生物人教版（2019）选择性必修3 1.2.1微生物的培养技术及应用（共32张ppt）

(共32张PPT)
向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵就可以制成酸奶。由于制作工艺并不复杂，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例屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。
那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
应该先对制作用具和原料进行灭菌处理，再接种纯的菌种，并控制发酵条件，避免杂菌进入。
从社会中来
第2节 微生物的培养技术及应用
一 微生物的基本培养技术
微生物：难以用肉眼观察的微小生物的统称。
无细胞结构生物
原核生物
真核生物
病毒：流感病毒、新冠病毒等RNA病毒，噬菌体等DNA病毒。
细菌：蓝细菌、醋酸杆菌、乳酸菌等
放线菌：衣氏放线菌等。
真菌：酵母菌、毛霉等原生生物：草履虫、变形虫等。
微生物：难以用肉眼观察的微小生物的统称。
①提供合适的营养和环境条件。
在实验室培养微生物的关键
②防止杂菌污染，并将所需要的微生物分离出来。
（1）概念：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，即培养基。
（2）培养基的作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
一、培养基的配置
1.培养基的概念
⑴碳源
无机碳源：
有机碳源：
CO2、NaHCO3
糖类、脂肪酸、牛肉膏、蛋白胨等
⑵氮源
无机氮源：
有机氮源：
主要是铵盐、硝酸盐，还有N2和NH3
牛肉膏、蛋白胨、尿素等
自养微生物
（提供碳元素）
（提供氮元素）
来源于动物原料，含有糖、维生素和有机氮等营养物质
异养微生物
一、培养基的配制
P10旁栏思考1：为什么培养基需要氮源？
2.培养基的必备营养成分:
2.培养基的必备营养成分:
水、碳源、氮源、无机盐等。
氮是微生物合成蛋白质、核酸等物质必须的元素。
特殊营养物质、pH、氧气
特殊营养物质：指某些微生物生长必不可少的微量有机物。例如牛肉膏、蛋白胨、酵母膏中含有维生素。
举例说明：
培养乳酸菌需要添加维生素
培养霉菌时需将PH调至酸性，培养细菌时将PH调至中性或微碱性
培养厌氧微生物时需要提供无氧条件
一、培养基的配制
3.培养基的“个性定制”：
划分 培养基种类 特点 用途
化学 成分来源
用途 功能
含化学成分不明确的天然物质
工业生产
分类、鉴定
在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长
培养、分离出特定微生物
在培养基中加入能与目的菌的代谢产物发生显色反应的指示剂，用以鉴别不同种类的微生物
鉴别不同种类微生物
选择培养基
天然培养基
合成培养基
鉴别培养基
拓展：培养基的类型
用已知成分的化学物质配制
【注意】病毒为非细胞结构生物，只能在活细胞中营寄生生活，目前不能利用人工培养基来培养。
菌落
单个或少数同种菌体在固体培养基上大量繁殖，形成肉眼可见的子细胞群体。
1.定义：
2.特征：
大小、形状、光泽度、颜色、透明度等。
3.功能：
菌落是鉴定菌种的重要依据。
[知识补充]
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
无菌技术应围绕着如何避免杂菌的污染展开，主要包括消毒和灭菌。
消毒和灭菌工作的两个方面：
（1）对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
（2）将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
注意：避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。为了避免周围环境中微生物的污染，操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。
二、无菌技术
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
二、无菌技术
二、无菌技术
1.消毒：
指使用较为 的物理、化学或生物等方法杀死物体 或内部 微生物。
温和
表面
一部分
消毒方法 主要方法 应用范围
煮沸 消毒法 家庭餐具等生活用品
巴氏 消毒法 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体
（2）消毒的主要方法及应用范围
100 ℃煮沸5～6 min
62～65 ℃ 消毒30 min
或80～90 ℃处理30 s～1 min
（1）概念：
消毒方法 主要方法 应用范围
紫外线 消毒 接种室、接种箱
或超净工作台
消毒方法 主要方法 应用范围
化学 药剂 消毒 皮肤、伤口、动植物组织表面消毒、空气、手术器械、塑料或玻璃器皿
30 W紫外灯照射30 min
（损伤细菌的DNA）
以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，先适量喷洒石炭酸（苯酚）或煤酚皂溶液等消毒溶液以加强消毒效果。
用体积分数为70%～75%的乙醇、碘酒
用氯气消毒水源
2.灭菌：
（1）概念：
指使用 的理化方法杀死物体内外 的微生物，包括芽孢和孢子。
强烈
所有
芽孢
有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。
特点：芽孢壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。
孢子
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。能直接发育成新个体。
一
灭 菌方法
原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性
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被破坏。
对象：培养基等
注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。
1）湿热灭菌：高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121℃下维持15-30min
高压蒸汽灭菌锅
一
原理：使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等
对象：耐高温，需保持干燥的物品，
玻璃器皿 (如试管、培养皿、吸管、注射器)
金属器具 (如针头、 镊子、剪刀等)
2）干热灭菌：干热灭菌箱内160-170 ℃下加热2-3h
灭 菌方法
3）灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧
效果：较彻底
原理：使微生物燃烧
对象：接种工具如接种环、接种针，以及接种过
程中的试管口或瓶口等易被污染部位
一、微生物的纯培养
纯培养的概念
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群体称为培养物
由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物
获得纯培养物的过程就是纯培养
原理：
微生物群
分散或稀释
单个细胞
单个菌落
繁殖
一、微生物的纯培养
1.纯培养的步骤
（1）配制培养基
（2）灭菌（培养基和器具）
（3）微生物接种
（4）分离
（5）恒温箱中培养
采用平板划线法和稀释涂布平板法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形成的纯培养物。
2.纯培养的方法
3.实验方法步骤
①配制培养基
称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖（也可用蔗糖代替）、15-20g琼脂用蒸馏水定容至1000ml。
马铃薯琼脂培养基
②灭菌
将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为100kPa 、温度为121℃的条件下，灭菌15-30min。
将5-8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160-170℃ 灭菌2h。
倒平板的具体操作步骤
1
①拔出锥形瓶的棉塞
2
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（10～20mL）倒入培养皿，立即盖上皿盖
3
④等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置
4
既可以防止培养基表面的水分挥发；又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
③倒平板
待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
④接种和分离酵母菌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表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。平板划线法的具体操作①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红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⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞⑥将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖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、五次划线第1次划线
灼烧接种环灭菌
第2次划线
灼烧接种环灭菌
第3次划线
灼烧接种环灭菌
灼烧接种环灭菌
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，培养皿倒置培养。
分区划线法
灼烧时期 目的
取菌种前
每次划线前
接种结束后
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？
杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者
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
杀死接种环上原有微生物
接种环共需灼烧几次？
6次
在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因是？
划线后，线条末端酵母菌的数目比线条起始处要 ，每次从上一次划线的末端开始，能使酵母菌的数目随着划线次数的增加而逐步 ，最终能得到由 细胞繁殖而来的 。
为什么最后一次划线与第一次的划线不能相连？
最后一次划线已经将细菌稀释成 的细胞，如果与第一次划线相连则增加了细菌的数目，达不到纯化的效果。
少
减少
单个
菌落
单个
【归纳总结】
灭菌前
①培养基pH要适宜
（灭菌前/灭菌后)调pH
②培养基灭菌后要冷却到50 ℃左右时开始倒平板。其原因是？
琼脂是一种多糖，在98 ℃以上熔化，在44 ℃以下凝固，倒平板时高于50 ℃会烫手，低于50 ℃时，若不及时操作，琼脂会凝固。
用手触摸锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。
③用什么办法来估计培养基的温度？
④倒平板时，要使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
⑤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。
⑦平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固的培养基表面湿度也比较高。
将平板倒置，既可以防止水分过快蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
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。
⑧怎么确定所倒平板未被杂菌污染？
培养酵母菌
完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，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。
注意
① 用记号笔标记培养皿中菌落
应标记在？
皿底上
②平板划线法可以对菌种进行分离，能否对培养液中菌种进行计数呢？
不能计数
③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。
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。
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。
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？
1.下列有关微生物营养物质的叙述中，正确的是（ ）
A.是碳源的物质不可能同时是氮源 B.凡碳源都提供能量
C.除水以外的无机物只提供无机盐 D.无机氮源也能提供能量
2.下列关于灭菌和消毒的说法不正确的是(　　)
A.灭菌是指杀死环境中的所有微生物，包括芽孢和孢子
B.灭菌和消毒实质上是相同的
C.接种环用灼烧法灭菌
D.常用的灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌等
D
课堂练习
B
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。
评估论点的可信程度