新教材適用2024-2025學(xué)年高中生物第1章發(fā)酵工程第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用第1課時(shí)微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)學(xué)案新人教版選擇性必修3

第2節(jié)微生物的培育技術(shù)及應(yīng)用課標(biāo)要求1．概述培育基的配制方法和微生物純培育的基本操作要求。2．駕馭無菌技術(shù)的操作。3．駕馭酵母菌純培育的方法及步驟。4．闡明微生物選擇培育的原理。5．概述測定微生物數(shù)量的方法。6．進(jìn)行土壤中分解尿素的細(xì)菌的分別和計(jì)數(shù)。核心素養(yǎng)1．科學(xué)思維——依據(jù)微生物的代謝類型分析培育基養(yǎng)分物質(zhì)的組成。2．科學(xué)探究——設(shè)計(jì)制備馬鈴薯固體培育基的試驗(yàn)步驟，并嘗試運(yùn)用平板劃線法進(jìn)行純化酵母菌。3．科學(xué)思維——依據(jù)微生物的代謝特征配制選擇培育基。4．科學(xué)探究——設(shè)計(jì)試驗(yàn)分別土壤中的尿素分解菌，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與評價(jià)。第1課時(shí)微生物的基本培育技術(shù)學(xué)問點(diǎn)一培育基的種類及養(yǎng)分要素分析基礎(chǔ)學(xué)問·雙基夯實(shí)1．概念：人們依據(jù)微生物對_養(yǎng)分物質(zhì)__的不同需求，配制出供其生長繁殖的養(yǎng)分基質(zhì)。2．功能：用以培育、分別、鑒定、保存微生物或積累其代謝物。3．分類eq\x(液體培育基)eq\x(固體培育基)瓊脂固體培育基是試驗(yàn)室中最常見的培育基之一。微生物在瓊脂固體培育基表面或內(nèi)部生長，可以形成肉眼可見的菌落。4．養(yǎng)分成分：一般都含有水、_碳源__(供應(yīng)碳元素的物質(zhì))、氮源(供應(yīng)氮元素的物質(zhì))和無機(jī)鹽等養(yǎng)分物質(zhì)。在供應(yīng)上述幾種主要養(yǎng)分物質(zhì)的基礎(chǔ)上，培育基還須要滿意微生物生長對pH、特別養(yǎng)分物質(zhì)(如維生素、氨基酸等)以及氧氣的要求。5．某些微生物生長還須要的特別條件培育的微生物須要滿意的特別條件乳酸桿菌培育基中添加維生素霉菌一般將培育基調(diào)至_酸性__細(xì)菌一般將培育基調(diào)至中性或弱堿性厭氧微生物須要供應(yīng)無氧的條件活|學(xué)|巧|練1.培育基中的養(yǎng)分物質(zhì)濃度越高，對微生物的生長越有利。(×)2．培育基中供應(yīng)的碳源是無機(jī)物。(×)3．微生物在液體培育基中生長可形成菌落。(×)合|作|探|究1.牛肉膏蛋白胨培育基是一種常見的細(xì)菌培育基，其中牛肉膏、蛋白胨能夠供應(yīng)哪些養(yǎng)分成分？提示：牛肉膏、蛋白胨能夠供應(yīng)碳源、氮源、維生素(生長因子)和無機(jī)鹽。2．培育微生物時(shí)，培育基中是否必需有碳源和氮源？提示：不肯定，例如培育自養(yǎng)微生物時(shí)，一般不須要添加碳源，微生物可以利用空氣中的二氧化碳；培育固氮微生物時(shí)，一般不須要添加氮源，微生物可以利用空氣中氮?dú)?。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛1．培育基的種類、特點(diǎn)及用途分析劃分標(biāo)準(zhǔn)種類特點(diǎn)用途物理性質(zhì)液體培育基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)半固體培育基加凝固劑，如瓊脂視察微生物的運(yùn)動固體培育基微生物分別、鑒定，活菌計(jì)數(shù)，菌種保藏化學(xué)成分自然培育基含化學(xué)成分不明確的自然物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)合成培育基培育基成分明確(用化學(xué)成分已知的化學(xué)物質(zhì)制備)微生物的分類、鑒定是否含有凝固劑(如瓊脂)是區(qū)分固體培育基和液體培育基的唯一標(biāo)準(zhǔn)，含凝固劑的為固體培育基。2．培育基養(yǎng)分成分的含義、作用、主要來源分析養(yǎng)分物質(zhì)含義作用主要來源碳源凡能供應(yīng)碳元素的物質(zhì)構(gòu)成生物體細(xì)胞的物質(zhì)和一些代謝物，有些也是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機(jī)碳源：CO2、NaHCO3等；有機(jī)碳源：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源凡能供應(yīng)氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝物無機(jī)氮源：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽等；有機(jī)氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等無機(jī)鹽為微生物供應(yīng)除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素和微量元素是細(xì)胞的組成成分、生理調(diào)整物質(zhì)、某些化能自養(yǎng)菌的能源、酶的激活劑等無機(jī)化合物水生物體內(nèi)含量很高的無機(jī)物不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定從外界攝入典例1下列關(guān)于微生物養(yǎng)分的說法，不正確的是(C)A．對異養(yǎng)微生物而言，牛肉膏既是碳源，又是氮源B．生長因子是指氨基酸、維生素、堿基等不行缺少的微量有機(jī)物C．氮源不能為微生物供應(yīng)能量D．氮源主要用于合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物解析：同一種物質(zhì)可以既作為碳源又作為氮源，如牛肉膏，A正確；生長因子是指氨基酸、維生素、堿基等不行缺少的微量有機(jī)物，B正確；自然界中一些微生物如硝化細(xì)菌，可以通過氧化氨釋放的能量獲得生長所需能量，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物等都含有氮元素，所以氮源主要用于合成這些含氮的化合物，D正確。變式訓(xùn)練?如表是微生物培育基的成分。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(C)編號①②③④⑤成分(NH4)2SO4KH2PO4FeSO4CaCl2H2O含量(g)0.44.00.50.5100mLA.此培育基可用來培育自養(yǎng)型微生物B．此表中的養(yǎng)分成分共有三類，即水、無機(jī)鹽、氮源C．若除去①，此培育基可培育硝化細(xì)菌D．培育基中若加入氨基酸，則它可充當(dāng)碳源、氮源解析：此培育基中不含有機(jī)碳源，適合用來培育自養(yǎng)型微生物，A正確；此表中的養(yǎng)分成分共有三類，即水、無機(jī)鹽、氮源，B正確；硝化細(xì)菌能進(jìn)行化能合成作用，但不能固氮，因此若除去①，此培育基不能培育硝化細(xì)菌，C錯(cuò)誤；培育基中若加入氨基酸，它可作為碳源、氮源，D正確。學(xué)問點(diǎn)二無菌技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)問·雙基夯實(shí)獲得純凈的微生物培育物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。無菌技術(shù)應(yīng)圍圍著如何避開雜菌的污染綻開，主要包括消毒和滅菌。概念常用方法消毒運(yùn)用_較為溫柔__的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物煮沸消毒法：日常生活中常用的方法_巴氏消毒法__：適用于不耐高溫的液體，如牛奶化學(xué)藥物消毒法：如用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源等紫外線消毒法：適用于接種室、接種箱或超凈工作臺等滅菌運(yùn)用_劇烈__的理化方法殺死物體內(nèi)外全部的微生物，包括芽孢和孢子濕熱滅菌：常用高壓蒸汽滅菌，如培育基的滅菌干熱滅菌：適用于耐高溫的和須要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金屬用具等灼燒滅菌：適用于接種工具或其他金屬用具做好消毒和滅菌工作后，要留意避開已經(jīng)滅菌處理的材料用具與四周的物品接觸。為了避開四周環(huán)境中微生物的污染，接下來的很多操作都應(yīng)在超凈工作臺上并在酒精燈火焰旁邊進(jìn)行。歸納拓展：(1)芽孢是某些細(xì)菌生長到肯定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成的休眠體。孢子是某些微生物的繁殖體。(2)與煮沸消毒法相比，巴氏消毒法的優(yōu)點(diǎn)是在達(dá)到消毒目的的同時(shí)，養(yǎng)分物質(zhì)損失少?；顋學(xué)|巧|練1.無菌技術(shù)可以用來防止試驗(yàn)室的培育物被其他外來微生物污染。(√)2．只要是沒有生物活性的材料均可進(jìn)行濕熱滅菌。(×)3．消毒和滅菌的殺菌程度存在差異。(√)合|作|探|究1.在科研和生產(chǎn)上，探討和應(yīng)用微生物的前提是什么？在試驗(yàn)室中培育微生物應(yīng)留意哪些問題？提示：在科研和生產(chǎn)上，探討和應(yīng)用微生物的前提是防止雜菌污染，獲得純凈的微生物培育物。在試驗(yàn)室中培育微生物，一方面要為人們須要的微生物供應(yīng)合適的養(yǎng)分和環(huán)境條件，另一方面確保其他微生物無法混入。2．對培育基、培育皿、接種環(huán)、試驗(yàn)者的雙手、空氣和牛奶常采納的滅菌或消毒方法分別是什么？提示：分別為高壓蒸汽滅菌(或濕熱滅菌)、干熱滅菌、灼燒滅菌、化學(xué)藥物消毒、紫外線消毒、巴氏消毒。3．常用酒精擦拭雙手是預(yù)防新冠肺炎的日常防護(hù)措施之一，這是消毒還是滅菌？體積分?jǐn)?shù)為70%和95%的酒精，哪種效果更好？為什么？提示：酒精擦拭屬于消毒，酒精消毒時(shí)，70%的酒精殺菌效果最好。濃度過高，使菌體表面蛋白質(zhì)凝固成一層愛護(hù)膜，酒精分子不能滲入其中；濃度過低，殺菌實(shí)力減弱。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛1．無菌技術(shù)的主要內(nèi)容(1)對試驗(yàn)操作的空間、操作者的衣著和手，進(jìn)行清潔和消毒。(2)將用于微生物培育的器皿、接種用具和培育基等進(jìn)行滅菌。(3)為避開四周環(huán)境中微生物的污染，試驗(yàn)操作應(yīng)在酒精燈火焰旁邊進(jìn)行。(4)試驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)避開已經(jīng)滅菌處理的材料用具與四周的物品相接觸。2．常見的滅菌和消毒方法方法種類主要方法應(yīng)用范圍聯(lián)系滅菌濕熱滅菌法(以高壓蒸汽滅菌法為例)100kPa,121℃的高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)維持15～30min培育基等①都需借助理化性質(zhì)，營造微生物難以生存的不良環(huán)境②其作用原理都是通過使蛋白質(zhì)(或核酸)變性來抑制微生物生命活動或殺死微生物干熱滅菌法放入密閉容器如干熱滅菌箱，160～170℃加熱2～3h玻璃器皿(如吸管、培育皿等)、金屬用具等凡不適合用其他方法滅菌而又能耐高溫的物品灼燒滅菌法酒精燈火焰灼燒微生物接種工具，如涂布器、接種環(huán)、接種針或其他金屬用具等，接種過程中試管口或瓶口等消毒巴氏消毒法62～65℃消毒30min或80～90℃處理30s～1min牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進(jìn)行高溫滅菌的液體煮沸消毒法100℃煮沸5～6min日常食品、罐裝食品紫外線消毒法30W紫外燈照耀30min接種室、接種箱、超凈工作臺化學(xué)藥物消毒法用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇、碘酒涂抹，來蘇水噴灑等皮膚、傷口、動植物組織表面、空氣、手術(shù)器械、塑料或玻璃器皿等典例2(2024·長郡中學(xué)月考)在生產(chǎn)、生活和科研實(shí)踐中，常常通過消毒和滅菌來避開雜菌的污染。下列關(guān)于消毒和滅菌的敘述，錯(cuò)誤的是(B)A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高溫瞬時(shí)消毒法B．水廠供應(yīng)的自來水通常是經(jīng)過高錳酸鉀消毒的C．用紫外燈對密閉教室消毒前，適量噴灑消毒液可強(qiáng)化消毒效果D．培育基不能放入干熱滅菌箱中進(jìn)行干熱滅菌解析：用巴氏消毒法或高溫瞬時(shí)消毒法對牛奶等飲品消毒，既能殺菌，又能保持養(yǎng)分和風(fēng)味，A正確；高錳酸鉀是強(qiáng)氧化劑，不宜用于自來水消毒，自來水消毒常用氯氣，B錯(cuò)誤；用紫外燈對密閉空間消毒前，適量噴灑消毒液可強(qiáng)化消毒效果，常噴灑石炭酸，C正確；培育基應(yīng)當(dāng)用高壓蒸汽滅菌(濕熱滅菌)，D正確。變式訓(xùn)練?消毒和滅菌是微生物培育中常用的操作方法。下列說法正確的是(A)A．微生物接種技術(shù)的方法各不相同，但核心都是要防止雜菌污染，保證培育物的純度B．在100℃煮沸5～6分鐘屬于滅菌方法，可殺死微生物細(xì)胞和一部分芽孢C．在滅菌后倒平板前，加入肯定量的緩沖液以調(diào)整培育基的pHD．高壓蒸汽滅菌，只有當(dāng)壓力表的壓力降到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，才能打開蓋子解析：防止雜菌污染，保證培育物的純度，是微生物接種技術(shù)的核心；在100℃煮沸5～6分鐘屬于煮沸消毒，不屬于滅菌；為了防止污染，調(diào)整培育基的pH應(yīng)在滅菌之前；高壓蒸汽滅菌，只有當(dāng)壓力表的壓力降到0時(shí)，才能打開蓋子。學(xué)問點(diǎn)三微生物的純培育基礎(chǔ)學(xué)問·雙基夯實(shí)1．相關(guān)概念(1)培育物：在微生物學(xué)中，將接種于培育基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類微生物的群體。(2)純培育物：由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體。(3)純培育：獲得純培育物的過程。2．酵母菌的純培育(1)原理：分散的微生物在相宜的固體培育基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有肯定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體，這就是菌落。采納_平板劃線法__和稀釋涂布平板法能將單個(gè)微生物分散在固體培育基上，之后經(jīng)培育得到的單菌落一般是由單個(gè)微生物繁殖形成的純培育物。(2)方法步驟a．制備培育基b．接種和分別酵母菌通過接種環(huán)在固體培育基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培育基的表面。經(jīng)數(shù)次劃線后培育，可以分別得到單菌落。平板劃線的操作步驟如下：c．培育酵母菌完成平板劃線后，待菌液被培育基汲取，將接種后的平板和_一個(gè)未接種__的平板倒置，放入28℃左右(培育溫度因酵母菌種類的不同而稍有差異)的恒溫培育箱中培育24～48h?；顋學(xué)|巧|練1.微生物的純培育就是不含有代謝廢物的微生物培育物。(×)2．倒平板操作中，等待平板冷卻凝固后，要將平板倒置。(√)3．平板劃線操作中，劃完一個(gè)區(qū)域后要將接種環(huán)灼燒，再劃下一個(gè)區(qū)域。(√)4．把一個(gè)不接種的培育基放在相同條件下培育可檢驗(yàn)培育基的滅菌是否合格。(√)合|作|探|究1.平板劃線操作時(shí)每次劃線接種前與接種后都要灼燒接種環(huán)或接種針，其目的分別是什么？提示：劃線接種前灼燒是殺死接種環(huán)上可能存在的微生物，其后每次劃線前灼燒是為了殺死上次劃線結(jié)束后殘留的菌種。劃線結(jié)束后灼燒，能剛好殺死接種環(huán)或接種針上殘留的菌種，避開污染環(huán)境和感染操作者。2．接種結(jié)束后，為什么要將一個(gè)未接種的培育基和一個(gè)已接種的培育基放在一起培育，未接種的培育基表面假如有菌落生長，說明白什么？提示：培育未接種培育基的作用是比照，未接種的培育基在恒溫箱中保溫1～2d后無菌落生長，說明培育基的制備是勝利的。若有菌落形成，說明培育基滅菌不徹底，或培育基被污染了，須要重新制備。課內(nèi)探究·名師點(diǎn)睛1．微生物純培育的操作步驟2．倒平板操作步驟3．平板劃線法操作步驟典例3(2024·運(yùn)城聯(lián)考)下列有關(guān)平板劃線操作的敘述，正確的是(B)A．用接種環(huán)蘸取菌液后須要馬上塞上棉塞B．待灼燒滅菌的接種環(huán)冷卻后再進(jìn)行劃線C．劃線結(jié)束后要形成首尾相連的環(huán)形圈D．每次劃線都要在菌液中蘸取一環(huán)菌液解析：用接種環(huán)蘸取菌液后，要將試管口再次通過火焰滅菌后再塞上棉塞，A錯(cuò)誤；待灼燒滅菌的接種環(huán)冷卻后再進(jìn)行劃線，B正確；劃線結(jié)束后最終一次劃線不能和第一次劃線相連，C錯(cuò)誤；只在第一次劃線時(shí)蘸取一環(huán)菌液，后續(xù)的劃線不須要再蘸取菌液，D錯(cuò)誤。變式訓(xùn)練?如圖是倒平板的操作，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(D)A．正確的操作依次是丙→乙→甲→丁B．甲應(yīng)在酒精燈火焰旁邊進(jìn)行C．此培育基不行能為液體培育基D．完成甲后應(yīng)快速進(jìn)行丁操作解析：結(jié)合倒平板的操作步驟可知，正確的操作依次為丙→乙→甲→丁，A正確；甲在酒精燈火焰旁邊進(jìn)行可以避開雜菌污染，B正確；圖示操作中的培育基是固體培育基，C正確；等待培育基冷卻凝固后，再將培育皿倒過來放置，D錯(cuò)誤。一、倒平板操作的留意事項(xiàng)1．培育基滅菌后須要冷卻至50℃左右時(shí)才能倒平板。溫度過高，培育基凝固后皿蓋上冷凝水過多，落入培育基，造成污染；溫度過低，培育基又會凝固。2．將培育皿打開一條稍大于瓶口的縫隙，不要完全打開，以免雜菌污染培育基。3．培育基冷卻凝固后，要將培育皿倒置的緣由：防止皿蓋上的水珠落入培育基，造成污染。4．在倒平板的過程中，假如不當(dāng)心將培育基濺在皿蓋與皿底之間的部位，這個(gè)平板應(yīng)棄用，因?yàn)榭諝庵械奈⑸锟赡茉诿笊w與皿底之間的培育基上滋生。5．整個(gè)操作過程要在酒精燈火焰旁進(jìn)行，避開雜菌污染。二、平板劃線操作的留意事項(xiàng)1．蘸取菌液及每次劃線之前都需灼燒接種環(huán)，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒的目的不同。項(xiàng)目蘸取菌液前灼燒每次劃線前灼燒劃線結(jié)束灼燒目的避開接種環(huán)上可能存在的微生物污染培育物灼燒殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使每次劃線的菌種均來自上次劃線的末端殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避開污染環(huán)境和感染操作者2.灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻后才能伸入菌液或進(jìn)行劃線，以免溫度太高，殺死菌種。3．在做其次次以及其后的劃線操作時(shí)，要從上一次劃線的末端起先劃線，這樣才能使菌體的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步削減，最終得到由單個(gè)菌體繁殖而來的菌落。4．最終一次的劃線不要與第一次的劃線相連。5．劃線時(shí)用力要大小適當(dāng)，防止用力過大將培育基劃破。典例4關(guān)于平板劃線操作的敘述，錯(cuò)誤的是(C)A．第一步灼燒接種環(huán)是為了避開接種環(huán)上可能存在的微生物污染培育物B．每次劃線前，灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種C．其次次劃線時(shí)，接種環(huán)上的菌種干脆來源于菌液D．劃線結(jié)束后，灼燒接種環(huán)，能剛好殺死接種環(huán)上的菌種解析：平板劃線操作中接種環(huán)蘸取菌液前灼燒的目的是避開接種環(huán)上可能存在的微生物污染培育物；每次劃線前都要灼燒接種環(huán)，是為了殺死上次劃線結(jié)束后，接種環(huán)上殘留的菌種，使下次劃線的菌種均來自上次劃線的末端；劃線結(jié)束后仍需灼燒接種環(huán)，是為了剛好殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避開污染環(huán)境和感染操作者；在其次次劃線時(shí)，接種環(huán)上的菌種來源于第一次劃線的末端。學(xué)|霸|記|憶1.各種培育基一般都含有水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等養(yǎng)分物質(zhì)。2．獲得純凈微生物培育物的關(guān)鍵是防止雜菌污染。3．消毒是指運(yùn)用較為溫柔的物理、化學(xué)或生物等方法殺死物體表面或內(nèi)部一部分微生物。4．滅菌是指運(yùn)用劇烈的理化方法殺死物體內(nèi)外全部的微生物，包括芽孢和孢子。5．由單一個(gè)體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培育物，獲得純培育物的過程就是純培育。6．菌落是分散的微生物在相宜的固體培育基表面或內(nèi)部可以繁殖形成肉眼可見的、有肯定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。1．微生物的試驗(yàn)室培育可采納高壓蒸汽滅菌(濕熱滅菌)、酒精擦拭、火焰灼燒等不同的滅菌或消毒方法，這些方法可依次用于處理(C)A．接種針、手、培育基 B．器皿、接種針、手C．培育基、手、接種針 D．菌種、手、接種針解析：高壓蒸汽滅菌法(濕熱滅菌)通常用于培育基的滅菌；用酒精擦拭雙手是用化學(xué)試劑進(jìn)行消毒的方法；火焰灼燒可以快速徹底地滅菌，適用于微生物接種工具的滅菌，如接種針、接種環(huán)等。2．如圖為平板劃線法接種的示意圖。視察或比較各種細(xì)菌菌落形態(tài)的最佳區(qū)域是(D)A．①