人教版 (2019)选择性必修3微生物的培养技术及应用复习ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修3微生物的培养技术及应用复习ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了微生物的基本培养技术，无细胞结构，原核细胞，真核细胞，微生物的类群，培养基，1概念，营养物质，生长繁殖，2作用等内容，欢迎下载使用。
第54讲 微生物的培养技术及应用
第十单元 生物技术与工程
自主梳理课本选择性必修3《生物技术与工程》P9-21
1.实验室培养微生物的条件？培养基定义？分类？成分（必备营养组成、特殊需求）？2.获得纯净的微生物培养物的关键？无菌技术包括哪两个方面？消毒：定义？常用方法？ 应用范围？ 灭菌：定义？常用方法？应用范围？ 3.纯培养物的定义？纯培养的定义？ 菌落的定义？ 接种方法？微生物的纯培养包括哪些 步骤？培养基、培养皿的灭菌方法 ？培养基调PH在哪一步之前进行？倒平板温度？平 板冷凝后，倒置目的？锥形瓶瓶口通过火焰的目的？培养皿只打开一条缝的目的？平板 划线法的原理？接种环灼烧次数？每次灼烧的目的？在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？接种后的平板培养时如何放置？培养条件？ 同时培养一个未接种的平板作用？4.实验室微生物筛选的原理？选择培养基的概念？一些细菌能利用尿素的原因？尿素不能 作为分解尿素的细菌的碳源的原因？配制什么培养基将土壤稀释液中能分解尿素的细菌 分离出来？培养基中KH2PO4和Na2HPO4作用？5.微生物的数量测定的方法？活菌计数法常用的接种方式？原理？选择菌落数多少的平板 计数？结果统计的是活菌数还是死菌数？为什么统计值比实际值小？直接计数法的优点？ 材料用具？结果统计的是活菌数还是死菌数？
微生物的选择培养和计数
真菌：酵母菌、毛霉等；原生生物：草履虫、变形虫、硅藻等
病毒：SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒；噬菌体等DNA病毒
细菌：蓝细菌、大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌等；放线菌：链霉菌等
本章提及的微生物主要指用于发酵的细菌和真菌。
一、培养基为微生物提供所需营养物质
人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。
用以 微生物或 。
碳源、氮源、水、无机盐
Ca、K 、Mg为大量元素；Zn、Cu、Mn、C、M等微量元素
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 ；
培养、分离、鉴定、保存
含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源
特殊营养物质：维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等
提供无机营养、调节PH、维持渗透压
观察微生物的运动、分类鉴定
微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种
含化学成分不明确的天然物质
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
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
分离酵母菌、霉菌等真菌
青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用
固氮微生物能利用空气中的氮气
自养型微生物能利用无机碳源
尿素被分解产生氨，培养基呈碱性，酚红指示剂变红。
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。
加入伊红-亚甲蓝琼脂培养基
3.防止杂菌污染的方法
③避免已经灭菌的材料用具与周围物品接触；
④为了避免周围环境微生物污染，操作应在 超净工作台并在酒精灯火焰旁进行。
①实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。
②培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
较为温和理化方法，杀死部分微生物，不包括芽孢和孢子
强烈的理化方法，杀死所有微生物，包括芽孢和孢子
100 ℃煮沸5-6 min
62-65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源
紫外线照射30 min
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
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,160-170 ℃加热2-3h
培养基、培养皿等,生产和实验室常用
高压蒸汽灭菌锅内,100 kPa,温度121 ℃,15-30 min
接种室、接种箱，超净工作台
1.灭菌物品不要装得太挤，以妨碍蒸汽流通而影响灭菌效果
2.锥形瓶和试管口不要与桶壁接触，以免冷凝水淋湿包裹的瓶口的 纸渗入棉塞
3.加热初期打开排气阀，待冷空气排尽之后再关闭
4.断开电源，让锅内温度自然下降，待压力表指针指到零后打开排气阀
高压蒸汽灭菌效果最好；
酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响：
无菌技术措施的选择原则：①考虑效果：灭菌的效果比消毒要好。②考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法， 而不能采用灭菌的方法。
75%的酒精杀菌效果最好；
浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中。
浓度过低，杀菌能力减弱。
湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）
以下所采用的灭菌或消毒方法依次是什么？
化学药物消毒（次氯酸钠）
培养基：培养皿：接种环：实验操作者的双手：实验室：牛奶：有活性生物材料：
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
配制培养基、_____、接种、_____和培养等。
由单一个体繁殖所获得的微生物群体
最常用的接种方法是____________和_______________。
由一个微生物细胞繁殖而来的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
菌落属于种群；不同菌落的大小、形状、隆起程度、颜色等不同特征是鉴定菌种的重要依据
去皮马铃薯200g,切成块
加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂
用蒸馏水定容至1000ml
加入20g葡萄糖15-20g琼脂
如果需要调节培养基的pH，应该在定容完成之后，灭菌之前进行操作
培养基灭菌: ;培养皿灭菌: ;
湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法
培养基要冷却至50 ℃左右开始倒平板。温度过高会烫手，温度过低培养基会凝固。
锥形瓶的瓶口通过酒精灯火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
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。
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，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。
杀死接种环上原有微生物。
杀死上次划线残留菌种,使下次划线菌种直接来自上次划线末端
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
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
①在未接种的培养基表面是否有菌落生长
②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，
③如果观察到了不同形态的菌落，可能是接种的菌种不纯或者无菌操 作不规范等原因引起的。
②在接种酵母菌的培养基上观察单菌落特征
1.培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质(　　)2.培养霉菌时需将培养基的pH调至中性或弱碱性(　　)3.倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(　　)4.获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。(　　)5.为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(　　)6.对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和灭菌(　　)7.无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等）都可采用干热 灭菌法进行灭菌（ ）8.配制培养基时应先灭菌再调pH（ ）9.平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧（ ）10.为了避免周围环境中微生物的污染，接种过程中许多操作都应在超净工作台并在酒 精灯火焰附近进行。(　　)11.培养微生物的温度因菌种不同而稍有差异(　　)
下列有关无菌技术的说法，正确的是（ ）A.无菌技术的关键是杀灭实验室中的所有的微生物B.培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌C.经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期保存D.无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌
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？
37℃倒置培养24～48h，观察是否有微生物生长
防止皿盖上水珠落入培养基造成污染，避免培养基表面的水分更快地挥发。
酒精灯旁空气中杂菌少
寻找耐高温的DNA聚合酶
聚合酶链式反应（PCR）是一种在体外DNA复制的技术，要使用耐高温的DNA聚合酶。
高温环境（热泉、火山口）
热泉的高温淘汰了绝大多数微生物，而水生栖热菌能生存。
例：在被石油污染的土壤中可以筛选 微生物 在冰川冻土层可以筛选 微生物 以纤维素为唯一碳源培养基
——分离______________
人为提供____________________的条件（包括______、____和______等），同时_________________________________
抑制或阻止其他微生物的生长
2.实验室筛选微生物的原理：
寻找目的菌种时要根据它对 的要求，到相应的环境中去寻找。
培养基按营养成分是否完全分：基本培养基：野生型菌株正常生长；完全培养基：满足绝大多数微生物的生长；补充培养基：加某种营养成分满足相应的营养缺陷型菌株生长。
在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基称为选择培养基。
4.选择培养基的制备方法
能消除石油污染的微生物
厌氧型微生物，兼性厌氧型
据某微生物培养基的配方表回答下列问题
1.此培养基按物理性质划分属于______培养基，理由是______________________ 按功能划分属于_______培养基，因为没有碳源，只有__________微生物才能生长 (利用空气中的CO2)。2.此培养基含有的微生物的营养成分包括____________________三类，若加入氨基酸， 则它可充当的营养成分包括_________________________。3.若要观察微生物的菌落特征，培养基中应添加的成分是_________________。4.若用该培养基来分离尿素分解菌，应除去表中 成分(填表中序号)，应加入 _________和_______________的有机物。
(3)两个基本操作：___________和___________
是将菌液进行一系列梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养的方法。
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌
（活菌计数法即统计菌落数间接计数活菌数）
①选择30-300个菌落的平板进行计数；②每个稀释度至少取3个平板取其平均值。
思考：用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目 ，原因 是 。
当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数
V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)
每g样品中的菌落数＝
例：某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234 个(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL)，那么稀释倍数为106的试 管中细菌的浓度是 个/mL，稀释倍数为10的锥形瓶中细菌的 浓度为 个/mL，所以每克样品中的细菌数是 个。
稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落
分离纯化菌种，获得单菌落
①分离纯化菌种，获得单菌落②用于计数
①都能分离纯化菌种；②都在固体培养基上进行
不能区分死菌与活菌→导致结果偏大；个体小的细菌在显微镜下难以观察。
较厚，用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。
较薄，对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
细菌计数板计数室的高度是0.02 mm2。
故细菌计数板计数细菌的计算是：
0.02mm3=0.02×10-3cm3=2×10-5mL
菌悬液中的细胞浓度与光密度成正比，在一定波长下，测定菌悬液的光密度将未知细胞数的菌悬液的光密度与已知细胞数的相比
细菌计数板或血细胞计数板
每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400÷大格体积×稀释倍数
每克样品中的菌株数:(C÷V)×M
当两个或多个菌体连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
（1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌
（2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌
①制备选择培养基（尿素为唯一氮源）
②制备牛肉膏蛋白胨培养基
三、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大部分分布在距地表3~8cm的土壤层。铲去表层土3cm左右，取样，将样品装入事先准备好的信封中。
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤3~8cm的土壤层中生长
将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。
取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
6只试管分别加入9mL无菌水
c.将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。
d.用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。
不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在30～300之间，适于计数的平板。
一般测细菌数用104、105、106 放线菌用103、104、105 真菌数用102、103、104稀释液
不涂布的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基验证培养基中是否含有杂菌。
每个浓度至少设置4个平板
牛肉膏蛋白胨培养基（对照，判断选择培养 基是否具有选择作用）。
思考：如何验证培养基中是否含有杂菌？
不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。
（细菌一般在30-37℃的温度下培养1-2d）
每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，如形状、大小和颜色等。
选择培养基具有筛选作用
思考：得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗？
不一定，还需要进一步鉴定
5.分解尿素的细菌的鉴定
在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素。
脲酶催化尿素分解成氨→培养基碱性增强→ 酚红变红→脲酶阳性
①液体培养基可以直接看液体的变色情况；②固体培养基上可以观察菌落周围是否出 现红色环带，红色环带直径与菌落直径 比值越大，说明分解能力越强。
几种纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明圈
→ 以纤维素为唯一碳源，增加 目的菌浓度（选择培养基）
→ 筛选产生透明圈的菌落
→ 将样品涂布到含刚果红的培 养基上（鉴别培养基）
四、拓展：分解纤维素的微生物的分离
红色环带直径与菌落直径比值越大，说明分解能力越强。
食用油、吐温、中性红指示剂
出现金属光泽的深紫色菌落
纤维素被分解后出现透明圈
淀粉被分解后出现淀粉水解圈
根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别
如培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红，说明该种微生物能够分解尿素
例如为了筛选出高效降解淀粉菌种，以淀粉为唯一碳源的微生物能产生淀粉酶分解淀粉，淀粉被分解后遇碘液不呈现蓝色，因而随着淀粉被分解，蓝色褪去出现透明圈
利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物
利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物
利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，筛选目的微生物
1.选择培养基可以鉴定某种微生物的种类（ ）2.筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源（ ）3.分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低（ ）4.尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物（ ）5.刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分 解菌（ ）6.稀释涂布平板法计数时，平板上的一个菌落就是一个细菌。统计的菌落数就是活菌的 实际数( 　)7.统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计(　　)8.利用稀释涂布平板法和平板划线法均可实现细菌的分离和计数(　　)9.菌液的稀释度足够高时，培养基表面会获得单菌落。(　　)10.适于平板计数的菌落数范围为3～300。(　　)
（2）操作中在血平板上的接种方法 是                      ，接种操作前后需要对接种工具进行            灭菌。
（1）7.5%NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包 括             ，用7.5%NaCl肉汤 培养基进行选择培养的主要目的 是                  。
金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板（培养基中添加适量血液）上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答问题。
碳源、氮源、水和无机盐
增加金黄色葡萄球菌的数量
（3）在制备血平板时，待培养基      后，再加入适量血液，血平板属于      培养基．（4）经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现           的菌落，初步证明 鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带， 因此，要对本操作进行完善，完善方案 。
设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组
1.为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择________(填“尿 素”“NH4NO3”或“尿素＋NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是 _________________________________________________________ _______________________________________________。2.对细菌计数时往往会产生实验误差，稀释涂布平板法计数的值比实际值 ____，原因是____________________________________________________； 显微镜计数法计数的结果比实际值________，原因是 ____________________________________________________。
其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的 细菌都能利用NH4NO3，不能起筛选作用
当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落　
显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死菌
3.平板划线法划线过程中，为什么不能将最后一次划线与第一次划线相连？
平板划线法通过依次在上一次划线末端再次划线达到菌种稀释，获得单菌落的目的。若将最后一次的划线与第一次的划线相连则无法达到这一目的。
[2024·江苏·高考真题]某同学进行下列实验时，相关操作合理的是（     ）A.从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰以灭菌B.观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋C.探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴 处理D.鉴定脂肪时，子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡，再用苏丹Ⅲ染 液染色
[2024·重庆·高考真题]养殖场粪便是农家肥的重要来源，其中某些微生物可使氨氮化合物转化为尿素进而产生NH3，影响畜禽健康。为筛选粪便中能利用氨氮化合物且减少NH3产生的微生物。兴趣小组按图进行实验获得目的菌株，正确的是（     ）
A.①通常在等比稀释后用平板划线法获取单个菌落B.②挑取在2种培养基上均能生长的用于后续的实验C.③可通过添加脲酶并检测活性，筛选得到甲、乙 D.粪便中添加菌株甲比乙更有利于NH3的减少
[2023·重庆·高考真题]垃圾分类有利于变废为宝，减少环境污染。如图为分类后餐厨垃圾资源化处理的流程设计。下列叙述错误的是（     ）
A.压榨出的油水混合物可再加工，生产出多种产品B.添加的木屑有利于堆肥体通气，还可作为某些微生物的碳源C.X中需要添加合适的菌种，才能产生沼气D.为保证堆肥体中微生物的活性，不宜对堆肥体进行翻动