微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)(第1課時)【高效課堂+備課精研】 高二生物 精講課件（人教版2019選擇性必修3）

第2節(jié)

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用一生物的基本培養(yǎng)技術(shù)（第1課時）第1章發(fā)酵工程

向經(jīng)過殺菌處理的牛奶中添加某些對人體有益的細(xì)菌，再經(jīng)過發(fā)酵就可以制成酸奶，由于制作工藝并不復(fù)雜，一些人會在家里自制酸奶，自制酸奶雖然方便，但是食用自制酸奶導(dǎo)致腸胃不適的事件屢見不鮮，主要原因是在制作過程中有雜菌混入。那么，怎樣才能保證無處不在的雜菌不混入發(fā)酵物中呢？

應(yīng)該先對制作用具和原料進(jìn)行滅菌處理，再接種純的菌種，并控制發(fā)酵條件，避免雜菌進(jìn)入。從社會中來實驗室培養(yǎng)微生物的條件:防止雜菌污染，獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是研究和應(yīng)用微生物的前提，也是發(fā)酵工程的重要基礎(chǔ)。——培養(yǎng)基——無菌技術(shù)一、要為人們需要的微生物提供合適的營養(yǎng)和環(huán)境條件；二、要確保其他微生物無法混入，并將需要的微生物分離出來。無細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞真核細(xì)胞微生物：真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履蟲、變形蟲等微生物的類群病毒：SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌體等DNA病毒細(xì)菌：藍(lán)細(xì)菌、大腸桿菌、乳酸菌、根瘤菌、硝化細(xì)菌；放線菌、支原體、衣原體等難以用肉眼觀察的微小生物的統(tǒng)稱。本章提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。相關(guān)信息（P9）

微生物結(jié)構(gòu)簡單、形體微小，眼睛看不到，若想看某種純凈的微生物。我們該怎么做？若想通過肉眼能看到細(xì)菌，我們又該如何？

必須對其進(jìn)行分離純化；

對微生物進(jìn)行大量培養(yǎng)，致使其在培養(yǎng)基表面或內(nèi)部形成菌落。不同的細(xì)菌具有不同的菌落。

分散的微生物在適宜的瓊脂固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長，可以形成肉眼可見的菌落。沙門氏菌毛霉一、培養(yǎng)基的配制2.培養(yǎng)基的作用：1.培養(yǎng)基的概念培養(yǎng)基是人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基有無瓊脂長有酵母菌菌落盛有液體培養(yǎng)基分離、計數(shù)、鑒定等擴(kuò)大培養(yǎng)、用于工業(yè)生產(chǎn)凝固劑微生物在瓊脂固體培養(yǎng)基的表面或內(nèi)部生長，形成肉眼可見的菌落。用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。3.培養(yǎng)基的分類：培養(yǎng)基的類型及用途標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類培養(yǎng)基特點作用物理性質(zhì)固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂

微生物的分離與鑒定，活菌計數(shù)，保藏菌種半固體培養(yǎng)基加凝固劑，如瓊脂。容器放倒不致流出，劇烈震動則破散觀察微生物的運動、分類鑒定液體培養(yǎng)基不加凝固劑常用于擴(kuò)大培養(yǎng)，工業(yè)生產(chǎn)功能選擇培養(yǎng)基允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長培養(yǎng)、分離出特定微生物鑒別培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品,用以鑒別不同種類的微生物鑒別不同種類微生物成分來源天然培養(yǎng)基含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)合成培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分明確分類鑒定發(fā)散思維①碳源：無機(jī)碳源有機(jī)碳源例如CO2、CO32-、HCO3-等例如葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等無機(jī)氮源有機(jī)氮源例如N2、NO3-、NH3、NH4＋等例如牛肉膏、蛋白胨、尿素等提供碳元素的物質(zhì)提供氮元素的物質(zhì)②氮源：一般情況下，添加無機(jī)碳源培養(yǎng)基用來培養(yǎng)自養(yǎng)微生物；添加有機(jī)碳源培養(yǎng)基用來培養(yǎng)異養(yǎng)微生物。一般情況下，不添加氮源培養(yǎng)基可用來培養(yǎng)固氮微生物（1）主要營養(yǎng)物質(zhì)：碳源、氮源、水、無機(jī)鹽③無機(jī)鹽：調(diào)節(jié)酸堿平衡、維持一定的滲透壓有些無機(jī)鹽離子可以作為化能合成菌的能源（如鐵細(xì)菌）一、培養(yǎng)基的配制4.培養(yǎng)基的成分：①

含有C、H、O、N的有機(jī)物可作為異養(yǎng)型微生物的碳源、氮源、能源。②

自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物培養(yǎng)基的主要差別在于碳源。因此可以根據(jù)培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型。③無機(jī)氮源不但能給自養(yǎng)型微生物提供氮源，也能作為能源物質(zhì)，如NH3既作為硝化細(xì)菌的氮源，也作為能源（NH3氧化釋放的化學(xué)能）。④微生物常用的碳源是糖類，尤其是葡萄糖；常用的無機(jī)氮源是銨鹽、硝酸鹽特別提醒微生物碳源氮源能源藍(lán)細(xì)菌硝化細(xì)菌根瘤菌大腸桿菌CO2NH4＋、NO3-等光能CO2NH3NH3的氧化糖類等有機(jī)物N2有機(jī)物糖類、蛋白質(zhì)等有機(jī)物蛋白質(zhì)等有機(jī)物1.自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物培養(yǎng)基的主要差別在于

；自養(yǎng)型微生物所需的碳源來自

碳源，異養(yǎng)型微生物所需的碳源來自

碳源2.無機(jī)氮源不但能給自養(yǎng)型微生物提供

，也能作為

，3.含有C、H、O、N的有機(jī)物可作為

微生物的碳源、氮源、能源；碳源氮源能源物質(zhì)異養(yǎng)型無機(jī)有機(jī)學(xué)以致用組分含量提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g碳源、磷酸鹽和維生素等蛋白胨10g氮源和維生素等NaCl5g無機(jī)鹽H2O定容至1000ml水

1.分析該培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成，

上述實例屬于固體/液體培養(yǎng)基？液體培養(yǎng)基2.為什么培養(yǎng)基需要氮源？培養(yǎng)基中的氮元素是微生物合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)所必需的。未加瓊脂基礎(chǔ)培養(yǎng)基實例——牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基

牛肉膏和蛋白胨來源與動物，含有糖、維生素和有機(jī)氮等營養(yǎng)物質(zhì)。一、培養(yǎng)基的配制在提供上述幾種主要營養(yǎng)物質(zhì)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)基還需要滿足微生物生長對___、____________以及___的需求；pH特殊營養(yǎng)物質(zhì)O2微生物例子培養(yǎng)基需要的特殊物質(zhì)或條件

乳酸桿菌霉菌細(xì)菌厭氧微生物添加維生素調(diào)至酸性調(diào)至中性或弱堿性提供無氧的條件一、培養(yǎng)基的配制5.培養(yǎng)基的特殊需求具體處理原理目的選擇培養(yǎng)基加入青霉素青霉素能抑制細(xì)菌生長，對真菌無作用不加氮源固氮微生物能利用空氣中的氮氣不加有機(jī)碳源自養(yǎng)型微生物能利用無機(jī)碳源鑒別培養(yǎng)基加入酚紅培養(yǎng)基尿素被分解產(chǎn)生氨，培養(yǎng)基呈堿性，酚紅指示劑變紅。加入剛果紅

剛果紅與纖維素能形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈。分離酵母菌、霉菌等真菌分離固氮菌分離自養(yǎng)微生物鑒別分解尿素的細(xì)菌鑒別纖維素分解菌發(fā)散思維一、培養(yǎng)基的配制6.培養(yǎng)基的配制原則目的要明確：根據(jù)培養(yǎng)的微生物種類、培養(yǎng)的目的等確定培養(yǎng)基的類型和配置量。營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜碳氮比為4:1時，谷氨酸棒狀桿菌大量繁殖，谷氨酸產(chǎn)量少；碳氮比為3:1時，菌體繁殖受抑制，谷氨酸合成量大增。PH要適宜：細(xì)菌培養(yǎng)基呈中性或微堿性；霉菌培養(yǎng)基呈酸性。下列四種生物的能源、碳源、氮源和代謝類型的描述，正確的是()A.硝化細(xì)菌B.乳酸菌C.酵母菌D.衣藻硝化細(xì)菌乳酸菌酵母菌衣藻能源氧化NH3分解乳酸固定N2利用光能碳源CO2糖類糖類CO2氮源NH3N2N2NO3-代謝類型自養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異樣需氧型自養(yǎng)需氧型A、D學(xué)以致用兩個方面：消毒對操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒滅菌將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等進(jìn)行滅菌。做好消毒和滅菌工作后，要注意：避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸。為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，接下來的許多操作應(yīng)在超凈工作臺并在酒精燈火焰附近進(jìn)行。獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是無菌技術(shù)應(yīng)圍繞著如何避免雜菌的污染展開，主要包括

防止雜菌污染。消毒和滅菌。二、無菌技術(shù)1.概念：指使用較為溫和的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物。2.常用的消毒方法：（1）煮沸消毒法：100℃煮沸5～6min，可以殺死微生物的營養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。（2）巴氏消毒法：62～65℃下消毒30min或80～90℃處理30s～1min，適合一些不耐高溫的液體，如牛奶?？梢詺⑺琅Ｄ讨械慕^大多數(shù)微生物，并且不破壞牛奶的營養(yǎng)成分。（3）化學(xué)藥劑消毒法：用70%酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等。（4）紫外線消毒法：接種室、接種箱或超凈工作臺在使用前可用紫外線照射30min。在照射前，適量噴灑石碳酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加強(qiáng)消毒效果。消毒常用的消毒和滅菌方法生物消毒法是指利用生物或其代謝物除去環(huán)境中部分微生物的方法。類型適用范圍操作方法消毒較為溫和理化生方法，殺死部分微生物（不包括芽孢、孢子）。煮沸消毒法日常生活（如家庭餐具）100℃煮沸5～6min巴氏消毒法不耐高溫的液體（如：牛奶、啤酒、果酒、醬油等）62～65℃消毒30min或80～90℃消毒30s～1min化學(xué)藥物用于皮膚、傷口、動植物組織表面；空氣、手術(shù)器械、塑料或者玻璃器皿等用體積分?jǐn)?shù)為70%-75%酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源紫外線照射紫外線照射30min接種室、接種箱，超凈工作臺。常用的消毒方法小結(jié)指使用強(qiáng)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。芽孢：有些細(xì)菌在一定的條件下，細(xì)胞里面形成一個橢圓形的休眠體，叫做芽孢。孢子：某些生物的繁殖體細(xì)菌、原生動物、真菌和植物等產(chǎn)生的一種有繁殖作用的無性生殖細(xì)胞。能直接發(fā)育成新個體。芽孢和孢子具有高度的耐熱性，可抗化學(xué)藥物和抗輻射滅菌1.概念：常用的消毒和滅菌方法原理：高溫蒸汽破壞蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)構(gòu)使其變性。優(yōu)點：操作簡便，效果可靠，可以殺滅所有的生物，包括最耐熱的某些微生物的休眠體?；颈３峙囵B(yǎng)基的營養(yǎng)成分不被破壞。對象：培養(yǎng)基等注：使用后的培養(yǎng)基必須滅菌后才能丟棄，以免污染環(huán)境。①濕熱滅菌：高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)100kPa、121℃下維持15～30min。高壓蒸汽滅菌鍋2.常用的滅菌方法：滅菌常用的消毒和滅菌方法原理：使微生物細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性和

原生質(zhì)干燥等。對象：耐高溫，需保持干燥的物品，適用于

玻璃器皿

(如試管、培養(yǎng)皿、吸管、注射器)

金屬器具(如針頭、鑷子、剪刀等)的滅菌。②干熱滅菌：干熱滅菌箱內(nèi)160～170℃下加熱2～3h。干熱滅菌箱2.常用的滅菌方法：滅菌常用的消毒和滅菌方法③灼燒滅菌：酒精燈火焰灼燒效果：最徹底原理：使微生物燃燒對象：接種工具如接種環(huán)、接種針，以及接種過程中的試管口或瓶口等易被污染部位。2.常用的滅菌方法：滅菌常用的消毒和滅菌方法類型適用范圍操作方法滅菌強(qiáng)烈的理化方法，殺死所有微生物（包括芽孢、孢子）。灼燒滅菌接種的金屬工具、接種時用的試管口或瓶口等直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒干熱滅菌耐高溫、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金屬用具等物品放入干熱滅菌箱,160～170℃加熱2～3h濕熱滅菌培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等，生產(chǎn)和實驗室常用高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi),100kPa，溫度121℃,15～30min。常用的滅菌方法小結(jié)項目消毒滅菌作用強(qiáng)度較為____

的物理、化學(xué)因素消滅微生物的數(shù)量物體表面或