1.2.1 微生物的基本培养技术的学案
文档属性
| 名称 | 1.2.1 微生物的基本培养技术的学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 139.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-03 10:05:12 | ||
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文档简介
1.2.1微生物的基本培养技术的学案
【学习目标】
1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。
2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。
3.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室进行微生物分离和纯化的常用方法。
【学习重难点】
【教学重点】
1.微生物纯培养的基本操作要求，微生物选择培养的原理。
2.酵母菌的纯培养。
3.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。
【教学难点】
1.酵母菌的纯培养。
2.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。
【预习新知】
培养基的配制
1．培养基
人们按照微生物对___________的不同需求，配制出的供其________的营养基质。
2．培养基的用途：用以培养、分离、鉴定、________或____________。
3．培养基的配方
(1)各种培养基一般都含有水、________(提供________的物质)、________(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。如下表为某微生物培养基的成分：
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 H2O
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 定容至 1 000 mL
该培养基中可以为微生物提供氮源的是________，可以为微生物提供碳源的是________和________。此培养基中加入了________，为固体培养基。
(2)还需要满足微生物生长对pH、____________以及O2的需求。
微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物
特殊 需求 添加维生素 pH调至 酸性 pH调至中性 或弱碱性 提供无 氧环境
答案：
1．营养物质 生长繁殖
2．保存微生物 积累其代谢物
3．(1)碳源 碳元素 氮源 尿素 葡萄糖 尿素 琼脂(2)特殊营养物质
无菌技术
1．获得纯净的微生物培养物的关键：防止__________。
2．消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为___的物理、化学或生物等方法杀死物体____或内部一部分微生物 使用____的理化方法杀死物体内外____的微生物，包括_______
常用方法 ___消毒法、巴氏消毒法、___消毒法、紫外线消毒法 ____灭菌、干热灭菌、____灭菌
适用对象 操作空间、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
3.具体操作
(1)对实验操作的____、操作者的衣着和手进行清洁和___。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行____。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在_________附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与__________接触。
微生物的纯培养
1．纯培养：在微生物学中，将接种于_____内，在合适条件下形成的含_______的群体称为培养物。由_________所获得的微生物群体称为纯培养物，获得________的过程就是纯培养。
2．微生物纯培养的步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、____、____、分离和培养等步骤。
3．酵母菌的纯培养
(1)菌落：分散的微生物在适宜的________表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的__________。
(2)获得单菌落的方法：_______法和__________法。
【易错提示】
无菌操作中的注意事项
(1)用体积分数为70%的酒精消毒效果最好，原因是浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。
(2)接种室、接种箱和超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
(3)芽孢是某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体。孢子是某些微生物的繁殖体。
(4)一般情况下，在实验操作过程中，对能灭菌的对象进行灭菌处理，如培养皿及用到的各种器具；对无法灭菌的对象则进行消毒处理，如实验操作者的衣着和双手等。
(5)与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法的优点是在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
(6)无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。
【深化探究】
1．(科学探究)请结合倒平板的操作程序探究：
(1)如图一所示，为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
(2)如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？
(3)怎样判断培养基制备是否合格、成功，是否受到污染？
(1)提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
(2)提示：培养基冷却凝固后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避免培养基中的水分过快地蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
(3)提示：将未接种的培养基在恒温箱中保温一段时间后，如果无菌落生长，说明培养基制备成功、合格，未受到污染。
2．(科学思维)请结合平板划线法探究：
(1)平板划线操作时，需要对接种环灼烧灭菌，比较下列灼烧灭菌的目的。
项目 目的
蘸取菌液前灼烧
每次划线前灼烧
划线结束后灼烧
(2)在做第二次划线以及其后的操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
提示：(1)避免接种环上可能存在的微生物污染菌种 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来自上一次划线的末端 及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
(2)划线的末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能够使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个细胞。
【巩固训练】
1.安全工作，人人有责。为了确保实验室中微生物实验操作的安全性，需要实验者遵循基本的安全规则，下列相关叙述错误的是( )
A.所有微生物实验的操作者必须要穿实验服、戴防护镜等
B.处理微生物实验材料时，必须遵守无菌操作的规程
C.微生物实验材料丢弃前必须要进行灭菌处理
D.必须禁止在实验室吃喝东西
2.将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37℃恒温箱的目的是( )
A.对比观察培养基有没有被微生物利用
B.对比分析培养基上是否生有杂菌
C.没必要放入未接种的培养基
D.为了下次接种时再使用
3.培养基需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。下列叙述错误的是( )
A.培养霉菌时，培养液调至酸性
B.培养细菌时，培养基调至强碱性
C.培养厌氧微生物时，提供无氧的条件
D.培养乳酸杆菌时，培养基中添加维生素
4.下列关于消毒、灭菌及无菌操作的叙述，错误的是( )
A.消毒就是要杀死物体内外所有的微生物
B.操作者的双手可以用酒精擦拭进行消毒
C.接种室和工作台可以用紫外线进行消毒
D.玻璃器皿可以采用干热灭菌法进行灭菌
5.下表为某培养基的部分配方，下列有关叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 葡萄糖 K2HPO4 琼脂 FeSO4 蒸馏水
含量 10g 10g 2g 15g 0.5g 1000mL
A.配制培养基、倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行
B.该培养基的有机碳源包括蛋白胨、葡萄糖和琼脂
C.除去蛋白胨，该培养基可用于选择培养固氮微生物
D.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响细菌的生长
6.3—苯氧基苯甲酸（简称为3—PBA，分子式C13H9O3）是拟除虫菊酯类农药的降解中间产物，自然条件下难降解、易产生迁移和蓄积，具有较大的危害性。我国研究团队通过“土壤取样→富集培养→纯化培养→菌种鉴定→提取和分离降解酶”途径开展了降解3—PBA的相关研究。经鉴定，从土壤中分离到的菌种为米曲霉。回答下列问题：
（1）纯化培养时，制备固体培养基的一般流程是：计算→称量→溶化→_________→_________。用平板划线法分离米曲霉时，需要使用_________挑取菌落，划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落。操作失误的原因可能是________。
（2）富集培养和纯化培养都使用以3—PBA作唯一_________的_________培养基，原因是：_________。
（3）下图为不同浓度3-PBA对米曲霉干重的影响。由下图可知，降解菌干重先增加后减少的原因是_________。
参考答案
1.答案：A
解析：所有微生物实验的操作者必须要穿实验服,但不一定都要戴上防护镜,A错误。
2.答案：B
解析：未接种的培养基作为空白对照，将接种后的培养基和未接种的培养基同时放入37℃的恒温箱中，可以对比分析培养基上是否生有杂菌。
3.答案：B
解析：培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性，B错误。
4.答案：A
解析：A、无菌操作包括灭菌和消毒，消毒只杀死一部分微生物，A错误；
B、超净工作台和操作者双手可以使用酒精消毒，B正确；
C、空气、接种室和工作台可以用紫外线消毒，C正确；
D、玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法进行灭菌，D正确。
故选A。
5.答案：C
解析：A、培养基配制好后需要进行灭菌，故配制培养基过程不需要在酒精灯火焰旁进行，A错误;B、琼脂只是凝固剂，不是碳源，B错误;C、除去蛋白胨，该培养基就是无氮培养基，只有利用空气中的氮气作为氮源的固氮微生物能够在上面生长，C正确;D、倒好的平板要等冷却凝固后再使用，D错误。
6.答案：
（1）灭菌；倒平板；接种环；第一区域划线结束，接种环灼烧后未冷却
（2）碳源；选择；只有能分解利用3-PBA的菌株才能生存繁殖
（3）3-PBA作为碳源增多，促进降解菌的生长增殖；浓度过高时，降解菌渗透失水，影响生长
解析：(1)纯化培养时，制备固体培养基的一般流程是:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。用平板划线法分离米曲霉时，需要使用接种环进行挑取菌落，接种前为了避免杂菌污染，需要灼烧灭菌。划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落，其可能原因是第一区域划线结束后，接种环灼烧灭菌后并未冷却，直接进行了第二划线区的划线操作，使得微生物因高温而死亡，无法长出菌落;也可能是第二次划线未从第一区域的末端开始划线，导致未获得菌种。
(2)3-PBA的分子式是C13H9O3，故富集培养和纯化培养都使用以3-PBA作唯一碳源的选择培养基，这样的选择培养基由于只含有3-PBA，大部分的微生物无法分解3-PBA获取能量，只有能分解利用3-PBA的菌株才能在这样的培养基上生存繁殖，以增加3-PBA降解菌的数量。
(3)分析柱状图可知，随着3-PBA浓度增加，降解菌的干重先增加后减少，说明在一定范围内，作为碳源的3-PBA含量增多，促进降解菌的生长增殖，但是如果3-PBA的浓度过高时，高于降解菌细胞内的浓度，会导致降解菌渗透失水，影响生长。
【学习目标】
1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。
2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。
3.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室进行微生物分离和纯化的常用方法。
【学习重难点】
【教学重点】
1.微生物纯培养的基本操作要求，微生物选择培养的原理。
2.酵母菌的纯培养。
3.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。
【教学难点】
1.酵母菌的纯培养。
2.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。
【预习新知】
培养基的配制
1．培养基
人们按照微生物对___________的不同需求，配制出的供其________的营养基质。
2．培养基的用途：用以培养、分离、鉴定、________或____________。
3．培养基的配方
(1)各种培养基一般都含有水、________(提供________的物质)、________(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。如下表为某微生物培养基的成分：
KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 H2O
1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 定容至 1 000 mL
该培养基中可以为微生物提供氮源的是________，可以为微生物提供碳源的是________和________。此培养基中加入了________，为固体培养基。
(2)还需要满足微生物生长对pH、____________以及O2的需求。
微生物 乳酸杆菌 霉菌 细菌 厌氧微生物
特殊 需求 添加维生素 pH调至 酸性 pH调至中性 或弱碱性 提供无 氧环境
答案：
1．营养物质 生长繁殖
2．保存微生物 积累其代谢物
3．(1)碳源 碳元素 氮源 尿素 葡萄糖 尿素 琼脂(2)特殊营养物质
无菌技术
1．获得纯净的微生物培养物的关键：防止__________。
2．消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为___的物理、化学或生物等方法杀死物体____或内部一部分微生物 使用____的理化方法杀死物体内外____的微生物，包括_______
常用方法 ___消毒法、巴氏消毒法、___消毒法、紫外线消毒法 ____灭菌、干热灭菌、____灭菌
适用对象 操作空间、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
3.具体操作
(1)对实验操作的____、操作者的衣着和手进行清洁和___。
(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行____。
(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在_________附近进行。
(4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与__________接触。
微生物的纯培养
1．纯培养：在微生物学中，将接种于_____内，在合适条件下形成的含_______的群体称为培养物。由_________所获得的微生物群体称为纯培养物，获得________的过程就是纯培养。
2．微生物纯培养的步骤：微生物的纯培养包括配制培养基、____、____、分离和培养等步骤。
3．酵母菌的纯培养
(1)菌落：分散的微生物在适宜的________表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的__________。
(2)获得单菌落的方法：_______法和__________法。
【易错提示】
无菌操作中的注意事项
(1)用体积分数为70%的酒精消毒效果最好，原因是浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。
(2)接种室、接种箱和超净工作台在使用前，可以用紫外线照射30 min，以杀死物体表面或空气中的微生物。在照射前，适量喷洒石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加强消毒效果。
(3)芽孢是某些细菌生长到一定阶段，在细胞内形成的休眠体。孢子是某些微生物的繁殖体。
(4)一般情况下，在实验操作过程中，对能灭菌的对象进行灭菌处理，如培养皿及用到的各种器具；对无法灭菌的对象则进行消毒处理，如实验操作者的衣着和双手等。
(5)与煮沸消毒法相比，巴氏消毒法的优点是在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
(6)无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。
【深化探究】
1．(科学探究)请结合倒平板的操作程序探究：
(1)如图一所示，为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？
(2)如图二所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？
(3)怎样判断培养基制备是否合格、成功，是否受到污染？
(1)提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
(2)提示：培养基冷却凝固后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以避免培养基中的水分过快地蒸发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
(3)提示：将未接种的培养基在恒温箱中保温一段时间后，如果无菌落生长，说明培养基制备成功、合格，未受到污染。
2．(科学思维)请结合平板划线法探究：
(1)平板划线操作时，需要对接种环灼烧灭菌，比较下列灼烧灭菌的目的。
项目 目的
蘸取菌液前灼烧
每次划线前灼烧
划线结束后灼烧
(2)在做第二次划线以及其后的操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？
提示：(1)避免接种环上可能存在的微生物污染菌种 杀死上一次划线结束后接种环上残留的菌种，使下一次划线时接种环上的菌种直接来自上一次划线的末端 及时杀死接种环上残留的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者
(2)划线的末端含有的细菌数目较少，每次从上一次的末端开始划线能够使细菌的数目随划线次数的增加而逐渐减少，最终分散成单个细胞。
【巩固训练】
1.安全工作，人人有责。为了确保实验室中微生物实验操作的安全性，需要实验者遵循基本的安全规则，下列相关叙述错误的是( )
A.所有微生物实验的操作者必须要穿实验服、戴防护镜等
B.处理微生物实验材料时，必须遵守无菌操作的规程
C.微生物实验材料丢弃前必须要进行灭菌处理
D.必须禁止在实验室吃喝东西
2.将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37℃恒温箱的目的是( )
A.对比观察培养基有没有被微生物利用
B.对比分析培养基上是否生有杂菌
C.没必要放入未接种的培养基
D.为了下次接种时再使用
3.培养基需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。下列叙述错误的是( )
A.培养霉菌时，培养液调至酸性
B.培养细菌时，培养基调至强碱性
C.培养厌氧微生物时，提供无氧的条件
D.培养乳酸杆菌时，培养基中添加维生素
4.下列关于消毒、灭菌及无菌操作的叙述，错误的是( )
A.消毒就是要杀死物体内外所有的微生物
B.操作者的双手可以用酒精擦拭进行消毒
C.接种室和工作台可以用紫外线进行消毒
D.玻璃器皿可以采用干热灭菌法进行灭菌
5.下表为某培养基的部分配方，下列有关叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 葡萄糖 K2HPO4 琼脂 FeSO4 蒸馏水
含量 10g 10g 2g 15g 0.5g 1000mL
A.配制培养基、倒平板、接种均需要在酒精灯火焰旁进行
B.该培养基的有机碳源包括蛋白胨、葡萄糖和琼脂
C.除去蛋白胨，该培养基可用于选择培养固氮微生物
D.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响细菌的生长
6.3—苯氧基苯甲酸（简称为3—PBA，分子式C13H9O3）是拟除虫菊酯类农药的降解中间产物，自然条件下难降解、易产生迁移和蓄积，具有较大的危害性。我国研究团队通过“土壤取样→富集培养→纯化培养→菌种鉴定→提取和分离降解酶”途径开展了降解3—PBA的相关研究。经鉴定，从土壤中分离到的菌种为米曲霉。回答下列问题：
（1）纯化培养时，制备固体培养基的一般流程是：计算→称量→溶化→_________→_________。用平板划线法分离米曲霉时，需要使用_________挑取菌落，划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落。操作失误的原因可能是________。
（2）富集培养和纯化培养都使用以3—PBA作唯一_________的_________培养基，原因是：_________。
（3）下图为不同浓度3-PBA对米曲霉干重的影响。由下图可知，降解菌干重先增加后减少的原因是_________。
参考答案
1.答案：A
解析：所有微生物实验的操作者必须要穿实验服,但不一定都要戴上防护镜,A错误。
2.答案：B
解析：未接种的培养基作为空白对照，将接种后的培养基和未接种的培养基同时放入37℃的恒温箱中，可以对比分析培养基上是否生有杂菌。
3.答案：B
解析：培养细菌时，需要将培养基调至中性或弱碱性，B错误。
4.答案：A
解析：A、无菌操作包括灭菌和消毒，消毒只杀死一部分微生物，A错误；
B、超净工作台和操作者双手可以使用酒精消毒，B正确；
C、空气、接种室和工作台可以用紫外线消毒，C正确；
D、玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法进行灭菌，D正确。
故选A。
5.答案：C
解析：A、培养基配制好后需要进行灭菌，故配制培养基过程不需要在酒精灯火焰旁进行，A错误;B、琼脂只是凝固剂，不是碳源，B错误;C、除去蛋白胨，该培养基就是无氮培养基，只有利用空气中的氮气作为氮源的固氮微生物能够在上面生长，C正确;D、倒好的平板要等冷却凝固后再使用，D错误。
6.答案：
（1）灭菌；倒平板；接种环；第一区域划线结束，接种环灼烧后未冷却
（2）碳源；选择；只有能分解利用3-PBA的菌株才能生存繁殖
（3）3-PBA作为碳源增多，促进降解菌的生长增殖；浓度过高时，降解菌渗透失水，影响生长
解析：(1)纯化培养时，制备固体培养基的一般流程是:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。用平板划线法分离米曲霉时，需要使用接种环进行挑取菌落，接种前为了避免杂菌污染，需要灼烧灭菌。划线的某个平板培养后第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，其他区域的划线上却均无菌落，其可能原因是第一区域划线结束后，接种环灼烧灭菌后并未冷却，直接进行了第二划线区的划线操作，使得微生物因高温而死亡，无法长出菌落;也可能是第二次划线未从第一区域的末端开始划线，导致未获得菌种。
(2)3-PBA的分子式是C13H9O3，故富集培养和纯化培养都使用以3-PBA作唯一碳源的选择培养基，这样的选择培养基由于只含有3-PBA，大部分的微生物无法分解3-PBA获取能量，只有能分解利用3-PBA的菌株才能在这样的培养基上生存繁殖，以增加3-PBA降解菌的数量。
(3)分析柱状图可知，随着3-PBA浓度增加，降解菌的干重先增加后减少，说明在一定范围内，作为碳源的3-PBA含量增多，促进降解菌的生长增殖，但是如果3-PBA的浓度过高时，高于降解菌细胞内的浓度，会导致降解菌渗透失水，影响生长。