2022-2023學(xué)年蘇教版選擇性必修3 第一章 第二節(jié)　第1課時(shí)　滅菌及無(wú)菌操作 課件（41張）

第1課時(shí)滅菌及無(wú)菌操作第一章內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升學(xué)習(xí)目標(biāo)1.概述發(fā)酵工程中的滅菌方法及常用的滅菌設(shè)備。2.概述發(fā)酵工程中的無(wú)菌操作器具及使用注意事項(xiàng)。3.概述微生物的接種和傳代的無(wú)菌技術(shù)?；A(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)知識(shí)點(diǎn)一發(fā)酵工程的滅菌方法1.無(wú)菌技術(shù)獲得純凈的微生物培養(yǎng)物是發(fā)酵工程的基礎(chǔ)。無(wú)菌技術(shù),是指在操作過(guò)程中,保持物品與操作區(qū)域的

無(wú)菌

狀態(tài)并不被

微生物

污染的技術(shù),其核心是

滅菌

。

2.滅菌方法(1)化學(xué)試劑滅菌法:①滅菌劑:一些化學(xué)試劑如甲醛、氯、高錳酸鉀,能破壞微生物的蛋白質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有殺菌作用,可以用作滅菌劑。②方法:采用滅菌劑滅菌的方法稱為化學(xué)試劑滅菌法。③應(yīng)用缺點(diǎn):滅菌劑可能會(huì)與培養(yǎng)基中的一些成分發(fā)生作用,因此化學(xué)試劑滅菌法一般不用于培養(yǎng)基的滅菌。(2)射線滅菌法:①概念:利用

紫外線

等產(chǎn)生的

高能粒子

進(jìn)行滅菌的方法。

②實(shí)例:波長(zhǎng)為

200~300

nm

的紫外線、

X

射線和γ射線等都具有滅菌作用。

③應(yīng)用:紫外線的穿透力

弱

,一般用于

物體表面和空氣

的滅菌。

(3)干熱滅菌法:①常用方法:

干熱空氣

滅菌法和

火焰灼燒

法。

②應(yīng)用:干熱空氣滅菌主要用于要求

保持干燥

的實(shí)驗(yàn)器具(如培養(yǎng)皿、

接種針

和移液管)的滅菌;火焰灼燒法常用于

接種

等操作過(guò)程。

(4)濕熱滅菌法:①概念:利用

飽和蒸汽

進(jìn)行滅菌的方法。

②條件:溫度

121

℃、氣壓約

100

kPa的條件下維持15~20min。

③優(yōu)點(diǎn):a.蒸汽穿透力大,蒸汽與較低溫的物體表面接觸凝結(jié)為水時(shí)可放出

大量

能量,吸收了蒸汽水分和熱量的菌體蛋白質(zhì)易

變性

。

b.相同溫度下濕熱滅菌比干熱滅菌

更有效

。

(5)過(guò)濾除菌法:①概念:通過(guò)

過(guò)濾

阻留微生物從而達(dá)到除菌目的的方法。

②應(yīng)用:a.在工業(yè)生產(chǎn)上制備

無(wú)菌空氣

,用于好氧微生物的發(fā)酵。

b.在產(chǎn)品提取過(guò)程中,也可以利用過(guò)濾除菌法處理料液,以獲得

無(wú)菌

產(chǎn)品。旁欄邊角

想一想

1.無(wú)菌技術(shù)除了用來(lái)防止實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)物被其他外來(lái)微生物污染外,還有什么用途?提示

還能有效避免污染環(huán)境以及操作者自身被微生物感染。2.消毒和滅菌的原理和實(shí)質(zhì)相同嗎?提示

原理相同,都是使微生物的蛋白質(zhì)變性,借此來(lái)殺死微生物;實(shí)質(zhì)不同,滅菌可以殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子,消毒只能殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物。結(jié)論語(yǔ)句

辨一辨(1)滅菌相比消毒對(duì)微生物的殺滅更徹底。(

√

)(2)無(wú)菌操作的對(duì)象只要是沒(méi)有生物活性的材料都可采用濕熱滅菌法進(jìn)行滅菌。(

×

)(3)培養(yǎng)基最常用的滅菌方法是濕熱滅菌。(

√

)(4)選擇消毒或滅菌要根據(jù)無(wú)菌操作的對(duì)象及目的而定。(

√

)(5)獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來(lái)雜菌的入侵。(

√

)知識(shí)點(diǎn)二發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備及無(wú)菌操作器具1.發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備主要包括電熱鼓風(fēng)干燥箱、高壓蒸汽滅菌鍋和空氣除菌設(shè)備等。(1)電熱鼓風(fēng)干燥箱:①應(yīng)用:常用于空的

玻璃器皿

(如培養(yǎng)皿、離心管、移液管)、金屬用具(如鑷子、手術(shù)刀)和其他

耐高溫的物品

(如菌種保藏采用的沙土管、石蠟油、碳酸鈣)的滅菌。

②優(yōu)點(diǎn):使滅菌器皿保持

干燥

。

③缺點(diǎn):帶有

膠皮

或

塑料

的物品、液體及固體

培養(yǎng)基

一般不能采用電熱鼓風(fēng)干燥箱干熱滅菌。

④徹底滅菌的標(biāo)準(zhǔn)及滅菌條件:標(biāo)準(zhǔn):以能否殺死

細(xì)菌的芽孢

作為徹底滅菌的標(biāo)準(zhǔn)。

滅菌條件:將溫度提高到

160

℃,加熱2~3h。

(2)高壓蒸汽滅菌鍋:①應(yīng)用:采用高壓蒸汽滅菌鍋進(jìn)行

濕熱

滅菌。

②滅菌原理:在一個(gè)密閉的鍋內(nèi),水的沸點(diǎn)隨蒸汽壓力的增高而上升,加壓的同時(shí)提高蒸汽的溫度,使鍋內(nèi)的待滅菌物品在一定壓力和溫度等條件下,殺死其中

所有

微生物的營(yíng)養(yǎng)體及其

芽孢

。

③類型:手動(dòng)式高壓蒸汽滅菌鍋和全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌鍋兩類。④注意事項(xiàng):操作人員必須在現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范操作,嚴(yán)格控制

熱源

,維持滅菌時(shí)的

壓力

。

(3)空氣除菌設(shè)備:①空氣除菌的方法:常采用

空氣過(guò)濾除菌

的方法,即讓含菌空氣通過(guò)無(wú)菌干燥的過(guò)濾介質(zhì),以

阻截

空氣中所含微生物。

②應(yīng)用:通過(guò)過(guò)濾除菌處理的空氣可達(dá)到幾乎無(wú)菌的程度,并有足夠的壓力和適宜的溫度,以滿足好氧微生物純培養(yǎng)的需要。2.發(fā)酵工程的無(wú)菌操作器具發(fā)酵工程中的無(wú)菌操作器具主要有接種器具、轉(zhuǎn)移器具和超凈工作臺(tái)等。(1)接種器具:①接種:在

無(wú)菌

條件下將微生物轉(zhuǎn)入

培養(yǎng)基

的操作過(guò)程。

②常用接種器具包括玻璃涂布器、

接種針

、接種環(huán)等。

③應(yīng)用:玻璃涂布器常用于

平板稀釋涂布

接種,接種針用于

穿刺

接種,接種環(huán)用于

斜面

接種或在平板培養(yǎng)基上

劃線

接種。

(2)轉(zhuǎn)移器具:①移液管的應(yīng)用:一般用于轉(zhuǎn)移部分

液體

培養(yǎng)物、

系列稀釋

微生物或

分裝

化學(xué)試劑。

②刻度移液管:具有

刻度

的直形玻璃管,在需要控制試劑

加入量

時(shí)使用。

③使用要點(diǎn):用拇指及中指捏住管頸標(biāo)線

以上

的地方,將移液管插入待取溶液液面下約1cm。移液管不應(yīng)伸入太多,以免管尖外壁粘有

過(guò)多

溶液;也不應(yīng)伸入太少,以免液面下降后而

吸空

。

④微量取液器:取液量

很少

時(shí)(如0.1mL)使用,分為固定容量的和

可調(diào)

容量的兩種。

(3)超凈工作臺(tái):①概念:超凈工作臺(tái)是一種經(jīng)過(guò)

空氣

凈化而形成高潔凈操作環(huán)境的設(shè)備。

②凈化原理:是利用工作臺(tái)內(nèi)

紫外線燈

的殺菌作用,并通過(guò)

空氣過(guò)濾器

過(guò)濾確保工作臺(tái)內(nèi)空氣的無(wú)菌、無(wú)污染。

③安全事宜:超凈工作臺(tái)開(kāi)機(jī)殺菌30min后,需先關(guān)掉

紫外線燈

,約

10

min

后方可使用。

④優(yōu)點(diǎn):操作方便。3.微生物接種和傳代的無(wú)菌技術(shù)(1)菌種:菌種是從事發(fā)酵工程實(shí)踐及微生物學(xué)等學(xué)科研究的基本材料和重要資源。(2)條件:菌種的傳代和保存要考慮菌種的生理、生化特性,盡量讓菌種在人工創(chuàng)造的條件下,降低細(xì)胞的代謝水平,使細(xì)胞基本處于休眠狀態(tài),即微生物的生長(zhǎng)繁殖受到抑制但又不至于死亡。低溫、干燥、真空是菌種保存的重要條件。(3)保存方法:①厭氧微生物常采用穿刺接種的方法將其保護(hù)在培養(yǎng)基中。厭氧菌可在培養(yǎng)基深處的厭氧環(huán)境下生長(zhǎng)。斜面接種是常用的菌種傳代和低溫下保存菌種的方法。②微生物的菌種保存一般需要先挑選典型菌落,再接種在斜面培養(yǎng)基上,按規(guī)定的溫度和時(shí)間培養(yǎng);待充分生長(zhǎng)后,將培養(yǎng)好的裝有新鮮菌種的試管用牛皮紙包扎好,置于4℃左右的冰箱中保藏,以減緩培養(yǎng)基的水分蒸發(fā),延長(zhǎng)保存時(shí)間。通常每隔2~3個(gè)月重新接種一次,再繼續(xù)保存。旁欄邊角

想一想

1.使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí)為什么一定要將鍋內(nèi)冷空氣徹底排出后才能升溫升壓?提示

使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí)一定要將鍋內(nèi)冷空氣徹底排出后,才能密閉升溫升壓,否則可能引起鍋內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值而溫度不能達(dá)到滅菌要求。2.在斜面接種和培養(yǎng)酵母菌的過(guò)程中有哪些無(wú)菌操作的步驟?提示

(1)將接種環(huán)的環(huán)端和接種時(shí)可能進(jìn)入試管的部分放在酒精燈火焰上,來(lái)回灼燒多次;(2)將試管口通過(guò)火焰2~3次;(3)抽出接種環(huán)時(shí),帶菌部分不要觸及管壁;(4)將試管口與試管塞分別通過(guò)火焰2~3次,迅速塞緊試管。結(jié)論語(yǔ)句

辨一辨(1)高壓蒸汽滅菌鍋?lái)殙毫抵亮銜r(shí),再打開(kāi)排氣閥排氣。(

×

)(2)培養(yǎng)皿、膠頭吸管可用干熱滅菌法滅菌。(

×

)(3)可用紫外線照射接種室,以殺死空氣中的所有微生物及芽孢和孢子。(

√

)重難探究?能力素養(yǎng)全提升主題一發(fā)酵工程的滅菌方法情境探究1.巴斯德的實(shí)驗(yàn)中,無(wú)菌操作體現(xiàn)在哪些方面?提示

高溫加熱殺死了肉湯中的微生物,開(kāi)口的曲頸可以阻隔外界的微生物進(jìn)入燒瓶。2.消毒是指使用較為溫和的物理或化學(xué)方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是指使用強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。請(qǐng)據(jù)此概念完成表格。比較項(xiàng)目消毒滅菌作用強(qiáng)度較為

的物理或化學(xué)方法

作用對(duì)象操作空間、操作者的雙手等接種環(huán)、移液管、培養(yǎng)基等作用結(jié)果

殺死所有微生物(如細(xì)菌

)

能殺死物體內(nèi)外的

微生物,包括

和孢子

常用方法煮沸消毒法、巴氏消毒法等干熱滅菌法、濕熱滅菌法等提示

溫和

強(qiáng)烈

不能

芽孢

所有

芽孢

視角應(yīng)用視角1消毒和滅菌1.(2022蘇州中學(xué)高二期末)下列關(guān)于無(wú)菌技術(shù)的描述,錯(cuò)誤的是(

C

)A.甲醛、高錳酸鉀等能破壞微生物的蛋白質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有殺菌作用B.工業(yè)生產(chǎn)中制備無(wú)菌空氣常用過(guò)濾除菌法C.紫外線穿透力強(qiáng),能殺死一定空間中所有微生物D.對(duì)培養(yǎng)基滅菌,常采用濕熱滅菌法解析

紫外線穿透力弱,一般用于表面和空氣的滅菌。2.下列對(duì)于滅菌和消毒的理解,不正確的是(

B

)A.滅菌是指殺滅環(huán)境中的一切微生物,包括芽孢和孢子B.消毒和滅菌的實(shí)質(zhì)是相同的C.接種環(huán)用灼燒法滅菌D.常用的滅菌方法有干熱滅菌、濕熱滅菌等解析

消毒和滅菌的實(shí)質(zhì)不同,消毒是使用較為溫和的物理或化學(xué)方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分的微生物(不包括芽孢和孢子)。滅菌則是使用強(qiáng)烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有的微生物,包括芽孢和孢子。視角2滅菌方法3.(2022南通高三階段練習(xí))微生物培養(yǎng)時(shí)常利用無(wú)菌技術(shù)避免雜菌的污染,下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

A

)A.配制好的培養(yǎng)基應(yīng)放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干熱滅菌B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免已滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸C.接種前后的接種環(huán)都要在酒精燈火焰上進(jìn)行灼燒D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對(duì)實(shí)驗(yàn)室噴灑石炭酸同時(shí)配合紫外線照射解析

對(duì)培養(yǎng)基滅菌的方法是濕熱滅菌法,A項(xiàng)錯(cuò)誤;為避免雜菌污染,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免已滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸,B項(xiàng)正確;為了防止雜菌污染,每次接種前后,接種環(huán)都要進(jìn)行灼燒滅菌,C項(xiàng)正確;紫外線能破壞DNA結(jié)構(gòu),密閉空間內(nèi)的空氣常采用紫外線照射滅菌,噴灑石炭酸同時(shí)配合紫外線照射可提高對(duì)密閉空間的滅菌效果,D項(xiàng)正確。主題二發(fā)酵工程的滅菌設(shè)備及無(wú)菌操作器具情境探究1.如圖是滅菌鍋及其局部剖面示意圖,其中甲、乙、丙依次指

、

、

。

提示

安全閥

排氣閥

壓力表

2.某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí),若壓力達(dá)到設(shè)定要求,而鍋內(nèi)并沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)溫度,最可能的原因是

。

提示

未將鍋內(nèi)冷空氣排盡3.某同學(xué)從高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)拿出培養(yǎng)基后發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)基已經(jīng)濺滿了錐形瓶的瓶壁,最可能的原因是

。

提示

高壓蒸汽滅菌鍋的壓力表指針還未降至“0”點(diǎn),就提前打開(kāi)了高壓蒸汽滅菌鍋4.下圖接種方法分別是

、

。

提示

穿刺接種

斜面接種

方法突破斜面接種和培養(yǎng)酵母菌的操作步驟及其目的或分析說(shuō)明

順序接種操作步驟目的或分析說(shuō)明①將接種環(huán)的環(huán)端和接種時(shí)可能進(jìn)入試管的部分放在酒精燈火焰上,來(lái)回灼燒多次將接種環(huán)滅菌,避免污染菌種②迅速將試管口通過(guò)火焰2~3次灼燒滅菌,防止試管口上的微生物污染培養(yǎng)基③將滅過(guò)菌的接種環(huán)伸入菌種管,先將環(huán)部接觸培養(yǎng)基斜面頂端或其他無(wú)菌體的培養(yǎng)基部位使接種環(huán)冷卻,避免殺死菌種順序接種操作步驟目的或分析說(shuō)明④抽出接種環(huán)時(shí),帶菌部位不要觸及管壁或通過(guò)火焰防止菌種粘于管壁;防止菌種被殺死⑤在培養(yǎng)基斜面上由底部向上輕輕劃“Z”型折線,但不要將培養(yǎng)基的表面劃破初步接種。劃破培養(yǎng)基不利于后續(xù)的繼續(xù)劃線,長(zhǎng)出的菌落不標(biāo)準(zhǔn)⑥將試管口與試管塞分別通過(guò)火焰2~3次,迅速塞緊試管防止雜菌污染⑦將接種過(guò)菌種的試管,放在恒溫箱(28℃)中培養(yǎng)24h培養(yǎng)酵母菌,觀察接種和培養(yǎng)的結(jié)果視角應(yīng)用視角1發(fā)酵工程的設(shè)備1.(2022睢寧高二期末)高壓滅菌鍋是微生物培養(yǎng)的常用設(shè)備。下列關(guān)于利用高壓滅菌鍋進(jìn)行滅菌操作的敘述,錯(cuò)誤的是(

D

)A.滅菌前,向鍋內(nèi)加入適量的水,便于產(chǎn)生蒸汽B.裝鍋時(shí),不宜太滿太實(shí),利于蒸汽透過(guò),提高滅菌效果C.滅菌時(shí),需待壓力上升到所需壓力,再開(kāi)始計(jì)時(shí)D.滅菌后,需等滅菌鍋內(nèi)溫度下降到室溫,再打開(kāi)鍋蓋解析

滅菌前,先將內(nèi)層滅菌桶取出,再向鍋內(nèi)加入適量的水,便于產(chǎn)生蒸汽,A項(xiàng)正確;在滅菌桶內(nèi)裝入待滅菌物品時(shí),不要裝得太擠,以免妨礙蒸汽流通而影響滅菌效果,B項(xiàng)正確;滅菌時(shí),需待壓力上升到所需壓力,再開(kāi)始計(jì)時(shí),控制熱源,按照滅菌所需時(shí)間,維持壓力,C項(xiàng)正確;滅菌后,需等滅菌鍋內(nèi)溫度自然下降到室溫,且當(dāng)壓力表的壓力降至“0”時(shí),打開(kāi)排氣閥,再打開(kāi)鍋蓋,D項(xiàng)錯(cuò)誤。視角2無(wú)菌操作器具2.在微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,分別采用了高壓蒸汽滅菌鍋、酒精、火焰灼燒等幾種不同的消毒或滅菌處理,這些方法依次可用于殺滅什么部位的雜菌?(

D

)A.接種環(huán)、手、培養(yǎng)基B.培養(yǎng)容器、手、微生物菌種C.接種針、手、高壓鍋D.培養(yǎng)基、手、接種針解析

高壓蒸汽滅菌鍋是滅菌的一個(gè)設(shè)備,通常用于培養(yǎng)基的滅菌;用酒精擦拭雙手是消毒的一種方法;火焰灼燒可以迅速?gòu)氐椎販缇?適用于微生物的接種工具,如接種環(huán)、接種針等金屬用具。3.獲得純凈的微