第1課時微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用第1章發(fā)酵工程學習任務(wù)目標1．運用適應(yīng)觀，說明培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成。2．采用歸納與概括的方法，說明常用無菌技術(shù)的異同。3．嘗試利用給定的實驗方案進行微生物的純培養(yǎng)。問題式預(yù)習一、培養(yǎng)基的配制1．培養(yǎng)基(1)概念：人們按照微生物對____________的不同需求，配制出供其__________的營養(yǎng)基質(zhì)。(2)作用：用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存________或積累其________。營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖微生物代謝物(3)種類培養(yǎng)基種類劃分標準特點用途______培養(yǎng)基______________凝固劑工業(yè)生產(chǎn)固體培養(yǎng)基加凝固劑，如______微生物分離、鑒定等液體物理性質(zhì)不含瓊脂2.培養(yǎng)基的配制(1)主要營養(yǎng)物質(zhì)(連線)(2)其他條件微生物特殊條件乳酸桿菌添加__________菌pH一般為酸性細菌pH一般為__________________微生物無氧的條件維生素霉中性或弱堿性厭氧二、無菌技術(shù)1．獲取純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵：____________。2．消毒和滅菌

條件結(jié)果對象消毒較為______的物理、化學或生物等方法僅殺死物體表面或內(nèi)部的____________操作的空間、操作者的衣著和手滅菌______的理化方法殺死物體內(nèi)外____________(包括芽孢和孢子)微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等防止雜菌污染溫和一部分微生物強烈所有的微生物3.常見方法(連線)三、微生物的純培養(yǎng)1．概念：由____________繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物，獲得純培養(yǎng)物的過程就是純培養(yǎng)。2．接種方法：____________法和____________法。單一個體平板劃線稀釋涂布平板3．酵母菌的純培養(yǎng)1．[教材P13“探究·實踐”]在第二次以及其后的劃線操作時，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？提示：劃線后，線條末端細胞的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，能使細胞的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個微生物繁殖而來的菌落。2．[教材P13“探究·實踐”]在劃線操作結(jié)束時，仍然需要灼燒接種環(huán)嗎？為什么？提示：需要。劃線結(jié)束后灼燒接種環(huán)，能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者。3．[教材P13“探究·實踐”]完成平板劃線后，如何確定培養(yǎng)基是否被污染？提示：將一個未接種的培養(yǎng)基和一個已接種的培養(yǎng)基放在一起培養(yǎng)，若未接種的培養(yǎng)基有菌落形成，說明培養(yǎng)基被污染。1．培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽，有時還需要加入一些特殊的物質(zhì)。(

)2．固體培養(yǎng)基中的瓊脂能為微生物生長提供碳源。

(

)3．無論哪種培養(yǎng)基均需要滅菌。(

)4．牛奶一般通過100℃煮沸5～6min來消毒。(

)√×√×5．紫外線照射30min可以殺死物體表面的微生物。

(

)6．吸管和培養(yǎng)皿通常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。(

)7．固體培養(yǎng)基滅菌后，應(yīng)冷卻至50℃左右時倒平板。(

)8．完成平板劃線接種后應(yīng)將培養(yǎng)皿倒置培養(yǎng)。(

)√√√×任務(wù)型課堂

培養(yǎng)基的配制[探究活動]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)——培養(yǎng)基，用以培養(yǎng)、分離、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。據(jù)此探究下列問題：探究1．按照培養(yǎng)基的物理性質(zhì)，培養(yǎng)基可劃分為哪幾種類型？提示：培養(yǎng)基可依據(jù)物理性質(zhì)劃分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。探究2.若用于微生物的大量繁殖，應(yīng)選擇哪一種物理狀態(tài)的培養(yǎng)基？為什么？提示：應(yīng)選擇液體培養(yǎng)基。因為在液體培養(yǎng)基中，菌體可以與營養(yǎng)液充分接觸，有利于菌體充分利用營養(yǎng)物質(zhì)。[評價活動]1．下列有關(guān)微生物培養(yǎng)基種類及配制原則的敘述，正確的是(

)A．任何培養(yǎng)基都必須含有碳源、氮源、水、無機鹽及特殊的營養(yǎng)物質(zhì)B．液體培養(yǎng)基可用于觀察菌落，固體培養(yǎng)基可用于工業(yè)生產(chǎn)C．微生物的生長除受營養(yǎng)因素影響外，還受pH、O2、滲透壓等的影響D．培養(yǎng)毒菌時需將培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)到中性或微堿性√C

解析：培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽，特殊營養(yǎng)物質(zhì)不是培養(yǎng)基必需的，A錯誤；固體培養(yǎng)基可用于觀察菌落，液體培養(yǎng)基可用于工業(yè)生產(chǎn)，B錯誤；培養(yǎng)基一般都含有水、碳源、氮源和無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，微生物的生長除了受到以上營養(yǎng)因素的影響外，還受到pH、O2、滲透壓等的影響，C正確；培養(yǎng)霉菌時需將培養(yǎng)基的pH調(diào)節(jié)至酸性，D錯誤。2．下表所示為某培養(yǎng)基的配方，下列敘述錯誤的是(

)成分含量NaNO33gK2HPO41gMgSO4·7H2O0.5g(CH2O)30g瓊脂15g蒸餾水定容至1000mLA．根據(jù)物理性質(zhì)劃分，該培養(yǎng)基屬于固體培養(yǎng)基B．該培養(yǎng)基中的NaNO3可作為氮源C．根據(jù)培養(yǎng)基的配方可知，該培養(yǎng)基培養(yǎng)的是異養(yǎng)型微生物D．固體培養(yǎng)基中加入少量水即可形成液體培養(yǎng)基√D

解析：該培養(yǎng)基配方中有凝固劑瓊脂，依物理性質(zhì)劃分，應(yīng)屬于固體培養(yǎng)基，A正確；NaNO3含有氮元素，可作為氮源，B正確；該培養(yǎng)基中的(CH2O)可作為有機碳源，因此其培養(yǎng)的微生物是同化作用類型為異養(yǎng)型的微生物，C正確；液體培養(yǎng)基中加入凝固劑(如瓊脂)可形成固體培養(yǎng)基，固體培養(yǎng)基中去除凝固劑才能制成液體培養(yǎng)基，D錯誤。3．回答下列與細菌培養(yǎng)相關(guān)的問題：(1)在細菌培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中能同時提供碳源、氮源的成分是____________(填“蛋白胨”“葡萄糖”或“NaNO3”)。制備培養(yǎng)基時要根據(jù)所培養(yǎng)細菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________。硝化細菌在沒有碳源的培養(yǎng)基上____________(填“能”或“不能”)生長，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用平板培養(yǎng)細菌時一般需要將平板____________(填“倒置”或“正置”)。(3)單個細菌在平板上會形成菌落，研究人員通?？筛鶕?jù)菌落的形狀、大小、顏色等特征來初步區(qū)分不同種的微生物，原因是_________________________________________________________________________。(4)使用后的培養(yǎng)基在丟棄前需要經(jīng)過____________處理，這種處理可以殺死丟棄物中所有的微生物。解析：(1)蛋白胨能同時為微生物提供碳源、氮源、維生素等，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO3不能提供碳源。不同細菌生長繁殖所需要的最適pH是不同的，應(yīng)該根據(jù)所培養(yǎng)細菌的不同來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH。硝化細菌是化能自養(yǎng)型細菌，能夠以空氣中的CO2為碳源，因此在沒有碳源的培養(yǎng)基上能夠生長。(2)用平板培養(yǎng)細菌時，一般需要將平板倒置，這樣可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基污染培養(yǎng)基。(3)不同種類的細菌所形成的菌落，在大小、形狀、光澤度、顏色、硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同種細菌在一定培養(yǎng)條件下表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征，可以作為菌種鑒定的重要依據(jù)。(4)使用后的培養(yǎng)基在丟棄前需進行滅菌處理，以免污染環(huán)境。答案：(1)蛋白胨不同細菌生長繁殖所需的最適pH不同能硝化細菌可以利用空氣中的CO2作為碳源(2)倒置(3)在一定的培養(yǎng)條件下，不同種微生物表現(xiàn)出各自穩(wěn)定的菌落特征(4)滅菌(1)培養(yǎng)基的成分及功能營養(yǎng)物質(zhì)作用功能主要來源碳源能為微生物代謝提供碳元素構(gòu)成生物體的細胞物質(zhì)和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機碳源：CO2、NaHCO3等；有機碳源：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源能為微生物代謝提供氮元素合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無機氮源：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽等；有機氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等營養(yǎng)物質(zhì)作用功能主要來源水是生命活動所必需的不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定外界攝入無機鹽為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素是細胞內(nèi)的組成成分、生理調(diào)節(jié)物質(zhì)、某些化能自養(yǎng)菌的能源、酶的激活劑無機化合物(2)微生物的碳源、氮源和能源物質(zhì)的易錯提醒①誤認為所有碳源和氮源都可提供能量：有機碳源和有機氮源是異養(yǎng)微生物的能源物質(zhì)。②誤認為所有微生物的能源都是有機碳源：自養(yǎng)微生物的碳源一般是CO2；光能自養(yǎng)微生物的能源是光能，如藍細菌等。無菌技術(shù)[探究活動]市場銷售的殺菌牛奶主要有兩種。方法一：巴氏殺菌奶是指使用85℃、10s的熱處理所得的乳制品。這種牛奶處理方法比較溫和，能殺死牛奶中的絕大多數(shù)微生物，保持牛奶原有的風味。方法二：超高溫滅菌乳是物料在連續(xù)流動的狀態(tài)下，經(jīng)135℃以上不少于1s的超高溫瞬時滅菌，可以完全破壞其中可以生長的微生物，然后在無菌狀態(tài)下包裝于微量透氣的容器中，最大限度地減少產(chǎn)品在物理、化學及感官上的變化生產(chǎn)出來的乳產(chǎn)品。探究1．上述兩種牛奶，哪種采用了滅菌處理？提示：超高溫滅菌乳的殺菌方法屬于滅菌，巴氏殺菌奶的殺菌方法屬于消毒。探究2.在實驗室中，培養(yǎng)基和接種環(huán)通常使用的滅菌方法是什么？提示：培養(yǎng)基使用高壓蒸汽滅菌法滅菌，接種環(huán)使用灼燒法滅菌。探究3.某同學在實驗過程中不小心將滅菌的培養(yǎng)皿和未滅菌的培養(yǎng)皿混合了，那么這些培養(yǎng)皿還能用于實驗嗎？為什么？提示：不能。因為已滅菌的材料物品不能與周圍物品接觸，以防污染，所以該同學應(yīng)將培養(yǎng)皿再次滅菌后才能用于實驗。探究4.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？提示：無菌技術(shù)還能有效避免操作者被微生物感染。[評價活動]1．無菌技術(shù)是微生物培養(yǎng)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要包括消毒和滅菌。下列關(guān)于消毒和滅菌的敘述中，錯誤的是(

)A．滅菌是指用強烈的物理、化學方法殺死物體內(nèi)外所有微生物B．消毒是指用較為溫和的物理、化學方法殺死物體表面的一部分微生物C．常用的滅菌方法主要包括干熱滅菌、濕熱滅菌、灼燒滅菌等D．做好消毒和滅菌工作后，要注意避免已經(jīng)滅菌處理的用具與周圍的物品接觸√B

解析：滅菌是指使用強烈的理化方法殺死物體內(nèi)外所有微生物，包括芽孢和孢子，A正確；消毒是指用較為溫和的物理、化學或生物等方法僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物，B錯誤；常用的滅菌方法主要包括干熱滅菌、濕熱滅菌、灼燒滅菌等，耐高溫的和需要保持干燥的物品可用干熱滅菌，培養(yǎng)基等可用濕熱滅菌(如高壓蒸汽滅菌)，接種環(huán)等可用灼燒滅菌，C正確；周圍物品可能會含有雜菌，為防止雜菌污染，無菌技術(shù)操作時應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與周圍的物品接觸，D正確。2．日常生活中保存食品的方法有罐藏法、巴氏消毒法、冷藏法、干燥法、防腐劑法等，它們是如何阻止或抑制微生物生長的？下列敘述錯誤的是(

)A．罐藏法是將食品進行短時間的高溫、高壓處理，然后放入已經(jīng)消毒的金屬或玻璃罐中，并在真空下封口B．巴氏消毒法是采用較溫和的物理化學因素，殺死一切對人體有害的致病菌C．防腐劑法是在食品中加入無毒副作用的防腐劑以抑制微生物生長D．干燥法是通過降低食品的含水量，來抑制微生物生長√B

解析：罐藏法是將食品進行短時間的高溫、高壓處理，然后放入已經(jīng)消毒的金屬或玻璃罐中，并在真空下封口，由于食品中的微生物已經(jīng)被殺死，外界微生物又不能進入，因此可以阻止或抑制微生物生長，較長時間保存食品，A正確；巴氏消毒法是采用較溫和的物理化學因素，殺死一部分對人體有害的致病菌，B錯誤；防腐劑法通過在食品中加入無毒副作用的防腐劑來抑制微生物生長，C正確；干燥法通過降低食品中的含水量，來抑制微生物生長，D正確。3．無菌技術(shù)常采用消毒、滅菌措施，可有效防止雜菌污染，在生產(chǎn)、生活和科學研究中廣泛使用。請回答下列問題：(1)在實驗室中，玻璃和金屬材質(zhì)的實驗器具____________(填“可以”或“不可以”)放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。(2)牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高溫瞬時滅菌法，與煮沸滅菌法相比，這兩種方法的優(yōu)點是

_________________________________________________________________。(3)密閉空間內(nèi)的空氣可采用紫外線照射消毒，其原因是紫外線能__________________。在照射前，適量噴灑____________，可強化消毒效果。(4)某同學在使用高壓蒸汽滅菌鍋時，若壓力達到設(shè)定要求，而鍋內(nèi)并沒有達到相應(yīng)溫度，最可能的原因是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在實驗室中，能耐高溫的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金屬材質(zhì)的實驗器具等可以放入干熱滅菌箱中進行干熱滅菌。(2)巴氏消毒法或高溫瞬時滅菌法與煮沸滅菌法相比，其優(yōu)點是在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少。(3)紫外線照射能消毒的原因是其能夠破壞微生物細胞中的DNA分子。在利用紫外線照射前，適量噴灑苯酚或煤酚皂溶液等消毒液，可強化消毒效果。(4)采用高壓蒸汽滅菌時，若壓力達到設(shè)定要求，而溫度未達到相應(yīng)要求，最可能的原因是沒有排盡高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)的冷空氣。答案：(1)可以(2)在達到消毒目的的同時，營養(yǎng)物質(zhì)損失較少(3)破壞DNA結(jié)構(gòu)消毒液(或苯酚，或煤酚皂溶液等)

(4)未將鍋內(nèi)冷空氣排盡幾種常用滅菌和消毒方法的比較種類主要方法應(yīng)用范圍灼燒滅菌酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒微生物接種工具，如涂布器、接種環(huán)、接種針或其他金屬用具等，接種過程中的試管口或瓶口等干熱滅菌干熱滅菌箱160～170℃維持1～2h耐高溫的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金屬用具等種類主要方法應(yīng)用范圍高壓蒸汽滅菌100kPa、121℃維持15～30min培養(yǎng)基及其他多種器材等巴氏消毒法63～65℃消毒30min或72～76℃

處理15s或80～85℃處理10～15s牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進行高溫滅菌的液體種類主要方法應(yīng)用范圍煮沸消毒法100℃煮沸5～6min家庭餐具等生活用品紫外線消毒法紫外燈照射30min接種室空氣化學藥物消毒法用體積分數(shù)為70%～75%的乙醇、碘酒等涂抹用于皮膚、傷口、動植物組織表面消毒、空氣、手術(shù)器械、塑料或玻璃器皿等的消毒酵母菌的純培養(yǎng)[探究活動]微生物接種的方法有很多，最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，其中平板劃線法是通過接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基的表面。據(jù)此探究下列問題：探究1．灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后才能蘸取菌液？提示：以免溫度太高殺死菌種。探究2.接種操作時每次劃線接種前與接種結(jié)束后都要灼燒接種環(huán)，其目的分別是什么？提示：劃線前灼燒是為了殺死上次劃線結(jié)束后殘留的菌種。接種結(jié)束后灼燒是為了及時殺死接種環(huán)或接種針上殘留的菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者。[評價活動]1．下列關(guān)于“酵母菌的純培養(yǎng)”實驗的敘述中，錯誤的是(

)A．馬鈴薯搗爛后的濾液中含有酵母菌生長所需的多種營養(yǎng)成分B．接種環(huán)滅菌時，頂端的環(huán)和環(huán)后的部分柄均需通過火焰灼燒C．平板劃線時，接種環(huán)應(yīng)在固體培養(yǎng)基表面輕輕地連續(xù)劃線D．完成平板劃線后，應(yīng)將平板立刻倒置培養(yǎng)以免污染培養(yǎng)基√D

解析：馬鈴薯搗爛后的濾液中含有酵母菌生長所需的多種營養(yǎng)成分，A正確；接種環(huán)滅菌時，頂端的環(huán)和環(huán)后的部分柄均需通過火焰灼燒，防止雜菌的污染，B正確；平板劃線時，接種環(huán)應(yīng)在固體培養(yǎng)基表面輕輕地連續(xù)劃線，用力劃會使培養(yǎng)基表面破損，影響實驗結(jié)果的觀察，C正確；完成平板劃線后，待菌液被培養(yǎng)基吸收，再將平板倒置培養(yǎng)，D錯誤。2．下圖為實驗室中酵母菌的純培養(yǎng)部分操作步驟，下列說法不正確的是(

)A．①步驟使用的培養(yǎng)基已調(diào)節(jié)過pH并滅菌B．③到④過程中，每次劃線前與接種結(jié)束后都需要對接種環(huán)進行灼燒處理C．②步驟接種環(huán)經(jīng)灼燒滅菌后應(yīng)趁熱快速蘸取菌液D．①②③步驟操作時都需要在酒精燈火焰旁進行√C

解析：①步驟為倒平板，在倒平板之前，培養(yǎng)基已調(diào)節(jié)過pH并進行了滅菌處理，A正確；③到④過程中，每次劃線前對接種環(huán)進行灼燒處理，是為了殺死接種環(huán)上殘留的菌種，使劃線時接種環(huán)上的菌種直接來源于上次劃線的末端，接種結(jié)束后灼燒接種環(huán)能及時殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免污染環(huán)境和感染操作者，B正確；②中接種環(huán)經(jīng)灼燒滅菌后應(yīng)冷卻后再蘸取菌液，以防高溫殺死菌種，C錯誤；①②③步驟操作時都需要在酒精燈火焰旁進行，防止被雜菌污染，D正確。3．在微生物學中，由單一個體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物，獲得純培養(yǎng)物的過程就是純培養(yǎng)。研究者欲對酵母菌進行純培養(yǎng)，培養(yǎng)基成分如下表所示。請回答下列有關(guān)問題：組分含量馬鈴薯200g