高中生物21微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)教案新人教版選修

1、專題 2 微生物的培育與應(yīng)用課題 2.1 微生物的試驗(yàn)室培育一、【課題目標(biāo)】（一）學(xué)問與技能明白有關(guān)培育基的基礎(chǔ)學(xué)問；把握培育基的制備、高壓蒸汽滅菌和平板劃線法等基本操作技術(shù)（二）過程與方法分析試驗(yàn)思路的確定和形成的緣由,分析試驗(yàn)流程,對比前面的試驗(yàn)設(shè)計(jì),歸納共性,分析差異,增加印象（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀形成勇于實(shí)踐、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神二、【 課題重點(diǎn)】無菌技術(shù)的操作三、【 課題難點(diǎn)】無菌技術(shù)的操作四、【 教學(xué)方法】啟示式教學(xué)五、【 教學(xué)工具】多媒體課件六、【 教學(xué)過程】（一）引入新課在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用中,都利用了微生物的發(fā)酵作用,其中的微生物來自于制作過程中的自然感染；而在工業(yè)

2、化生產(chǎn)中,為了提高發(fā)酵的質(zhì)量,需要獲得優(yōu)良菌種,并保持發(fā)酵菌種的純度；這就要涉及到微生物的培育、分別、鑒別等基本技術(shù)；現(xiàn)在我們開頭學(xué)習(xí)微生物的培育和應(yīng)用專題；（二）進(jìn)行新課1基礎(chǔ)學(xué)問11 培育基的種類包括固體 培育基和液體 培育基等；凝固劑；摸索 1瓊脂是從紅藻中提取的多糖,在配制培育基中用作為【補(bǔ)充】培育基的類型及其應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn) 培育基類型 配制特點(diǎn) 主要應(yīng)用固體培育基 加入瓊脂較多 菌種分別 ,鑒定 ,計(jì)數(shù)物理性質(zhì) 半固體培育基 加入瓊脂較少 菌種儲存液體培育基 不加入瓊脂 工業(yè)生產(chǎn),連續(xù)培育合成培育基 由已知成安排制而成,培育基成分明確 菌種分類、鑒定化學(xué)組成自然培育基 由自然成安排制而成

3、,培育基成分不明確 工業(yè)生,產(chǎn)降低成本12 培育基的化學(xué)成分包括 水 、 無機(jī)鹽 添加某種指示劑或化學(xué)藥劑、 碳源 、 氮源 四類養(yǎng)分成分；菌種的鑒別目的用途摸索 2從細(xì)胞的化學(xué)元素組成來看,培育基中為什么都含有這些養(yǎng)分成分？挑選培育基 添加（或缺少）某種化學(xué)成分 菌種的分別C、H、O、N、P、 S是構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)的基本元素,約占原生質(zhì)總量的 97以上；【補(bǔ)充】碳源：如 CO2、糖類、脂肪酸等有機(jī)物,構(gòu)成微生物的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和分泌物,并供應(yīng)能量；氮源：如 N2、氨鹽、硝酸鹽、牛肉膏、蛋白胨等,主要用來合成蛋白質(zhì)、核酸及含氮代謝物等；含有C、H、O、N的化合物既可以作為碳源,又可以作為氮源,如氨基酸

4、等；13 培育基除滿意微生物生長的 pH 、 特別養(yǎng)分物質(zhì)和 氧氣 等要求；【補(bǔ)充】生長因子：某些微生物正常生長代謝過程中必需從培育基中吸取的微量有機(jī)小分子,如某些氨基酸、堿基、維生素等；摸索 3牛肉膏和蛋白胨主要為微生物供應(yīng)糖 、 維生素和 有機(jī)氮等養(yǎng)分物質(zhì)；,培育細(xì)菌摸索 4培育乳酸桿菌時(shí)需要添加維生素,培育霉菌時(shí)需要將培育基pH 調(diào)劑為酸性時(shí)需要將pH調(diào)劑為中性或微堿性；活動 2：閱讀“ 無菌技術(shù)”,爭論回答以下問題：14 獲得純潔培育物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入侵；15 無菌技術(shù)包括：（1）對試驗(yàn)操作空間、操作者的衣著和手進(jìn)行清潔和消毒；旁進(jìn)行；（2）將培育器皿、接種用具和培育基等器具進(jìn)

5、行滅菌 ；（3）為防止四周微生物污染,試驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰鄰近（4）防止已滅菌處理的材料用具與四周物品相接觸；16 比較消毒和滅菌（填表）比較項(xiàng)理化因素的作用強(qiáng)度毀滅微生物的數(shù)量芽孢和孢子能否被毀滅；消毒較為溫順部分生活狀態(tài)的微生物不能摸索 5無菌技術(shù)除了防止培育物被污染外,仍具有的目的是 滅菌 劇烈 全部微生物防止感染試驗(yàn)操作者 能17 消毒方法：（1）日常生活常常用到的是 煮沸 消毒法；（2）對一些不耐高溫的液體,就使用巴氏 消毒法（作簡要介紹） ；外線（3）對接種室、 接種箱或超凈工作臺第一噴灑石炭酸或煤酚皂等溶液以增強(qiáng)消毒成效,然后使用紫進(jìn)行物理消毒；（4）試驗(yàn)操作者的雙手使用酒精

6、進(jìn)行消毒；（5）飲水水源用氯氣 進(jìn)行消毒；18 滅菌方法：（1）接種環(huán)、接種針、試管口等使用 灼燒 滅菌法；（2）玻璃器皿、金屬用具等使用 干熱 滅菌法,所用器械是 干熱滅菌箱；（3）培育基、無菌水等使用 高壓蒸汽 滅菌法,所用器械是 高壓蒸汽滅菌鍋；（4）表面滅菌和空氣滅菌等使用 紫外線 滅菌法,所用器械是 紫外燈；摸索 6對接種環(huán)滅菌時(shí)要用酒精燈的 充分燃燒 層火焰灼燒可能伸入試管或培育皿的部位；摸索 7利用干熱滅菌箱對玻璃器皿滅菌時(shí)物品不能擺得太擠,目的是防止阻礙熱空氣流通；摸索 8物品裝入高壓蒸汽滅菌鍋滅菌后,利于鍋內(nèi)溫度上升；隨后關(guān)閉排氣閥連續(xù)加熱,最終切斷熱源,使溫度自然降溫,氣壓

7、務(wù)必降至【補(bǔ)充】培育基的配制原就：要第一打開排氣閥, 煮沸并排除鍋內(nèi)冷空氣,其目的是 有氣壓升至 100k Pa,溫度為 121 ,并維護(hù) 15 30 min；零 時(shí)打開鍋蓋,其目的是防止 容器中的液體暴沸；目的要明確：依據(jù)培育的微生物種類、培育的目的等確定培育基的類型和配制量；養(yǎng)分要和諧：培育基中各種養(yǎng)分物質(zhì)的濃度和比例要相宜；例如：碳氮比 41 時(shí),谷氨酸棒狀桿菌大量繁衍而產(chǎn)生谷氨酸少；碳氮比為 31 時(shí),菌體繁衍受抑制而谷氨酸合成量大增；pH要相宜：細(xì)菌培育基 pH 中性或偏堿性,霉菌培育基呈酸性；2試驗(yàn)操作21 運(yùn)算：依據(jù)配方比例,運(yùn)算100mL培育基各成分用量；分；22 稱量：精確稱

8、取各成分；稱取牛肉膏和蛋白胨時(shí)動作要快速,目的是防止牛肉膏吸取空氣中水23 溶化：加水加熱熔化牛肉膏；加入蛋白胨和氯化鈉連續(xù)加熱；加入瓊脂；用蒸餾水定 容到 100mL；整個(gè)過程不斷用玻棒攪拌,目的是防止瓊脂糊底而導(dǎo)致燒杯破裂；24 調(diào) pH：用 1mol/LNaOH 溶液調(diào)劑 pH至偏堿性；25 滅菌：將配制好的培育基轉(zhuǎn)移到錐形瓶中,加塞包扎后用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌；所用培育皿用 報(bào)紙包扎后用干熱滅菌箱滅菌；26 倒平板：待培育基冷卻至 其過程是：50左右時(shí)在酒精燈火焰鄰近操作進(jìn)行；在火焰旁右手拿錐形瓶,左手拔出棉塞；右手拿錐形瓶,使錐形瓶的瓶口快速通過火焰；左手將培育皿打開一條縫隙,右手將培

9、育基倒入培育皿,馬上蓋上皿蓋；待平板冷卻凝固后,將平板倒過來放置；摸索 1錐形瓶的瓶口通過火焰的目的是毀滅瓶口的雜菌,防止雜菌感染培育基；摸索 2倒平板的目的是防止培育基冷卻過程中形成的水滴落到培育基表面；摸索 3如皿蓋和皿底之間粘有培育基,就該平板能否培育微生物？為什么？不能；空氣中雜菌會在這些粘附培育基上繁衍,并污染皿內(nèi)培育基；摸索 4配制斜面培育基中,試管要加塞棉塞的目的是保持通氣并防止雜菌感染；摸索 5試管培育基形成斜面的作用是增大接種面積；27 接種 271 微生物接種的最常用方法是平板劃線法和稀釋涂布法,另外仍有穿刺接種和斜面接種等；272 平板劃線法：通過接種環(huán)在瓊脂固體培育基表

10、面連續(xù)劃線的操作,將集合的菌種逐步稀釋分 散到培育基表面；其操作步驟是：將接種環(huán)在酒精燈火焰上灼燒直至燒紅；在酒精燈火焰旁冷卻接種環(huán),并打開大腸桿菌的菌種試管的棉塞；將菌種試管口通過火焰達(dá)到毀滅試管口雜菌的目的；將冷卻的接種環(huán)伸入到菌液中取出一環(huán)菌種；將菌種試管口再次通過火焰后塞上棉塞；將皿蓋打開一條縫隙,把接種環(huán)伸入平板內(nèi)劃35 條平行線,蓋上皿蓋,不要?jiǎng)澠婆嘤?；灼燒接種環(huán),冷卻后從第一區(qū)劃線末端開頭向其次區(qū)域內(nèi)劃線；重復(fù)上述過程,完成三、四、五區(qū)域內(nèi)劃線；留意不要將第五區(qū)的劃線與第一區(qū)劃線相連；將平板倒置放在培育箱中培育；摸索 6取菌種前灼燒接種環(huán)的目的是毀滅接種環(huán)上的微生物；除第一次劃

11、線外,其余劃線前都要灼燒接種環(huán)的目的是毀滅接種環(huán)上殘留菌種；取菌種和劃線前都要求接種環(huán)冷卻后進(jìn)行,其目的是防止高溫殺死菌種；最終灼燒接種環(huán)的目的是防止細(xì)菌污染環(huán)境和操作者；摸索 7在第 1 次劃線后都從上次劃線末端開頭的目的是獲得由單個(gè)細(xì)菌形成的標(biāo)準(zhǔn)菌落；273 稀釋涂布平板法：將菌液進(jìn)行一系列梯度稀釋,并將不同稀釋度菌液分別涂布到瓊脂固體培育基上進(jìn)行培育；當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高時(shí),即可獲得單個(gè)細(xì)菌形成的標(biāo)準(zhǔn)菌落；274 系列稀釋操作：取盛有 9mL水的無菌試管 6 支,編號 101、102、103、104、105、106；用灼燒冷卻的移液管吸取 1mL菌液注入編號為 101 試管中,并吹打 3 次

12、,使之混勻；從 101 倍液中吸取 1mL菌液注入到編號為 102 試管內(nèi)吹打勻稱,獲得 102 倍液；依此類推；摸索 8操作中試管口和移液管應(yīng)在離火焰 1 2cm處；整個(gè)操作過程中使用了 1 支移液管；3結(jié)果分析與評判31 培育未接種培育基的作用是對比,如有菌落形成,說明培育基滅菌不完全；32 在肉湯培育基上,大腸桿菌菌落呈白色,為圓形,光滑有光澤,邊緣整齊；33 培育 12h 和 24h 后的菌落大小不同（相同、不同）；菌落分布位置相同（相同、不同）；緣由是時(shí)間越長,菌落中細(xì)菌繁衍越多,菌落體積越大；菌落的位置不動,但菌落數(shù)增多；摸索 9在某培育基上顯現(xiàn)了3 種特點(diǎn)不同的菌落,緣由有培育基

13、滅菌不完全或雜菌感染等；摸索 10頻繁使用的菌種利用暫時(shí)保藏法儲存,長期儲存菌種的方法是甘油管藏法；前者利用固體斜面培育基培育后,儲存在 4冰箱中,每 36 個(gè)月轉(zhuǎn)種培育一次,缺點(diǎn)是儲存時(shí)間較短,簡潔發(fā)生污染和變異；后者將菌種與無菌體積等量混合后儲存在20冷凍箱中；（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評微培育基配制培育基的原就運(yùn)算稱量溶化生無菌技術(shù)物的培育基的配制實(shí)配制培育基的方法調(diào) pH分裝加棉塞驗(yàn)滅菌倒平板室培純化大腸桿菌平板劃線法系列稀釋平板涂布養(yǎng)稀釋涂布法（四）實(shí)例探究例 1關(guān)微生物養(yǎng)分物質(zhì)的表達(dá)中,正確選項(xiàng)A. 是碳源的物質(zhì)不行能同時(shí)是氮源 B. 凡碳源都供應(yīng)能量C.除水以外的無機(jī)物只供應(yīng)無機(jī)鹽 D.

14、 無機(jī)氮源也能供應(yīng)能量解析：不同的微生物,所需養(yǎng)分物質(zhì)有較大差別,要針對微生物的詳細(xì)情形分析；對于 A、B 選項(xiàng),它的表達(dá)是不完整的；有的碳源只能是碳源,如二氧化碳；有的碳源可同時(shí)是氮源,如 NH4HCO 3；有的碳源同時(shí)是能源,如葡萄糖；有的碳源同時(shí)是氮源,也是能源,如蛋白胨；對于 C選項(xiàng),除水以外的無機(jī)物種類繁多,功能也多樣；如二氧化碳,可作為自養(yǎng)型微生物的碳源；NaHC O3,可作為自養(yǎng)型微生物的碳源和無機(jī)鹽；而 NaCl 就只能供應(yīng)無機(jī)鹽；對于 D選項(xiàng),無機(jī)氮源供應(yīng)能量的情形仍是存在的,如 NH3 可為硝化細(xì)菌供應(yīng)能量和氮源；答案： D 例 2下面對發(fā)酵工程中滅菌的懂得不正確選項(xiàng)A.

15、防止雜菌污染 B. 毀滅雜菌C.培育基和發(fā)酵設(shè)備都必需滅菌 D. 滅菌必需在接種前解析：滅菌是微生物發(fā)酵過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；A 說的是滅菌的目的,由于發(fā)酵所用的菌種大多是單一的純種,整個(gè)發(fā)酵過程不能混入其他微生物（雜菌）,所以是正確的；B 是錯(cuò)誤的,由于滅菌的目的是防止雜菌污染,但實(shí)際操作中不行能只毀滅雜菌,而是毀滅全部微生物；C 是正確的,由于與發(fā)酵有關(guān)的所有設(shè)備和物質(zhì)都要滅菌；發(fā)酵所用的微生物是滅菌后特地接種的,滅菌必需在接種前,假如接種后再滅菌就會把所接菌種也殺死；答案： B 綜合應(yīng)用例 3右表是某微生物培育基成分,請據(jù)此回答：編號成分含量粉狀硫10g （1）右表培育基可培育的微生物類型

16、；（NH4）2SO40.4g 是；K2HPO4.0g （2）如不慎將過量NaCl 加入培育基中；如不想鋪張此培育基,可再加入,MgSO9.25g 用于培育；FeSO40.5g （3）如除去成分,加入（CH2O）,該培養(yǎng)基可用于培育CaCl 20.5g （4）表中養(yǎng)分成分共有類；H2O 100ml （5）不論何種培育基,在各種成分都溶化后分裝前,要進(jìn)行的是；（6）右表中各成分重量確定的原就是；（7）如右表培育基用于菌種鑒定,應(yīng)當(dāng)增加的成分是；解析：對于一個(gè)培育基,它能培育何種微生物,要看它的化學(xué)成分；當(dāng)然這只適用于合成培育基,如 果是一個(gè)自然培育基就不能從培育基的成分上區(qū)分它是培育何種微生物的；

17、分析化學(xué)成分要從養(yǎng)分物質(zhì)的 類型動身；右表中的養(yǎng)分物質(zhì)有水、無機(jī)鹽、氮源三類,缺乏碳源和特別養(yǎng)分物質(zhì)；對特別養(yǎng)分物質(zhì),有 的微生物是不需要的,但沒有微生物是不需要碳源的；該培育基中沒有碳源,說明培育的微生物是從空氣 中獲得碳源的,即可培育的微生物就是自養(yǎng)型微生物了；該培育基中加入了過量食鹽,就可以成為金黃色 葡萄球菌鑒別培育基,但金黃色葡萄球菌是異養(yǎng)型微生物,這個(gè)培育基就仍需要加入有機(jī)碳源；該培育基 如加入（ CH2O）,培育基中就有了碳源,但除去成分,卻使培育基中沒有了氮源,這時(shí)就只能用于培育固 氮微生物了；對于菌種鑒定,往往用的是固體培育基,而表中沒有凝固劑,需要加入常見的凝固劑瓊 脂；答

18、案：自養(yǎng)型微生物含碳有機(jī)物金黃色葡萄球菌固氮微生物3 調(diào)整 pH 依微生物的生長需要確定瓊脂（或凝固劑）（五）鞏固練習(xí)1不行能作為異養(yǎng)微生物碳源的是A牛肉膏 B含碳有機(jī)物 C石油 D含碳無機(jī)物2根瘤菌能利用的養(yǎng)分物質(zhì)的組別是ANH3,（CH2O）, NaCl BN2,（CH2O）, CaCl2C銨鹽, CO2,NaCl DNO 2,CO2,CaCl23配制培育基的表達(dá)中正確選項(xiàng)A制作固體培育基必需加入瓊脂 D B加入青霉素可得到放線菌C培育自生固氮菌不需氮源發(fā)酵工程一般用半固體培育基4自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的培育基的主要差別是A碳源 B 5下表是有關(guān)氮源 C無機(jī)鹽 D特別養(yǎng)分物質(zhì)4 種生物

19、的能源、碳源、氮源和代謝類型的概述；其中正確選項(xiàng) 生物硝化細(xì)菌根瘤菌酵母菌谷氨酸棒狀桿菌能源氧化 NH3N2 的固定分解糖類等有機(jī)物光能碳源C02糖類糖類糖類氮源NH3 N2NH4+、NO-尿素代謝類型自養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)兼性厭氧型自養(yǎng)需氧型 A 根瘤菌、谷氨酸棒狀桿菌 B硝化細(xì)菌、酵母菌 C 酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌 D硝化細(xì)菌、根瘤菌6甲、乙、丙是三種微生物,下表、是用來培育微生物的三種培育基；甲、乙、丙都能在種正常生長繁衍；甲能在中正常生長繁衍,而乙和丙都不能；乙能在中正常生長繁衍,甲、丙都不能；以下說法正確選項(xiàng)（）粉狀硫 K2HPO FeSO4 蔗糖（ NH4）2SO4 H2O Mg

20、SO CaCl 210g 4g 0.5g 10g 0.4g 100ml 9.25g 0.5g + + + + - + + + + + + - + + + + + + + + + + + + A、甲、乙、丙都是異養(yǎng)微生物B、甲、乙、丙都是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物C、甲是固氮微生物、乙是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物D、甲是異養(yǎng)微生物、乙是固氮微生物、丙是自養(yǎng)微生物7微生物（除病毒外）需要從外界吸取養(yǎng)分物質(zhì)并通過代謝來維護(hù)正常的生長和繁衍；以下有關(guān)微生物養(yǎng)分的說法正確選項(xiàng)A乳酸菌與硝化細(xì)菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的B微生物生長中不行缺少的一些微量的無機(jī)物稱為生長因子C培育基中的養(yǎng)分物質(zhì)濃度越高對微生物的增殖越有利D生長因子一般是酶或核酸的組成成分,微生物本身合成這些生長因子的才能往往不足；8某一種細(xì)菌株要從環(huán)境中提取現(xiàn)成的亮氨酸（20 種氨基酸中的一種）才能生長,此菌株對鏈霉素敏銳；試驗(yàn)者用誘變劑處理此菌株,想挑選出表中細(xì)菌菌株類型；依據(jù)試驗(yàn)?zāi)昴康?選用的培育基類型是（）注：亮氨酸 鏈霉素“ ” 加入“ ” 不加入如：不加亮氨酸 ：加入鏈霉素選項(xiàng) 挑選出不需要亮氨酸的 挑選出抗鏈霉素的 挑選出不需要亮氨酸的抗鏈霉素菌株 菌株 的菌株 9要將