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1.1微生物的培養需要適宜條件教學課件(共30張PPT)-高中生物學浙科版(2019)選擇性必修三

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1.1微生物的培養需要適宜條件教學課件(共30張PPT)-高中生物學浙科版(2019)選擇性必修三

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(共30張PPT)
第一章 發酵工程
第一節 微生物的培養需要適宜條件
素養目標
根據微生物的代謝類型分析培養基的組成。
科學思維
說出滅菌,消毒和防腐的區別,嘗試配制培養基。
科學探究
教學重難點
闡明在發酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養物的前提。
闡明無菌技術是在操作過程中,保持無菌物品與無菌區域不被微生物污染的技術。
課程導入
腐乳是怎樣做出來的?古代人們是怎樣發現的呢?
微生物
人們對所有形體微小、肉眼不可見的生物的統稱。
無細胞結構生物
原核生物
真核生物
病毒:SARS病毒、新冠病毒等RNA病毒;T2噬菌體等DNA病毒。
細菌:藍細菌、大腸桿菌、乳酸菌等;
放線菌:衣氏放線菌等。
真菌:酵母菌、毛霉等;原生生物:草履蟲、變形蟲等。
培養基
實驗室培養微生物的條件
①要為人們需要的微生物提供合適的營養和環境條件;
②需要除掉與目標微生物具有競爭和寄生關系的異種微生物。
——培養基
——無菌技術
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
概念
人們為滿足微生物生長繁殖或積累代謝產物的需要而配制的混合養料。
固體培養基
液體培養基
有無 凝固劑瓊脂
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
不同微生物生長所需的培養基成分有差別。
細菌喜葷,霉菌喜素
細菌培養基:含有較高的有機氮,常用蛋白胨和酵母提取物等配制;中性偏堿
霉菌培養基:常用可溶性淀粉加無機物配制,或用添加蔗糖的豆芽汁等配制;中性偏酸
細菌喜堿,霉菌喜酸
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
按化學成分
合成培養基:成分明確;
天然培養基:成分不明確;用于工業生產。
合成培養基:化學成分完全清楚的培養基,一般用于實驗室。
天然培養基:成分還不十分清楚或成分不恒定的天然有機物制成的培養基。成本較低,多被用于大規模的生物發酵工業。
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
按功能劃分
鑒別培養基:
①加入青霉素的培養基:分離酵母菌、霉菌等真菌
②不加氮源的無氮培養基:分離固氮菌
③不加含碳有機物的無碳培養基:分離自養型微生物
①加入伊紅美藍的培養基:鑒別大腸桿菌
②加入剛果紅的培養基:鑒別纖維素分解菌
——將某種類微生物從混雜的微生物群體中分離出來。
選擇培養基:
——用于鑒別不同類型的微生物
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
成分
成分 作用 主要來源
碳源 主要作能源物質 無機碳(CO2)
或有機碳(糖類)
氮源 合成蛋白質等有機物 N2,NH3,銨,硝酸鹽,
尿素,牛肉膏,蛋白胨
無機鹽 調節滲透壓等 NaCl,CaCl2等
水 作為溶劑
生長因子 調節促生長 維生素,氨基酸,堿基等
培養基為目標微生物提供適宜的生長環境
類型總結
標準 培養基種類 培養基特點 作用
物理性質 固體培養基 加凝固劑,如瓊脂 微生物的分離與鑒定,活菌計數,保藏菌種
半固體培養基 容器放倒不致流出,劇烈震動則破散 觀察微生物的運動、分類鑒定
液體培養基 不加凝固劑 常用于工業生產
功能 選擇培養基 根據某種微生物的特殊營養要求配置 選擇分離
鑒別培養基 加入能與目的菌的代謝產物發生顯色反應的指示劑 鑒定
成分來源 天然培養基 含化學成分不明確的天然物質 工業生產
合成培養基 用已知的化學物質配制 分類鑒定
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
芽孢
有些細菌在一定的條件下,細胞里面形成一個橢圓形的休眠體。芽孢的壁很厚,對干旱、高溫等惡劣的環境有很強的抵抗力。芽孢又小又輕,可以隨風飄散。當環境適宜的時候,芽孢又可以萌發,形成一個細菌。
條件較溫和,能殺死微生物的繁殖體,但不能殺死芽孢等全部微生物。
消毒
說出滅菌,消毒和防腐的區別,嘗試配制培養基。
滅菌
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
常用的消毒方法
接種室、接種箱或超凈工作臺可用紫外線照射30min
100℃煮沸5-6 min
62-65℃下煮30 min或80-90℃處理30s-1min
用75%酒精、新潔爾滅等進行皮膚消毒;氯氣消毒水源等
煮沸消毒
巴氏消毒
化學藥劑消毒
紫外線消毒
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
常見的滅菌方法
定義:利用沸水、流通蒸汽或高壓蒸汽進行滅菌。高壓蒸汽滅菌效果最好,100 kPa、121℃下維持15-20 min,常用于培養基、無菌水等的滅菌。
原理:高溫蒸汽破壞蛋白質、核酸等結構使其變性
優點:操作簡便,效果可靠,可以殺滅所有的生物,包括最耐熱的某些微生物的休眠體。基本保持培養基的營養成分不被破壞。
對象:培養基等
濕熱滅菌
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
定義:160-170℃下加熱2-3h。常用于玻璃器皿和金屬器具。
原理:使微生物細胞膜破壞、蛋白質變性和原生質干燥等
對象:耐高溫,需保持干燥的物品,適用于
玻璃器皿 (如試管、培養皿、吸管、注射器)
金屬器具 (如針頭、 鑷子、剪刀等)的滅菌
干熱滅菌
常見的滅菌方法
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
常用于接種環、接種針、試管口等的滅菌。
原理:使微生物燃燒
對象:接種工具如接種環、接種針,以及接種過程中的試管口或瓶口等易被污染部位。
灼燒滅菌
常見的滅菌方法
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
涂布器
接種環
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
消毒和滅菌總結
類型 適用范圍 操作方法
消 毒
滅 菌
較為溫和理化方法,殺死部分微生物(不包括芽孢、孢子)
強烈的理化方法,殺死所有微生物(包括芽孢、孢子)
煮沸消毒法
日常生活
100 ℃煮沸5~6 min
巴氏消毒法
不耐高溫的液體
62~65 ℃煮30 min或80-90 ℃煮30s-1 min
化學藥劑
生物活體、水源等
擦拭等,如用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源
紫外線
紫外線照射30 min
灼燒滅菌
接種的金屬工具、接種時用的試管口或瓶口等
直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒
干熱滅菌
耐高溫、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金屬用具等
物品放入干熱滅菌箱,160~170 ℃加熱2~3h
濕熱滅菌
培養基、培養皿等,生產和實驗室常用
高壓蒸汽滅菌鍋內,100 kPa,溫度121 ℃,15~30 min
接種室、接種箱,超凈工作臺
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
配制可用于培養酵母菌的馬鈴薯蔗糖培養基
目的要求:配制液體培養基和固體培養基。
材料用具:馬鈴薯、蔗糖、瓊脂、天平、試管、燒杯、三角瓶、培養皿、封口膜(或紗布)、牛皮紙或報紙、橡皮筋、小刀、高壓滅菌鍋、玻璃漏斗、移液器等。
馬鈴薯蔗糖培養基配方
去皮馬鈴薯絲 20g
蔗糖 2g
瓊脂 1.5-2g
將上述物質溶解后,用蒸餾水定容至100mL
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
配制可用于培養酵母菌的馬鈴薯蔗糖培養基
方法步驟
計算:根據配方計算出所需的馬鈴薯、蔗糖和瓊脂的用量
配制20%馬鈴薯浸汁:去皮→稱重→切塊→加水→煮沸→過濾加入蔗糖→定容
制備斜面、固體、液體培養基:
液體培養基:將馬鈴薯浸汁分裝→滅菌
斜面培養基:在馬鈴薯浸汁中加入瓊脂→加熱溶化→分裝到試管→滅菌后擺成斜面
固體培養基:將剩余的培養基分裝到三角瓶中,封口→滅菌→倒平板(平板培養基)
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
配制可用于培養酵母菌的馬鈴薯蔗糖培養基
注意事項
制作斜面培養基和固體培養基時要注意控制好溫度,防止培養基提前凝固。
斜面培養基試管中的液體量約為試管長度1/4(5-8mL)
培養基需要經高壓蒸汽滅菌(1kg/cm2、121℃下滅菌20min)
棉塞的長度要保證既能塞住瓶口,在瓶口外又要留有一定的長度,方便接種時用無名指、小拇指取下來;粗細也要適當,以不易脫落為度。
制作棉塞應該使用普通棉花,不能使用醫用的脫脂棉,防止脫脂棉吸水后引起污染.
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
配置20%馬鈴薯浸汁液
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
固體培養基(平板)
加入瓊脂,加熱融化
高壓蒸汽滅菌
滅菌和無菌操作技術可以排除目標微生物的干擾
(三)斜面
擺斜面
加入瓊脂,加熱融化
分裝
高壓蒸汽滅菌
課堂練習
1.下列有關培養基配制的描述,正確的是( )
A.營養物質含量越多,微生物的生長繁殖越快
B.任何培養基都必須含有碳源、氮源、水、無機鹽等成分
C.培養基是依據人們的需求,配制出的供微生物生長繁殖的營養基質
D.微生物的生長除受營養因素影響外,還受到pH、滲透壓等影響
D
解析:培養基中的營養物質需要控制一定的含量和比例,營養物質含量太多會導致培養基滲透壓過高,從而抑制微生物的生長,A錯誤;培養基不一定含有碳源、氨源,如培養自養型微生物的培養基不需加碳源,分離自生固氮菌的培養基不需加氮源,B錯誤;培養基是人們為滿足微生物生長繁殖或積累代謝產物的需求而配制的混合養料,C錯誤;微生物的生長除受營養因素影響外,還受到pH、氧氣、滲透壓等的影響,D正確。
課堂練習
2.無菌技術是微生物培養中的關鍵技術之一,內容主要包括消毒和滅菌。下列關于無菌技術的敘述,錯誤的是( )
A.生物消毒法可以殺死物體內部包括芽孢和孢子在內的所有微生物
B.常用的消毒方法主要包括煮沸消毒、化學藥物消毒、紫外線消毒等
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.為避免周圍環境中微生物的污染,消毒滅菌后的操作應在超凈工作臺進行
A
解析:生物消毒法比較溫和,只能除去部分微生物,A錯誤。
課堂練習
3.下列有關微生物培養基種類及配制原則的表述,正確的是( )
A.任何培養基都必須含有碳源、氮源、水、無機鹽及瓊脂
B.液體培養基可用于觀察菌落,固體培養基可用于工業生產
C.微生物的生長除受營養因素影響外,還受到pH、O2、滲透壓等的影響
D.培養霉菌時一般需將培養基的pH調節到中性或微堿性
A
解析:培養基一般都含有碳源、氮源、水和無機鹽,固體、半固體培養基含有瓊脂,而液體培養基不含瓊脂, A錯誤;一般固體培養基可用于觀察菌落,液體培養基可用于工業生產,B錯誤;微生物的生長除受營養因素影響外,還受到pH、O2、滲透壓等的影響,C正確;培養霉菌時一般需將培養基的pH調至酸性,D錯誤。
課堂練習
3.在生產生活和科研中,經常通過無菌技術避免雜菌的污染。下列敘述正確的是( )
A.通過消毒或滅菌,可殺死所有的微生物,包括孢子和芽孢
B.接種環、涂布器等接種用具的滅菌方式只有灼燒滅菌
C.為避免污染,接種等操作盡量在超凈工作臺上并在酒精燈火焰附近進行
D.對于牛奶等不耐高溫的液體,一般采用紫外線照射法進行消毒
C
解析:只有通過滅菌,才可以將所有的微生物,包括孢子和芽孢都殺死,A錯誤;接種環、涂布器等接種用具除了灼燒滅菌外,也可用高壓蒸汽滅菌,B錯誤;為避免環境污染,接種等操作盡量在超凈工作臺上并在酒精燈火焰附近進行,超凈工作臺臺面每次實驗前要用75%酒精擦拭,然后紫外線消毒30min,C正確;對于一些不耐高溫的液體,如牛奶,一般采用巴氏消毒法,D錯誤。
總結歸納
培養基的類型
培養基的營養物質
常用的消毒方法
常用的滅菌方法
微生物的培養需要適宜條件
培養基
無菌技術
煮沸消毒
巴氏消毒
化學藥劑消毒
紫外線消毒
濕熱滅菌
干熱滅菌
灼燒滅菌
基本成分:碳源、氮源、水、無機鹽
特殊需求:維生素(如乳酸桿菌)、堿基等
按物理性質劃分
按組成成分劃分
按功能劃分

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