资源简介

(共49张PPT)
第1章
第2节
第1课时　微生物的基本培养技术
生 物
2026
内容索引
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.通过对常用培养基的分析,归纳微生物培养基的概念,知道培养基的分类及营养物质种类。
2.通过分析微生物培养过程中防止外来杂菌入侵的措施,归纳概述无菌技术。
3.通过进行酵母菌的纯培养实验,学会微生物的纯培养技术,概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室进行微生物分离和纯化的常用方法。
4.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
5.通过具体实例,明确稀释涂布平板法和显微镜计数法在测定微生物数量中的应用。
素养阐释
1.讨论并交流无菌技术的实验操作方法。
2.通过配制培养基、灭菌、接种和培养等实验操作获得纯化的酵母菌菌落,培养科学探究素养。
3.通过对选择培养原理的理解,形成生物与环境相适应的生命观念。
4.尝试通过稀释涂布平板法进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
自主预习 新知导学
一、培养基的配制
1.培养基的概念: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.用途:用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。
3.种类:可分为液体培养基和固体培养基。
二、无菌技术
1.消毒和灭菌
2.做好消毒和灭菌工作后的注意事项
(1)避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
(2)许多操作都应在超净工作台并在酒精灯火焰附近进行。
三、微生物的纯培养
1.相关概念
(1)培养物:在微生物学中,将接种于培养基内,在合适条件下形成的含
特定种类微生物的群体称为培养物。
(2)纯培养物:由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。
(3)纯培养:获得纯培养物的过程称为纯培养。
2.主要步骤:包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
3.酵母菌的纯培养
(1)原理: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,这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
(2)方法步骤
【预习检测】
1.判断正误。
(1)CO2可作为异养微生物的碳源。(　　)
(2)在液体培养基中加入琼脂可制成固体培养基。(　　)
(3)微生物在固体培养基上可形成肉眼可见的菌落。(　　)
(4)培养乳酸菌、酵母菌需提供无氧条件。(　　)
(5)配制好的培养基可用高压蒸汽灭菌法灭菌。(　　)
(6)培养基灭菌后,应立即倒平板。(　　)
(7)微生物培养过程中接种环、培养皿都要灭菌,实验空间、操作者的双手都要消毒。(　　)
(8)平板冷凝后应将平板倒置,防止皿盖上的冷凝水落入培养基,造成污染。
(　　)
×
√
√
×
√
×
√
√
2.不同培养基的具体配方不同,但一般都含(　　)
A.碳源、磷酸盐和维生素
B.氮源和维生素
C.水、碳源、氮源和无机盐
D.碳元素、氧元素、氢元素、氮元素
答案:C
3.下列关于消毒和灭菌方法的选择,对应错误的是(　　)
A.培养基——高压蒸汽灭菌
B.牛奶——煮沸消毒
C.接种环——灼烧灭菌
D.实验者双手——化学药物消毒
答案:B
4.关于制备培养酵母菌的马铃薯固体培养基的步骤,下列说法错误的是
(　　)
A.在培养基中需加入一定量的糖
B.在培养基中应加入琼脂
C.灭菌后才能倒平板
D.倒入培养皿的培养基冷却后,将培养皿的皿盖朝上放置
答案:D
5.下列有关平板划线法的叙述,错误的是(　　)
A.应将接种环灼烧灭菌后才能划线
B.第二次划线时不需要从第一次划线的末端开始
C.最后一次划线的末端不能与第一次划线接触
D.用接种环在培养基表面划线应在火焰附近进行
答案:B
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
知识点一　培养基
1.在科研和生产上,研究和应用微生物的前提是什么 在实验室培养微生物应注意哪些问题
提示:在科研和生产上,研究和应用微生物的前提是防止杂菌污染,获得纯净的微生物培养物。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。
2.培养基的主要成分有哪些 培养自生固氮菌的培养基与培养硝化细菌的培养基从成分上看主要有哪些区别
提示:培养不同微生物需要的培养基的配方不同,但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等营养物质;培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。自生固氮菌具有独立固氮能力,能直接利用空气中的氮(N2),培养基中不需要添加氮源;硝化细菌是自养生物,能利用CO2和水合成有机物,培养基中不需要添加碳源。
3.牛肉膏蛋白胨培养基是一种常见的细菌培养基,其中牛肉膏、蛋白胨能够提供哪些营养成分
提示:牛肉膏能够提供碳源、氮源、磷酸盐和维生素等,蛋白胨能够提供碳源、氮源和维生素等。
[归纳提升]
培养基营养成分分析
营养 物质 定义 作用 主要来源
碳源 能提供碳元素的物质 参与构成细胞,有些也是异养生物的能源物质 无机碳源:CO2、NaHCO3等。有机碳源:糖类、脂肪酸、牛肉膏、蛋白胨、花生粉饼、石油等
氮源 能提供氮元素的物质 合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物 无机氮源:N2、NH3、铵盐、 硝酸盐等。有机氮源:尿素、牛肉膏、蛋白胨等
营养 物质 定义 作用 主要来源
水 — 不仅是优良的溶剂,还可维持生物大分子结构的稳定 —
无 机 盐 为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素,包括大量元素和微量元素 是细胞的组成成分、生理调节物质、某些化能自养菌的能源、酶的激活剂等 无机化合物
特别提醒 (1)培养基中营养物质的浓度应恰当。营养物质浓度过低,不能满足微生物生长的需要;浓度过高又会抑制微生物生长。
(2)特定微生物对培养条件有特殊要求。如在培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素;在培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
(3)培养不同代谢类型的微生物所用培养基的成分可能不同,如自养微生物的碳源可能是CO2,不需要有机碳源;固氮微生物的氮源可能是N2等。
[典型例题]
金黄色葡萄球菌是一种耐高盐的异养型微生物,下表是某微生物的培养基成分。请回答下列问题。
编号 成分 含量
① 粉状硫 10 g
② (NH4)2SO4 0.4 g
③ K2HPO4 4.0 g
④ MgSO4 9.25 g
⑤ FeSO4 0.5 g
⑥ CaCl2 0.5 g
⑦ H2O 定容至100 mL
(1)上表所示培养基可培养的微生物类型是　　　　　　。
(2)若不慎将过量NaCl加入培养基中。如不想浪费此培养基,可再加入　　　　　　,用于培养　　　　　　　　。
(3)若除去成分②,加入(CH2O),该培养基可用于培养　　　　　　。
(4)上表中营养成分共有　　　类。
(5)上表中各成分含量确定的原则是　　　　　　　　　　　。
(6)若上表所示培养基用于观察菌落,应该增加的成分是　　　　　　。
答案:(1)自养型
(2)含碳有机物　金黄色葡萄球菌
(3)固氮微生物
(4)3
(5)依微生物的生长需要确定
(6)琼脂(或凝固剂)
解析:一个培养基能培养何种微生物,要看它的化学成分(这只适用于合成培养基,如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分它是培养何种微生物的)。分析化学成分要从营养物质的类型出发。表中的营养物质有水、无机盐、氮源3类,缺乏碳源和特殊营养物质。对于特殊营养物质,有的微生物是不需要的,但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源,说明培养的微生物可从空气中获得碳源,即培养的微生物是自养型的。若该培养基中加入了过量NaCl,可以用来培养金黄色葡萄球菌,但金黄色葡萄球菌是异养型微生物,该培养基还需要加入有机碳源。该培养基若加入(CH2O),就有了碳源,除去成分②,就没有了氮源,只能用于培养固氮微生物。菌落是分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。而表中没有凝固剂,故需要加入常见的凝固剂——琼脂,使该培养基变成固体培养基。
【变式训练】
1.下列有关细菌培养的叙述,正确的是(　　)
A.在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B.在培养基中加入维生素可抑制乳酸杆菌生长
C.向液体培养基中通入氧气能抑制醋酸菌的生长
D.培养液中溶氧量的变化,会影响酵母菌的生长繁殖和代谢途径
答案:D
解析:在固体培养基上长出的单个菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。不同微生物对营养物质的需求不同,培养基的配方可能不同。培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素。醋酸菌是好氧细菌,向培养基中通入氧气能促进醋酸菌的生长、繁殖。酵母菌是兼性厌氧微生物,培养液中溶氧量的变化,会影响酵母菌的生长、繁殖以及代谢途径。
2.甲、乙、丙是三种微生物,表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖;甲能在Ⅰ中正常生长繁殖,而乙和丙都不能;乙能在Ⅱ中正常生长繁殖,甲、丙都不能。
注:“+”表示培养基中加入了这种物质,“-”表示培养基中没有加入这种物质。
成分 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
粉状硫10 g + + +
K2HPO4 4 g + + +
FeSO4 0.5 g + + +
蔗糖10 g + - +
(NH4)2SO4 0.4 g - + +
MgSO4 9.25 g + + +
CaCl2 0.5 g + + +
加蒸馏水定容至100 mL + + +
下列说法正确的是(　　)
A.甲、乙、丙都是异养型微生物
B.甲、乙都是自养型微生物,丙是异养型微生物
C.甲是异养型微生物,乙是固氮微生物,丙是自养型微生物
D.甲是固氮微生物,乙是自养型微生物,丙是异养型微生物
答案:D
解析:Ⅰ培养基中缺少氮源,Ⅱ培养基中缺少碳源,Ⅲ培养基营养全面。甲能在Ⅰ中生长繁殖,而乙、丙都不能,说明甲是能够固氮的微生物;乙能在Ⅱ中生长繁殖,甲、丙不能,说明乙不需要培养基为其正常生命活动提供碳源,乙一定为自养型微生物;丙只能在Ⅲ中生长繁殖,为异养型微生物。
[问题引领]
知识点二　无菌技术
1.灭菌与消毒有什么区别
提示:灭菌是使用强烈的理化方法杀死物体内外的所有微生物,包括芽孢和孢子,适用对象必须是体积相对较小且能耐高温或高压等的物品;消毒是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,不包括芽孢和孢子,适用对象包括实验操作的空间、操作台、实验者的双手等。
2.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外,还有什么目的
提示:无菌技术还能有效避免操作者被微生物感染。
3.在实验室中培养微生物时,为防止外来杂菌入侵,除了灭菌和消毒外,还应注意什么
提示:在培养微生物时,为防止外来杂菌污染,除了做好消毒和灭菌工作外,还应注意避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触,接下来的许多操作都应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。
[归纳提升]
1.无菌技术是获得纯净培养物的关键。
2.无菌技术的应用:(1)防止外来杂菌污染培养物;(2)防止微生物污染人体自身和环境。
3.几种消毒和灭菌方法的比较
比较项目 适用范围 操作方法
消 毒 方 法 煮沸 消毒 日常食品,罐装食品等 在100 ℃煮沸5~6 min
巴氏 消毒 牛奶等不耐高温的液体 在63~65 ℃消毒30 min或72~76 ℃处理15 s或80~85 ℃处理10~15 s
化学药物消毒 皮肤、伤口、动植物组织表面等 用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
紫外线 消毒 接种室、接种箱、超净工作台等 紫外线照射30 min
比较项目 适用范围 操作方法
灭 菌 方 法 灼烧 微生物的接种工具等 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 将灭菌物品放入密闭容器,在160~ 170 ℃的热空气中维持1~2 h
湿热灭菌 (高压蒸汽 灭菌的效 果最好) 培养基、培养皿等 高压蒸汽灭菌以水蒸气为介质,在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件下,维持15~ 30 min
[典型例题]
在生产、生活和科研实践中,经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。请回答下列问题。
(1)在实验室中,玻璃和金属材质的实验器具　　　　　　(填“可以”或“不可以”)放入干热灭菌箱中进行干热灭菌。
(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法,与煮沸消毒法相比,这两种方法的优点是 　。
(3)密闭空间内的空气可采用紫外线照射消毒,其原因是紫外线能　　　　　。在照射前,适量喷洒　　　　　,可以加强消毒效果。
(4)水厂供应的自来水通常是经过　　　　　(填“氯气”“乙醇”或“高锰酸钾”)消毒的。
(5)某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是　 。
答案:(1)可以　(2)在达到消毒目的的同时,营养物质损失较少　(3)破坏DNA结构　消毒液　(4)氯气　(5)未将锅内冷空气排尽
【变式训练】
1.下列有关无菌技术的叙述,错误的是(　　)
A.对操作的空间、操作者的衣着和手进行灭菌
B.对培养皿、接种用具和培养基等进行灭菌
C.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
D.实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触
答案:A
2.下列有关常见无菌操作的叙述,错误的是(　　)
A.用酒精擦拭双手
B.用氯气对水源进行消毒
C.湿热灭菌是一种利用沸水、流通蒸汽或高压蒸汽进行灭菌的方法
D.玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭灭菌
答案:D
解析:玻璃器皿(吸管、培养皿)应用干热灭菌法灭菌,利用酒精擦拭不能将所有微生物杀灭。
[问题引领]
知识点三　微生物的纯培养
1.培养基灭菌后,为什么需要冷却至50 ℃左右时才能用来倒平板 倒平板为何要在酒精灯火焰附近进行
提示:倒平板时,培养基温度高于50 ℃会烫手,低于50 ℃,若不及时操作,琼脂就会凝固。酒精灯火焰附近是无菌区域,在酒精灯火焰附近操作,可以避免周围环境中微生物的污染。
2.平板冷凝后,为什么要将平板倒置
提示:因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板倒置,既可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染,又可防止培养基表面的水分过度挥发。
3.接种时,每次划线接种前与接种后都要灼烧接种环,其目的分别是什么
提示:①操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;②之后每次划线前灼烧是为了杀死上次划线结束后残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端;③划线结束后灼烧,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境和感染操作者。
4.接种结束后,为什么要将一个未接种的培养基和接种的培养基放在一起培养
提示:培养未接种的培养基的目的是作对照。应将未接种的培养基在恒温箱中保温24~48 h,若无菌落存在,则说明培养基的制备是成功的;若有菌落,则说明培养基灭菌不彻底,或培养基被污染了,需要重新制备。
[归纳提升]
1.分离纯化酵母菌用的是固体培养基,培养基中需要添加马铃薯、葡萄糖或蔗糖、琼脂等成分。马铃薯提供碳源、氮源、无机盐等,葡萄糖或蔗糖提供碳源,琼脂作为凝固剂。
2.倒平板操作的注意事项
(1)培养基要冷却至50 ℃左右时开始倒平板。倒平板时,培养基温度高于50 ℃会烫手,低于50 ℃,若不及时操作,琼脂就会凝固。　
(2)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。
(3)倒平板时,要用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,不要完全打开,以免杂菌污染培养基。
(4)平板冷凝后,要将平板倒置。因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,平板倒置后,既可防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染,又可防止培养基表面的水分过度挥发。
(5)在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板就不能用来培养微生物了。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。
(6)整个操作过程要在酒精灯火焰附近进行,以避免杂菌污染。
3.纯化培养的原理
采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
4.控制培养条件并作对照
控制培养箱的温度为28 ℃左右,培养时间为24~48 h。培养时要将一个未接种的培养基和接种的培养基放在一起培养。培养未接种培养基的目的是作对照,若未接种的培养基在恒温箱中保温24~48 h后无菌落生长,说明培养基的制备是成功的。
[典型例题]
请回答与酵母菌纯培养有关的问题。
(1)制备培养基
培养基在接种前要进行　　　　灭菌。
(2)纯化酵母菌
①通过接种环在固体培养基表面进行连续划线的操作,将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面,在数次划线后培养,可以分离到由一个酵母菌繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这种方法称为　　　　。
②用该方法培养酵母菌时,　　　　(填“需要”或“不需要”)设置对照组。为什么 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)讨论分析
用该方法纯化分离酵母菌时,从第二次划线操作起,每次划线总是要从上一次划线的末端开始,并划线数次,其原因是　　　　　　　　　　。
答案:(1)高压蒸汽　
(2)平板划线法　需要　需要判断培养基灭菌是否合格或是否被污染　
(3)线条末端的酵母菌数量少,最终可得到由单个酵母菌繁殖而形成的菌落
【变式训练】
1.某研究小组从有机废水中分离微生物用于废水处理,需要配制培养基。下列有关叙述正确的是(　　)
A.培养基分装到培养皿后进行灭菌
B.培养基中需要添加有机碳源、氮源等
C.灭菌后的培养基待冷却到40 ℃以下时进行倒平板
D.倒平板时,左手拔出锥形瓶的棉塞,右手直接将锥形瓶中的培养基倒入培养皿(10~20 mL)
答案:B
解析:应先将培养基灭菌再倒平板。从有机废水中分离微生物,欲分离的微生物应是异养微生物,培养基中应添加有机碳源,还要加入氮源等。灭菌后的培养基待冷却到50 ℃左右时即可倒平板,低于40 ℃,培养基就会凝固。倒平板时,左手拔出锥形瓶的棉塞,右手迅速将瓶口通过酒精灯火焰,然后再将培养基倒入培养皿。
2.下图是平板划线操作过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)操作1的目的是　　　　　　　　　　　　　　,要求是　　　　　。取菌种和划线前都要求接种环冷却后进行,其目的是　　　　　　　　　。
(2)操作6中除第一次划线外,其余划线前都要灼烧接种环,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。最后一区域的划线能否与第一区域的划线相连 　　　。划线结束后灼烧接种环的目的是　　　　　　。
答案:(1)杀死接种环上的微生物　将接种环的金属丝烧红　防止高温杀死菌种　
(2)杀死接种环上残留的菌种　否　防止污染环境和感染操作者
课堂小结

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