1.2.1微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)課件-高二下學期生物人教版選擇性必修32

第一章：發(fā)酵工程第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應用第一課時

微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)教學目標01生命觀念：掌握通過配制培養(yǎng)基，了解配制培養(yǎng)基的基本步驟，以及培養(yǎng)基中各類營養(yǎng)物質(zhì)的配比。02科學探究：通過對酵母菌進行純培養(yǎng)，理解并掌握微生物接種、分離和培養(yǎng)的基本原理和過程。03科學思維：通過對培養(yǎng)皿和培養(yǎng)基進行滅菌，了解消毒和滅菌的原理及方法。04社會責任：關(guān)注食品安全和健康的生活方式。社會責任：關(guān)注食品安全和健康的生活方式。請將下列生物按照結(jié)構(gòu)組成進行分類：無細胞結(jié)構(gòu)原核細胞真核細胞真菌：酵母菌、青霉等；原生生物：草履蟲、變形蟲等微生物的類群病毒：新冠病毒等RNA病毒；噬菌體等DNA病毒細菌:藍細菌、大腸桿菌、乳酸菌等；放線菌:鏈霉菌等微生物是難以用肉眼觀察的微小生物的統(tǒng)稱。本章提及的微生物主要指用于發(fā)酵的細菌和真菌。

向經(jīng)過殺菌處理的牛奶中添加某些對人體有益的細菌，再經(jīng)過發(fā)酵就可以制成酸奶，由于制作工藝并不復雜，一些人會在家里自制酸奶，自制酸奶雖然方便，但是食用自制酸奶導致腸胃不適的事件屢見不鮮，主要原因是在制作過程中有雜菌混入。思考：怎樣才能保證無處不在的雜菌不混入發(fā)酵物中呢？防止雜菌污染，獲得純凈微生物培養(yǎng)物是研究和應用微生物的前提，也是發(fā)酵工程的重要基礎(chǔ)。從社會中來：應該先對制作用具和原料進行滅菌處理，再接種純的菌種，并控制發(fā)酵條件，避免雜菌進入。實驗室培養(yǎng)微生物的條件:(1）提供微生物生長繁殖所需營養(yǎng)和環(huán)境條件(2）確保其它微生物無法混入(3)并將需要的微生物分離出來思考：如何獲得純凈微生物呢？培養(yǎng)基無菌技術(shù)純化培養(yǎng)1.定義：人們按照微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的不同需求，配制出供其生長繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。2.作用：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。3.種類：有無凝固劑瓊脂液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基微生物的分離、鑒定、活菌計數(shù)擴大培養(yǎng)、工業(yè)生產(chǎn)（1）按物理性質(zhì)分一、培養(yǎng)基的配制液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基（2）按用途分選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基（3）按化學性質(zhì)分天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基劃分培養(yǎng)基種類特點用途物理性質(zhì)化學成分用途不加凝固劑加凝固劑，如瓊脂工業(yè)生產(chǎn)觀察微生物的運動、分類鑒定微生物分離、鑒定、活菌計數(shù)、保藏菌種含化學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、鑒定在培養(yǎng)基中加入某種化學物質(zhì),以抑制不需要的微生物的生長,促進所需要的微生物的生長培養(yǎng)、分離出特定微生物在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學藥品,用以鑒別不同種類的微生物鑒別不同種類微生物選擇培養(yǎng)基液體培養(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)基補充：培養(yǎng)基的類型及用途半固體培養(yǎng)基資料1：100g馬鈴薯中含有80g水、2g蛋白質(zhì)、16g碳水化合物，還有無機鹽等。資料2：下表為1000ml牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成培養(yǎng)基組分提供的主要營養(yǎng)牛肉膏5g蛋白胨10gNacl5gH2O定容至1000ml水碳源、磷酸鹽和維生素等氮源和維生素等無機鹽思考：比較上述兩種培養(yǎng)基的成分共同點，說出培養(yǎng)基的必備營養(yǎng)成分有哪些？牛肉膏蛋白胨一、培養(yǎng)基的配制成分含義來源功能碳源提供碳元素的物質(zhì)氮源提供氮元素的物質(zhì)水生物體內(nèi)含量最多的化合物無機鹽提供除碳、氮以外的元素，包括大量元素和微量元素自養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物4.培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分：（1）一般都含有碳源、氮源、水、無機鹽一、培養(yǎng)基的配制無機碳源：CO2、CO32-、HCO3-等含碳無機物有機碳源：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、有機酸、石油、牛肉膏和蛋白胨等①構(gòu)成細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物；②有機碳既是碳源又是能源無機氮源：N2、NH3，氨鹽、硝酸鹽等有機氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等將無機氮合成含氮的代謝產(chǎn)物合成蛋白質(zhì)、核酸和含氮的代謝廢物牛肉膏、蛋白胨來源于動物，含有糖、維生素和有機氮等營養(yǎng)物質(zhì)外界攝入(培養(yǎng)基、代謝產(chǎn)物)①良好的溶劑，參與化學反應；②維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定無機化合物：①提供無機營養(yǎng)；②調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH；③維持滲透壓4.培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分：（2）特殊條件：pH、O2和特殊營養(yǎng)物質(zhì)例：1.培養(yǎng)乳酸桿菌時，需要在培養(yǎng)基中添加維生素；2.培養(yǎng)霉菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)制酸性；3.培養(yǎng)細菌時，需要將培養(yǎng)基調(diào)制中性或弱堿性；4.培養(yǎng)厭氧微生物時，需要提供無氧條件生長因子、氨基酸、維生素、堿基等一、培養(yǎng)基的配制1.為什么培養(yǎng)基需要氮源？是微生物合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)所必需的。不一定。例如，培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物時，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空氣中的二氧化碳；培養(yǎng)固氮微生物時，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空氣中的氮氣。2.培養(yǎng)微生物時，培養(yǎng)基中是否必須有碳源和氮源？

獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。無菌技術(shù)應圍繞著如何避免雜菌污染展開。主要包括消毒和滅菌。二、無菌技術(shù)P10旁欄思考2：無菌技術(shù)除了用來防止實驗室的培養(yǎng)物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？有效避免操作者自身被微生物感染。1.消毒和滅菌工作主要包括兩方面：(1)對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒。(2)將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌。注意事項：實驗操作時應避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品接觸。為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應在超凈工作臺上并在酒精燈火焰附近進行。有效避免操作者自身被微生物感染。比較項目消毒滅菌概念使用較為溫和的物理或化學方法殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物使用強烈的理化因素殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子作用強度較為溫和的理化因素強烈的物理、化學因素作用程度殺死物體表面或內(nèi)部的部分微生物殺死物體內(nèi)外所有的微生物芽孢和孢子消滅部分芽孢能殺滅全部芽孢和孢子適用對象操作空間、活體生物材料、操作者的衣著和雙手操作工具、玻璃器皿、培養(yǎng)基等消毒和滅菌的原理都是使微生物的蛋白質(zhì)變性，借此殺死微生物。但兩者的實質(zhì)不同。消毒的結(jié)果實際上是部分滅菌。2.消毒與滅菌的概念及區(qū)別：二、無菌技術(shù)知識拓展芽孢的壁很厚，對干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強的抵抗力。例如，有的細菌的芽孢煮沸3小時以后才死亡。芽孢又小又輕，可以隨風飄散。當環(huán)境適宜(如溫度、水分適宜)的時候，芽孢又可以萌發(fā)，形成一個細菌。孢子：細菌、原生動物、真菌和植物等產(chǎn)生的一種有繁殖作用的無性生殖細胞。能直接發(fā)育成新個體。芽

孢

和

孢

子芽孢：有些細菌在一定的條件下，細胞里面形成一個橢圓形的休眠體(不是繁殖體)，叫作芽孢。3.常用的消毒與滅菌的方法(1)消毒的主要方法及應用范圍方法適用范圍操作方法煮沸消毒法巴氏消毒法化學藥劑消毒法紫外線消毒日常生活用品(家庭餐具)100℃煮沸5～6min，可以殺死微生物的營養(yǎng)細胞和一部分芽孢。不耐高溫的液體(牛奶、啤酒、果酒和醬油等)62～65℃消毒30min或80～90℃處理30s～1min,可以殺死絕大多數(shù)微生物，不破壞營養(yǎng)成分生物活體(皮膚、傷口、動植物組織表面消毒)、水源、手術(shù)器械、塑料或玻璃器皿等體積分數(shù)為70%-75%的酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源，碘酒皮膚傷口，石炭酸等房間、儀器設(shè)備(接種箱、接種室、超凈工作臺)紫外線照射30min相關(guān)信息：生物消毒法3.常用的消毒與滅菌的方法(2)滅菌的主要方法及應用范圍方法適用范圍操作方法濕熱滅菌干熱滅菌灼燒滅菌高壓蒸汽滅菌鍋:壓力100kPa、溫度121℃下維持15-30min培養(yǎng)基、無菌水等多種器材物品放入干熱滅菌箱，160～170℃的熱空氣中維持2～3h耐高溫、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿(如吸管、培養(yǎng)皿)、金屬用具

(如針頭、鑷子、剪刀等)等直接在酒精燈火焰的充分燃燒層(外焰)灼燒，可以迅速徹底地滅菌。適用于微生物的接種工具，如涂布器、接種環(huán)、接種針或其它金屬用具，試管口、瓶口等容易被污染的部位1.滅菌物品不要裝得太擠，以妨礙蒸汽流通而影響滅菌效果注意事項2.錐形瓶和試管口不要與桶壁接觸，以免冷凝水淋濕包裹的瓶口的紙滲入棉塞3.加熱初期打開排氣閥，待冷空氣排盡之后再關(guān)閉4.斷開電源，讓鍋內(nèi)溫度自然下降，待壓力表指針指到零后打開排氣閥濕熱滅菌二、無菌技術(shù)3.常用的消毒與滅菌的方法(2)滅菌的主要方法及應用范圍

濕熱滅菌（高壓蒸汽滅菌）干熱滅菌灼燒滅菌化學藥物消毒（酒精）紫外線消毒巴氏消毒法以下所采用的滅菌或消毒方法依次是化學藥物消毒（次氯酸鈉）培養(yǎng)基培養(yǎng)皿接種環(huán)實驗操作者的雙手實驗室牛奶

有活性生物材料二、無菌技術(shù)1、培養(yǎng)物2、純培養(yǎng)物3.純培養(yǎng)（一）培養(yǎng)物、純培養(yǎng)物、純培養(yǎng)概念辨析：

在微生物學中，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。由單一個體繁殖所獲得的微生物群體。微生物群分散單個細胞單個菌落繁殖獲得純培養(yǎng)物的過程就是純培養(yǎng)。三、微生物的純培養(yǎng)（二）純培養(yǎng)的步驟：配制培養(yǎng)基倒平板接種和分離培養(yǎng)滅菌固體培養(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)的子細胞群體，這就是菌落。(1)菌落：

1.實驗原理稀釋涂布平板法、平板劃線法。大小、形狀、隆起程度、顏色等。鑒定菌種的重要依據(jù)探究

實踐：酵母菌的純培養(yǎng)三、微生物的純培養(yǎng)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)的子細胞群體，這就是菌落。(2)單菌落：一般是由單個微生物繁殖形成的純培養(yǎng)物。（3）特征：（4）功能：(5)獲得單菌落的方法：酵母菌培養(yǎng)液、馬鈴薯、葡萄糖(或蔗糖)、瓊脂、蒸餾水、天平、小刀、紗布、燒杯、錐形瓶、棉塞、牛皮紙(或報紙)、皮筋、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、酒精燈、超凈工作臺、高壓蒸汽滅菌鍋、干熱滅菌箱和恒溫培養(yǎng)箱等。2.目的要求3.材料用具

(1)學會配制培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基并倒平板。

(2)學會進行無菌操作。

(3)嘗試通過平板劃線操作來獲得純化的酵母菌菌落。探究

實踐：酵母菌的純培養(yǎng)三、微生物的純培養(yǎng)4.方法步驟配制培養(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，用紗布過濾。向濾液中加入20g葡萄糖(也可用蔗糖代替)、15～20g瓊脂，用蒸餾水定容至1000ml。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。倒平板待培養(yǎng)基冷卻到50℃左右時，在酒精燈火焰附近倒平板。(1)制備培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌制備培養(yǎng)基接種和分離可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺溫度下降到剛剛不燙手即可。避免雜菌污染。倒平板倒平板注意事項：溫度：50℃左右冷凝后平板倒置操作：在酒精燈火焰附近4.方法步驟通過灼燒滅菌，防止瓶口微生物污染培養(yǎng)基不要完全打開，以免雜菌污染培養(yǎng)基防止培養(yǎng)基表面的水分過度揮發(fā);防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染思考：1.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用來培養(yǎng)微生物嗎？為什么？2.怎么確定所倒平板未被雜菌污染？最好不要用這個平板培養(yǎng)微生物。防止空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生。將平板放入37℃的恒溫箱中培養(yǎng)12h～24h，觀察是否有菌落存在（2）.接種和分離酵母菌平板劃線法單個細胞微生物群單個菌落連續(xù)劃線稀釋分散生長繁殖①灼燒接種環(huán)，直至接種環(huán)金屬絲燒紅⑥將皿蓋打開一條縫隙，將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸入平板內(nèi)，劃3-5條平行線，蓋上皿蓋。⑤試管口通過火焰，并塞上棉塞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試管口通過火焰④在火焰附近用接種環(huán)蘸取一環(huán)菌液

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。重復以上操作，作第三、四、五次劃線。探究

實踐：酵母菌的純培養(yǎng)三、微生物的純培養(yǎng)4.方法步驟劃線后，線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個細菌繁殖而來的菌落。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,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)進行灼燒滅菌，待冷卻后再開始畫線④劃線后,培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)【平板劃線法注意事項】（2）.接種和分離酵母菌4.方法步驟平板劃線法接種前，殺死接種環(huán)上的微生物，避免污染培養(yǎng)基殺死殘留菌種，確保每次劃線菌種來自上次劃線的末端......劃線結(jié)束后，殺死殘留菌種，避免環(huán)境污染和感染操作者以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。

完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，將接種后的平板和一個未接種的平板倒置，放入28℃左右的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24～48h。將接種后的平板未接種的平板作對照，該培養(yǎng)皿無菌落說明培養(yǎng)基沒有污染.探究

實踐：酵母菌的純培養(yǎng)三、微生物的純培養(yǎng)4.方法步驟（3）.培養(yǎng)酵母菌劃3個平板(重復實驗)和1個不劃線(空白對照)警示：在實驗室中，切不可吃東西、喝水，離開實驗室時一定要洗手，以防止被微生物感染。使用后的培養(yǎng)基在丟棄前一定要進行滅菌處理，以免污染環(huán)境。(2)在未接種的培養(yǎng)基表面是否有菌落生長?如果有,說明了什么?5.實驗結(jié)果分析與評價在未接種的培養(yǎng)基表面應該沒有菌落生長，如果有，說明培養(yǎng)基被雜菌污染或滅菌不徹底?？梢栽谂囵B(yǎng)12h和24h后，觀察菌落的大小、形狀、顏色。培養(yǎng)24h后，菌落的大小、形狀是否發(fā)生變化，菌落顏色是否加深，光澤度是否增加。在接種酵母菌的培養(yǎng)基上可觀察到單菌落。如果培養(yǎng)基上生長的菌落的顏色、形狀、大小基本一致，并符合酵母菌菌落的特點，則說明純化酵母菌的操作成功；如果觀察到了不同形態(tài)的菌落，可能是接種的菌種不純或者無菌操作不規(guī)范等原因引起的。(3)在接種酵母菌的培養(yǎng)基上,你是否觀察到了單菌落?這些菌落的顏色、形狀和大小是否一致?如果你觀察到了不同形態(tài)的菌落,你能分析出可能是由哪些原因引起的嗎?(4)你是如何記錄實驗結(jié)果的?請與其他同學交流、互評。①一旦劃破，會造成劃線不均勻，難以達到分離單菌落的目的；②存留在劃破處的單個細胞無法形成規(guī)矩的菌落，菌落會沿著劃破處生長，會形成一個條狀的菌落(1)為什么劃線時要注意不能劃破培養(yǎng)基？

酵母菌的純化培養(yǎng)過程（視頻）三、微生物的純培養(yǎng)思維訓練：評估論點的可信程度

有一段時間，水果“酵素”風靡各地。水果“酵素”制作的大致過程是：將洗凈、切成塊狀的水果放入潔凈的容器，再加入糖和水,密封，置于陰涼處發(fā)酵一至兩周。有人說，吃水果“酵素”可以美容、減肥、促進消化和提高免疫力。請評估這一論點是否可信。追問以下問題可以幫助你分析。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？其是否含有人們無法從其他食品中獲取但又是維護健康所必需的成分？其中的所有成分都有益于人體健康嗎？“酵素”就是“酶”的另一種說法。其制作是利用微生物進行無氧呼吸的原理，進行像制作泡菜一樣的發(fā)酵。其中可能有糖類(包括一些簡單的糖和膳食纖維等)、蛋白質(zhì)(包括多種酶)、有機酸等成分。不存在它獨有的、特殊的營養(yǎng)物質(zhì)。其中甚至可能含有微生物發(fā)酵產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，食用后可能會危害人體健康。

1.微生物的純培養(yǎng)既需要適宜的培養(yǎng)基，又要防止雜菌污染。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高，對微生物的生長越有利。（）（2）消毒和滅菌的殺菌程度存在差異。（