生物人教版（2019）选择性必修3 1.2.1微生物的基本培养技术（共41张ppt）

1.家庭果酒制作过程中经常会出现果酒变酸、变味的现象。
2.一些人会在家里自制酸奶，自制酸奶虽然方便，但是食用自制酸奶导致肠胃不适的事件屡见不鲜，
酸奶
从社会中来
思考1：主要原因是什么？
思考2：怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
在制作过程中有杂菌混入。
第2节 微生物的培养与应用
一微生物的基本培养技术
微生物
２.种类：
酵母菌
青霉菌
大型真菌
球菌
蓝细菌
草履虫
衣藻
禽流感病毒
新冠病毒
1.微生物的概念：
_________________________的统称。
难以用肉眼观察的微小生物
微生物
实验室培养微生物的条件:
——培养基
——无菌技术
1.要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件；
2.要确保其他微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来。
防止杂菌污染，获得纯净的微生物培养物是研究和应用微生物的前提，也是发酵工程的重要基础。
在实验室培养微生物的基本思路：
一.培养基的配制
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。
培养基的作用：
培养、分离、鉴定、保存微生物或积累代谢物。
培养基：
补充资料：培养基的类型及用途
划分标准
培养基种类
特点
用途
物理性质
化学成分
用途
不加凝固剂
加凝固剂，如琼脂
扩大培养、工业生产
观察微生物的运动、
分类鉴定
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
培养基成分明确
分类、鉴定
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、分离出特定微生物
在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物
鉴别不同种类微生物
天然培养基
合成培养基
固体培养基
液体培养基
半固体培养基
选择培养基
鉴别培养基
一、培养基的配制
一、培养基的配制
培养基类型：
长有菌落的固体培养基
液体培养基
琼脂:是一种从红藻中提取的多糖,在98C以上融化,在44℃以下凝固,琼脂仅作凝固剂,不提供能量和营养。
液体培养基：
表面生长
均匀混浊生长
沉淀生长
back
半固体培养基：
(是否运动)
无动力
有动力(弥散)
固体培养基：菌落
①碳源：
无机碳源
有机碳源
例如CO2、CO32-、HCO3-等
例如葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等
无机氮源
有机氮源
例如N2、NO3-、NH3、NH4＋等
例如牛肉膏、蛋白胨、尿素等
提供碳元素的物质
提供氮元素的物质
②氮源：
一般情况下，添加无机碳源培养基用来培养自养微生物；添加有机碳源培养基用来培养异养微生物。作为异养型微生物的碳源、能源
一般情况下，不添加氮源培养基可用来培养固氮微生物
（1）主要营养物质：
碳源、氮源、水、无机盐
③无机盐：调节酸碱平衡、维持一定的渗透压
有些无机盐离子可以作为化能合成菌的能源（如铁细菌）
培养基的基本组成是什么？
（2）还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、氧气的需求
又叫生长因子：微生物正常生长代谢所必需的，且不能用碳源、氮源自行合成的有机物，如维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶、碱基等。
（一）培养基的配制
目的要明确；营养要协调；pH要 适宜。
培养基的配制原则
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}微生物
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
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}组分
含量
提供的主要营养
牛肉膏
5g
碳源、氮源、磷酸盐、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
1.上述实例属于固体/液体培养基？
液体培养基
2.为什么培养基需要氮源？
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。
未加琼脂
基础培养基实例——牛肉膏蛋白胨培养基
牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质。
实例分析
下表是某微生物培养基成分，据表分析：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}成分
KH2PO4
NaHPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
水
含量
1.4g
2.1g
0.2g
10.0g
1.0g
15.0g
适量
（1）该培养基是液体培养基还是固体培养基？ 。为什么？ 。
（2）表中的KH2PO4、NaHPO4和MgSO4·7H2O主要为微生物提供 ，葡萄糖为微生物提供 ，尿素为微生物提供 。（3）不同微生物所需的pH不同，培养细菌时需要将pH调至 ；培养乳酸杆菌时要在培养基中添加维生素，目的是要满足乳酸杆菌的 。
【课堂探究】
二 无菌技术
1.获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
①消毒
消毒：
对操作的空间、操作者的衣着和手
灭菌：
培养细菌用的培养基与培养器皿、接种用具
2.无菌技术：指在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的
方法。主要包括消毒和灭菌。
概念：指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。
①消毒
二、无菌技术
类型
适用范围
操作方法
消
毒
（常用方法）
较为温和理化生方法，杀死部分微生物（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
不耐高温的液体（如：牛奶、啤酒、果酒、酱油等）
62～65℃消毒30min或80～90℃消毒30s～1min
化学药物
用于皮肤、伤口、动植物组织表面；
空气、手术器械、塑料或者玻璃器皿等
用体积分数为70%-75%酒精擦拭双手、
用氯气消毒水源
紫外线照射
紫外线照射30min
接种室、接种箱，
超净工作台。
②灭菌
概念：指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。
芽孢:某些细菌在一定的条件下，在细胞内形成的休眠体。
孢子:某些细菌、原生动物、真菌和植物的繁殖体。
二、无菌技术
①湿热灭菌
高压蒸汽灭菌（效果最好）
灭菌的方法：
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
②干热灭菌
③灼烧灭菌
（1）接种环、接种针、试管口等使用 灭菌法；（2）玻璃器皿、金属用具等使用 灭菌法，所用器械是 ；（3）培养基、无菌水等使用 灭菌法，所用器械是 。
二、无菌技术
优点：操作简便，效果可靠，在杀灭所有的生物的同时基本保持培养基的营养成分不被破坏。
注意：
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。
①湿热灭菌：利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方式
高压蒸汽灭菌锅
三、无菌技术
高压蒸汽灭菌法（效果最好）：
100kPa、121℃下维持15-30min。常用于培养基、无菌水等的灭菌。
二.无菌技术
灭菌的方法：
灭菌的方法：
对象：耐高温、需保持干燥的物品，如
玻璃器皿 (如试管、培养皿、吸管、注射器)
金属器具 (如 镊子、剪刀、针头等)
②干热灭菌：干热灭菌箱，在160-170 ℃的热空气中维持2-3h
注：利用干热灭菌箱对玻璃器皿灭菌时物品不能摆得太挤，目的是什么？ 。
避免妨碍热空气流通
二、无菌技术
灭菌的方法：
③灼烧灭菌：直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
对象：接种工具，如：涂布器、接种环、接种针或其他金属工具接种过程中，试管口、瓶口等易被污染的部位
涂布器
接种环
二、无菌技术
项目
消毒
灭菌
作用强度
较为____
　　的物理、化学因素
消灭微生物
的数量
物体表面或内部　　　微生物
物体内外的　　微生物
能否消灭
芽孢、孢子
消灭 芽孢
能消灭 芽孢和孢子
适用对象
操作空间、操作者的衣着和手等
接种环、接种针、
玻璃器皿、培养基等
常用方法
温和
强烈
一部分
所有
比较：消毒与灭菌
部分
全部
煮沸消毒法、巴氏消毒法、
化学药剂消毒法、紫外线消毒法
湿热灭菌、干热灭菌
灼烧灭菌
小结
防止杂菌污染的措施：
P10旁栏思考2：无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？
还能有效避免操作者自身被微生物感染。
实验前：
对操作空间、操作人员消毒
对所用器皿、接种用具和培养基灭菌
操作时：
在超净工作台上并在酒精灯火焰附近无菌区操作
避免已灭菌处理材料再次污染
实验后：
培养基需灭菌之后再丢弃，避免污染环境或感染操作者。
三、无菌技术
二.无菌技术
1.培养物：
3.纯培养：
2.纯培养物：
在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的培养。
由单一个体繁殖所获得的微生物群体。
获得纯培养物的过程就是纯培养。
三、微生物的纯培养
微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
4.微生物纯培养的步骤：
03
【探究 实践】

酵母菌的纯培养
1.实验原理：
鉴定菌种的重要依据：
形状、大小、颜色、
如何鉴定哪个菌落是酵母菌？
问
获得单菌落的方法？
问
①平板划线法 ②稀释涂布平板法
微生物群
分散或稀释
单个细胞
单个菌落
繁殖
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：
03
【探究 实践】

酵母菌的纯培养
接种和分离酵母菌
培养酵母菌
灭菌
倒平板
配制培养基
制备培养基
03
酵母菌的纯培养
A、配制培养基
1、制备培养基
灭菌之前先调PH
03
B.灭菌
培养基
高压蒸汽灭菌锅
培养皿
干热灭菌箱
100kPa 121℃ 15~30分钟
160~170℃ 2h
03
C、倒平板
待培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
避免周围环境中微生物的污染
防止在冷凝后形成的水珠滴落在培养基上，污染培养基，破坏菌落
2、接种和分离
①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红
⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划3-5条平行线，盖上皿盖。
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
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。
注意不要将最后一次划线与第一次的划线相连
灭菌
无菌环境
防止高温使菌种死亡
灭菌
无菌环境
1
2
3
4
5
【平板划线法注意事项】
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.每次划线前灼烧接种环进行灭菌；
4.划线操作结束后，仍需灼烧接种环。
连续划线法
分区划线法
每次划线前接种环进行灭菌；在5个区域划线，接种环灼烧灭菌共 次
6
为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？
在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？
杀死接种环上原有微生物
取菌种前灼烧：
每次划线前灼烧：
杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞
接种结束后灼烧：
杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
问
问题思考与分析：
3、酵母菌培养
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱中培养24-48h。
划3个平板（重复实验）1个不划线（空白对照）
作对照，该培养皿无菌落说明培养基没有污染.
用记号笔标记培养皿中菌落皿底上
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
警示：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。
4.结果分析与评价
（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。
（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？
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，等等
4.结果分析与评价
警示：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。
(1).在灼烧接种环之后，要等其冷却再进行划线，目的是什么？
避免温度过高杀死菌种
使细菌的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，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
(3).为什么划线时要注意不能划破培养基？
(2).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？
(4).未接种的培养基直接培养起什么作用？
做空白对照，若培养后培养基表面无菌落，则说明培养基没有污染。
5.实验注意事项、分析、思考
评估论点的可信程度
有一段时间，水果“酵素”风靡各地。水果“酵素”制作的大致过程是：将洗净、切成块状的水果放入洁净的容器，再加入糖和水,密封，置于阴凉处发酵一至两周。有人说，吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。请评估这一论点是否可信。追问以下问题可以帮助你分析。
“酵素”是什么？水果“酵素”的制作原理是什么？水果“酵素”中可能含有哪些成分？它是否含有人们无法从其他食品中获取但又是维护健康所必需的成分？水果“酵素”中的所有成分都有益于人体健康吗？
如果要更加有力地支持或反驳水果“酵素”有益健康的论点，应该怎样获取证据？
所谓“酵素”，就是“酶”的另一种说法。“酵素”制作就是利用微生物进行无氧呼吸的原理，进行像制作泡菜一样的发酵。 这样制作的“酵素”中可能有糖类(包括-些简单的糖和膳食纤维等)、蛋白质(包括多种酶)、有机酸等成分，不存在它独有的、特殊的营养物质，其中甚至可能含有微生物发酵产生的有毒物质，食用后可能会危害人体健康。因此，“吃水果酵素可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力”的论点值得怀疑。
练习与应用P14
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P14
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24h后，发现贴有“洗手后”标签的培养皿中菌落较少。请分析回答下列问题。
（1）这个实验中需要进行灭菌处理的材料用具有
（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？
（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？
培养皿和培养基
接种
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。
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250 r/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？
培养液中02含量不同。
（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02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P14
二、拓展应用