

(如培養(yǎng)皿、離心管、移液管)、金屬用具(如鑷子、手術(shù)刀)和其他

耐高溫的物品

(如菌種保藏采用的沙土管、石蠟油、碳酸鈣)的滅菌。

②優(yōu)點:使滅菌器皿保持

干燥

。

③缺點:帶有

膠皮

或

塑料

的物品、液體及固體

培養(yǎng)基

一般不能采用電熱鼓風(fēng)干燥箱干熱滅菌。

④徹底滅菌的標(biāo)準(zhǔn)及滅菌條件:標(biāo)準(zhǔn):以能否殺死

細(xì)菌的芽孢

作為徹底滅菌的標(biāo)準(zhǔn)。

滅菌條件:將溫度提高到

160

℃,加熱2~3h。

(2)高壓蒸汽滅菌鍋:①應(yīng)用:采用高壓蒸汽滅菌鍋進行

濕熱

滅菌。

②滅菌原理:在一個密閉的鍋內(nèi),水的沸點隨蒸汽壓力的增高而上升,加壓的同時提高蒸汽的溫度,使鍋內(nèi)的待滅菌物品在一定壓力和溫度等條件下,殺死其中

所有

微生物的營養(yǎng)體及其

芽孢

。

③類型:手動式高壓蒸汽滅菌鍋和全自動高壓蒸汽滅菌鍋兩類。④注意事項:操作人員必須在現(xiàn)場規(guī)范操作,嚴(yán)格控制

熱源

,維持滅菌時的

壓力

。

(3)空氣除菌設(shè)備:①空氣除菌的方法:常采用

空氣過濾除菌

的方法,即讓含菌空氣通過無菌干燥的過濾介質(zhì),以

阻截

空氣中所含微生物。

②應(yīng)用:通過過濾除菌處理的空氣可達到幾乎無菌的程度,并有足夠的壓力和適宜的溫度,以滿足好氧微生物純培養(yǎng)的需要。2.發(fā)酵工程的無菌操作器具發(fā)酵工程中的無菌操作器具主要有接種器具、轉(zhuǎn)移器具和超凈工作臺等。(1)接種器具:①接種:在

無菌

條件下將微生物轉(zhuǎn)入

培養(yǎng)基

的操作過程。

②常用接種器具包括玻璃涂布器、

接種針

、接種環(huán)等。

③應(yīng)用:玻璃涂布器常用于

平板稀釋涂布

接種,接種針用于

穿刺

接種,接種環(huán)用于

斜面

接種或在平板培養(yǎng)基上

劃線

接種。

(2)轉(zhuǎn)移器具:①移液管的應(yīng)用:一般用于轉(zhuǎn)移部分

液體

培養(yǎng)物、

系列稀釋

微生物或

分裝

化學(xué)試劑。

②刻度移液管:具有

刻度

的直形玻璃管,在需要控制試劑

加入量

時使用。

③使用要點:用拇指及中指捏住管頸標(biāo)線

以上

的地方,將移液管插入待取溶液液面下約1cm。移液管不應(yīng)伸入太多,以免管尖外壁粘有

過多

溶液;也不應(yīng)伸入太少,以免液面下降后而

吸空

。

④微量取液器:取液量

很少

時(如0.1mL)使用,分為固定容量的和

可調(diào)

容量的兩種。

(3)超凈工作臺:①概念:超凈工作臺是一種經(jīng)過

空氣

凈化而形成高潔凈操作環(huán)境的設(shè)備。

②凈化原理:是利用工作臺內(nèi)

紫外線燈

的殺菌作用,并通過

空氣過濾器

過濾確保工作臺內(nèi)空氣的無菌、無污染。

③安全事宜:超凈工作臺開機殺菌30min后,需先關(guān)掉

紫外線燈

,約

10

min

后方可使用。

④優(yōu)點:操作方便。3.微生物接種和傳代的無菌技術(shù)(1)菌種:菌種是從事發(fā)酵工程實踐及微生物學(xué)等學(xué)科研究的基本材料和重要資源。(2)條件:菌種的傳代和保存要考慮菌種的生理、生化特性,盡量讓菌種在人工創(chuàng)造的條件下,降低細(xì)胞的代謝水平,使細(xì)胞基本處于休眠狀態(tài),即微生物的生長繁殖受到抑制但又不至于死亡。低溫、干燥、真空是菌種保存的重要條件。(3)保存方法:①厭氧微生物常采用穿刺接種的方法將其保護在培養(yǎng)基中。厭氧菌可在培養(yǎng)基深處的厭氧環(huán)境下生長。斜面接種是常用的菌種傳代和低溫下保存菌種的方法。②微生物的菌種保存一般需要先挑選典型菌落,再接種在斜面培養(yǎng)基上,按規(guī)定的溫度和時間培養(yǎng);待充分生長后,將培養(yǎng)好的裝有新鮮菌種的試管用牛皮紙包扎好,置于4℃左右的冰箱中保藏,以減緩培養(yǎng)基的水分蒸發(fā),延長保存時間。通常每隔2~3個月重新接種一次,再繼續(xù)保存。旁欄邊角

想一想

1.使用高壓蒸汽滅菌鍋時為什么一定要將鍋內(nèi)冷空氣徹底排出后才能升溫升壓?提示

使用高壓蒸汽滅菌鍋時一定要將鍋內(nèi)冷空氣徹底排出后,才能密閉升溫升壓,否則可能引起鍋內(nèi)壓力達到設(shè)定值而溫度不能達到滅菌要求。2.在斜面接種和培養(yǎng)酵母菌的過程中有哪些無菌操作的步驟?提示

(1)將接種環(huán)的環(huán)端和接種時可能進入試管的部分放在酒精燈火焰上,來回灼燒多次;(2)將試管口通過火焰2~3次;(3)抽出接種環(huán)時,帶菌部分不要觸及管壁;(4)將試管口與試管塞分別通過火焰2~3次,迅速塞緊試管。結(jié)論語句

辨一辨(1)高壓蒸汽滅菌鍋須壓力降至零時,再打開排氣閥排氣。(

×

)(2)培養(yǎng)皿、膠頭吸管可用干熱滅菌法滅菌。(

×

)(3)可用紫外線照射接種室,以殺死空氣中的所有微生物及芽孢和孢子。(

√

)重難探究?能力素養(yǎng)全提升主題一發(fā)酵工程的滅菌方法情境探究1.巴斯德的實驗中,無菌操作體現(xiàn)在哪些方面?提示

高溫加熱殺死了肉湯中的微生物,開口的曲頸可以阻隔外界的微生物進入燒瓶。2.消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。請據(jù)此概念完成表格。比較項目消毒滅菌作用強度較為

的物理或化學(xué)方法

作用對象操作空間、操作者的雙手等接種環(huán)、移液管、培養(yǎng)基等作用結(jié)果

殺死所有微生物(如細(xì)菌

)

能殺死物體內(nèi)外的

微生物,包括

和孢子

常用方法煮沸消毒法、巴氏消毒法等干熱滅菌法、濕熱滅菌法等提示

溫和

強烈

不能

芽孢

所有

芽孢

視角應(yīng)用視角1消毒和滅菌1.(2022蘇州中學(xué)高二期末)下列關(guān)于無菌技術(shù)的描述,錯誤的是(

C

)A.甲醛、高錳酸鉀等能破壞微生物的蛋白質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有殺菌作用B.工業(yè)生產(chǎn)中制備無菌空氣常用過濾除菌法C.紫外線穿透力強,能殺死一定空間中所有微生物D.對培養(yǎng)基滅菌,常采用濕熱滅菌法解析

紫外線穿透力弱,一般用于表面和空氣的滅菌。2.下列對于滅菌和消毒的理解,不正確的是(

B

)A.滅菌是指殺滅環(huán)境中的一切微生物,包括芽孢和孢子B.消毒和滅菌的實質(zhì)是相同的C.接種環(huán)用灼燒法滅菌D.常用的滅菌方法有干熱滅菌、濕熱滅菌等解析

消毒和滅菌的實質(zhì)不同,消毒是使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是使用強烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。視角2滅菌方法3.(2022南通高三階段練習(xí))微生物培養(yǎng)時常利用無菌技術(shù)避免雜菌的污染,下列相關(guān)敘述錯誤的是(

A

)A.配制好的培養(yǎng)基應(yīng)放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中進行干熱滅菌B.實驗中應(yīng)避免已滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸C.接種前后的接種環(huán)都要在酒精燈火焰上進行灼燒D.實驗結(jié)束后對實驗室噴灑石炭酸同時配合紫外線照射解析

對培養(yǎng)基滅菌的方法是濕熱滅菌法,A項錯誤;為避免雜菌污染,實驗中應(yīng)避免已滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸,B項正確;為了防止雜菌污染,每次接種前后,接種環(huán)都要進行灼燒滅菌,C項正確;紫外線能破壞DNA結(jié)構(gòu),密閉空間內(nèi)的空氣常采用紫外線照射滅菌,噴灑石炭酸同時配合紫外線照射可提高對密閉空間的滅菌效果,D項正確。主題二發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備及無菌操作器具情境探究1.如圖是滅菌鍋及其局部剖面示意圖,其中甲、乙、丙依次指

、

、

。

提示

安全閥

排氣閥

壓力表

2.某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時,若壓力達到設(shè)定要求,而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度,最可能的原因是

。

提示

未將鍋內(nèi)冷空氣排盡3.某同學(xué)從高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)拿出培養(yǎng)基后發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)基已經(jīng)濺滿了錐形瓶的瓶壁,最可能的原因是

。

提示

高壓蒸汽滅菌鍋的壓力表指針還未降至“0”點,就提前打開了高壓蒸汽滅菌鍋4.下圖接種方法分別是

、

。

提示

穿刺接種

斜面接種

方法突破斜面接種和培養(yǎng)酵母菌的操作步驟及其目的或分析說明

順序接種操作步驟目的或分析說明①將接種環(huán)的環(huán)端和接種時可能進入試管的部分放在酒精燈火焰上,來回灼燒多次將接種環(huán)滅菌,避免污染菌種②迅速將試管口通過火焰2~3次灼燒滅菌,防止試管口上的微生物污染培養(yǎng)基③將滅過菌的接種環(huán)伸入菌種管,先將環(huán)部接觸培養(yǎng)基斜面頂端或其他無菌體的培養(yǎng)基部位使接種環(huán)冷卻,避免殺死菌種順序接種操作步驟目的或分析說明④抽出接種環(huán)時,帶菌部位不要觸及管壁或通過火焰防止菌種粘于管壁;防止菌種被殺死⑤在培養(yǎng)基斜面上由底部向上輕輕劃“Z”型折線,但不要將培養(yǎng)基的表面劃破初步接種。劃破培養(yǎng)基不利于后續(xù)的繼續(xù)劃線,長出的菌落不標(biāo)準(zhǔn)⑥將試管口與試管塞分別通過火焰2~3次,迅速塞緊試管防止雜菌污染⑦將接種過菌種的試管,放在恒溫箱(28℃)中培養(yǎng)24h培養(yǎng)酵母菌,觀察接種和培養(yǎng)的結(jié)果視角應(yīng)用視角1發(fā)酵工程的設(shè)備1.(2022睢寧高二期末)高壓滅菌鍋是微生物培養(yǎng)的常用設(shè)備。下列關(guān)于利用高壓滅菌鍋進行滅菌操作的敘述,錯誤的是(

D

)A.滅菌前,向鍋內(nèi)加入適量的水,便于產(chǎn)生蒸汽B.裝鍋時,不宜太滿太實,利于蒸汽透過,提高滅菌效果C.滅菌時,需待壓力上升到所需壓力,再開始計時D.滅菌后,需等滅菌鍋內(nèi)溫度下降到室溫,再打開鍋蓋解析

滅菌前,先將內(nèi)層滅菌桶取出,再向鍋內(nèi)加入適量的水,便于產(chǎn)生蒸汽,A項正確;在滅菌桶內(nèi)裝入待滅菌物品時,不要裝得太擠,以免妨礙蒸汽流通而影響滅菌效果,B項正確;滅菌時,需待壓力上升到所需壓力,再開始計時,控制熱源,按照滅菌所需時間,維持壓力,C項正確;滅菌后,需等滅菌鍋內(nèi)溫度自然下降到室溫,且當(dāng)壓力表的壓力降至“0”時,打開排氣閥,再打開鍋蓋,D項錯誤。視角2無菌操作器具2.在微生物培養(yǎng)實驗中,分別采用了高壓蒸汽滅菌鍋、酒精、火焰灼燒等幾種不同的消毒或滅菌處理,這些方法依次可用于殺滅什么部位的雜菌?(

D

)A.接種環(huán)、手、培養(yǎng)基B.培養(yǎng)容器、手、微生物菌種C.接種針、手、高壓鍋D.培養(yǎng)基、手、接種針解析

高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌的一個設(shè)備,通常用于培養(yǎng)基的滅菌;用酒精擦拭雙手是消毒的一種方法;火焰灼燒可以迅速徹底地滅菌,適用于微生物的接種工具,如接種環(huán)、接種針等金屬用具。3.獲得純凈的微