資源簡介

選擇性必修三第一章第2節
微生物的基本培養技術導學案
【學習目標】
1闡明在發酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養物的前提。
2闡明無菌技術是在操作過程中，保持無菌物品與無菌區域不被微生物污染的技術。
3概述平板劃線法和稀釋涂布平板法是實驗室進行微生物分離和純化的常用方法。
【重點難點】
討論并掌握微生物的純培養的方法。
【探究案】
【任務驅動一】　培養基的配制
1．培養基的配制原則
(1)目的要明確：不同的微生物需求不同，根據培養目的進行配制。
(2)營養要協調：營養物質的濃度和比例要適宜。
(3)pH要適宜：為維持pH的相對恒定，可在培養基中加入緩沖劑，常用K2HPO4－KH2PO4。
2．培養基的成分及功能
營養物質
作用
功能
主要來源
碳源
能為微生物代謝提供碳元素
構成生物體的細胞物質和一些代謝產物，有些是異養生物的能源物質
無機碳源：CO2、NaHCO3等；有機碳源：糖類、脂質、蛋白質、有機酸等
氮源
能為微生物的代謝提供氮元素
合成蛋白質、核酸以及含氮的代謝產物
無機化合物：N2、NH3、銨鹽、硝酸鹽等；有機氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨等
水
是生命活動所必需的
不僅是優良的溶劑，而且可維持生物大分子結構的穩定
外界攝入
無機鹽
為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素，包括大量元素
細胞內的組成成分，生理調節物質，某些化能自養菌的能源，酶的激活劑
無機化合物
【合作探究：】
(1)能夠利用無機碳源的微生物的同化作用類型是什么？

(2)牛肉膏蛋白胨培養基是一種常見的細菌培養基，其中牛肉膏、蛋白胨能夠提供哪些營養成分？

(3)在科研和生產上，研究和應用微生物的前提是什么？在實驗室中培養微生物應注意哪些問題？
【任務驅動二】　常用滅菌和消毒方法的比較
常用滅菌與消毒方法的比較
滅菌和消毒的種類
主要方法
應用范圍
滅菌
濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌法）
100 kPa、121 ℃維持15～30 min
培養基及多種器材、物品

干熱滅菌
干熱滅菌箱160～170 ℃加熱2～3 h
玻璃器皿(如吸管、培養皿等)、金屬用具等凡不適宜用其他方法滅菌而又能耐高溫的物品

灼燒滅菌
酒精燈火焰灼燒
微生物接種工具，如接種環、接種針或其他金屬用具等，接種過程中的試管口或瓶口等
消毒
煮沸消毒法
100 ℃煮沸5～6 min
家庭餐具等生活用品

巴氏消毒法
62～65 ℃煮30 min或80～90 ℃煮30 s～1 min
牛奶、啤酒、果酒和醬油等不宜進行高溫滅菌的液體

紫外線消毒
30 W紫外燈照射30 min
接種室空氣

化學藥物消毒
用體積分數為70%～75%的乙醇、碘酒涂抹，來蘇爾噴灑等
皮膚、傷口、動植物組織表面和空氣、手術器械、塑料或玻璃器皿等

【合作探究：】
1.無菌技術除了用來防止實驗室培養物被其他外來微生物污染外，還有什么目的？

2．對培養基、培養皿、接種環、實驗者的雙手、空氣和牛奶常采用的滅菌或消毒方法分別是什么？

3．用于生物消毒的微生物具有什么特點？


[任務驅動三] 微生物的純培養
1．平板劃線法
平板劃線操作及培養結果：接種環在固體培養基表面連續劃線，將聚集的菌種逐步分散到培養基的表面。平板劃線示意圖(A)及培養后菌落分布示意圖(B)如下圖所示。

2．稀釋涂布平板法
(1)主要操作環節：系列稀釋和涂布平板。
(2)系列稀釋和涂布平板后培養結果如圖所示：

3．平板劃線法與稀釋涂布平板法的注意事項
(1)平板劃線法：
①接種環的灼燒：
a．第一次劃線前：殺死接種環上的微生物，避免污染培養物。
b．每次劃線前：殺死殘留菌種，保證每次劃線菌種來自上次劃線末端。
c．劃線結束后：殺死殘留菌種，避免污染環境和感染操作者。
②灼燒接種之后，要冷卻后再進行操作，以免溫度太高殺死菌種。
③劃線時最后一區域不要與第一區域相連。
④劃線用力要大小適當，防止用力過大劃破培養基。
(2)稀釋涂布平板法：
①稀釋操作時：每支試管及其中的9 mL水、移液管等均需滅菌；操作時，試管口和移液管應在離火焰1～2 cm處。
②涂布平板時：
a．涂布器浸在體積分數為70%的酒精中，取出時，讓多余酒精在燒杯中滴盡，然后將沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。
b．不要將過熱的涂布器放在盛放酒精的燒杯中，以免引燃其中的酒精。
c．酒精燈與培養皿距離要合適，移液管管頭不接觸任何物體。
4．兩種純化細菌方法的比較
項目
優點
缺點
平板劃線法
可以觀察菌落特征，對混合菌進行分離
不能計數
稀釋涂布平板法
可以計數，可以觀察菌落特征
吸收量較小，較麻煩，平板不干燥效果不好，容易蔓延

【合作探究：】
(1)倒平板時，培養基冷凝后，為什么要將平板倒置？

(2)接種操作時每次劃線接種前與接種后都要灼燒接種環或接種針，其目的分別是什么？

(3)接種結束后，為什么要將一個未接種的培養基和一個接種的培養基放在一起培養，未接種的培養基表面是否有菌落生長很關鍵。如果有菌落生長，說明了什么？
【講練結合】
1．實驗室中目的菌株的篩選：
（1）原理：人為提供有利于_____________生長的條件(包括_________________________等)，同時___________或 ____________ 其他微生物生長。
（2）方法：利用選擇培養基分離。
a．選擇培養基：
在微生物學中，將允許________________種類的微生物生長，同時___________和____________其他種類微生物生長的培養基，稱作選擇培養基。
b．配制選擇培養基的依據
根據選擇培養的菌種的生理代謝特點加入某種物質以達到選擇的目的。例如，培養基中不加入有機物可以選擇培養__________微生物；培養基中不加入氮元素，可以選擇培養______________的微生物；加入高濃度的食鹽可選擇培養金黃色葡萄球菌等。
c．實例：
選擇分解尿素的細菌的培養基，以__________作為___________，只有能合成____________的微生物才能分解尿素。
評卷人
得分
二、綜合題
2．高溫淀粉酶在大規模工業生產中有很大的實用性。研究者從熱泉嗜熱菌樣品中篩選了高效產生高溫淀粉酶的嗜熱菌，其篩選過程如下圖所示：
（1）進行①過程的目的是______________，②過程所使用的接種方法是___________法。
（2）從用途上來說，Ⅰ號培養基屬于_________培養基，配制時僅以_______作為唯一碳源；從物理狀態上來說，Ⅱ號培養基屬于固體培養基，配制時應加入_________作為凝固劑。
（3）Ⅰ、Ⅱ號培養基配制和滅菌時，滅菌與調節pH的先后順序是___________________。一般對配制的培養基采用_____________法滅菌。
（4）培養一段時間后，應從Ⅰ號培養基上挑出______的菌落，接種到Ⅱ號培養基上。
3．生物技術擁有巨大的發展空間，給人們的生活帶來了深刻的變化。請回答下列問題：
（1）無菌技術是實驗室獲得純凈培養物的重要措施，無菌技術除了防止實驗室的培養物被其他外來微生物污染外，還可以________________________；實驗過程中防止被其他外來微生物污染的措施有___________________（至少答兩點）。
（2）從土壤中分離純化細菌常用的接種方法是___________和___________兩種。通常對獲得的純菌種還可以依據菌落的形狀、大小等菌落特征對細菌進行初步的______________________。
（3）橙子的果肉可用于制備果酒和果醋。用橙子加工橙汁過程中加入___________可使混濁的果汁變得澄清，釀制的橙子酒沒有酒味只有醋味，可能的原因是________________。
參考答案
1．目的菌株 營養、溫度、pH 抑制 阻止 特定 阻止 抑制 自養 固氮 尿素 唯一氮源 脲酶
2．稀釋 稀釋涂布平板法 選擇 淀粉 瓊脂 先調節pH，后滅菌 高壓蒸汽滅菌 透明圈大
3．避免操作者自身被微生物污染 對實驗室的空間、操作者的衣著和雙手進行清潔和消毒、將用于微生物培養的器皿、接種用具和培養基等進行滅菌（或實驗操作應該在酒精燈火焰附近進行、操作時應避免已經滅菌處理的材料用具與周圍物品接觸） 平板劃線法 稀釋涂布平板法 鑒定 果膠酶 發酵時處于通氣狀態，醋酸菌將橙汁中的糖分解成醋酸，或是將乙醇轉變成醋酸

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