《微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用》學(xué)案

1、微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用學(xué)案生物選修一第二章微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用教案課題目標(biāo)（一）知識與技能了解有關(guān)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識；掌握培養(yǎng)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）過程與方法分析實驗思路的確定和形成的原因，分析實驗流程，對 比前面的實驗設(shè)計，歸納共性，分析差異，增加印象（三）情感、態(tài)度與價值觀形成勇于實踐、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神課題重點無菌技術(shù)的操作課題難點無菌技術(shù)的操作教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)工具多媒體教學(xué)過程（一）引入新課在傳統(tǒng)發(fā)酪技術(shù)的應(yīng)用中，都利用了微生物的發(fā)醉作用,其中的微生物來自于制作過程中的自然感染。而在工業(yè)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

2、菌種的純度。這就要涉及到微生物的培養(yǎng)、分離、鑒別等 基本技術(shù)。現(xiàn)在我們開始學(xué)習(xí)微生物的培養(yǎng)和應(yīng)用專題。（二）進行新課基礎(chǔ)知識 1 培養(yǎng)基的種類包括固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基等。思考 1瓊脂是從紅藻中提取的多糖，在配制培養(yǎng)基中用作為凝固劑?！狙a充】培養(yǎng)基的類型及其應(yīng)用： 2 培養(yǎng)基的化學(xué)成分包括水、無機鹽、碳源、氮源四類營養(yǎng)成分。思考2從細(xì)胞的化學(xué)元素組成來看，培養(yǎng)基中為什么都含有這些營養(yǎng)成分？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?！狙a充】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

3、鹽、牛肉膏、蛋白月東等，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，如氨基酸等。.3培養(yǎng)基除滿足微生物生長的pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì)和氧 氣等要求?！狙a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。思考3牛肉膏和蛋白胨主要為微生物提供糖、維生素和有機氮等營養(yǎng)物質(zhì)。思考4培養(yǎng)乳酸桿菌時需要添加維生素，培養(yǎng)霉菌時需要將培養(yǎng)基pH調(diào)節(jié)為酸性，培養(yǎng)細(xì)菌時需要將 pH調(diào)節(jié) 為中性或微堿性?；顒?2：閱讀“無菌技術(shù)” ，討論回答下列問題：4 獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是防止外來雜菌的入

4、侵。5 無菌技術(shù)包括：（ 1）對實驗操作空間、操作者的衣著和手進行清潔和消毒；將培養(yǎng)器皿、 接種用具和培養(yǎng)基等器具進行滅菌；3）為避免周圍微生物污染，實驗操作應(yīng)在酒精燈火焰附近旁進行；4）避免已滅菌處理的材料用具與周圍物品相接觸。6 比較消毒和滅菌（填表）思考5無菌技術(shù)除了防止培養(yǎng)物被污染外，還具有的目的是防止感染實驗操作者。7 消毒方法：1）日常生活經(jīng)常用到的是煮沸消毒法；2）對一些不耐高溫的液體，則使用巴氏消毒法（作簡要介紹） ；3）對接種室、接種箱或超凈工作臺首先噴灑石炭酸或煤酚皂等溶液以增強消毒效果，然后使用紫外線進行物理消毒。4）實驗操作者的雙手使用酒精進行消毒；5）飲水水源用氯氣進

5、行消毒。8 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）培養(yǎng)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。思考6對接種環(huán)滅菌時要用酒精燈的充分燃燒層火焰灼燒可能伸入試管或培養(yǎng)皿的部位。思考7利用干熱滅菌箱對玻璃器皿滅菌時物品不能擺得太擠，目的是避免妨礙熱空氣流通。思考8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，其目的是有利于鍋內(nèi)溫度升高；隨后關(guān)閉排氣閥繼續(xù)加熱，氣壓升至100kPa,溫度為121 C,并維持1530m

6、in；最后切斷熱源，使溫度自然 降溫，氣壓務(wù)必降至零時打開鍋蓋，其目的是防止容器中的液體暴沸。【補充】培養(yǎng)基的配制原則：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。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。 pH 要適宜：細(xì)菌培養(yǎng)基pH 中性或偏堿性，霉菌培養(yǎng)基呈酸性。2實驗操作2. 1計算：根據(jù)配方比例，計算 100mL培養(yǎng)基各成分用 量。2 2 稱量：準(zhǔn)確稱取各成分。稱取牛肉膏和蛋白胨時動作要迅速，目的是防止牛肉膏吸收空氣中水

7、分。2. 3溶化：加水加熱熔化牛肉膏；加入蛋白月東和氯化鈉繼續(xù)加熱；加入瓊脂；用蒸儲水定容到100mL整個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。2. 4調(diào)pH:用1mol/LNaoH溶液調(diào)節(jié)pH至偏堿性。2 5 滅菌：將配制好的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加塞包扎后用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌；所用培養(yǎng)皿用報紙包扎后用干熱滅菌箱滅菌。2 6 倒平板：待培養(yǎng)基冷卻至50 左右時在酒精燈火焰附近操作進行。其過程是：在火焰旁右手拿錐形瓶，左手拔由棉塞；右手拿錐形瓶，使錐形瓶的瓶口迅速通過火焰；左手將培養(yǎng)皿打開一條縫隙，右手將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng) 皿，立刻蓋上皿蓋。待平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置。思

8、考 1錐形瓶的瓶口通過火焰的目的是消滅瓶口的雜菌，防止雜菌感染培養(yǎng)基。思考2倒平板的目的是防止培養(yǎng)基冷卻過程中形成的水滴落到培養(yǎng)基表面。思考3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？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。4配制斜面培養(yǎng)基中，試管要加塞棉塞的目的是保持通氣并防止雜菌感染。思考 5 試管培養(yǎng)基形成斜面的作用是增大接種面積。7 接種71 微生物接種的最常用方法是平板劃線法和稀釋涂布法，另外還有穿刺接種和斜面接種等。7 2 平板劃線法：通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(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)基表面。其操作步驟是：將接種環(huán)在酒

9、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)到消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，不要劃破培養(yǎng)基。灼燒接種環(huán)，冷卻后從第一區(qū)劃線末端開始向第二區(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。注意不要將第五區(qū)的劃線與第一區(qū)劃線相連。將平板倒置放在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。思考 6取菌種前灼燒接種環(huán)的目的是消滅接種環(huán)上的微生物；除第一次劃線外，其余劃線前都要灼燒接種環(huán)的目的是消滅接種環(huán)上殘留菌種；取菌種和劃線前都要求接種環(huán)

10、冷卻后進行，其目的是防止高溫殺死菌種；最后灼燒接種環(huán)的目的是防止細(xì)菌污染環(huán)境和操作者。思考7在第1 次劃線后都從上次劃線末端開始的目的是獲得由單個細(xì)菌形成的標(biāo)準(zhǔn)菌落。2 7 3 稀釋涂布平板法：將菌液進行一系列梯度稀釋，并將不同稀釋度菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高時，即可獲得單個細(xì)菌形成的標(biāo)準(zhǔn)菌落。7 4 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，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)吹打均勻，獲得102 倍液

11、。依此類推。K思考8力操作中試管口和移液管應(yīng)在離火焰12cm處。整個操作過程中使用了 1 支移液管。3結(jié)果分析與評價1 培養(yǎng)未接種培養(yǎng)基的作用是對照， 若有菌落形成，說明培養(yǎng)基滅菌不徹底。2 在肉湯培養(yǎng)基上， 大腸桿菌菌落呈白色， 為圓形，光滑有光澤，邊緣整齊。3 培養(yǎng) 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） 。原因是時間越長，菌落中細(xì)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。思考9在某培養(yǎng)基上出現(xiàn)了3 種特征不同的菌落，原因有培養(yǎng)基滅菌不徹底或雜菌感染等。思考10頻繁使用的菌種利用臨時保藏法保存，長期保存菌種的方法是甘油管藏法。

12、前者利用固體斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)后，保存在4c冰箱中，每36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 20冷凍箱中。（三）課堂總結(jié)、點評（四）實例探究例 1關(guān)微生物營養(yǎng)物質(zhì)的敘述中，正確的是是碳源的物質(zhì)不可能同時是氮源凡碳源都提供能量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解析：不同的微生物，所需營養(yǎng)物質(zhì)有較大差別，要針對微生物的具體情況分析。對于A、 B 選項，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 時是氮源，如 NH4Hco3有的碳源同時是能源，如葡萄糖;有的碳源同時是氮源，也是能源，如蛋白胨。

13、對于 c 選項，除水以外的無機物種類繁多，功能也多樣。如二氧化碳，可作為自養(yǎng)型微生物的碳源；NaHco3,可作為自養(yǎng)型微生物的碳源和無機鹽；而 Nacl 則只能提供無機鹽。對于 D 選項，無機氮源提供能量的情況還是存在的，如NH3可為硝化細(xì)菌提供能量和氮源。答案： D例 2下面對發(fā)酵工程中滅菌的理解不正確的是防止雜菌污染消滅雜菌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

14、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綜合應(yīng)用例 3右表是某微生物培養(yǎng)基成分，請據(jù)此回答：編號成分含量粉狀硫0g（ NH4） 2So40.4gk2HPo44.0gmgSo49.25gFeSo40.5gcacl2 0.5gH2o 00ml1）右表培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物類型2）若不慎將過量Nacl 加入培養(yǎng)基中。如不想浪費此培養(yǎng)基，可再加入用于培養(yǎng)（3）若除去成分，加入（cH2o）,該培養(yǎng)基可用于培養(yǎng)4）表中營養(yǎng)成分共有類。（ 5）不論何種培養(yǎng)基

15、，在各種成分都溶化后分裝前，要進行的是6）右表中各成分重量確定的原則是。（ 7）若右表培養(yǎng)基用于菌種鑒定，應(yīng)該增加的成分是。解析：對于一個培養(yǎng)基，它能培養(yǎng)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養(yǎng)基，如果是一個天然培養(yǎng)基就不能從培養(yǎng)基的成分上區(qū)分它是培養(yǎng)何種微生物的。分析化學(xué)成分要從營養(yǎng)物質(zhì)的類型出發(fā)。右表中的營養(yǎng)物質(zhì)有水、無機鹽、氮源三類，缺乏碳源和特殊營養(yǎng)物質(zhì)。對特殊營養(yǎng)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。該培養(yǎng)基中沒有碳源，說明培養(yǎng)的微生物是從空氣中獲得碳源的，即可培養(yǎng)的微生物就是自養(yǎng)型微生物了。該培養(yǎng)基中加入了過量食鹽，就可以成為金黃色葡萄球菌鑒別培養(yǎng)基，

16、但金黃色葡萄球菌是異養(yǎng)型微生物，這個培養(yǎng)基就還需要加入有機碳源。該培養(yǎng)基若加入（ cH2o） ，培養(yǎng)基中就有了碳源，但除去成分，卻使培養(yǎng)基中沒有了氮源，這時就只能用于培養(yǎng)固氮微生物了。對于菌種鑒定，往往用的是固體培養(yǎng)基，而表中沒有凝固劑，需要加入常見的凝固劑瓊脂。答案：自養(yǎng)型微生物含碳有機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)不可能作為異養(yǎng)微生物碳源的是A.牛肉膏B.含碳有機物c.石油D.含碳無機物2根瘤菌能利用的營養(yǎng)物質(zhì)的組別是A NH3， （ cH2o） ， NaclB N2， （ cH2o） ， cacl2c 銨鹽， co2 ， Nac

17、lD No2， co2 ， cacl23配制培養(yǎng)基的敘述中正確的是A.制作固體培養(yǎng)基必須加入瓊脂B.加入青霉素可得到放線菌c 培養(yǎng)自生固氮菌不需氮源D.發(fā)醉工程一般用半固體培養(yǎng)基4 自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基的主要差別是A.碳源B.氮源c 無機鹽D.特殊營養(yǎng)物質(zhì)5下表是有關(guān)4 種生物的能源、碳源、氮源和代謝類型的概述。其中正確的是生物硝化細(xì)菌根瘤菌酵母菌谷氨酸棒狀桿菌能源氧化 NH3分解糖類等有機物 光能碳源c02糖類糖類糖類氮源NH3N2NH4+、 No3-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、醉母菌c 酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌

18、D.硝化細(xì)菌、根瘤菌6.甲、乙、丙是三種微生物，下表I、n、田是用來 培養(yǎng)微生物的三種培養(yǎng)基。甲、乙、丙都能在田種正常生長 繁殖；甲能在I中正常生長繁殖，而乙和丙都不能；乙能在 n中正常生長繁殖，甲、丙都不能。下列說法正確的是（）粉狀硫0gk2HPo44gFeSo40.5g蔗糖0g（ NH4） 2So40.4gH2omgSo4 9.25g cacl20.5gI+n+in+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 物微生物（除病毒外）需要從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)并通過代謝

19、來維持正常的生長和繁殖。下列有關(guān)微生物營養(yǎng)的說法正確的是A.乳酸菌與硝化細(xì)菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的.微生物生長中不可缺少的一些微量的無機物稱為生 長因子c 培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高對微生物的增殖越有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能力往往不足。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，此菌株對鏈霉素敏感。實驗者用誘變劑處理此菌株，想篩選出表中細(xì)菌菌株類型。根據(jù)實驗?zāi)昴康?，選用的培養(yǎng)基類型是（ ）注：L一亮氨酸 S一鏈霉素 十 ” 一加入“”不加入如：L 一:不加亮氨酸 S + :加入鏈霉素選項篩選出不需要亮氨酸的菌株篩選出抗鏈霉素的菌株篩選出不需要亮氨酸的抗鏈霉素的菌株A TOC o 1-5 h z L+S +L -S 一L +S -BLSLSLSL 一S +L +S +L 一s-DL +s-1 s-L +S +9 要將從土壤中提取的自生固氮菌