高中生物選修1教案 2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用

微生物的實驗室培養(yǎng)

【課程目標】

了解培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識，進行微生物培養(yǎng)和無菌技術(shù)的操作。

【課題重點】

無菌技術(shù)的操作

【課題難點】

無菌技術(shù)的操作

基礎(chǔ)知識

一、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)叫培養(yǎng)

基?？煞譃榕囵B(yǎng)基和培養(yǎng)基。

2.營養(yǎng)構(gòu)成：各種培養(yǎng)基一般都含有、、和，此外還

要滿足微生物生長對、以及的要求。

3.培養(yǎng)乳酸桿菌時需在培養(yǎng)基中添加、培養(yǎng)霉菌時需將培養(yǎng)基PH調(diào)至___、

培養(yǎng)細菌時需將PH調(diào)至________________、培養(yǎng)厭氧.微生物則需提供條件。

k思考從細胞的化學元素組成來看，培養(yǎng)基中為什么都含有這些營養(yǎng)成分？

【補充1】碳源：如CO2、糖類、脂肪酸等有機物，構(gòu)成微生物的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和分泌物，

并提供能量。

氮源：如N2、氨鹽、硝酸鹽、牛肉膏、蛋白陳等，主要用來合成蛋白質(zhì)、核酸及含氮

代謝物等。含有C、H、0、N的化合物既可以作為碳源，又可以作為氮源，如氨基酸等。

二、無菌技術(shù)：閱讀“無菌技術(shù)”，討論回答下列問題：

（一）獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是，具體操作如下：

1.對實驗操作的—、操作者的和進行=

2.將用于微生物培養(yǎng)的、和等器具進行。

3.為避免周圍環(huán)境中微生物的污染，實驗操作應(yīng)在—附近進行。

4.實驗操作時應(yīng)避免已經(jīng)滅菌處理的材料用具與相接觸。

（二）消毒和滅菌

1.消毒是指。

常用的方法有、>消毒法。

2.滅菌是指:-

常用的方法有：、、滅菌。分別適用于那些用具？

K思考2』無菌技術(shù)除了防止培養(yǎng)物被污染外，還具有的目的是什么？

K思考3X利用干熱滅菌箱對玻璃器皿滅菌時物品不能擺得太擠，目的是什么？

K思考41物品裝入高壓蒸汽滅菌鍋滅菌后，要首先打開排氣閥，煮沸并排除鍋內(nèi)冷空

氣，其目.的是;隨后關(guān)閉排氣閥繼續(xù)加熱，氣壓升至__________，.溫

度為,并維持min；最后切斷熱源，使溫度自然降溫，氣壓務(wù)必降

至一時打開鍋蓋，其目的是防止___________

實驗操作一一大腸桿菌的純化培養(yǎng)：

本實驗所用的培養(yǎng)基是，本實驗可分成和

_______________兩個階段進行O

一制備牛肉膏蛋白陳固體培養(yǎng)基

1制備牛肉膏蛋白腺固體培養(yǎng)基的操作步驟是:

［［思考5］在制備牛肉膏蛋白陳固體培養(yǎng)基的稱量操作中，動作要迅速，原因是什么？

溶化操作中需要不斷用玻璃棒攪拌的目的是什么？

K思考67牛肉膏和蛋白陳主要為微生物提供什么等營養(yǎng)物質(zhì)？

2.倒平板：待培養(yǎng)基冷卻至____℃左右時在酒精燈火焰附近操作進行。

其過程是：

①在火焰旁右手拿,左手；

②使錐形瓶的瓶口;

③左手將培養(yǎng)皿,右手,立刻蓋上皿蓋。

④待平板冷卻凝固后，將平板:O

（思考7』錐形瓶的瓶口通過火焰的目的是什么？

［思考8》倒平板的目的是什么？

（思考9』若皿蓋和皿底之間粘有培養(yǎng)基，則該平板能否培養(yǎng)微生物？為什么？

［思考10》配制斜面培養(yǎng)基作用是什么？，試管為什么要加塞棉塞？

二、純化大腸桿菌

微生物接種：最常用的是法和法。另外還有穿刺接

種和斜面接種等。

1.平板劃線法是一的操作，

將聚集的菌種逐步稀餐分散到培養(yǎng)基的表面。

其操作步驟是：①將在酒精燈火焰上灼燒直至。②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。③將菌種試管口通過火焰達到

的目的。④將冷卻的接種環(huán)伸入到o⑤將菌種試管口再次通過火

焰后塞上棉塞。⑥將皿蓋打開一條縫隙，把接種環(huán),蓋上皿蓋，

不要劃破培養(yǎng)基。⑦灼燒接種環(huán)，冷卻后從劃線。重復

上述過程，完成三、四、五區(qū)域內(nèi)劃線。注意不要將相連。

⑧將平板培養(yǎng)。

K思考1■取菌種前灼燒接種環(huán)的目的是什么？為什么除第一次劃線外，其余劃

線前都要灼燒接種環(huán)？取菌種和劃線前都要求接種環(huán)途卻后進行，其目的是？

最后灼燒接種環(huán)的目的是？在第1次劃線后都從上次劃線末端開始的目的是？

2.稀釋涂布平板法則是將菌液進行一系列的梯度嵇疊，然后將

進行培養(yǎng)。當稀釋倍數(shù)足夠高時，即可獲得單個細菌形成的標準菌落。

系列稀釋操作：

①取盛有mL水的無菌試管6支,編號101、102、103、104、105、106。

②用灼燒冷卻的移液管吸取—mL菌液注入編號為101試管中，并吹打3次使之混勻。

③從101倍液中吸取mL菌液注入到編號為102試管內(nèi)吹打均勻，獲得102倍

液。依此類推。

K思考12》系列稀釋操作的注意事項是什么？

K思考132涂布平板操作的步驟是什么？

結(jié)果分析與評價

1培養(yǎng)未接種培養(yǎng)基的作用是什么？，若有菌落形成，說明什么？

2在肉湯培養(yǎng)基上，大腸桿菌菌落顏色？形態(tài)？

3培養(yǎng)12h和24h后的菌落大小乙；菌落分布位置？原因？

k思考142在某培養(yǎng)基上出現(xiàn)了3種特征不同的菌落是什么原因？

K思考153頻繁使用的菌種利用什么法保存？長期保存菌種的方法是什么？

典程精析

類型一微生物的營養(yǎng)要素

【例1】下列關(guān)于微生物營養(yǎng)的說法，正確的是.............................（）

A.同一種物質(zhì)不可能既作碳源又作氮源B.凡是碳源都能提供能量

c.除水以外的無機物僅提供無機鹽D.無機氮源也能提供能量

類型二無菌技術(shù)

【例2】細菌培養(yǎng)過程中分別采用了高壓蒸氣、酒精、火焰灼燒等幾種不同的處理，這些方

法依次用于殺滅哪些部位的雜菌.....（）

A.接種針、手、培養(yǎng)基B.高壓鍋、手、接種針

C.培養(yǎng)基、手、接種針D.接種針、手、高壓鍋

類型三制備培養(yǎng)基

［例3］以下關(guān)于制備牛肉膏蛋白豚固體培養(yǎng)基的敘述錯誤的是..................（）

A.操作順序為計算、稱量、溶化、倒平板、滅菌

B.將稱好的牛肉膏連同稱量紙一同放人燒杯

C.待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時進行倒平板

D.待平板冷卻凝固約5?10min后將平板倒過來放置

【例4】下面對發(fā)酵工程中滅菌的理解不正確的是

A.防止雜菌污染B.消滅雜菌

C.培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備都必須滅菌D.滅菌必須在接種前

??知識拓展

3.消毒與滅菌的區(qū)別

消毒是一種采用較溫和的理化因素,僅殺死物體表面或內(nèi)部一部分對人體有害的病原

菌，而對被消毒的物體基本無害的措施。例如一些常用的對皮膚、水果、飲用水進行藥劑消

毒的方法；對啤酒、牛奶、果汁和醬油等進行消毒處理的巴氏消毒法，等等。

.滅菌是采用強烈的理化因素使任何物體內(nèi)外部的一切微生物永遠喪失其生長繁殖能力

的措施。例如各種高溫滅菌措施等。

4.微生物的營養(yǎng)類型

異養(yǎng)微生物生命活動所需要的能源，主要靠有機物氧化分解釋放能量，碳源是異養(yǎng)微生

物的主要能源物質(zhì)，碳源對異養(yǎng)微生物來說，不僅可為機體提供構(gòu)成細胞物質(zhì)，而且為機體

提供完成整個生理活動所需能量。某些異養(yǎng)微生物也可以光能作為能源，例如紅螺菌,在環(huán)

境中沒有有機物的條件下，它可以利用光能，把環(huán)境中的CO?合成為自身有機物；在有有機

物存在的條件下，可以利用有機物進行生長，其代謝類型為兼性營養(yǎng)型細菌。依微生物生長

所需碳源的性質(zhì)以及所需能源，將微生物的營養(yǎng)類型歸納如下：

各類微生物所需碳源和能源的比較

在生產(chǎn)實踐和社會生活中，我們可以利用某些微生物碳源的特殊性來解決環(huán)境污染、糧

食危機等問題。我們可以利用某些細菌、放線菌、酵母菌以石油作為碳源的原理，消除石油

污染。運用某些細菌可以分解、利用氟化物、酚等有毒物質(zhì)的原理處理有毒物質(zhì)。研究開發(fā)

以纖維素、石油、COz等作為碳源和能源的工業(yè)微生物，緩解糧食危機。

自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物類型的劃分，主要依靠能否以C02作為生長的主要或唯一碳

源，而不是決定于氮源。例如異養(yǎng)微生物最常用的氮源是無機氮源中的鏤鹽和硝酸鹽。

【補充】生長因子：某些微生物正常生長代謝過程中必須從培養(yǎng)基中吸收的微量有機小

分子，如某些氨基酸、堿基、維生素等。

【補充】培養(yǎng)基的配制原則：

①目的要明確：根據(jù)培養(yǎng)的微生物種類、培養(yǎng)的目的等確定培養(yǎng)基的類型和配制量。

②營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜。例如：碳氮比4：1時，

谷氨酸棒狀桿菌大量繁殖而產(chǎn)生谷氨酸少；碳氮比為3：1時，菌體繁.殖受抑制而谷氨酸合

成量大增。

③pH要適宜：細菌培養(yǎng)基pH中性或偏堿性，霉菌培養(yǎng)基呈酸性。

知識拓展題

為了檢測飲用水中是否含有某種細菌，配制如下培養(yǎng)基:

成分乳糖蔗糖磷酸氫鉀伊紅Y美藍蒸儲水PH

含量5g5g2g0.4g0.065g1000g7.2

（1）該培養(yǎng)基所含的碳源是-----------，其功能是-------------------。

（2）該培養(yǎng)基所含的氮源是-----------,其功能是-------------------。

（3）該培養(yǎng)基除含碳源、氮源外，還有微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)是------------------

（4）該細菌在同化作用上的代謝類型是-

（5）該培養(yǎng)基用來鑒別的細菌是（）

A霉菌B大腸桿菌C酵母菌D乳酸菌

基礎(chǔ)自測

一、選擇題、

1.下列有關(guān)培養(yǎng)基的敘述正確的是)

A.培養(yǎng)基是為微生物的生長繁殖提供營養(yǎng)的基質(zhì)

B.培養(yǎng)基只有兩類：液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基

C.固體培養(yǎng)基中加入少量水即可制成液體培養(yǎng)基

D.微生物在固體培養(yǎng)基上生長時，可以形成肉眼可見的單個細菌

2.不同培養(yǎng)基的具體配方不同，但一般都含（）

A.碳源、磷酸鹽和維生素B.氮源和維生素

C.水、碳源、氮源和無機鹽D.碳元素、氧元素、氫元素、氮元素

3.獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是……）

A.將用于微生物培養(yǎng)的器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌B.接種純種

細菌

C.適宜環(huán)境條件下培養(yǎng)D.防止外來雜菌的入侵

4.下列常用的無菌操作中錯誤的是）

A.用酒精擦拭雙手B.用氯氣消毒水源

C.實驗操作應(yīng)在酒精燈火焰附近進行D.玻璃器皿（吸管、培養(yǎng)皿）可用酒精擦拭

5.制備牛肉膏蛋白膝固體培養(yǎng)基的步驟是（）

A.計算、稱量、倒平板、溶化、滅菌B.計算、稱量、溶化、倒平板、滅菌

C.計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板D.計算、稱量、滅菌、溶化、.倒平板

6.有關(guān)倒平板的操作錯誤的是........（）

A.將滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁的桌面上B.使打開的錐形瓶瓶口迅速通過火焰

C.將培養(yǎng)皿打開，培養(yǎng)皿蓋倒放在桌子上D.等待平板冷卻凝固后需要倒過來放置

7.有關(guān)平板劃線操作正確的是)

A.使用已滅菌的接種環(huán)、培養(yǎng)皿，操作過程中不再滅菌

B.打開含菌種的試管需通過火焰滅菌，取出菌種后需馬上塞上棉塞

C.將沾有菌種的接種環(huán)迅速伸人平板內(nèi)，劃三至五條平行線即可

D.最后將平板倒置，放人培養(yǎng)箱中培養(yǎng)

8.有關(guān)稀釋涂布平板法，敘述錯誤的是???（）

A.首先將菌液進行一系列的梯度稀釋

B.然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面

C.再放在適宜條件下培養(yǎng)D.結(jié)果都可在培養(yǎng)基表面形成單個的菌落

9.涂布平板操作需要用到..........（）

A.接種環(huán)、滴管、酒精燈B.接種環(huán)、移液管、酒精燈

C.涂布器、移液管.、酒精燈D.涂布器、接種環(huán)、酒精燈

10.將接種后的培養(yǎng)基和一個未接種的培養(yǎng)基都放入37℃恒溫箱的目的是.....)

A.對比觀察培養(yǎng)基有沒有被微生物利用B.對比分析培養(yǎng)基是否被雜菌污染

C.沒必要放人未接種的培養(yǎng)基D.為了下次接種時再使用

11關(guān)微生物營養(yǎng)物質(zhì)的敘述中，正確的是

A.是碳源的物質(zhì)不可能同時是氮源B.凡碳源都提供能量

C.除水以外的無機物只提供無機鹽D.無機氮源也能提供能量

12.作為自養(yǎng)生物唯一碳源的是（）

A糖類B石油C二氧化碳D花生粉餅

13.大腸桿菌的代謝類型是（.）

A自養(yǎng)需氧B異氧嚴格厭氧C異養(yǎng)需氧D異養(yǎng)兼性厭氧

14.菌種保藏應(yīng)控制的條件是（）

（1）濕度（2）低溫（3）干燥（4）有光(5)隔絕空氣（6）適當有氧

A(1)(4)(6)B(2)(3)(6)C(1)(5)(6)D(2)(3)(5)

15.下列物質(zhì)中，不能用作酵母菌碳源的是（

A含碳有機物B蛋白陳C含碳無機物D花生粉餅等天然物質(zhì)

16.平板冷卻凝后要將平板倒置,其意義是（）

A利于大腸桿菌的接種B防止雜菌污染

C利于培養(yǎng)的冷卻D防止皿蓋冷卻水倒流入培養(yǎng)基

17o含C、H、O、N的大分子化合物可以作為（）

A異養(yǎng)微生物的氮源、能源B異養(yǎng)微生物的碳源、氮源

C自養(yǎng)微生物的氮源、能源、碳源D自養(yǎng)微生物的氮源、能源、碳源

二、非選擇題

18.鑒定培養(yǎng)基的制作是否合格的方法是：將制備好的培養(yǎng)基放在中保溫「2天

看有無.,如果沒有說明制作合格，反之則不合格。

19.請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。

（1）培養(yǎng)細菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿

（2）玻棒、試管、燒瓶和吸管

（3）實驗操作者的雙手

（1）、（2）、（3）

20.19世紀中期，關(guān)系到法國經(jīng)濟命脈的釀造業(yè)曾一度遭受毀滅性的打擊。在生產(chǎn)過程中，

出現(xiàn)了葡萄酒變酸、變味的怪事。

（1）根據(jù)你所掌握的知識分析導致生產(chǎn)失敗的根源是什么？

（2）由此得出研究和應(yīng)用微生物的前提是防止

21.在倒平板的過程中，如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個平板還能用

來培養(yǎng)微生物嗎?為什么？

22.在做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?

參考答案

基礎(chǔ)知識

一、1.營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖液體固體

2水.碳源氮源無機鹽PH特殊營養(yǎng)物質(zhì)氧氣

3維生素，酸性，中性或微堿性，無氧

k思考12:C、H、0、N、P、S是構(gòu)成細胞原生質(zhì)的基本元素，約占原生質(zhì)總量的97%

以上。

二（一）雜菌1.空間衣著手，清潔和消毒2.器皿接種用具，培養(yǎng)基，滅菌3.酒

精燈火焰4.周圍的物品

（二）1.略巴氏消酒精2.略灼燒干熱高壓蒸氣

K思考2R:防止感染實驗操作者。

（思考3』避免妨礙熱空氣流通。

［思考4］有利于鍋內(nèi)溫度升高，100kPa,121℃,15?30,零，容器中的液體暴沸，

實驗操作、

一1計算一稱量一溶化一滅菌一倒平板

思考5：防止牛肉膏吸收空氣中水分。防止瓊脂糊底而導致燒杯破裂。

（思考6］糖維生素和有機氮

2：50,錐形瓶，拔出棉塞，迅速通過火焰，打開一條縫隙，將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，倒過

來放置

（思考72消滅瓶口的雜菌，防止雜菌感染培養(yǎng)基。

I1思考82防止培養(yǎng)基冷卻過程中形成的水滴落到培養(yǎng)基表面。

k思考9》不能?？諝庵须s菌會在這些粘附培養(yǎng)基上繁殖，并污染皿內(nèi)培養(yǎng)基。

K思考103增大接種面積，保持通氣并防止雜菌感染。

答案。二、平板劃線.稀釋涂布平板

1通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線，①接種環(huán)，燒紅。③，消滅試管口雜菌。

④菌液中取出一環(huán)菌種。⑥，伸入平板內(nèi)劃3?5條平行線,⑦，第一區(qū)劃線末端開始

向第二區(qū)域內(nèi)，，第五區(qū)的劃線與第一區(qū)劃線，⑧，倒置放在培養(yǎng)箱中

（思考112消滅接種環(huán)上的微生物，的目的是消滅接種環(huán)上殘留菌種，防止高溫殺死

菌種;防止細菌污染環(huán)境和操作者。獲得由單個細菌形成的標準菌落。

2不同稀釋度的菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基的表面，

①，9mL,滅菌。②，1。③，1

K思考12》操作中試管口和移液管應(yīng)在離火焰1?2cm處。整個操作過程中使用了1支移液

管

結(jié)果分析與評價

1對照，培養(yǎng)基滅菌不徹底。2呈亙色，為圓形，光滑有光澤，邊緣整齊。3大小不同;

菌落分布位置相同。原因是時間越長，菌落中細菌繁殖越多，菌落體積越大；菌落的位置不

動，但菌落數(shù)增多。

k思考142有培養(yǎng)基滅菌不徹底或雜菌感染等。

［思考15》臨時保藏法和甘油管藏法。前者利用固體斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)后，保存在4℃

冰箱中，每3?6個月轉(zhuǎn)種培養(yǎng)一次，缺點是保存時間較短，容易發(fā)生污染和變異；后者將

菌種與無菌體積等量混合后保存在一20℃冷凍箱中。

【例1】解析：此題考查學生對微生物的營養(yǎng)和能源的理解。對異養(yǎng)微生物來說，含C、H、

0、N的化合物既是碳源，又是氮源。CO?是光能自養(yǎng)細菌的碳源，但不能提供能量。CO?和N。

是無機物，也是微生物的碳源和氮源。硝化細菌所利用的氮源是無機氮源氨，同時氨也為硝

化細菌提供用以化能合成作用的能源。答案：D

啟示：含C、H、°、N的化合物既是微生物的碳源，又是微生物的氮源；有機碳源能提

供能量，無機碳源不能提供能量；無機物也可提供碳源、氮源和能源。

【例2】解析：此題考查學生對無菌技術(shù)的掌握。高壓蒸氣滅菌鍋是滅菌的一個設(shè)備，通

常用于培養(yǎng)基的滅菌。用酒精擦拭雙手是消毒的一種方法。火焰灼燒，可以迅速徹底地滅菌，

適用于微生物的接種工具，如接種環(huán)。答案：C

啟示:微生物培養(yǎng)過程中的無菌操作包括消毒和滅菌兩大類,分別又有各種不同的方法。

對實驗操作的空間、操作者的衣著和手，進行清潔和消毒；將用于微生物培養(yǎng)的器皿、.接

種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌。

【例3】解析：制備牛肉膏蛋白腺固體培養(yǎng)基的步驟是計算、稱量、溶化、滅菌、倒平板，

不能顛倒。牛肉膏容易吸潮，所以當牛肉膏溶化并與稱量紙分離后，用玻棒取出稱量紙。待

培養(yǎng)基冷卻至50℃,用手觸摸錐形瓶剛剛不燙手，并且培養(yǎng)基處于溶化狀態(tài)。平板冷卻幾

分鐘后還需倒置。答案：A

啟示：固體培養(yǎng)基的制作步驟是：“計算-稱量-溶化一滅菌一倒平板”順序不能顛

倒。并且在制作過程特別是倒平板時徹底做到“無菌”。

【例4】解析：滅菌是微生物發(fā)酵過程的一個重要環(huán)節(jié)。A說的是滅菌的目的，

因為發(fā)酵所用的菌種大多是單一的純種，整個發(fā)酵過程不能混入其他微生物（雜

菌），所以是正確的；B是錯誤的，因為滅菌的目的是防止雜菌污染，但實際操

作中不可能只消滅雜菌，而是消滅全部微生物。C是正確的，因為與發(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專門接種的，滅菌必須在

接種前，如果接種后再滅菌就會把所接菌種也殺死。答案：B

基礎(chǔ)自測一、1.A2.C3.D4.D5.C6.C7.D8.D9.C10.B。

llDoo12oCo13oDo14oBo15oCo16oDo17oBo

二、18.恒溫箱菌落生長，菌落生長19（1）需要滅菌.（2）需要滅菌（3）需要消毒

20（1）導致生產(chǎn)失敗的根源在于發(fā)酵物中混入了雜菌。（2）雜菌入侵,獲得純凈的培養(yǎng)物。

21.不能因空氣中的微生物可能在皿蓋與皿底之間的培養(yǎng)基上滋生，因此最好不要

用這個平板培養(yǎng)微生物。

22.因劃線后線條末端細菌的數(shù)目比線條起始處要少，每次從上一次劃線的末端開始，

能使細菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，這樣最終就能得到由單個細菌繁殖而來的

菌落。

土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)

教學目標：

（一）知識與技能

利用選擇培養(yǎng)基分離細菌，運用相關(guān)技術(shù)解決生產(chǎn)生活中有關(guān)微生物的計數(shù)

（二）過程與方法

分析研究思路的形成過程，找出共性和差異性

（三）情感、態(tài)度與價值觀

形成無菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習慣

教學重點：對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制

教學難點：對分解尿素的細菌的計數(shù)

教學過程：

（-）引入新課

上節(jié)課我們學習了培養(yǎng)基的配置以及接種技術(shù)。下面我們來學習如何進行細菌的分離，

獲得所需要的目的微生物。

（-）進行新課

1.基礎(chǔ)知識

1.1尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通過

土壤中的細菌將尿素分解為氨和co?,這是.因為細菌能合成蟲酶。

1.2科學家能從熱泉中把耐熱細菌篩選出來是因為熱泉的高溫條件淘汰了絕大多數(shù)微

生物，這樣也適用于實驗室中微生物的篩選，原理是人為提供有利于目的菌株生長的條件

（包括營養(yǎng)、溫度、PH等），同時抑制或阻止其他微生物生長。

點評：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用。所以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制

培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。

K思考在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長提供碳源的是理蕾窿，提供氮源的的

是尿素，瓊脂的作用是凝固劑。

K思考2］該培養(yǎng)基對微生物具有（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機

制是只有能夠以，尿素作為氮源的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長。

1.3在統(tǒng)計菌落數(shù)目時，常用來統(tǒng)計樣品中活菌數(shù)目的方法是稀釋涂布平板法。除

此之外，顯微鏡直接計數(shù)也是測定微生物數(shù)量的常用方法。

【補充】顯微鏡直接計數(shù)是測定微生物的方法。

公式：觀察到的.紅細胞平均數(shù)：觀察到的細菌平均數(shù)=紅細胞含量：細菌含量

1.4采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計菌落數(shù)目時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品

稀釋液中一個活菌。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。

為了保證結(jié)果準確，一般選擇菌落數(shù)在30?300的平板進行計,數(shù)。

［思考33從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)的計算方法是（平均菌落數(shù)

?涂布的稀釋液體積）X稀釋倍數(shù)。

k思考42利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計菌落數(shù)目的關(guān)鍵是恰當?shù)南♂尪取?/p>

k思考52第二位同學的結(jié)果.接近真實值。你認為這兩位同學的實驗需要改進的操作

是第一位同學需設(shè)置重復實驗組；第二位同學統(tǒng)計的三個菌落數(shù)相差太大，說明操作有誤,

需重新實驗。

1.5統(tǒng)計的菌落數(shù)比活菌的實際數(shù)目旦。這是因為當兩個或多個細胞在一起時，平

板上觀察到的只是一個菌落。因此，統(tǒng)計結(jié)果一般用菌落數(shù)來表示。

1.6設(shè)置對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結(jié)果的影響，提高實驗結(jié)

果的可信度。

1.7對照實驗是指除了被測試的條件外,其他條件都相同的實驗。滿足該條件的

稱為對照組,未滿足該條件的稱為實驗組。

K思考6》請設(shè)計本實驗的對照實驗組：

方案1：其他同學用A同學的土樣進行實驗。

方案2：A同學以不接種的培養(yǎng)基作為空白對照。

2.實驗設(shè)計

2.1實驗設(shè)計的內(nèi)容包括實驗方案、材料用具、實施步驟和時間安排等。

2.2根據(jù)圖示2—7填寫以下實驗流程：

配制土壤溶液一A系列稀釋一》涂布平板與培養(yǎng)一?菌落計數(shù)

2.3土壤微生物主要分布在距地表Tcm的近生性土壤中，約70%?80%為細菌。

2.4分離不同的微生物采用不同的稀釋度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同,

其目的是保證獲得菌落數(shù)在30?300之間、適于計數(shù)的平板。細菌稀釋度為10%i（）5、i06.

放線菌稀釋度為10，10"、10、真菌稀釋度為1。2、10\此

2.5培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。細菌一般在30?37℃培養(yǎng)1?2d,放線

菌一般在25?28℃培養(yǎng)5?7d,霉菌一般在25?28℃的溫度下培養(yǎng)3?4d。

2.6在菌落計數(shù)時，每隔名h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目。選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)

果，以防止因培養(yǎng)時間不足而導致遺漏菌落的數(shù)目。

點評：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以.培養(yǎng)時間要充足，使得每個菌

體都能形成肉眼可觀察到的菌落。

2.7菌落的特征包括形狀、大小、隆起程度、顏色等方面o

K思考8》土壤微生物種類最多、數(shù)量最大的原因是什么？土壤中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，

環(huán)境條件適宜等。

2.9實驗過程

1）取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的信封在使用前都要滅菌。

2）應(yīng)在火焰旁稱取土壤10g。將稱好的土樣倒入盛有901nL無菌水的錐形瓶中,塞好

棉塞。

3）在稀釋土壤溶液的過程中，每一步都要在火焰旁進行。

4）實驗時要對培養(yǎng)皿作好標記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時間、稀釋度、培養(yǎng)物等。

5）為了提高效率，在操作時更加有條不紊，應(yīng)當事先規(guī)劃時間。

k思考9』在研究未知微生物時務(wù)必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染,實驗后一定要

洗手。

3.結(jié)果分析與評價

3.1對分離的菌種作進一步的鑒定.，還需要借助生物化學的方法。

3.2在細菌分解尿素的化學反應(yīng)中，細菌合成的麻酶將尿素分解成了氨。氨會使

培養(yǎng)基的堿性增強，PH升高。因此，我們可以通過檢測培養(yǎng)基衛(wèi)L變化來判斷該化學反

應(yīng)是否發(fā)生。

3.3在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑。培養(yǎng)某種細菌后，如果

PH升高，指示劑將變紅，說明該細菌能夠分解尿素。

K思考103測定飲水中大腸桿菌數(shù)量的方法是將一定體積的水用細菌過濾器過濾后，

將濾膜放到伊紅美藍培養(yǎng)基上培養(yǎng),大腸桿菌菌落呈現(xiàn)黑色,通過記述得出水樣中大腸

桿菌的數(shù)量。你認為在該實驗中至少應(yīng)取三個水樣。

（三）課堂總結(jié)、點評

（四）實例探究

例1.對細菌群體生長規(guī)律測定的正確的表述是

A.在液體培養(yǎng)基上進行.B.至少接種一種細菌

C.接種一個細菌D.及時補充消耗的營養(yǎng)物質(zhì)

解析：細菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下.進行的。這些條件是：一種細菌、

恒定容積的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基、定時測定細菌總數(shù)。在這些條件下，才能測定出細菌的生

長規(guī)律。測定時只能用一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長；恒定容積是給

微生物提.供一定的生存環(huán)境；液體培養(yǎng)基才能通過樣品推測細菌總數(shù)。若接種多種細菌，

則會發(fā)生種間斗爭而不能測定一種微生物的生長規(guī)律。在接種時，要保證一定的接種量。

答案：A

例2.在微生物群體生長規(guī)律的測定中，種內(nèi)斗爭最顯著最激烈的時期是

A.調(diào)整期B.對數(shù)期C.穩(wěn)定期D.衰亡期

解析：種內(nèi)斗爭是一種生態(tài)因素。種內(nèi)斗爭反應(yīng)了種內(nèi)生物對生存空間和生活資源的爭

奪。在生活空間充裕，營養(yǎng)充足的時候，種內(nèi)斗爭的程度是比較低的。隨著微生物個體數(shù)目

的增加，每個個體的生存空間越來越少，營養(yǎng)物質(zhì)也越來越少，每個個體對生存空間和資源

的爭奪也越來越激烈，種內(nèi)斗爭就越來越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內(nèi)斗爭最激烈。在

衰亡期，微生物的數(shù)目已經(jīng)開始減少，pH已經(jīng)極度不適于微生物的生存，次級代謝產(chǎn)物積

累到很高的程度，這時的微生物的生存斗爭主要是與無機環(huán)境的斗爭。

答案：C

綜合應(yīng)用

例3.（2005年江蘇）抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟價值使

抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有劃時代的意義。

⑴青霉素發(fā)酵產(chǎn)生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是,青霉素是青霉菌的

代謝產(chǎn)物。

⑵在生產(chǎn)和科研中，常選用處于期的青霉菌作為菌種或研究材料，因為此時的

青霉菌代謝旺盛，和比較穩(wěn)定。

⑶對青霉菌菌體生長情況的測定：取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復洗滌

后，,再計算發(fā)酵罐中菌體的總重量。

解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應(yīng)為異養(yǎng)需氧型，而青霉素作為它的代謝產(chǎn)物，并

不是它生長、繁殖所必需的，所以青霉素應(yīng)屬于次級代謝產(chǎn)物。在測定培養(yǎng)基上青霉菌菌體

的生長情況時，常用的方法有兩種：一種是測量青霉菌的細胞數(shù)目，另一種是測重量，取一

定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱.干重，再由此計

算出其中的細胞總重量。在細菌生長的四個主要時期中，因為處于對數(shù)期的細菌代謝旺盛，

個體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料。

答案：⑴異養(yǎng)需氧型次級⑵對數(shù)個體的形態(tài)生理特性⑶稱菌體的濕重

（稱烘干后的重量）

（五）鞏固練習

1.在一個“淀粉一瓊脂”培養(yǎng)基的5個圓點位置，分別用不同方法處理，將此實驗裝

置放在37℃恒溫箱中，保溫處理24h后，將碘液滴在培養(yǎng)基的5個圓點上，其實驗結(jié)

果記錄于下表：（C）

淀粉圓點實驗處理方法碘液處理后的顏色反應(yīng)

?新鮮唾液與鹽酸混合藍黑色

②經(jīng)過煮沸的新鮮唾液藍黑色

③接種面包霉棕黃色

④只有新鮮的唾液?

⑤只有一定濃度的蔗糖溶液?

請指出④和⑤所發(fā)生的顏色反應(yīng)，以及③接種的面包霉的分泌物分別是

A.棕黃色、棕黃色、淀粉酶B.藍黑色、棕黃色、麥芽糖酶

C.棕黃色、藍黑色、淀粉酶D.棕黃色、藍黑色、麥芽糖酶

2.實驗測定鏈霉素對3種細菌的抗生素效應(yīng)，用3種細菌在事先準備好的瓊脂塊平板

上畫3條等長的平行線（3條線均與下圖中的鏈霉素帶接觸），將平板置于37℃條件下恒溫

培養(yǎng)3天，結(jié)果如圖所示。從實.驗結(jié)果分析以下敘述，不正確的是（）

霍亂菌

傷寒菌

結(jié)核菌

A.鏈霉素能阻止結(jié)核菌的生長B.鏈霉素對結(jié)核菌比對霍亂菌更有效

C.鏈霉素對結(jié)核菌比對傷寒菌更有效D.鏈霉素可以用于治療傷寒病人

3.利用生物工程生產(chǎn)啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是

A.酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌

B.酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌

C.酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌

D.黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌

4.下列操作不屬于微生物的分離步驟的是

A.稀釋B.劃線或涂布C.接斜面D.培養(yǎng)

5.影響微生物生長的主要環(huán)境因素是

A.陽光、溫度、水分B.溫度、水分、PHC.水分、PH、氧D.溫度、PH、氧

6.下列微生物的產(chǎn)物中沒有菌種特異性的一組是

A.氨基酸、核甘酸、多糖、色素

B.多糖、脂類、維生素、抗生素、氨基酸

C.核甘酸、多糖、維生素、毒素、抗生素

D.核甘酸、維生素、多糖、脂類、氨基酸

7.微生物代謝的人工控制是指

A.改變微生物的遺傳特性B.控制發(fā)酵時的溫度

C.調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的pH,氧氣通入量D.包括A、B、C三項

8.在微生物群體生長規(guī)律的測定中，不可能發(fā)生的是

A.繁殖B.生存斗爭C.種間斗爭D.種內(nèi)斗爭

9.與調(diào)整期長短有關(guān)的因素中，可縮短調(diào)整期的一組是

①用與菌種相同的培養(yǎng)基②營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基③穩(wěn)定期獲得的菌種④對數(shù)期

獲得的菌種⑤接種時間提前⑥接種量加大⑦接種量減?、嘟臃N種類加大

A、①③⑤⑦B、②③⑤⑦C、①④⑥D(zhuǎn)、②④⑤⑥⑧

10.微生物群體生長善的測定方法可以是

①測定樣品的細胞數(shù)目②測定次級代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量

③測定培養(yǎng)基中細菌的體積④測定樣品的細胞重量

⑤測定初級代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量

A.②④B.①④C.①③⑤D.②③④

答案：1一5CDCCD6—10DDCCB

★教學體會

本節(jié)課可以從尿素在農(nóng)業(yè)上的重要應(yīng)用切入，介紹能分解尿素的細菌，進而說明這種細

菌的作用是能夠合成分解尿素的酶。在教學過程中，可以聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，使學生對尿素

以及分解尿素的細菌形成一定的感性認識。同時通過課題背景的介紹，可以進行STS教育。

對于實驗中的對照原則，可以指導學生分組討論，在掌握彳散生物分離技術(shù)的同時鞏固實驗

設(shè)計的基本原則。

課題：分解纖維素的微生物的分離

教學目標：

（一）知識與技能

簡述纖維素酶的種類及作用，從土壤中分離出分解纖維素的微生物；掌握從土壤中分離某種

特定微生物的操作技術(shù)

（二）過程與方法

分析分離分解纖維素的微生物的實驗流程，弄懂實驗操作的原理

（三）情感、態(tài)度與價值觀

領(lǐng)悟科學探究的方法，發(fā)展科學思維和創(chuàng)新能力

教學重點：從土壤中分離分解纖維素的微生物

教學難點：從土壤中分離分解纖維素的微生物

教學過程

（一）引入新課

上節(jié)課我們探討學習了土壤中尿素分解菌的分離與計數(shù)，這節(jié)課我們以纖維素分解菌的

分離與純化為例，鞏固加深對這方面技術(shù)的理解和掌握。

（-）進行新課

1.基礎(chǔ)知識

活動1：閱讀“纖維素與纖維素酶”，回答下列問題:

1.1纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物,是含量最豐富的多糖類物質(zhì)。

纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。

延伸：草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？腸胃中的共生物生物。

1.2棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。纖維素的分解需要在纖維素酶的催化

作用下完成，請完成下列過程：

G酶、Cx酶葡萄糖昔酶

纖維素耳纖維二糖*葡萄糖

［思考IX實驗分析：投影的小實驗是如何構(gòu)成對照的？

在支試管中添加纖維素酶，另■支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸一醋酸鈉緩沖液用

量不同，但都能維持相同的pH。

k思考211個酶活力單位是指在溫度為生。C,其它反應(yīng)條件最適宜情況下，在」_min

內(nèi)轉(zhuǎn)化Immol的底物所需要的酶量。

活動2：閱讀“纖維素分解菌的篩選”，回答下列問題：

1.3篩選纖維素分解菌的方法是剛果紅染色法。該方法可以通過顏色反應(yīng)直接篩選。

2.4其原理是：剛果紅可以與纖維素形成紅色復合物,當纖維素被纖維素酶分解后,紅

色復合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈,我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來

篩選纖維素分解菌。

2.實驗設(shè)計

活動3：完成實驗方案流程圖，討論回答問題:

（思考31實驗流程中“選擇培養(yǎng)”的培養(yǎng)基類型是什么？該培養(yǎng)的目的是什么？.

液體選擇培養(yǎng)基。其目的是使纖維素分解菌增殖，含量增多。

（思考43本實驗流程與尿素分解菌的分離實驗流程有哪些異同？

尿素分解菌的分離實驗流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養(yǎng)基上;本課題通

過選擇培養(yǎng)使細菌增殖后，再涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其它操作基本基本共同。

活動4：閱讀投影資料一“土壤取樣”，回答下列問題：

2.1纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中。

2.2為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？

生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用，只有在纖維素含量豐富的環(huán)境中纖維素分

解菌的含量才會高于其它普通環(huán)境，從而提高獲得目的微生物的幾率。

2.3將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應(yīng)該埋進土壤多深？

人工設(shè)置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。將紙埋于深約1.0cm的腐殖土壤中。

活動5：閱讀投影資料二“選擇培養(yǎng)基”，回答以下三個問題：

2.4纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于液住培養(yǎng)基，原因是沒有添加瓊脂成分。

2..5培養(yǎng)基選擇作用機制是以纖維素粉為唯一碳源，只有纖維素分解菌才能生存。

2.6若設(shè)置■個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是將纖維素粉改為葡萄糖。

活動5：閱讀投影資料三“剛果紅染色法”，填表比較兩種染色法的各自的優(yōu)缺點：

染色法優(yōu)點缺點

顏色反應(yīng)基本上是操作繁瑣

方法一

纖維素分解菌的作用剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜

操作簡便產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，

方法二

不存在菌落混雜問題有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。

K思考5》為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？

在選擇培養(yǎng)條件下，可使能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)

這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。

3.結(jié)果分析與評價

活動6：閱讀“課題延伸”，回答：

3.1為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素.酶實驗,纖

維素酶的發(fā)酵方法有液體.發(fā)酵和固體發(fā)酵。

3.2纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的3HL含量進行定

量測定。

（三）課堂總結(jié)、點評

（四）實例探究

例1.有關(guān)谷氨酸發(fā)酵的敘述中正確的是

A.發(fā)酵中要不斷通入空氣B.培養(yǎng)條件不當將不能得到產(chǎn)品

C.攪拌的唯一目的是使空氣成為小泡D.冷卻水可使酶活性下降

解析：進行谷氨酸發(fā)酵的菌種是異養(yǎng)需氧型微生物，所以要在培養(yǎng)過程中不斷通入空氣,

但是必須通入的是無菌空氣，普通空氣是不行的，容易造成雜菌污染。攪拌不但使空氣成為

小氣泡以增加培養(yǎng)基中的溶氧量，還能使培養(yǎng)基與菌種充分接觸，提高原料的利用率。在培

養(yǎng)過程中，由于微生物的代謝產(chǎn)熱和機械磨擦生熱，會使培養(yǎng)基的溫度升高，高到一定程度,

就會使酶的結(jié)構(gòu)和核酸的結(jié)構(gòu)遭到破壞，培養(yǎng)會因此而受到影響。降低溫度，是保證酶正常

活性的條件之一而不會使酶的活性下降。當培養(yǎng)條件不恰當時，不能得到谷氨酸。如pH降

低時將得到乙酰谷氨酰胺，溶氧低時將得到乳酸或琥珀酸。

答案：B

例2.溫度對發(fā)酵過程的影響，不正確的是

A.溫度過高，發(fā)酵周期縮短，產(chǎn)量降低B.溫度不影響生物合成的途徑

C.溫度能影響菌種對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收

D.菌體生長和產(chǎn)物合成所需的最適溫度不一定相同