【課件】微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用課件-2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

1什么是無(wú)菌技術(shù)2什么是培養(yǎng)基？如何配制？3怎樣進(jìn)行酵母菌的純培養(yǎng)1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)

向經(jīng)過(guò)殺菌處理的牛奶中添加某些對(duì)人體有益的細(xì)菌，再經(jīng)過(guò)發(fā)酵就可以制成酸奶，由于制作工藝并不復(fù)雜，一些人會(huì)在家里自制酸奶，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(guò)程中有雜菌混入。那么，怎樣才能保證無(wú)處不在的雜菌不混入發(fā)酵物中呢？

應(yīng)該先對(duì)制作用具和原料進(jìn)行滅菌處理，再接種純的菌種，并控制發(fā)酵條件，避免雜菌進(jìn)入。酸奶這需要應(yīng)用無(wú)菌技術(shù)和微生物的培養(yǎng)技術(shù)從社會(huì)中來(lái)1.微生物的概念：_________________________的統(tǒng)稱。難以用肉眼觀察的微小生物原核生物(細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌等)原生生物(如草履蟲、衣藻等)真菌(如酵母菌、霉菌等)病毒新冠病毒細(xì)菌草履蟲酵母菌2.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)）是：_______________________、_______________________。防止雜菌污染獲得純凈的微生物培養(yǎng)物3.實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物的條件：1）提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件——培養(yǎng)基2）確保其它微生物無(wú)法混入——無(wú)菌技術(shù)1.培養(yǎng)基概念：人們按照微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。3.培養(yǎng)基類型：固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基有

無(wú)

瓊脂分離、計(jì)數(shù)、鑒定等擴(kuò)大培養(yǎng)、工業(yè)生產(chǎn)2.培養(yǎng)基作用：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。長(zhǎng)有酵母菌菌落盛有液體培養(yǎng)基一、培養(yǎng)基的配制劃分標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)化學(xué)成分（P44）用途不加凝固劑加凝固劑，如瓊脂工業(yè)生產(chǎn)觀察微生物的運(yùn)動(dòng)、分類鑒定菌種分離、鑒定、計(jì)數(shù)、保藏菌種含化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)培養(yǎng)基成分明確分類、鑒定添加（或缺少）某種化學(xué)成分培養(yǎng)、分離出特定微生物加入某種指示劑或化學(xué)藥品鑒別不同種類微生物選擇培養(yǎng)基(P16)液體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基合成培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基補(bǔ)充：培養(yǎng)基的類型及用途具體處理原理目的選擇培養(yǎng)基加入青霉素青霉素能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，對(duì)真菌無(wú)作用不加氮源固氮微生物能利用空氣中的氮?dú)獠患佑袡C(jī)碳源自養(yǎng)型微生物能利用無(wú)機(jī)碳源鑒別培養(yǎng)基加入伊紅-亞甲藍(lán)P30生長(zhǎng)大腸桿菌菌落呈深黑色，并帶有金屬光澤加入剛果紅P20

剛果紅與纖維素能形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被分解后，復(fù)合物就無(wú)法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以菌落為中心的透明圈。分離酵母菌、霉菌等真菌分離固氮菌分離自養(yǎng)微生物鑒別大腸桿菌鑒別纖維素分解菌4、培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成:（1）基本成分：碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽。①碳源：無(wú)機(jī)碳源：CO2、CO32-、HCO3-有機(jī)碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等（自養(yǎng)微生物的碳源）（異養(yǎng)微生物的碳源）②氮源：無(wú)機(jī)氮源：N2、NH4＋、NO3-、NH3等有機(jī)氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等注：含C、H、O、N的有機(jī)物是異養(yǎng)型微生物的碳源、氮源、能源。③無(wú)機(jī)鹽：Ca、K、Mg為大量元素Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素凡是能夠?yàn)槲⑸锾峁〤、N等元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。CO2是硝化細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌的碳源無(wú)機(jī)氮源NH3既是硝化細(xì)菌的氮源和能源；N2是固氮菌（如根瘤菌）的氮源補(bǔ)充說(shuō)明：①

含有C、H、O、N的有機(jī)物可作為異養(yǎng)型微生物的碳源、氮源、能源。②

自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物培養(yǎng)基的主要差別在于碳源。③

自養(yǎng)型微生物所需的碳源來(lái)自無(wú)機(jī)碳源，異養(yǎng)型微生物所需的碳源來(lái)自有機(jī)碳源，因此可以根據(jù)培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)判斷微生物的代謝類型。④

無(wú)機(jī)氮源不但能給自養(yǎng)型微生物提供氮源，也能作為能源物質(zhì)，如NH3既作為硝化細(xì)菌的氮源，也作為能源（NH3氧化釋放的化學(xué)能）。⑤

無(wú)機(jī)鹽除了可以調(diào)節(jié)酸堿平衡、維持一定的滲透壓之外，有些無(wú)機(jī)鹽離子可以作為化能合成菌的能源（如鐵細(xì)菌）。（2）特殊需求：滿足微生物對(duì)

______________________的需求④培養(yǎng)厭氧微生物時(shí)，需要提供_____的條件。①培養(yǎng)乳酸桿菌時(shí)，需要在培養(yǎng)基中添加_______；②培養(yǎng)霉菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至_____；③培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)，需要將培養(yǎng)基調(diào)至___________；維生素酸性中性或弱堿性無(wú)氧表1-11000ml牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)組成組分含量提供的主要營(yíng)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(wú)機(jī)鹽H2O定容至1000ml水pH、特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、氧氣4.培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成:【典例】下表是牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配方，分析回答：材料牛肉膏蛋白胨NaCl瓊脂水用量5g10g5g20g定容至1000mL(1)根據(jù)培養(yǎng)基的物理性質(zhì)，該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基，理由是_____________________________________________________________。(2)該培養(yǎng)基中主要提供碳源和氮源的物質(zhì)分別是什么？屬于有機(jī)物還是無(wú)機(jī)物？________________________________________________________。(3)該培養(yǎng)基培養(yǎng)的微生物同化作用類型是_____________，理由是_________________________________________________________。固體該培養(yǎng)基的配方中含有凝固劑瓊脂牛肉膏主要提供碳源，蛋白胨主要提供氮源。二者均屬于有機(jī)物異養(yǎng)型微生物該微生物的碳源是有機(jī)物如何獲得純凈的微生物培養(yǎng)物？避免雜菌污染——無(wú)菌技術(shù)（前提，基本保障、關(guān)鍵）◆目的：（1）防止培養(yǎng)物被污染（2）防止感染實(shí)驗(yàn)操作者二、無(wú)菌技術(shù)防止雜菌污染手段：主要包括

和

。（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的____、操作者的

，進(jìn)行清潔和消毒。（2）將用于微生物培養(yǎng)的____、________和______等進(jìn)行滅菌。消毒滅菌空間衣著和手器皿接種用具培養(yǎng)基超凈工作臺(tái)?為了避免周圍環(huán)境中微生物的污染，許多操作應(yīng)在超凈工作臺(tái)上并在酒精燈火焰附近進(jìn)行。消毒滅菌定義常用方法閱讀教材P10-P11回答以下問(wèn)題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。（1）概念：（2）消毒的方法：資料卡1.消毒①煮沸消毒法：100℃煮沸5-6min。②巴氏消毒法：70-75℃下煮30min或80℃下煮15min。（適用于牛奶等不耐高溫的液體，可以殺死牛奶中的絕大多數(shù)微生物，并且不破壞牛奶的營(yíng)養(yǎng)成分。）③化學(xué)藥劑消毒法：如用70%酒精進(jìn)行皮膚消毒；氯氣消毒水源。④紫外線消毒：接種室、超凈工作臺(tái)紫外線照射30min，適量噴灑石碳酸或煤酚皂溶液消毒。指某些細(xì)菌(如芽孢桿菌等)在一定條件下細(xì)胞質(zhì)高度濃縮脫水所形成的一種抗逆性很強(qiáng)的球形或橢圓形的休眠體。芽孢的壁很厚，對(duì)干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強(qiáng)的抵抗力。指細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和植物等產(chǎn)生的一種有繁殖作用的生殖細(xì)胞。芽孢孢子2、滅菌（1）概念：指使用強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有微生物，包括芽孢和孢子。原理：高溫蒸汽破壞蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)構(gòu)使其變性優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)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(yíng)養(yǎng)成分不被破壞。對(duì)象：培養(yǎng)基等。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：高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)100kPa、121℃下維持15-30min.高壓蒸汽滅菌鍋（2）滅菌的方法：

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

對(duì)象：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②干熱滅菌：干熱滅菌箱內(nèi)160-170℃下加熱2-3h干熱滅菌箱

③灼燒滅菌：酒精燈火焰灼燒效果：最徹底原理：使微生物燃燒對(duì)象：接種工具如接種環(huán)、接種針，以及接種過(guò)程中的試管口或瓶口等易被污染部位。類型適用范圍操作方法消毒滅菌較為溫和理化方法，殺死部分微生物（不包括芽孢、孢子）強(qiáng)烈的理化方法，殺死所有微生物（包括芽孢、孢子）煮沸消毒法日常生活100℃煮沸5～6min巴氏消毒法不耐高溫的液體62～65℃煮30min或80-90℃煮30s-1min化學(xué)藥劑生物活體、水源等擦拭等,如用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源紫外線紫外線照射30min灼燒滅菌接種的金屬工具、接種時(shí)用的試管口或瓶口等直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒干熱滅菌耐高溫、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金屬用具等物品放入干熱滅菌箱,160～170℃加熱2～3h濕熱滅菌培養(yǎng)基等,生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室常用高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi),100kPa,溫度121℃,15～30min3.消毒與滅菌的比較接種室、接種箱，超凈工作臺(tái)

某同學(xué)將5個(gè)手指尖在貼有“洗手前”標(biāo)簽的培養(yǎng)基上輕輕按一下；然后用肥皂將該手洗干凈，再將5個(gè)指尖在貼有“洗手后”標(biāo)簽的同種培養(yǎng)基上輕輕按一下；將這兩個(gè)培養(yǎng)皿放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h后，發(fā)現(xiàn)貼有“洗手后”標(biāo)簽的培養(yǎng)皿中菌落較少。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。

【拓展應(yīng)用P14】（1）這個(gè)材料中哪些材料用具需要滅菌處理？（2）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，洗手后我們就能進(jìn)行無(wú)菌操作了嗎？操作時(shí)，我們可以采用什么方法來(lái)避免手上的微生物的污染？培養(yǎng)皿、培養(yǎng)基不能用70%酒精等進(jìn)行皮膚消毒；實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)在超凈工作臺(tái)并在酒精燈火焰附近進(jìn)行三、微生物的純培養(yǎng)1.培養(yǎng)物：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特定種類微生物的群體成為培養(yǎng)物；2.純培養(yǎng)物、純培養(yǎng)：由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物，獲得純培養(yǎng)物的過(guò)程就是純培養(yǎng)。（一）相關(guān)概念：微生物群分散或稀釋單個(gè)細(xì)胞單個(gè)菌落繁殖3.菌落：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。（二）純培養(yǎng)的步驟包括1）配制培養(yǎng)基2）滅菌3）接種4）分離5）培養(yǎng)（1）配制培養(yǎng)基稱取去皮馬鈴薯200g，切成小塊，加水1000ml，加熱煮沸至馬鈴薯軟爛，用紗布過(guò)濾。向?yàn)V液中加入20g葡萄糖、15-20g瓊脂，用蒸餾水定容至1000ml（定容）。1.制備培養(yǎng)基（三）酵母菌的純培養(yǎng)（2）滅菌將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加棉塞，包上牛皮紙，并用皮筋勒緊，再放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在壓力為100kPa、溫度為121℃的條件下，滅菌15-30min。將5-8套培養(yǎng)皿包成一包，用幾層牛皮紙包緊，放入干熱滅菌箱內(nèi)，在160-170℃滅菌2h。培養(yǎng)基：用高壓蒸汽滅菌鍋濕熱滅菌培養(yǎng)皿：在干熱滅菌箱內(nèi)干熱滅菌防止污染和揮發(fā)滅菌時(shí)避免水蒸氣浸濕棉塞，取出時(shí)起到隔絕空氣中雜菌的作用3）倒平板3）倒平板待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)，在酒精燈火焰附近倒平板。倒平板注意事項(xiàng)：①溫度：50℃左右②操作：在酒精燈火焰附近③冷凝后平板倒置過(guò)高，太燙，不易操作過(guò)低，易凝固。既可以防止培養(yǎng)基表面的水分過(guò)快揮發(fā)，又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染。根據(jù)倒平板的方法及注意事項(xiàng)回答下列問(wèn)題：（1）培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到________左右時(shí)，才能用來(lái)倒平板。（2）請(qǐng)用文字和箭頭寫出正確的倒平板操作流程：_______________。（3）甲、乙、丙中的滅菌方法是__________。（4）丁中的操作需要等待_______________才能進(jìn)行。為什么要將平板倒置？（5）整個(gè)過(guò)程為何要在酒精燈旁進(jìn)行？（6）如何檢測(cè)培養(yǎng)基制備是否成功？50℃丙→乙→甲→丁灼燒滅菌

平板冷卻凝固

37℃倒置培養(yǎng)24～48h，觀察是否有微生物生長(zhǎng)避免周圍環(huán)境中微生物污染既可防止培養(yǎng)基表面的水分揮發(fā)過(guò)快，又可防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基造成污染。平板劃線法是通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培養(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。在數(shù)次劃線后培養(yǎng)，可以分離到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來(lái)的肉眼可見的子細(xì)胞群體。三2.接種和分離酵母菌(1)原理：?jiǎn)蝹€(gè)細(xì)胞微生物群?jiǎn)蝹€(gè)菌落連續(xù)劃線分散或稀釋生長(zhǎng)繁殖任務(wù)：觀看視頻1.歸納對(duì)接種環(huán)滅菌的注意事項(xiàng)。（1）方法（2）滅菌的時(shí)間點(diǎn)2.歸納劃線的注意事項(xiàng)，并說(shuō)明原因。①灼燒接種環(huán)，直至接種環(huán)金屬絲燒紅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(guò)火焰④在火焰附近用接種環(huán)蘸取一環(huán)菌液⑤試管口通過(guò)火焰，并塞上棉塞⑥將皿蓋打開一條縫隙，用接種環(huán)在培養(yǎng)基表面迅速劃三至五條平行線，蓋上皿蓋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、五次劃線注意不要將最后一區(qū)的劃線與第一區(qū)相連(2)“平板劃線法”實(shí)驗(yàn)操作第1區(qū)劃線接種環(huán)滅菌第2區(qū)劃線接種環(huán)滅菌第3區(qū)劃線接種環(huán)滅菌接種環(huán)滅菌12345①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劃線首尾不能相接③每次劃線前接種環(huán)進(jìn)行滅菌④劃線后,培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)(