1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)（第一課時）課件高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

第一章發(fā)酵工程第2節(jié)

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用人教版·選擇性必修3從社會中來

向經(jīng)過殺菌處理的牛奶中添加對人體有益的乳酸菌，再經(jīng)過發(fā)酵就可以制成酸奶，在家里自制酸奶雖然方便，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。思考：怎樣才能保證無處不在的雜菌不混入發(fā)酵物中呢？這需要應(yīng)用無菌技術(shù)和微生物的培養(yǎng)技術(shù)。微生物概念：個體無法用肉眼觀察的微小生物。微生物

1.概念：個體無法用肉眼觀察的微小生物。病毒草履草大腸桿菌

常見微生物：酵母菌無細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞真核細(xì)胞

難以用肉眼觀察的微小生物，包括

細(xì)菌、真菌、病毒及一些原生生物等。本章提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細(xì)菌和真菌。

一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)微生物結(jié)構(gòu)簡單、形體微小，眼睛看不到，若想得到純凈的微生物，就必須對其進(jìn)行培養(yǎng)和分離。1._____________________________________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)。防止雜菌污染，獲得純凈的微生物培養(yǎng)物2.在實驗室培養(yǎng)微生物的基本要求：(1）提供微生物生長繁殖所需營養(yǎng)和環(huán)境條件(2）確保其它微生物無法混入(3)并將需要的微生物分離出來培養(yǎng)基無菌技術(shù)純化培養(yǎng)一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基1.培養(yǎng)基的定義人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)叫做培養(yǎng)基。①培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物。②積累其代謝物。2.培養(yǎng)基的用途①按照物理性質(zhì)分類：3.培養(yǎng)基的種類液體培養(yǎng)基不含凝固劑，呈液體狀態(tài)。固體培養(yǎng)基+瓊脂僅作為凝固劑，不能為微生物生長提供能量和碳源。含凝固劑，呈固態(tài)。擴大培養(yǎng)、工業(yè)生產(chǎn)分離、計數(shù)、鑒定等，實驗室最常用的培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基（半固體培養(yǎng)基）資料1：100g馬鈴薯中含有80g水、2g蛋白質(zhì)、16g碳水化合物，還有無機鹽等。資料2：下表為1000ml牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成培養(yǎng)基組分提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g蛋白胨10gNacl5gH2O定容至1000ml水碳源、磷酸鹽和維生素等氮源和維生素等無機鹽問題：比較上述兩種培養(yǎng)基的成分共同點，說出培養(yǎng)基的必備營養(yǎng)成分有哪些？一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基4.培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分：碳源、氮源、無機鹽、水701（1）培養(yǎng)基的基本成分：碳源、氮源、無機鹽、水碳源無機碳源：CO2、CO32-、HCO3-有機碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等不加含碳有機物的培養(yǎng)基：培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物氮源無機氮源：NH4＋、NO3-、NH3等。有機氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等無機鹽功能：調(diào)節(jié)PH、維持滲透壓水功能：良好的溶劑，參與細(xì)胞內(nèi)的多項反應(yīng)一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基有機碳源：提供碳源、提供能源。不加氮源的培養(yǎng)基：培養(yǎng)固氮微生物有機氮源：提供氮源、提供能源。NH3（可提供能量）同一種物質(zhì)能否既做作碳源又做氮源。（2）特殊條件：培養(yǎng)基還需要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)以及氧氣的需求。

1、培養(yǎng)乳酸桿菌時，需要在培養(yǎng)基中添加

；2、培養(yǎng)霉菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)制

；3、培養(yǎng)細(xì)菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)制

；4、培養(yǎng)厭氧微生物時，需要提供

條件。01一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基維生素酸性中性或弱堿性無氧主要指生長因子：維生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等思考：所有微生物是否都可以用培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)?否。病毒是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物,必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并以復(fù)制的方式增殖,因此不能用培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)基成分提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g碳源、氮源、磷酸鹽和維生素蛋白胨10g碳源、氮源和維生素NaCl

5g無機鹽H2O定容1000mL氫元素、氧元素牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（應(yīng)用最廣泛普通的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基）牛肉膏蛋白胨牛肉膏是采用新鮮牛肉經(jīng)過消化、過濾、濃縮而得到的一種棕黃色至棕褐色的膏狀物。有牛肉自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黃色。蛋白胨是一種外觀呈淡黃色的粉劑。一般用于蛋白胨生產(chǎn)的蛋白包括動物蛋白（肉類）和植物蛋白（豆類）等兩種。一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基0110成分不明確的天然物質(zhì)。成分明確。表1牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基(培養(yǎng)細(xì)菌)的營養(yǎng)組成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無機鹽H2O定容至1000ml水表2查氏培養(yǎng)基（培養(yǎng)霉菌）的營養(yǎng)組成蔗糖（C12H22O11）10g硝酸鈉（NaNO3）3g磷酸氫二鉀（K2HPO4）1g硫酸鎂（MgSO4·7H2O）0.5g氯化鉀（KCl）0.5g硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）0.01g瓊脂15～20gH2O定容至1000mL①天然培養(yǎng)基②合成培養(yǎng)基蛋白胨牛肉膏一、微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)---配置培養(yǎng)基培養(yǎng)基按化學(xué)成分分為：二、無菌技術(shù)無菌技術(shù)除用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么作用？無菌技術(shù)還能有效避免操作者被微生物感染。無菌技術(shù)：獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。無菌技術(shù)應(yīng)圍繞著如何避免雜菌污染展開。兩個方面：消毒對操作的空間、操作者的衣著和手滅菌培養(yǎng)細(xì)菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿玻棒、試管、燒瓶、吸管和接種環(huán)等二、無菌技術(shù)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。煮沸消毒法巴氏消毒法化學(xué)藥物消毒法紫外線消毒1.消毒：100℃煮沸5~6min?？蓺⑺牢⑸锏臓I養(yǎng)細(xì)胞和一部分芽孢。62~65℃煮30min或80~90℃下處理0.5~1min。用70%酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等。對接種室、接種箱或超凈工作臺用紫外線照射30min，以殺死物體表面或空氣中的微生物。應(yīng)用場景:對操作的空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒。二、無菌技術(shù)用強烈的理化方法殺死物體內(nèi)外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成的抗逆性強的休眠體。芽孢萌發(fā)可形成細(xì)菌體。芽孢孢子2.滅菌: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。應(yīng)用場景:將培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行滅菌。

原理：高溫蒸汽破壞蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)構(gòu)使其變性。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：利用沸水、流通蒸汽進(jìn)行滅菌的方法。01優(yōu)點：

對象：培養(yǎng)基等。二、無菌技術(shù)滅菌的方法：效果最好--高壓蒸汽滅菌鍋：壓力在100kPa、121℃下維持15-30min。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。

將物品放在一個密閉的加壓滅菌鍋內(nèi)，通過加熱，使滅菌鍋隔套間的水沸騰而產(chǎn)生蒸汽，待水蒸氣將鍋內(nèi)的冷空氣從排氣閥中驅(qū)盡，關(guān)閉排氣閥，繼續(xù)加熱，蒸汽不能溢出，增加滅菌器內(nèi)的壓力，從而使沸點增高，得到高于100℃的溫度，導(dǎo)致致病菌蛋白質(zhì)凝固變性而達(dá)到滅菌的目的。

01使微生物細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性和原生質(zhì)干燥等。

②干熱滅菌：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)的滅菌對象：

原理：二、無菌技術(shù)160~170℃的熱空氣中，2~3h進(jìn)行滅菌的方法。

③灼燒滅菌：酒精燈火焰灼燒效果：最徹底原理：對象：01二、無菌技術(shù)充分燃燒層（外焰）使微生物燃燒接種工具如接種環(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。二、無菌技術(shù)消毒和滅菌工作之后（1）避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍物品相接觸。（2）為避免周圍微生物污染，實驗操作都應(yīng)在超凈工作臺并在酒精燈火焰旁進(jìn)行。1.

比較消毒和滅菌對微生物作用效果的差異類型理化因素作用強度消滅微生物數(shù)量芽孢和孢子能否被消滅消毒滅菌

較為溫和強烈部分微生物全部微生物一般不能能1.培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種針、實驗操作者的雙手、空氣、牛奶所采用的滅菌或消毒方法依次是（

）①化學(xué)消毒

②灼燒滅菌

③干熱滅菌④紫外線消毒⑤濕熱滅菌⑥巴氏消毒法A.⑤③②①④⑥ B.⑤③②⑥④①C.⑤⑥②③④① D.③④②①⑥⑤2．下列有關(guān)無菌技術(shù)的說法，正確的是()A．無菌技術(shù)的關(guān)鍵是殺滅實驗室中的所有的微生物B．培養(yǎng)微生物的試劑和器具都要進(jìn)行濕熱滅菌C．經(jīng)巴氏消毒法處理的食品因微生物未被徹底消滅，不能在常溫下長期保存D．無菌技術(shù)中，若處理對象為液體，則只能消毒，不能滅菌3.(2021·天津等級考)下列操作能達(dá)到滅菌目的的是()A.用免洗酒精凝膠擦手

B.制作泡菜前用開水燙洗容器C.在火焰上灼燒接種環(huán)

D.防疫期間用石炭酸噴灑教室鞏固提升ACC三、微生物的純培養(yǎng)請同學(xué)們自主閱讀教材P11-13，完成以下問題：

1.相關(guān)概念：培養(yǎng)物？純培養(yǎng)物？純培養(yǎng)？（P11）2.什么是菌落？單菌落？（P12）3.獲得單菌落的方法？（P12）4.酵母菌的純培養(yǎng)的基本步驟？（注意倒平板和接種的具體操作）三、微生物的純培養(yǎng)純培養(yǎng)物培養(yǎng)物純培養(yǎng)在微生物學(xué)中，將接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含有特定種類微生物的群體。獲得純培養(yǎng)物的過程。由單一個體繁殖所獲得的微生物群體。配制培養(yǎng)基滅菌倒平板接種和分離培養(yǎng)制備培養(yǎng)基三、微生物的純培養(yǎng)探究

·

實踐：酵母菌的純培養(yǎng)一.實驗原理分散或稀釋繁殖單個細(xì)胞微生物群單個菌落①分散的微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體，這就是菌落。念珠菌顯色培養(yǎng)基大腸桿菌培養(yǎng)基酵母菌培養(yǎng)基金黃色葡萄球菌和枯草桿菌培養(yǎng)基一個菌落就是一個種群。鑒別菌種：菌落的大小、形狀、顏色、透明度、光澤度等是鑒定菌種的重要依據(jù)。三、微生物的純培養(yǎng)探究

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實踐：酵母菌的純培養(yǎng)一.實驗原理分散或稀釋繁殖單個細(xì)胞微生物群單個菌落②采用平板劃線法和稀釋涂布平板法能將單個微生物分散在固體培養(yǎng)基上，之后經(jīng)培養(yǎng)得到的單菌落一般是由單個微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。純培養(yǎng)物稀釋涂布平板法平板劃線法三、微生物的純培養(yǎng)探究

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實踐：酵母菌的純培養(yǎng)二.實驗?zāi)康蘑?/p>

學(xué)會配制培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基并倒平板②

學(xué)會進(jìn)行無菌操作③

嘗試通過平板劃線操作來獲得純化的酵母菌菌落三.材料用具①酵母菌培養(yǎng)液、馬鈴薯、葡萄糖(或蔗糖)、瓊脂、蒸餾水②天平，小刀，紗布，燒杯，錐形瓶，棉塞、牛皮紙（或報紙）③皮筋，培養(yǎng)皿，接種環(huán)，酒精燈，超凈工作臺④高壓蒸汽滅菌鍋，干熱滅菌箱和恒溫培養(yǎng)箱等（1）配制培養(yǎng)基1、制備培養(yǎng)基三、微生物的純培養(yǎng)四.實驗步驟稱取去皮的馬鈴薯200g切成小塊加水1000mL，加熱煮沸至馬鈴薯軟爛。用紗布過濾濾液中加入20g葡萄糖，15~20g瓊脂。用蒸餾水定容至1000mL得到濾液（2）滅菌1、制備培養(yǎng)基三、微生物的純培養(yǎng)四.實驗步驟將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加棉塞。包上牛皮紙，并用皮筋勒緊。壓力100kPa、溫度為121℃的條件下，滅菌15~30min。取5~8套培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿疊成一束用幾層牛皮紙包緊放入干熱滅菌箱內(nèi)，160~170℃滅菌2h。培養(yǎng)基冷卻到50℃左右，在酒精燈火焰附近倒平板。1拔出錐形瓶的棉塞。2將瓶口迅速通過火焰。3用拇指和食指將培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿（10～20mL），立即蓋上皿蓋。4等待培養(yǎng)基冷卻凝固后，將培養(yǎng)皿倒過來放置。1.防止培養(yǎng)基水分過快蒸發(fā)。2.防止皿蓋上冷凝水滴落，造成污染。通過灼燒滅菌，防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。不能完全打開，以免雜菌污染培養(yǎng)基。（3）倒平板：1、制備培養(yǎng)基三、微生物的純培養(yǎng)可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺溫度下降到剛剛不燙手即可。問題思考與分析：1、怎么確定所倒平板未被雜菌污染？

將所倒平板放入37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12h～24h，觀察是否有菌落存在以確定是否被污染或滅菌是否徹底。2、在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？

最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。防止空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。三、微生物的純培養(yǎng)四.方法步驟

通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。經(jīng)過數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離到單菌落。連續(xù)劃線法分區(qū)劃線法三、微生物的純培養(yǎng)2、接種和分離酵母菌平板劃線法分離的方法：平板劃線法單個細(xì)胞微生物群單個菌落連續(xù)劃線稀釋分散生長繁殖①灼燒接種環(huán)，直至接種環(huán)金屬絲燒紅。⑤試管口通過火焰，并塞上棉塞。

②在火焰旁冷卻接種環(huán)，拔出酵母菌培養(yǎng)液試管的棉塞。

③試管口通過火焰。

④在火焰附近用接種環(huán)蘸取一環(huán)菌液。

⑦灼燒接種環(huán)，待其冷卻后，從第一次劃線的末端開始作第二次劃線。重復(fù)以上操作，作第三、四、五次劃線。三、微生物的純培養(yǎng)⑥將皿蓋打開一條縫隙，將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi)，劃3-5條平行線，蓋上皿蓋。12345【平板劃線法注意事項】1.接種環(huán)只蘸一次菌液，但要在培養(yǎng)基不同位置連續(xù)劃線多次。2.劃線不要將最后一次的劃線與第一次的劃線相連。3.每次劃線前灼燒接種環(huán)進(jìn)行滅菌；劃線操作結(jié)束后，仍需灼燒接種環(huán)。三、微生物的純培養(yǎng)將聚集的菌種進(jìn)行稀釋，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落。思考：為什么在操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)？在劃線操作結(jié)束時，仍然需要灼燒接種環(huán)的原因。分區(qū)劃線法（1）取菌種前灼燒：（2）每次劃線前灼燒：（3）接種結(jié)束后灼燒：

滅菌，殺死接種環(huán)上原有微生物。殺死上次劃線時殘留菌種，使下一次劃線的菌種直接來源上次劃線的末端，從而使每次劃線時菌種數(shù)目逐漸減少，直至得到單個細(xì)胞。殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者。三、微生物的純培養(yǎng)問題思考與分析：1.在灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻再進(jìn)行劃線，目的是什么？3.為什么劃線時要注意不能劃破培養(yǎng)基？2.除第一次劃線外，每次劃線都從上一次劃線的末端開始，目的是什么？避免溫度過高殺死菌種將聚集的菌種進(jìn)行稀釋，最終能得到由單個細(xì)菌繁殖而來的菌落。①一旦劃破，會造成劃線不均勻，難以達(dá)到分離單菌落的目的；②存留在劃破處的單個細(xì)胞無法形成規(guī)矩的菌落，菌落會沿著劃破處生長，會形成一個條狀的菌落。3.培養(yǎng)酵母菌

完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板和一個未接種的平板倒置，放入28℃左右（培養(yǎng)溫度因酵母菌種類的不同而稍有差異）的恒