【课件】1.2微生物的培养技术及应用课件高二下学期生物人教版选择性必修3

1、第2节 微生物的培养技术及应用从社会中来酸奶在制作过程中容易有杂菌混入，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。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，一方面要为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件;另一方面要确保其他微生物无法混入，并将需要的微生物分离出来。一、微生物的基本培育技术2.培养基的配制3.无菌技术4.微生物的纯培养1.微生物微生物的基本培育技术1-微生物【微生物】难以用肉眼观察的微小生物的统称。无细胞结构原核细胞真核细胞微生物

2、的类群病毒：SARS病毒、新冠病毒等RAN病毒；噬菌体等DNA病毒细菌：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌等；放线菌：链霉菌等真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履虫、变形虫等1-微生物杆菌霍乱弧菌葡萄球菌螺旋菌核糖体细胞质荚膜细胞壁细胞膜鞭毛DNA纤毛细菌结构模式图1-微生物【菌落】分散的微生物在适宜的周体培养辈表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。沙门氏菌毛霉2-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。u固体培养基：不含凝固剂（如琼脂）、呈液体状态的培养基为液体培养基。u液体培养基：含凝固剂（如琼脂）、呈固体状态的

3、培养基为固体培养基。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。（ 提供微生物繁殖所需各种营养， 异养微生物的能源）3.培养基类型（物理性质分类）：盛有液体培养基的锥形瓶（左）和长有酵母菌菌落的固体培养基（右）2-培养基的配制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

4、的微生物鉴别不同种类微生物选择培养基液体培养基半固体培养基固体培养基天然培养基合成培养基鉴别培养基2-培养基的配制（1）基本成分： 碳源、氮源、水、无机盐碳源：无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源： 葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等自养微生物异养微生物氮源：无机氮源：NH4、NO3-、NH3等有机氮源： 牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等注：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源无机盐：Ca、K 、Mg为大量元素；Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素4.培养基的营养构成：2-培养基的配制表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、

5、磷酸盐和维生素等蛋白胨10g氮源和维生素等NaCl5g无机盐H2O定容至1000ml水（2）还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、氧气的需求u 培养乳酸菌要添加维生素；培养霉菌要调酸性；培养细菌要调至中性或弱碱性 ；培养厌氧菌要提供无氧条件。（1）基本成分：碳源、氮源、水、无机盐4.培养基的营养构成：u 牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等特殊营养物质3-无菌技术u 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。无菌技术主要包括：无菌技术主要包括：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

6、种用具和培养基等器具进行“灭菌”。3.为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯“火焰”附近进行。4.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。3-无菌技术【消毒】用温和的理化因素仅杀死物体内外“部分”微生物（不包括芽孢和孢子）。方法有：煮沸消毒法：100煮沸5-6min。巴氏消毒法：62-65下煮30min 或 80-90下煮30s-1min。 化学药剂消毒法：用70%酒精擦拭双手；氯气消毒水源。 紫外线消毒法： 用紫外灯照射接种室、接种箱、超净工作台3-无菌技术【灭菌】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】有些细菌在一定的条件下，细胞里

7、面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。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。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3小时以后才死亡。【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。 3-无菌技术【灭菌】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）。湿热灭菌：高压蒸汽灭菌锅内100kPa、121下维持15-30min。注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。3-无菌技术【灭菌】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）。干热灭菌：干热灭菌箱内160-170 下加热2-3h。 对象：耐高温，需保持干燥的

8、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。3-无菌技术【灭菌】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）。灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧对象：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3-无菌技术类型适用范围操作方法消毒灭菌较为温和理化方法，杀死部分微生物（不包括芽孢、孢子）强烈的理化方法，杀死所有微生物（包括芽孢、孢子）煮沸消毒法日常生活100 煮沸56 min巴氏消毒法不耐高温的液体6265 煮30 min或80-90 煮30s-1 min化学药剂生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消

9、毒水源紫外线紫外线照射30 min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160170 加热23h湿热灭菌培养基、培养皿等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ,1530 min接种室、接种箱，超净工作台3-无菌技术思考1：无菌技术除了用来防止实验室培养物被其他外来微生物污染外，还有何目的？无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。（1）（2）需要灭菌；（3）需要消毒。思考2：请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。（1

10、）培养细菌用的培养基与培养皿（2）玻棒、试管、烧瓶和吸管（3）实验操作者双手4-微生物的纯培养1.概念：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。2.方法步骤01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养05微生物群分散或稀释单个细胞单个菌落繁殖3-无菌技术-方法步骤01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养05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。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

11、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NaCl5g无机盐H2O定容至1000ml水3-无菌技术-方法步骤灭菌：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 100 KPa、温度为 121的条件下，灭菌 15 30 min。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 160170 灭菌 2h。01020304配制培养基灭菌培养05倒平板接种和分离3-无菌技术-方法步骤倒平板：待培养基冷却至50左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。倒平板的具体操作步骤如下：拔出锥形瓶的棉塞。将瓶口迅速通过火焰。用拇指和

12、食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（1020 mL）倒入培养皿，立即盖上皿盖。等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。01020304配制培养基灭菌培养05倒平板接种和分离仔细看图：在倒平板的过程中，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。3-无菌技术-方法步骤01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养05接种：指在无菌条件下将微生物或含菌材料转移到合适其生长繁殖的培养基中的过程。接种工具：u 接种针用于穿刺接种；u 接种环用于斜面接种或平板划线接种；u 玻璃涂布器用于涂布平板接种；3-无菌技术

13、-方法步骤接种的方法：涂布平板法、穿刺接种法、斜面接种法、平板划线法01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养053-无菌技术-方法步骤01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养053-无菌技术-方法步骤01020304配制培养基灭菌倒平板接种和分离培养05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（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。3-无菌技术分析评价：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？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、大小是否

14、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.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。2.提示 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。思维训练评估论点的可信程度1.“酵素”是什么？水果“酵素”的制作原理是什么？2.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？3.水果“酵素”中的所有成分都有益于人体健康吗？提示：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（包括一些简单

15、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。可以通过查阅专业学术期刊上发表的有关研究论文，或亲自检测水果酵素中的成分，获取科学可靠的证据进行全面论证。练习与应用一、概念检测一、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

16、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？提示：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。练习与应用二、拓展应用二、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

17、）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？接种（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？提示：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。培养皿和培养基。练习与应用二、拓展应用二、拓展应用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。意味着培养液中O2含量不同。（1）摇床转速不同,意味着培养条件有什么不同？培养液中O2含量越高,酵母菌种群密度越大。（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O2含量越高,酵母菌种群密度越大。（3）为什么培养8