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(共33张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
微生物的基本培养技术
第1章 发酵工程
1.了解配制培养基的基本步骤，以及培养基中各类营养物质的配比
2.了解消毒和灭菌的原理及方法
3.通过对酵母菌进行纯培养，理解并掌握微生物接种、分离和培养的基本原理和过程
学习目标
　　
从社会中来
向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵就可以制成酸奶。由于制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制酸奶。自制酸奶虽然方便，但是食用自制酸奶导致肠胃不适的事例屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。那么，怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？
从社会中来
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。
实验室培养微生物：
1.为人们需要的微生物提供合适的营养和环境条件
2.确保其他微生物无法混入
3.将需要的微生物分离出来
——培养基
——无菌技术
——纯化培养
目录
01
培养基的配制
02
无菌技术
03
微生物的纯培养
微生物
微生物是难以用肉眼观察的微小生物的统称，包括细菌、真菌和病毒等。
微生物结构简单、形体微小，眼睛看不到，若想得到纯净的微生物，就须对其进行培养和分离
本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌
培养基的配制
1.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
2.作用
（1）培养、分离、鉴定、保存微生物
（2）积累其代谢物
3.种类
按物理性质
固体培养基
液体培养基
半固体培养基
培养基的配制
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
无有
凝固剂琼脂
扩大培养、工业生产
微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种
观察微生物的运动、分类鉴定
拓展——培养基的类型及用途
划分 培养基种类 特点 用途
物理 性质 液体培养基 不加凝固剂 工业生产
半固体培养基 加凝固剂，如琼脂 观察微生物的运动、分类鉴定
固体培养基 微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
化学 成分 天然培养基 含化学成分不明确的天然物质 工业生产
合成培养基 培养基成分明确 分类、鉴定
目的用途 选择培养基 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
鉴别培养基 在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用以鉴别不同种类的微生物 鉴别不同种类微生物
培养基的配制
4.培养基的成分
（1）主要营养物质：碳源、氮源、水和无机盐
① 碳源
无机碳源
有机碳源
② 氮源
无机氮源
有机氮源
提供碳元素的物质
：CO2、CO32-、HCO3-等含碳无机物
：糖类、牛肉膏、蛋白胨等含碳有机物
自养微生物的碳源
异养微生物的碳源
：N2、NH4+、NO3-、NH3等
：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸等
提供氮元素的物质
培养基的配制
③ 无机盐
大量元素：K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等
④ 水
提供无机营养、调节pH、维持渗透压
良好的溶剂、参与细胞内多项反应
【注意】
（1）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
（2）除基本成分外，还需满足微生物对 pH、特殊营养物质、O2 的需求
培养基的配制
特殊成分
维生素、氨基酸、生长因子等
乳酸杆菌
霉菌
细菌
厌氧微生物
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
无菌技术
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的污染展开，主要包括消毒和灭菌。
消毒：是指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
灭菌：是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子
操作的空间、操作者的衣着和手
用于培养微生物的器皿、接种用具和培养基
无菌技术
1.消毒
（1）煮沸消毒法
100℃煮沸5～6min。可杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢。
（2）巴氏消毒法
在63~65℃消毒 30 min 或72~76℃处理15 s 或80~85 ℃处理10~15 s，可以杀死绝大多数微生物，并且基本不会破坏食物的营养成分。
无菌技术
（3）化学药物消毒法
用70%酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等。
（4）紫外线消毒法
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。
高压蒸汽灭菌锅
无菌技术
2.灭菌
（1）湿热灭菌
利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法。其中高压蒸汽灭菌的效果最好。
高压蒸汽灭菌锅：压力100 kPa、温度121℃的条件下，维持15~30 min
【注意】
①使用前必须先把锅内的水加热煮沸，将锅内冷空气排尽，才能达到预设的压力和温度
②灭菌完成时，待锅内压力自然降到0时，再打开气阀
无菌技术
（2）干热灭菌
将灭菌物品放入密闭容器如干热灭菌箱，在 160~170 ℃的热空气中维持 1~2 h可以达到灭菌的目的
适用物品：耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（如吸管、培养皿等）、金属用具等
（3）灼烧灭菌
将微生物的接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具，直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧，可以迅速彻底地灭菌
适用物品：试管口、瓶口等容易被污染的部位
无菌技术
比较消毒和灭菌对微生物作用效果的差异
比较项 理化因素的作用强度 消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭
消毒
灭菌
较为温和
部分微生物
一般不能
强烈
全部微生物
能
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
探究·实践酵母菌的纯培养
【实验原理】
菌落：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
单菌落：一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物
获得单菌落的方法：稀释涂布平板法、平板划线法
念珠菌显色培养基
酵母菌培养基
平板划线法
稀释涂布平板法
微生物的纯培养
【方法步骤】
（1）制备培养基
微生物的纯培养
（2）灭菌
微生物的纯培养
（3）倒平板
防止瓶口微生物污染培养基
防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染
温度过高容易烫伤，低于50℃琼脂会凝固
避免杂菌污染
①温度：50℃左右
②操作：在酒精灯火焰附近
③冷凝后平板倒置
微生物的纯培养
（4）接种和分离酵母菌
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。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。
连续划线法
分区划线法
微生物的纯培养
平板划线法操作过程
①灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红
⑥将皿盖打开一条缝隙，将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划3-5条平行线，盖上皿盖
⑤试管口通过火焰，并塞上棉塞
②在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞
③试管口通过火焰
④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液
⑦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
微生物的纯培养
【注意】
a.接种环只蘸一次菌液，但要在培养基不同位置连续划线多次
b.划线首尾不能相接
c.每次划线前灼烧接种环进行灭菌
d.划线操作结束后，仍需灼烧接种环
1
2
3
4
5
微生物的纯培养
（5）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24~48 h
对照：说明培养基是否被杂菌污染
【警示】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。
微生物的纯培养
【结果分析与评价】
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？
未接种的培养基表面若有菌落生长，则说明培养基被污染或灭菌不彻底；若无，则说明培养基未被污染且已彻底灭菌，培养基可以使用。
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、形状和大小是否一致？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？
在接种酵母菌的培养基上可观察到单菌落。如果培养基上生长的菌落的颜色、形状、大小基本一致，并符合酵母菌菌落的特点， 则说明纯化酵母菌的操作成功；如果培养基上出现了其他形态的菌落，则说明在纯化过程中，无菌操作还未达到要求，可能所用菌液不纯，或者在实验操作过程中被杂菌污染。
课堂小结
微生物的基本培养技术
无菌技术
煮沸消毒法
纯培养
培养基
固体培养基
接种分离
平板划线法
稀释涂布平板法
种类
液体培养基
营养
水、碳源、氮源、无机盐
消毒
巴氏消毒法
灭菌
湿热灭菌
干热灭菌
灼烧灭菌
随堂练习
1.如表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是( )
A.此培养基可用来培养自养型微生物
B.此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源
C.若除去①，此培养基可培养硝化细菌
D.培养基中若加入氨基酸，则它可充当碳源、氮源
解析：异养型微生物必须从环境中摄取现成的有机物才能生存，此培养基中没有任何有机物，因此可用来培养自养型微生物，A正确；此表中的营养成分共有三类，即水、无机盐、氮源，B正确；硝化细菌利用的氮源是NH3，可将氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3，可见，除去①，此培养基不能用来培养硝化细菌，C错误；氨基酸中含有C和N，因此培养基中的氨基酸可充当碳源、氮源，D正确。
C
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 （NH4）2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100mL
随堂练习
2.消毒和灭菌在作用强度和作用效果方面差异显著，下列关于消毒和灭菌的说法错误的是( )
A.煮沸消毒、巴氏消毒、紫外线消毒是常用的消毒方法
B.消毒和灭菌均可消灭芽孢和孢子
C.湿热灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌是常用的灭菌方法
D.培养皿和金属器械的灭菌常采用干热灭菌
解析：A、消毒是指用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体体表或内部的一部分微生物的过程，煮沸消毒、巴氏消毒、紫外线消毒是常用的消毒方法，A正确；B、灭菌才能杀死一切的微生物，包括芽孢和孢子，消毒不能杀灭芽孢和孢子，B错误；C、灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外一切微生物的细胞、芽孢和孢子的过程，湿热灭菌（如高压蒸汽灭菌）、干热灭菌、灼烧灭菌是常用的灭菌方法，C正确；D、能耐高温的，需要保持干燥的物品，如玻璃器皿（吸管、培养皿）和金属用具等，可以采用这种方法灭菌，都可用干热灭菌，D正确。
B
随堂练习
3.工业化生产酸奶所需的乳酸菌一般是从自然发酵的酸奶中分离得到的纯培养物。下列有关纯培养乳酸菌的叙述错误的是( )
A.配制适合乳酸菌生长的培养基并用高压蒸汽灭菌法灭菌
B.可用无菌水将自然发酵的酸奶进行一系列浓度梯度稀释
C.取适量各稀释倍数下的酸奶滴加到灭菌后的平板上且均匀涂布
D.将平板倒置厌氧培养一段时间后长出的单菌落即为所需乳酸菌
解析：A、培养基一般用高压蒸汽灭菌法灭菌，因此培养乳酸菌时需要配制适合乳酸菌生长的培养基并用高压蒸汽灭菌法灭菌，A正确；B、为防止杂菌的污染，可用无菌水将自然发酵的酸奶进行一系列浓度梯度稀释，B正确；C、利用稀释涂布平板法取适量各稀释倍数下的酸奶滴加到灭菌后的平板上且均匀涂布，以获得单菌落，C正确；D、将平板倒置厌氧培养一段时间后长出的单菌落为厌氧菌，但不一定是所需的乳酸菌，D错误。
D
感谢各位的聆听
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