【课件】微生物的培养技术及应用课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3.pptx

1什么是无菌技术2什么是培养基？如何配制？3怎样进行酵母菌的纯培养1.2.1微生物的基本培养技术 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件屡见不鲜，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？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。酸奶这需要应用无菌技术和微生物的培养技术从社会中来1.微生物的概念：_的统称。难以用肉眼观察的微小生物原核生物(细菌、蓝细菌等)原生生物(如草履虫、衣藻等)真菌(如酵母菌、霉菌等)病毒新冠病毒细菌草履虫酵母菌2.研究和应用微生物的前提（也是发酵工程的重要基础）是：_、_。防止杂菌污染获得纯净的微生物培养物3.实验室培养微生物的条件：1）提供微生物生长繁殖所需营养和环境条件 培养基2）确保其它微生物无法混入无菌技术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。3.培养基类型：固体培养基液体培养基有 无 琼脂分离、计数、鉴定等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。菌落一、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（P44）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、分类鉴定菌种分离、鉴定、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、鉴定添加（或缺少）某种化学成分培养、分离出特定微生物加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类微生物选择培养基(P16)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补充：培养基的类型及用途具体处理原理目的选择培养基加入青霉素青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用不加氮源固氮微生物能利用空气中的氮气不加有机碳源自养型微生物能利用无机碳源鉴别培养基加入伊红-亚甲蓝P30生长大肠杆菌菌落呈深黑色，并带有金属光泽加入刚果红P20 刚果红与纤维素能形成红色复合物，当纤维素被分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以菌落为中心的透明圈。分离酵母菌、霉菌等真菌分离固氮菌分离自养微生物鉴别大肠杆菌鉴别纤维素分解菌4、培养基的营养构成:（1 1）基本成分：）基本成分：碳源、氮源、水、无机盐。碳源：碳源：无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-有机碳源：葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨等（自养微生物的碳源）（异养微生物的碳源）氮源：氮源：无机氮源：N2、NH4、NO3-、NHNH3 3等等有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、尿素、氨基酸氨基酸等注：含含C C、HH、OO、NN的的有机物有机物是异养型微生物的是异养型微生物的碳源、氮源、能源。碳源、氮源、能源。无机盐：无机盐：Ca、K、Mg为大量元素Zn、Cu、Mn、Co、Mo等微量元素凡是能够为微生物提供凡是能够为微生物提供C C、NN等元素的营养物质。等元素的营养物质。CO2是硝化细菌和蓝细菌的碳源无机氮源NH3既是硝化细菌的氮源和能源；N2是固氮菌（如根瘤菌）的氮源（2）特殊需求：满足微生物对 _ _的需求培养厌氧微生物时，需要提供_的条件。培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加_；培养霉菌时，需要将培养基调至_；培养细菌时，需要将培养基调至_ _；维生素酸性中性或弱碱性无氧表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、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pH、特殊营养物质、氧气4.培养基的营养构成:【典例】下表是牛肉膏蛋白胨培养基的配方，分析回答：材料牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂水用量5 g10 g5 g20 g定容至1 000 mL(1)根据培养基的物理性质，该培养基属于_培养基，理由是_。(2)该培养基中主要提供碳源和氮源的物质分别是什么？属于有机物还是无机物？_。(3)该 培 养 基 培 养 的 微 生 物 同 化 作 用 类 型 是 _，理 由 是_。固体该培养基的配方中含有凝固剂琼脂牛肉膏主要提供碳源，蛋白胨主要提供氮源。二者均属于有机物 异养型微生物该微生物的碳源是有机物如何获得纯净的微生物培养物？避免杂菌污染无菌技术（前提，基本保障、关键）目的：（1）防止培养物被污染（2）防止感染实验操作者二、无菌技术防止杂菌污染手段：主要包括 和 。（1）对实验操作的_、操作者的 ，进行清洁和消毒。（2）将用于微生物培养的_、_和_等进行灭菌。消毒灭菌空间衣着和手器皿 接种用具培养基超净工作台为了避免周围环境中微生物的污染，许多操作应在超净工作台上并在酒精灯火焰附近进行。消毒灭菌定义常用方法阅读教材P10-P11回答以下问题使用较为温和的使用较为温和的物理、化学或生物物理、化学或生物等方法，杀死物体表面等方法，杀死物体表面或内部一或内部一部分微生物部分微生物。（1 1）概念：）概念：（2 2）消毒的方法：）消毒的方法：1.消毒煮沸消毒法：100煮沸5-6min。巴氏消毒法：70-75下煮30min或 80下煮15min。（适用于牛奶等不耐高温的液体，可以杀死牛奶中的绝大多数微生物，并且不破坏牛奶的营养成分。）化学药剂消毒法：如用70%酒精进行皮肤消毒；氯气消毒水源。紫外线消毒：接种室、超净工作台紫外线照射30min，适量喷洒石碳酸或煤酚皂溶液消毒。指某些细菌(如芽孢杆菌等)在一定条件下细胞质高度浓缩脱水所形成的一种抗逆性很强的球形或椭圆形的休眠体。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。指细菌、真菌、原生动物和植物等产生的一种有繁殖作用的生殖细胞。芽孢孢子2 2、灭菌、灭菌（1 1）概念：）概念：指使用强烈的理化方法杀死物体内外指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有所有微生物微生物，包括，包括芽孢和孢子芽孢和孢子。原理：原理：高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性高温蒸汽破坏蛋白质、核酸等结构使其变性优点：优点：操作简便，效果可靠，操作简便，效果可靠，可以杀灭所有的生物，包括最耐热的某些微生物的休眠体。基本保持培养基的营养成分不被破坏。对象：对象：培养基培养基等。等。注：使用后的培养基必须灭菌后才能丢弃，以免污染环境。湿热灭菌：湿热灭菌：高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅内内100kPa100kPa、121 121 下下维持维持15-30min.15-30min.高压蒸汽灭菌锅高压蒸汽灭菌锅（2 2）灭菌的方法：）灭菌的方法：原理：使微生物细胞膜破坏、蛋白质变性和原生质干燥等 对象：耐高温，需保持干燥的物品，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)的灭菌干热灭菌：干热灭菌：干热灭菌箱内干热灭菌箱内160-170 160-170 下加热下加热2-3h2-3h干热灭菌箱 灼烧灭菌：酒精灯火焰灼烧效果：效果：最彻底最彻底原理：原理：使微生物燃烧使微生物燃烧对象：对象：接种工具如接种工具如接种环、接种针接种环、接种针，以及，以及接种过程中的试管口或接种过程中的试管口或瓶口瓶口等易被污染部位。等易被污染部位。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湿热灭菌培养基等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121,1530 min3.消毒与灭菌的比较接种室、接种箱，超净工作台 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。【拓展应用P14】（1）这个材料中哪些材料用具需要灭菌处理？（2）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的微生物的污染？培养皿、培养基 不能用70%酒精等进行皮肤消毒；实验操作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.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成为培养物；2.纯培养物、纯培养：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。（一）相关概念：微生物群分散分散或或稀释稀释单个细胞单个菌落繁殖繁殖3.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，这就是菌落。（二）纯培养的步骤包括 1）配制培养基2）灭菌3）接种4）分离5）培养（1）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（定容）。1.制备培养基（三）酵母菌的纯培养（2）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100kPa、温度为121的条件下，灭菌15-30min。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160-170灭菌2h。培养基：用高压蒸汽灭菌锅湿热灭菌培养皿：在干热灭菌箱内干热灭菌防止污染和挥发防止污染和挥发灭菌时避免水蒸气浸湿棉塞，取出时起到隔绝空气中杂菌的作用3 3）倒平板）倒平板3 3）倒平板）倒平板待培养基待培养基冷却至冷却至5050左右左右时，在时，在酒精灯火焰附近倒平板酒精灯火焰附近倒平板。倒平板注意事项：温度：50左右操作：在酒精灯火焰附近冷凝后平板倒置过高，太烫，不易操作过低，易凝固。既可以防止培养基表面的水分过快挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。根据倒平板的方法及注意事项回答下列问题：（1）培养基灭菌后，需要冷却到_左右时，才能用来倒平板。（2）请用文字和箭头写出正确的倒平板操作流程：_。（3）甲、乙、丙中的灭菌方法是_。（4）丁中的操作需要等待_才能进行。为什么要将平板倒置？（5）整个过程为何要在酒精灯旁进行？（6）如何检测培养基制备是否成功？50丙乙甲丁 灼烧灭菌 平板冷却凝固 37倒置培养2448h，观察是否有微生物生长避免周围环境中微生物污染既可防止培养基表面的水分挥发过快，又可防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。平板划线法是通过接种环在琼脂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。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。三三2.接种和分离酵母菌(1)原理：单个细胞单个细胞微生物群微生物群单个菌落单个菌落连续划线连续划线分散分散或或稀释稀释生长繁殖生长繁殖任务：观看视频1.归纳对接种环灭菌的注意事项。（1）方法（2）灭菌的时间点2.归纳划线的注意事项，并说明原因。灼烧接种环，直至接种环金属丝烧红在火焰旁冷却接种环，拔出酵母菌培养液试管的棉塞试管口通过火焰在火焰附近用接种环蘸取一环菌液试管口通过火焰，并塞上棉塞将皿盖打开一条缝隙，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖灼烧接种环，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、五次划线注意不要将最后一区的划线与第一区相连(2)“平板划线法”实验操作第第1区划线区划线接种环灭菌接种环灭菌第第2区划线区划线接种环灭菌接种环灭菌第第3区划线区划线接种环灭菌接种环灭菌接种环灭菌接种环灭菌12345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划线首尾不能相接每次划线前接种环进行灭菌划线后,培养皿倒置培养(3)平板划线法注意事项:思考：若完成图示操作，共做了五次划线，接种环灼烧灭菌了几次？（1）为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环？在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗？为什么？杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞杀死接种环上原有微生物灼烧时期目的取菌种前每次划线前接种结束后思考讨论：在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？以免接种环温度太高，杀死菌种。线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。3.培养酵母菌 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倒置，放入28左右的恒温培养箱中培养24-28h。结果分析与评价结果分析与评价1.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，你是否观察到了菌落？这些菌落的颜色、形状、大小是否一致，如果你观察到了不同形态的菌落，你能分析可能是哪些原因引起的吗？培养基被杂菌污染接种的菌种不纯或者无菌操作不规范一致则说明操作规范3.你是如何记录实验结果的？可以在培养12h和24h后，观察菌落的大小、形状、颜色。培养24h后，菌落的大小、形状是否发生变化，菌落颜色是否加深，光泽度是否增加等。