生物學(xué)案：課堂探究專題課題微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點(diǎn)一培養(yǎng)基的成分與配置原則·問題導(dǎo)引·組成生物體的化學(xué)元素歸根結(jié)底是從哪里來的？提示：組成生物體的化學(xué)元素歸根結(jié)底是從無機(jī)自然界獲取的。·名師精講·1．培養(yǎng)基的營養(yǎng)營養(yǎng)要素含義作用主要來源碳源凡能提供所需碳元素的物質(zhì)參與構(gòu)成生物體和一些代謝產(chǎn)物，有些是異養(yǎng)生物的能源物質(zhì)無機(jī)化合物：CO2、NaHCO3；有機(jī)化合物：糖類、脂肪酸、花生粉餅、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物質(zhì)合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物無機(jī)化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽;有機(jī)化合物：尿素、牛肉膏、蛋白胨等水在生物體內(nèi)含量很高，在低等生物體內(nèi)含量更高不僅是優(yōu)良的溶劑，而且可維持生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定外界攝入無機(jī)鹽為微生物提供除碳、氮元素以外的各種重要元素，包括某些大量元素細(xì)胞內(nèi)的組成成分，生理調(diào)節(jié)物質(zhì);某些化能自養(yǎng)菌的能源，酶的激活劑無機(jī)化合物2．配制培養(yǎng)基的原則（1）目的要明確.要根據(jù)培養(yǎng)的微生物的種類、培養(yǎng)的目的等,選擇原料。如自養(yǎng)微生物可以用無機(jī)物作碳源、氮源.（2)營養(yǎng)要協(xié)調(diào).配制培養(yǎng)基時(shí)，必須注意各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例。如蔗糖是多種微生物的主要營養(yǎng)物質(zhì)，但高濃度的蔗糖會(huì)抑制微生物的生長。其中碳源和氮源的比最為重要.例如：碳氮比為4∶1時(shí),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(shí)，菌體繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。(3)pH要適宜。因?yàn)楦鞣N微生物適宜生長的pH范圍不同。【例題1】下列有關(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(shí)是氮源B．凡是碳源都提供能量C．除水以外的無機(jī)物只提供無機(jī)鹽D．無機(jī)氮源也能提供能量解析:A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤，有的碳源只提供合成含碳物質(zhì)的原料，如二氧化碳;有的碳源可同時(shí)是氮源,如NH4HCO3;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。除水以外的無機(jī)物種類繁多，功能也多樣。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(jī)鹽，而NaCl則只能提供無機(jī)鹽，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.無機(jī)氮源也可以提供能量，如NH3可為硝化細(xì)菌提供能量和氮源。答案：D方法點(diǎn)撥含C、H、O、N的化合物既是微生物的碳源，又是微生物的氮源；有機(jī)碳源能提供能量，無機(jī)碳源不能提供能量;有些無機(jī)物也可作為碳源、氮源或能源。變式訓(xùn)練1含C、H、O、N的大分子有機(jī)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、能源C．自養(yǎng)微生物的碳源、氮源、能源D．異養(yǎng)微生物的碳源、氮源、能源解析：含C、H、O、N的大分子有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，因此可給異養(yǎng)微生物提供碳源、氮源、能源。答案：D探究點(diǎn)二消毒與滅菌·問題導(dǎo)引·護(hù)士給病人注射藥液前,要用酒精擦拭注射部位，這屬于消毒還是滅菌？體積分?jǐn)?shù)為70％和95%的酒精，哪一種效果更好?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)凝固成一層保護(hù)膜，乙醇分子不能滲入其中；濃度過低，殺菌力減弱.·名師精講·1．消毒與滅菌的比較理化因素的作用強(qiáng)度消滅微生物的范圍芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和物體表面或內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的處于生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強(qiáng)烈物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子能二者的區(qū)別關(guān)鍵是,前者去除的是病原菌，后者去除的是所有微生物。2。幾種消毒和滅菌方法及其適用范圍類型適用范圍操作方法消毒方法煮沸消毒法日常食品,罐裝食品100℃煮沸5～6巴氏消毒法牛奶、啤酒、果酒等不宜進(jìn)行高溫滅菌的液體70～75℃煮30min或80化學(xué)藥劑消毒法用于皮膚、傷口、動(dòng)植物組織表面消毒,手術(shù)器械，塑料或玻璃器皿等擦拭等,如用酒精擦拭雙手、用氯氣消毒水源紫外線消毒法接種室，接種箱等紫外線照射30min滅菌方法灼燒接種工具、接種時(shí)用的試管口或瓶口等直接在酒精燈火焰的充分燃燒層灼燒干熱滅菌耐高溫、需要保持干燥的物品，如玻璃器皿和金屬用具等物品放入干熱滅菌箱，160～170℃加熱1~2h高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等,生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室常用高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，100kPa，121℃，維持15～30【例題2】培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿、接種環(huán)、實(shí)驗(yàn)操作者的雙手、空氣、牛奶所采用的滅菌、消毒方法依次是（）①化學(xué)消毒②灼燒滅菌③干熱滅菌④紫外線消毒⑤高壓蒸汽滅菌⑥巴氏消毒法A．⑤③②①④⑥ B．①②③④⑤⑥C．⑥②③④①⑤ D．③④②①⑥⑤解析:培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌；培養(yǎng)皿能耐高溫，需用干熱滅菌；接種環(huán)可通過灼燒滅菌達(dá)到迅速、徹底的滅菌效果;實(shí)驗(yàn)操作者的雙手可用化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒，如用酒精擦拭雙手；空氣可用紫外線消毒；牛奶可采用巴氏消毒法,使?fàn)I養(yǎng)成分不被破壞。答案：A方法點(diǎn)撥用巴氏消毒法對(duì)牛奶進(jìn)行消毒，可以殺死牛奶中的微生物,而牛奶的營養(yǎng)成分不會(huì)被破壞.紫外線照射30min可以殺死物體表面或空氣中的微生物。在照射前，適量噴灑石炭酸或煤酚皂溶液等消毒液，可以加強(qiáng)消毒效果.對(duì)于那些培養(yǎng)基中需要、但加熱會(huì)分解的化合物，如尿素、NaHCO3，不能使用高壓蒸汽滅菌法，只能將其配成溶液,使用特定的器材單獨(dú)過濾滅菌。變式訓(xùn)練2下列操作屬于滅菌的是(）A．接種前用火焰灼燒接種環(huán)B．接種前用酒精擦拭雙手C．將平板倒置，放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)D．接種在酒精燈的火焰旁完成解析：要正確區(qū)分滅菌、消毒和防止雜菌污染。A屬于滅菌，B屬于消毒,C、D都是實(shí)驗(yàn)操作過程中防止雜菌污染的措施，與滅菌無關(guān)。答案:A探究點(diǎn)三倒平板操作·問題導(dǎo)引·倒平板就是將加入瓊脂后加熱溶化滅過菌的呈液態(tài)的培養(yǎng)基倒進(jìn)培養(yǎng)皿中冷卻凝固,形成固體培養(yǎng)基。培養(yǎng)基滅菌后,需要冷卻到50℃左右，才能用來倒平板.提示：制備固體培養(yǎng)基才需要倒平板，如果是制備液體培養(yǎng)基，就不用加瓊脂，也就不需要倒平板這一步。·名師精講·1．倒平板的注意事項(xiàng)（1）培養(yǎng)基滅菌后，需要冷卻到50℃左右時(shí),才能用來倒平板.可以用手觸摸盛有培養(yǎng)基的錐形瓶，感覺錐形瓶的溫度下降到剛剛不燙手時(shí)，（2）倒平板前，要將裝有培養(yǎng)基的錐形瓶瓶口通過火焰灼燒，以防止瓶口的微生物污染培養(yǎng)基。（3)平板冷凝后,要將平板倒置。平板冷凝后，皿蓋上會(huì)凝結(jié)水珠，凝固后的培養(yǎng)基表面的濕度也比較高，將平板倒置，既可以使培養(yǎng)基表面的水分更好地?fù)]發(fā),又可以防止皿蓋上的水珠落入培養(yǎng)基，造成污染.（4）倒平板過程中,如果不小心將培養(yǎng)基濺在皿蓋與皿底之間的部位，空氣中的微生物可能在這部分培養(yǎng)基上滋生,因此不要繼續(xù)用這個(gè)平板培養(yǎng)微生物。2．確認(rèn)培養(yǎng)基制備是否合格為確認(rèn)培養(yǎng)基制備是否合格，需設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即接種后的培養(yǎng)基和一個(gè)未接種的培養(yǎng)基都放入37℃恒溫箱中,培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察現(xiàn)象并記錄。如果未接種的培養(yǎng)基在恒溫箱中保溫1～2d后無菌落生長，說明培養(yǎng)基的制備是成功的,【例題3】下列有關(guān)倒平板的操作,錯(cuò)誤的是（）A．在火焰旁進(jìn)行操作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)皿蓋倒放在桌面上D．等待平板冷卻凝固后需要倒過來放置解析:整個(gè)倒平板過程要防止外來雜菌的入侵，因此，滅過菌的培養(yǎng)皿放在火焰旁.打開的錐形瓶瓶口迅速通過火焰。培養(yǎng)皿打開一條稍大于瓶口的縫隙,進(jìn)行操作，不能將培養(yǎng)皿蓋完全打開。平板冷卻凝固后需要倒過來放置.答案：C探究點(diǎn)四微生物的純化·問題導(dǎo)引·在一個(gè)保存大腸桿菌的斜面培養(yǎng)基上，除大腸桿菌的菌落外，還長出了霉菌、酵母菌等雜菌的菌落.如何才能獲得純凈的大腸桿菌？提示：可采用平板劃線法、稀釋涂布平板法、斜面接種、穿刺接種等方法純化大腸桿菌。最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法?！っ麕熅v·1．平板劃線操作（1）平板劃線操作沾取菌液及每次劃線之前都需灼燒滅菌，劃線操作結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，每次灼燒目的不同.沾取菌液前灼燒每次劃線之前灼燒劃線結(jié)束目的避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物灼燒殺死上次劃線結(jié)束后接種環(huán)上殘留的菌種，使每次劃線的菌種來自上次劃線末端劃線結(jié)束后殺死接種環(huán)上殘留的菌種,避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者(2)在灼燒接種環(huán)之后，要等其冷卻后再進(jìn)行劃線。以免接種環(huán)溫度太高，殺死菌種。（3）在做第二次以及其以后的劃線操作時(shí)，要從上一次劃線的末端開始劃線.劃線后,線條末端細(xì)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(xì)菌的數(shù)目隨著劃線次數(shù)的增加而逐步減少，最終能得到由單個(gè)細(xì)菌繁殖而來的菌落。（4）進(jìn)行劃線時(shí)最后一區(qū)和第一區(qū)不可接觸.（5）平板劃線時(shí)不能劃破培養(yǎng)基.一旦劃破，會(huì)造成劃線不均勻，難以達(dá)到分離單菌落的目的；二是存留在劃破處的單個(gè)細(xì)胞無法形成規(guī)矩的菌落，菌落會(huì)沿著劃破處生長,會(huì)形成一個(gè)條狀的菌落。2．稀釋涂布平板操作（1）稀釋操作時(shí)，注意每次都要使菌液與水充分混勻。操作時(shí)，試管口和移液管應(yīng)在離火焰1~2cm處.（2）涂布平板時(shí)的所有操作都應(yīng)在火焰附近進(jìn)行，如酒精燈與培養(yǎng)皿的距離要合適，吸管頭不要接觸任何其他物體等.(3)涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使涂布均勻。3．接種操作成功的標(biāo)準(zhǔn)如果培養(yǎng)基上生長的菌落的顏色、形狀、大小基本一致，并符合該菌菌落的特點(diǎn)，則說明接種操作是符合要求的;如果培養(yǎng)基上出現(xiàn)了其他菌落,則說明接種過程中無菌操作還未達(dá)到要求,實(shí)驗(yàn)失敗,需要分析原因，再次制備。【例題4】下列有關(guān)平板劃線操作的敘述,不正確的是（)A．第一步灼燒接種環(huán)是為了避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)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．在第二區(qū)域內(nèi)劃線時(shí)，接種環(huán)上的菌種直接來源于菌液D．劃線結(jié)束后，灼燒接種環(huán)，能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者解析:平板劃線操作中,接種環(huán)沾取菌液前灼燒的目的，是避免接種環(huán)上可能存在的微生物污染培養(yǎng)物;以后每次劃線前灼燒接種環(huán)是為了殺死上次劃線后殘留的菌種；劃線結(jié)束仍需灼燒接種環(huán)，是為了能及時(shí)殺死接種環(huán)上殘留的菌種，避免細(xì)菌污染環(huán)境和感染操作者.從第二次劃線開始，每