1.2.1微生物的基本培养技术课件(共27张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.2.1微生物的基本培养技术课件(共27张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-13 10:09:32 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
知识回顾：
传统发酵利用的菌种为天然菌种，容易出现杂菌污染情况，因此会造成品质不一，生产效率低下。（p8）
传统发酵技术的不足之处有哪些？
为了缩短发酵时间，确保品质稳定，可以通过微生物培养技术获得单一菌种，再把它们接种到物料中进行发酵
如何改进？
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
微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。
衣藻
本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。
1. 微生物：
微生物的基本培养技术
大肠杆菌
酵母菌
毛霉
草履虫
新冠病毒
为微生物提供合适的营养和环境条件
确保其它微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来
培养基
无菌技术
2.在实验室培养微生物的基本思路：
一、培养基的配制
1. 培养基的定义
人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出其生长繁殖的营养基质叫做培养基。
① 培养、分离、鉴定、保存微生物。
② 积累其代谢物。
2. 培养基的用途
① 分类依据：物理性质
3. 培养基的种类
液体培养基
不含凝固剂，呈液体状态
微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。
固体培养基
+琼脂
凝固剂
许多细胞聚集而成的肉眼可见的子细胞群体（p12）
② 分类依据：用途
3. 培养基的种类
一、培养基的配制
混合样品
选择培养基上部分菌种才能生长
普通培养基上所有菌种都能生长
选择培养基
鉴别培养基
目的菌
目的菌周围出现特殊现象
非目的菌
非目的菌周围无明显现象
一、培养基的配制
4. 培养基的基本成分
基本成分：
碳源
氮源
水
无机盐
——水是微生物生长和代谢必不可少的营养物质。
NaCl、 K2HPO4、MgSO4等
——调节酸碱平衡、 维持渗透压
提供碳元素的物质。
提供氮元素的物质。
是微生物合成各有机物所必需的
除上述营养物质外，培养基是否还需要其他物质呢？
一、培养基的配制
4. 培养基的基本成分
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素等
蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素等
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000mL 水
表1-1 1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
注：牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和蛋白质等营养物质。
基本成分：
碳源、氮源、水、无机盐
还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、O2 的需求。
乳酸杆菌
霉菌
细菌
厌氧微生物
特殊营养物质：
维生素、氨基酸、生长因子等
培养基中添加维生素
培养基pH调至酸性
提供无氧的条件
培养基pH调至中性或弱碱性
一、培养基的配制
思考：
2.任何培养基都必须含有有机碳源、有机氮源吗？
3.碳源都可以提供能量？
含C、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能量。
1.同一种物质能否既做作碳源又做氮源？
自养微生物无需有机碳源。
自生固氮菌无需有机氮源。
CO2是自养微生物的碳源，但不提供能量。
4.无机氮源能提供能量吗？
硝化细菌：NH3----HNO2-----HNO3 （释放化学能）。
碳源
有机碳源：
无机碳源：
异养微生物
自养微生物
能量
CO2
氮源
有机氮源：
无机氮源：
普通微生物
自生固氮微生物
能量
NH3（可提供能量）
二、无菌技术
消毒
灭菌
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。
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污染展开。
二、无菌技术
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。
煮沸消毒法
巴氏消毒法
化学药物消毒法
紫外线消毒
1. 消毒
100℃煮沸5~6min。
可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
62~65℃煮30min或80~90℃下处理0.5~1min。可杀死绝大部分微生物，不破坏食物的营养成分。
用70%酒精擦拭双手、
用氯气消毒水源等。
对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。
二、无菌技术
用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。
某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的抗逆性强的休眠体。芽孢萌发可形成细菌体。
芽孢
孢子
2. 灭菌
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。
芽孢和孢子具有高度的耐热性，可抗化学药物和抗辐射。
湿热灭菌法
干热灭菌法
灼烧灭菌法
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
2. 灭菌
利用沸水、流通蒸汽、高压蒸汽进行灭菌的方法。
高压蒸汽灭菌
效果最好：
培养基灭菌
160~170℃的热空气中，2~3h进行灭菌的方法
耐高温和需要保持干燥的物品
充分燃烧层
（外焰）
接种工具（接种环、涂布器等）、其他金属工具及接种过程
二、无菌技术
3. 无菌技术的内容
消毒和灭菌的主要方面
对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒
将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
消毒和灭菌工作之后
避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
为避免周围微生物污染，实验操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。
三、微生物的纯培养
纯培养物
培养物
纯培养
在微生物学中，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
获得纯培养物的过程
由单一个体繁殖所获得的微生物群体
配制培养基
灭菌
接种
分离
培养
三、微生物的纯培养
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
1. 实验原理
①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。
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
注：菌落的大小、形状、颜色、透明度、光泽度等是鉴定菌种的重要依据。
三、微生物的纯培养
②采用平板划线法和稀释涂布平板法能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繁殖形成的纯培养物。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
1. 实验原理
分散或稀释
繁殖
单个细胞
微生物群
单个菌落
稀释涂布平板法
平板划线法
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
2. 实验目的
① 学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板
② 学会进行无菌操作
③ 尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落
3. 材料用具
酵母菌培养液
提供接种用的酵母菌
配制酵母菌固体培养基
马铃薯
葡萄糖（或蔗糖）
蒸馏水
琼脂
天平，小刀，纱布，烧杯，锥形瓶，棉塞、牛皮纸（或报纸）；
皮筋，培养皿，接种环，酒精灯，超净工作台；
高压蒸汽灭菌锅，干热灭菌箱和恒温培养箱等；
超净工作台
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
3. 材料用具
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
1.配制培养基
去皮
切块
加水
(1000mL)
加热煮沸
软烂
马铃薯
纱布过滤
加琼脂
（15～20g）
酵母菌
培养基
加水定容
(1000mL)
称取马铃薯
(200g)
马铃薯块
滤液
加葡萄糖/蔗糖
（20g）
第1 步：制备培养基
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
调pH
①
②
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
2.灭菌：
培养基——高压蒸汽灭菌
转移
灭菌15~30min
皮筋勒紧
包牛皮纸
放入高压蒸汽灭菌锅中（100kPa、121℃）
酵母菌培养基
锥形瓶
加棉塞
第1 步：制备培养基
高压蒸汽灭菌锅
1. 避免因水蒸气凝结而浸湿棉塞。
2. 避免再次污染
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
2.灭菌：
培养皿——干热灭菌
灭菌2h
几层牛皮纸包紧
放入干热灭菌箱（160～170℃）
5～8套培养皿
第1 步：制备培养基
干热灭菌箱
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
3.倒平板：
培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。
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，将培养基倒入培养皿（10～20mL），立即盖上皿盖。
4
等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。
第1步：制备培养基
1.防止培养基水分蒸发。
2.防止皿盖上冷凝水滴落，造成污染。
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
不能完全打开，以免杂菌污染培养基。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
第2 步：接种和分离酵母菌
分离的方法
平板划线法
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的表面。经过数次划线后培养，可以分离到单菌落。
连续划线法
分区划线法
三、微生物的纯培养
平板划线法的具体操作
1
将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。
2
在火焰旁冷却接种环。同时，拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。
将试管口通过火焰。
3
4
在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
第2 步：接种和分离酵母菌
防止温度太高杀死菌种。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
平板划线法的具体操作
5
将试管口通过火焰，并塞上棉塞。
在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。
6
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的划线与第一次的划线相连。
7
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。
第3 步：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。
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。
警示
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
对照：说明培养基是否被杂菌污染。
有人说：吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。这一论点是否可信？
“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,其中其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是值得怀疑的。
思维训练：评估论点的可信程度
知识回顾：
传统发酵利用的菌种为天然菌种，容易出现杂菌污染情况，因此会造成品质不一，生产效率低下。（p8）
传统发酵技术的不足之处有哪些？
为了缩短发酵时间，确保品质稳定，可以通过微生物培养技术获得单一菌种，再把它们接种到物料中进行发酵
如何改进？
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
微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌、病毒及一些原生生物等。
衣藻
本章中提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。
1. 微生物：
微生物的基本培养技术
大肠杆菌
酵母菌
毛霉
草履虫
新冠病毒
为微生物提供合适的营养和环境条件
确保其它微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来
培养基
无菌技术
2.在实验室培养微生物的基本思路：
一、培养基的配制
1. 培养基的定义
人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出其生长繁殖的营养基质叫做培养基。
① 培养、分离、鉴定、保存微生物。
② 积累其代谢物。
2. 培养基的用途
① 分类依据：物理性质
3. 培养基的种类
液体培养基
不含凝固剂，呈液体状态
微生物在琼脂固体培养基表面或内部生长，可以形成肉眼可见的菌落。
固体培养基
+琼脂
凝固剂
许多细胞聚集而成的肉眼可见的子细胞群体（p12）
② 分类依据：用途
3. 培养基的种类
一、培养基的配制
混合样品
选择培养基上部分菌种才能生长
普通培养基上所有菌种都能生长
选择培养基
鉴别培养基
目的菌
目的菌周围出现特殊现象
非目的菌
非目的菌周围无明显现象
一、培养基的配制
4. 培养基的基本成分
基本成分：
碳源
氮源
水
无机盐
——水是微生物生长和代谢必不可少的营养物质。
NaCl、 K2HPO4、MgSO4等
——调节酸碱平衡、 维持渗透压
提供碳元素的物质。
提供氮元素的物质。
是微生物合成各有机物所必需的
除上述营养物质外，培养基是否还需要其他物质呢？
一、培养基的配制
4. 培养基的基本成分
组分 含量 提供的主要营养
牛肉膏 5g 碳源、氮源、磷酸盐和维生素等
蛋白胨 10g 碳源、氮源和维生素等
NaCl 5g 无机盐
H2O 定容至1000mL 水
表1-1 1000mL牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成
注：牛肉膏和蛋白胨来源于动物，含有糖、维生素和蛋白质等营养物质。
基本成分：
碳源、氮源、水、无机盐
还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、O2 的需求。
乳酸杆菌
霉菌
细菌
厌氧微生物
特殊营养物质：
维生素、氨基酸、生长因子等
培养基中添加维生素
培养基pH调至酸性
提供无氧的条件
培养基pH调至中性或弱碱性
一、培养基的配制
思考：
2.任何培养基都必须含有有机碳源、有机氮源吗？
3.碳源都可以提供能量？
含C、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能量。
1.同一种物质能否既做作碳源又做氮源？
自养微生物无需有机碳源。
自生固氮菌无需有机氮源。
CO2是自养微生物的碳源，但不提供能量。
4.无机氮源能提供能量吗？
硝化细菌：NH3----HNO2-----HNO3 （释放化学能）。
碳源
有机碳源：
无机碳源：
异养微生物
自养微生物
能量
CO2
氮源
有机氮源：
无机氮源：
普通微生物
自生固氮微生物
能量
NH3（可提供能量）
二、无菌技术
消毒
灭菌
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。
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污染展开。
二、无菌技术
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。
煮沸消毒法
巴氏消毒法
化学药物消毒法
紫外线消毒
1. 消毒
100℃煮沸5~6min。
可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
62~65℃煮30min或80~90℃下处理0.5~1min。可杀死绝大部分微生物，不破坏食物的营养成分。
用70%酒精擦拭双手、
用氯气消毒水源等。
对接种室、接种箱或超净工作台用紫外线照射30min，以杀死物体表面或空气中的微生物。
二、无菌技术
用强烈的理化方法杀死物体内外的所有的微生物，包括芽孢和孢子。
某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的抗逆性强的休眠体。芽孢萌发可形成细菌体。
芽孢
孢子
2. 灭菌
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。
芽孢和孢子具有高度的耐热性，可抗化学药物和抗辐射。
湿热灭菌法
干热灭菌法
灼烧灭菌法
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
接种环灼烧灭菌
2. 灭菌
利用沸水、流通蒸汽、高压蒸汽进行灭菌的方法。
高压蒸汽灭菌
效果最好：
培养基灭菌
160~170℃的热空气中，2~3h进行灭菌的方法
耐高温和需要保持干燥的物品
充分燃烧层
（外焰）
接种工具（接种环、涂布器等）、其他金属工具及接种过程
二、无菌技术
3. 无菌技术的内容
消毒和灭菌的主要方面
对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒
将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌
消毒和灭菌工作之后
避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品相接触
为避免周围微生物污染，实验操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。
三、微生物的纯培养
纯培养物
培养物
纯培养
在微生物学中，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
获得纯培养物的过程
由单一个体繁殖所获得的微生物群体
配制培养基
灭菌
接种
分离
培养
三、微生物的纯培养
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
1. 实验原理
①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。
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
注：菌落的大小、形状、颜色、透明度、光泽度等是鉴定菌种的重要依据。
三、微生物的纯培养
②采用平板划线法和稀释涂布平板法能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繁殖形成的纯培养物。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
1. 实验原理
分散或稀释
繁殖
单个细胞
微生物群
单个菌落
稀释涂布平板法
平板划线法
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
2. 实验目的
① 学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板
② 学会进行无菌操作
③ 尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落
3. 材料用具
酵母菌培养液
提供接种用的酵母菌
配制酵母菌固体培养基
马铃薯
葡萄糖（或蔗糖）
蒸馏水
琼脂
天平，小刀，纱布，烧杯，锥形瓶，棉塞、牛皮纸（或报纸）；
皮筋，培养皿，接种环，酒精灯，超净工作台；
高压蒸汽灭菌锅，干热灭菌箱和恒温培养箱等；
超净工作台
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
3. 材料用具
高压蒸汽灭菌锅
干热灭菌箱
1.配制培养基
去皮
切块
加水
(1000mL)
加热煮沸
软烂
马铃薯
纱布过滤
加琼脂
（15～20g）
酵母菌
培养基
加水定容
(1000mL)
称取马铃薯
(200g)
马铃薯块
滤液
加葡萄糖/蔗糖
（20g）
第1 步：制备培养基
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
调pH
①
②
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
2.灭菌：
培养基——高压蒸汽灭菌
转移
灭菌15~30min
皮筋勒紧
包牛皮纸
放入高压蒸汽灭菌锅中（100kPa、121℃）
酵母菌培养基
锥形瓶
加棉塞
第1 步：制备培养基
高压蒸汽灭菌锅
1. 避免因水蒸气凝结而浸湿棉塞。
2. 避免再次污染
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
2.灭菌：
培养皿——干热灭菌
灭菌2h
几层牛皮纸包紧
放入干热灭菌箱（160～170℃）
5～8套培养皿
第1 步：制备培养基
干热灭菌箱
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
3.倒平板：
培养基冷却到50℃左右，在酒精灯火焰附近倒平板。
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，将培养基倒入培养皿（10～20mL），立即盖上皿盖。
4
等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。
第1步：制备培养基
1.防止培养基水分蒸发。
2.防止皿盖上冷凝水滴落，造成污染。
通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
不能完全打开，以免杂菌污染培养基。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
第2 步：接种和分离酵母菌
分离的方法
平板划线法
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的表面。经过数次划线后培养，可以分离到单菌落。
连续划线法
分区划线法
三、微生物的纯培养
平板划线法的具体操作
1
将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。
2
在火焰旁冷却接种环。同时，拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。
将试管口通过火焰。
3
4
在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
第2 步：接种和分离酵母菌
防止温度太高杀死菌种。
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
平板划线法的具体操作
5
将试管口通过火焰，并塞上棉塞。
在火焰附近将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。
6
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的划线与第一次的划线相连。
7
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。
第3 步：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。
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。
警示
探究 · 实践：酵母菌的纯培养
4. 方法步骤
对照：说明培养基是否被杂菌污染。
有人说：吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。这一论点是否可信？
“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,其中其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是值得怀疑的。
思维训练：评估论点的可信程度