1.2.1微生物的培养技术及应用(共38张PPT) 课件高中生物人教版ppt

(共38张PPT)
第2节
第1课时 微生物的基本培养技术
1.根据微生物的代谢类型分析培养基的组成和种类,并学会培养基的配制。
2.学会区分灭菌和消毒,能进行无菌技术操作。
3.讨论微生物的纯培养的方法,学会酵母菌的纯培养技术。
学习目标
在传统发酵食品的制作过程中，我们没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种。菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。
为了缩短发酵时间，确保品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。
一、微生物的基本培养技术
细菌 (乳酸菌、蓝细菌、大肠杆菌等)
原生生物 (如草履虫、衣藻等)
真菌 (如酵母菌、霉菌等)
酵母菌
青霉菌
大肠杆菌
蓝细菌
草履虫
衣藻
病毒
禽流感病毒
SARS病毒
微生物：难以用肉眼观察的微小生物的统称。
实验室培养微生物条件:
1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件
——培养基
2）确保其它微生物无法混入
——无菌技术
微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想得到纯净的微生物，就必须对其进行培养和分离。
高压蒸汽灭菌
一、微生物的基本培养技术
3）将需要的微生物分离出来
——微生物的纯培养
微生物生长繁殖产生的菌落:
沙门氏菌
毛霉
一、培养基的配制
1.培养基概念：
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。
3.培养基类型：
2.培养基作用：
用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
盛有液体培养基
液体培养基
有无凝固剂（琼脂）
长有酵母菌菌落
固体培养基
用于工业生产
分离、计数、鉴定等
琼脂：在培养中仅作为凝固剂，不能为微生物提供能量和营养
划分标准 培养基种类 特点 用途
物理性质 ————————
用途
不加凝固剂
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
选择培养基
液体培养基
固体培养基
鉴别培养基
加凝固剂
拓展：培养基的类型
4、培养基的营养构成:
（1）基本成分：
碳源、氮源、水、无机盐
①碳源：
无机碳源：
CO2、CO32-、HCO3-
有机碳源：
葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等
②氮源：
无机氮源：
NH4＋、NO3-、NH3等
有机氮源：
牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
N元素是微生物合成蛋白质、核酸等物质所必需的元素
③无机盐
Zn、Cu、Mn等
大量元素：
微量元素：
自养微生物
异养微生物
牛肉膏、蛋白胨：来源于动物，含有糖、维生素和有机氮等营养物质
Ca、K 、Mg等
4、培养基的营养构成:
（2）特殊需求：
满足微生物对 ___________________ __的需求
④培养厌氧微生物时，需要提供_____的条件。
①培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加_______；
②培养霉菌时，需要将培养基调至_____；
③培养细菌时，需要将培养基调至____ _______；
维生素
酸性
中性或弱碱性
无氧
表1-1 1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的营养组成 组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5g 碳源、磷酸盐和维生素等
蛋白胨 10g 氮源和维生素等
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000ml 水
pH、特殊营养物质、氧气
牛肉膏
蛋白胨
思考：
所有微生物是否都可以用培养基进行培养
提示:否。病毒是没有细胞结构的微生物,必须在活细胞内寄生并以复制的方式增殖,因此不能用培养基进行培养。目前常用于培养动物病毒的是活鸡胚。
特别提醒 :
1.对部分微生物来说,含C、H、O、N的化合物既是碳源,又是氮源;
有机碳源能提供能量,无机碳源不能提供能量。
2.自养微生物的培养基中可不添加有机碳源,
异养微生物的培养基中必须添加有机碳源。
3.固氮菌能利用空气中的N2,培养基中不需要加入氮源;
非固氮菌不能利用空气中的N2,培养基中需加入氮源。
因其可利用空气中的CO2等无机碳源;
获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染！
使用较为温和的物理、化学或生物等方法，杀死物体表面或内部一部分微生物。
（1）概念：
（2）消毒的方法：
①煮沸消毒法：
②巴氏消毒法：
③化学药剂消毒法：
④紫外线消毒法：
无菌技术
二、
1.消毒
100℃煮沸5-6min。
针对一些不耐高温的液体；
62-65℃下煮30min 或 80-90℃下煮30s-1min。
用70%酒精擦拭双手；氯气消毒水源。
用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台
指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子。
（1）概念：
（2）灭菌的方法：
无菌技术
二、
2.灭菌
原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性。
优点：可以杀灭所有的生物，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（效果最好）
（高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121 ℃下维持15-30min。）
对象：耐高温，需保持干燥的物品，适用于
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)的灭菌
②干热灭菌：干热灭菌箱内160-170 ℃下加热2-3h
③灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧
优点：可迅速彻底灭菌
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
无菌技术
二
两个方面：
对操作的空间、操作者的衣着和手
培养细菌用的培养基与培养皿
试管、烧瓶、吸管和接种环等
还要注意：
避免已经灭菌的材料用具与周围物品接触；
为了避免周围环境微生物污染，操作应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。
超净工作台
无菌技术
二、
消毒:
灭菌:
旁栏思考题：
无菌技术除用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？
无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。
类型 操作方法
消毒 较为温和理化方法，杀死部分微生物
灭菌
强烈的理化方法,
杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）
煮沸消毒法
100 ℃煮沸5～6 min
巴氏消毒法
62～65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
化学药剂
擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源
紫外线
紫外线照射30 min
干热灭菌
物品放入干热灭菌箱,160～170 ℃加热2～3h
湿热灭菌
高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121℃,
15～30 min
灼烧灭菌
直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧
纯培养物：
纯培养：
培养物：
将接种于培养基内，在合适条件下形成的含有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。
配制培养基
灭菌
接种
分离
培养
操作步骤：
念珠菌显色培养基
大肠杆菌培养基
酵母菌培养基
金黄色葡萄球菌和枯草杆菌培养基
微生物的纯培养
三、
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，这就是菌落。
1.菌落：
2.获得单菌落的方法：
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，之后得到的单菌落一般是由单个微生物形成的纯培养物。
微生物群
分散或稀释
单个细胞
单个菌落
繁殖
酵母菌的纯培养
3.原理：
探究-实践
方法步骤
1、制备培养基
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、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml。
2)灭菌
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。
培养基：
培养皿：
用高压蒸汽灭菌锅湿热灭菌
在干热灭菌箱内干热灭菌
倒平板注意事项：
①温度：50℃左右
②操作：在酒精灯火焰附近
③冷凝后平板倒置
倒平板的具体步骤：
酵母菌的纯培养
探究-实践
1.拔出锥形瓶的棉塞
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
4.等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒转过来放置
待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
1.培养基灭菌后，为什么需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板
＞50℃，烫手
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。
3.怎么确定所倒平板未被杂菌污染？
2.平板冷凝后，为什么要将平板倒置？
因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,平板倒置后,既可防止皿盖上的水珠落入培养基,又可防止培养基表面的水分过快挥发。
问题讨论:
＜50℃，若不及时操作，琼脂就会凝固
2、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。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。
单个细胞
微生物群
单个菌落
连续划线
分散或稀释
生长繁殖
连续划线法
分区划线法（最常用）
“平板划线”操作方法：
(2)“平板划线”实验操作
7.灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
1.将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。
2.在火焰旁冷却接种环，并拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。
3.将试管口通过火焰。
4.将已冷却的接种环伸入菌液中，蘸取一环菌液 。
5.将试管口通过火焰，并塞上棉塞。
6.左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基！
3.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℃左右的恒温培养箱中培养24-28h。
作对照，若该培养基无菌落生成，说明培养基没有污染
可防止培养基表面的水分挥发；也可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染
分区划线法
1
2
3
4
5
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每次划线前接种环进行灭菌
④划线后,培养皿倒置培养
平板划线法注意事项:
第1区划线
接种环灭菌
第2区划线
接种环灭菌
第3区划线
接种环灭菌
接种环灭菌
思考：若完成图示操作，共做了五次划线，接种环灼烧灭菌了几次？
灼烧时期 目的
取菌种前
每次划线前
最后接种结束
1.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，避免菌种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
问题讨论：
2.在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
3.在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
以免接种环温度太高，杀死菌种。
线条末端酵母菌的数目比线条起始处要少，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减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的单菌落。
酵母菌的纯培养
2.接种和分离酵母菌
课堂小结
1.制备培养基
3.培养酵母菌
①配制培养基（马铃薯、葡萄糖、琼脂、水）
②灭菌
③倒平板（在酒精灯火焰附近操作）
培养基：湿热灭菌（高压蒸汽灭菌锅）
培养皿：干热灭菌（干热灭菌锅）
用接种环在固体培养基上用平板划线法接种
平板倒置，放入28℃左右的恒温培养箱培养
练习1.下列为几位同学描述的平板划线接种法的划线方式，其中正确的是（ 　　）
A.
B.
C.
D.
C
针对不耐高温的液体
接种室、超净工作台
培养皿.吸管等玻璃器皿耐高温、需保持干燥
接种环等金属工具
实验操作者的双手
培养基
家庭餐具等生活用品消毒
a.煮沸消毒法
b.巴氏消毒法
c.化学药剂
d.紫外线
e.灼烧灭菌
f.干热灭菌
g.高压蒸汽灭菌
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。（ ）
×
√
×
练习与应用
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？
干制——降低食品的水分含量；
腌制——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；
低温储存——通过降低微生物的代谢速率来抑制微生物的生长和繁殖。
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
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。
二、拓展应用
练习与应用
（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
营养物质和生存空间有限。这时候已经达到了环境容纳量。
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。
评估论点的可信程度
思维训练
水果“酵素”是什么？
其制作原理是什么？
其中可能含有哪些成分？
其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？
其中的所有成分都有益于人体健康吗？
“酵素”就是“酶”的另一种说法。
其制作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。
其中可能有糖类(包括一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，此论点值得怀疑。
例题2.养殖池中存在的有毒物质，主要是氨及亚硝酸，这两种物质可被硝化细菌吸收利用。在“养殖池底泥中硝化细菌的分离与计数”实验中，说法错误的是（ ）
A. 需要配制添加一定浓度氨盐的牛肉膏蛋白胨培养基，以筛选硝化细菌
B. 应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行
C.可以采用平板划线法进行接种，还需与未接种的空白培养基同时培养
D.应将接种后的培养基放在光照培养箱中培养，原因是硝化细菌为生产者
ACD