1.2微生物的培养技术及应用第1课时教学设计高二下学期生物人教版选择性必修3

第一章§1.2《微生物的培养技术及应用》课型：新授主备人：高倩审核人：李军授课人：时间：核心素养1.生命观念：理解防止杂菌污染对成功获得培养物及确保操作者自身安全的重要性。2．科学思维：掌握培养基的制备方法，通过体验，感受科学研究的严谨性，养成良好的科学研究习惯，提高科学素养。3．科学探究：尝试阐述酵母菌的纯培养思路及操作过程。重点微生物的培养和提纯；稀释涂布平板法的具体操作方法步骤；土壤中分离尿素的细菌的分离和计数难点倒平板和平板划线法的具体操作方法步骤；土壤中分离尿素的细菌的分离和计数教法问题引导、案例分析学法自主学习、合作探究教具多媒体任务驱动·自主先学一、微生物的基本培养技术微生物的类群：病毒、、真核生物。1.培养基的配制（1）培养基概念：人们按照微生物对的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。（2）培养基作用：用以培养、分离、、微生物或积累其。（3）培养基类型：培养基：含凝固剂（如琼脂），用于微生物的分离、计数、鉴定等。培养基：不含凝固剂，用于微生物的扩大培养、工业生产。（4）培养基成分：、、、（大量元素、微量元素）。组分组分含量含量提供的主要营养提供的主要营养牛肉膏5g碳源、氮源、和维生素等蛋白胨10g碳源、氮源和维生素等NaCl5g无机盐H2O定容至1000mL水在主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长的条件有：对pH、特殊营养物质以及O2的需求。2.无菌技术（1）获得纯净的微生物培养物的关键是防止。（2）无菌的范围①实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和。②培养的器皿、接种用具和培养基等进行。③实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触注意：为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在上，并在附近进行。消毒：使用较为的物理、化学或生物等方法，杀死物体表面或内部微生物。例如：、、、。（4）灭菌：指使用的理化方法杀死物体内外微生物，包括芽孢和孢子例如：、、。。3.微生物的纯培养(1)纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体。(2)纯培养：获得纯培养物的过程。具体过程：配置培养基、、、分离、培养。(3)酵母菌的纯培养菌落：单个或少数同种菌体在固体培养基上大量繁殖，形成肉眼可见的子细胞群体。方法步骤：①配置培养基：倒平板注意事项：ａ．温度：50℃左右（过高：烫手；过低：琼脂会凝固）。ｂ．操作：在酒精灯火焰附近（防止杂菌污染）。ｃ．冷凝后平板（既可以避免培养基中的水分过快蒸发又可防止皿盖上的冷凝水落入培养基，造成污染）。②接种和分离酵母菌接种方法：，。③培养酵母菌二、微生物的选择培养和计数1.选择培养基（1）实例：寻找耐高温的DNA聚合酶（2）概念：在微生物学中，将特定种类的微生物生长，同时其他种类微生物生长的培养基称为选择培养基。（3）类型：改变培养条件、添加某种化学物质、营养缺陷2.微生物的选择培养由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行充分，然后再将菌液涂布到制备好的上。（1）方法：。（2）基本操作：梯度稀释和涂布平板（3）操作过程①铲取土样，将样品装入纸袋中。②将10g土样加入盛有90mL的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。取1mL上清液加入盛有无菌水的试管中，依次等比稀释。③取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。④将浸在盛有酒精的烧杯中。⑤将放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器后，再进行涂布。⑥用将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可培养皿，使涂布均匀。待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板培养。3.稀释涂布平板法—间接计数法（1）原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的单菌落，来源于样品稀释液中的活菌；通过计数平板上的菌落数，就能出样品中大约含有多少活菌。（2）计数原则：①选择菌落数为的平板计数。②同一稀释度下，应至少对个平板进行重复计数，然后求出平均值。（3）结果分析：①统计的菌落数往往比活菌的实际数目。原因：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。②统计结果一般用数而不是用活菌数来表示。4.显微镜直接计数—直接计数法（1）方法：利用特定的或在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量；细菌计数板可对细菌等较的细胞进行观察和计数；血细胞计数板常用于相对较的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。（2）优点：。（3）缺点：①统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌与活菌。(统计结果比实际结果要）②个体小的细菌在显微镜下难以观察。小组合作·交流研讨任务一：培养基及无菌技术培养基营养成分有哪些、各有何功能？碳源（构成细胞物质和一些代谢产物；有机碳既是碳源又是能源）氮源（主要用于合成蛋白质、核酸及含氮代谢产物等）无机盐（提供无机营养、调剂PH、维持渗透压）水（良好的溶剂、维持生物大分子结构的稳定）2．一些需要保持生物活性的物体(如实验者的双手)应该使用何种无菌技术？为什么？应使用消毒的方法，因为用灭菌的方法会杀死或破坏人的皮肤组织细胞3．对于一些没有生物活性的物体如培养基、接种环、培养皿等要使用何种无菌技术？应使用灭菌的方法，其中培养基一般采用高压蒸汽灭菌，接种环使用灼烧灭菌，培养皿等玻璃器皿使用干热灭菌任务二：微生物的纯培养为什么要使锥形瓶的瓶口通过火焰？通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养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？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.怎样判断培养基制备是否合格、成功，是否受到污染？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4.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。蘸取菌液前灼烧：杀死接种环上原有微生物每次划线前灼：杀死上次划线时残留菌种，使下一次划线的菌种直接来源上次划线的末端，从而使每次划线时菌种数目逐渐减少，直至得到单个细胞划线结束后灼烧：杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者5.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？(1)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。1.此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？能。该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。1.此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？能。该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。如何设计对照实验验证所用的选择培养基没有受到污染？设置一个未涂布平板的能筛选分解尿素的细菌的选择培养基组分含量KH2PO41.4

gNa2HPO42.1

gMgSO4·7H2O0.2

g葡萄糖10.0

g尿素1.0

g琼脂15.0

gH2O定容至1000mL鉴定原理:分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为NH3，使培养基的碱性，pH。在选择培养基中加入指示剂,培养某种细菌,若指示剂,可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。3.结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。你是否获得了某一稀释度下菌落数目在30300的平板？在这一稀释度下，是否至少有2个平板的菌落数接近？如果得到了两个或多个菌落数为30～300的平板，说明稀释度合适，操作比较成功，能够进行菌落的计数4.你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少？如果是用同一土样进行的操作，数据应该比较接近；如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因踊跃展示·转教他人划分标准培养基种类特点用途物理性质液体培养基不加凝固剂工业生产半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类鉴定固体培养基微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种化学成分天然培养基在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长工业生产合成培养基分类、鉴定目的用途选择培养基在培养基中加入某种指示剂或化学药品,用以鉴别不同种类的微生物培养、分离出特定微生物鉴别培养基鉴别不同种类微生物类型适用范围操作方法煮沸消毒日常生活100℃煮沸5～6min巴氏消毒不耐高温的液体62～65℃煮30min或8090℃煮30s1min化学药剂消毒生物活体、水源等擦拭等,如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源紫外线消毒接种室、接种箱，超净工作台紫外线照射30

min灼烧灭菌接种的金属工具、接种时用的试管口或瓶口等直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧干热灭菌耐高温、需要保持干燥的物品,如玻璃器皿和金属用具等物品放入干热灭菌箱,160～170

℃加热2～3h湿热灭菌培养基等,生产和实验室常用高压蒸汽灭菌,100kPa，温度121℃，15～30min平板划线法稀释涂布平板法纯化原理通过连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以得到单菌落接种工具接种环涂布器单菌落的获得从最后划线的区域挑取稀释度合适，整个平板上都可找到单菌落用途分离纯化菌种，获得单菌落①分离纯化菌种，获得单菌落②用于计数相同点①都能分离纯化菌种；②都是在固体培养基上进行的。项目直接计数法间接计数法原理利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌主要用具显微镜、细菌计数板培养基计数数据菌体本身培养基上菌落数优点计数方便、操作简单计数的是活菌缺点死菌、活菌都计算在内操作较复杂，有一定误差计算公式每毫升原液含菌数=每小格平均菌体数×400×10000×稀释倍数每毫升原液含菌数=培养基上平均菌落数×稀释倍数÷涂布液体积点评提升·迁移运用1、下列有关微生物培养的叙述，错误的是()A．测定土壤样品中的细菌数目，常用稀释涂布平板法进行菌落计数B．在对微生物进行培养前，需要对微生物和培养基进行灭菌C．酵母菌发酵过程产生的酒精，对其他微生物生长有一定的抑制作用D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中唯一的氮源2、下列有关微生物分离、培养和计数的叙述，正确的是()A．分离土壤中微生物时，需要先对土壤灭菌，再进行培养B．测定土壤中细菌数量时，一般选用103～107倍的稀释液C．测定土壤样品中的细菌数目，常用稀释涂布平板法或平板划线法进行计数D．统计菌落数目时，当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落3、下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述，正确的是()A．只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素B．筛选分解尿素的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一营养物质C．统计样品中的活菌数目时一般用平板划线法D．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则表明筛选到了分解尿素的细菌4、如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析正确的是()A．3号试管的稀释倍数为103倍B．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个C．5号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数恰为4号试管的10倍D．该方法和平板划线法都可对微生物进行准确计数1、某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。以下说法错误的是()A．土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶B．能分解尿素的细菌也能以尿素的分解产物CO2作为碳源C．为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时应选择尿素作为唯一氮源D．筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4的作用是提供无机盐和维持pH2、下列关于统计统计数目的方法的叙述，不正确的是()A．采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数B．当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落C．为了保证结果准确，一般采用密度较大的平板进行计数D．在某一浓度下涂布三个平板，若三个平板统计的菌落数差别不大，则应以它们的平均值为统计结果3、用平板划线法或稀释涂布平板法纯化大肠杆菌时()①可以用相同的培养基②都需要使用接种环进行接种③都需要在酒精灯火焰旁进行接种④都可以用来计数活菌A．①②B．③④C．①③D．②④4、培养基是微生物生长、分离、鉴别的营养基础，下列有关微生物培养及培养基的描述错误的是()A．牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的菌落数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落B．不论何种培养基，在各成分溶化后都要进行灭菌操作，灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌C．因为土壤中各类微生物的数量不同，所以为获得不同类型的微生物要按不同的稀释倍数进行分离D．微生物培养基的配方中必须包含的成分有碳源、氮源、水、无机盐、特殊营养物质及琼脂5、选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这样培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。为选择酵母菌和硝化细菌，应选用的培养基分别为()A．伊红美蓝培养基、含青霉素培养基B．含青霉素培养基、含氨的无机培养基C．含氨的无机培养基、含青霉素培养基D．含青霉素培养基、伊红美蓝培养基6、下图为从土壤中分离纯化尿素分解菌的过程。下列有关叙述错误的是()A．①②③④培养基都应以尿素为唯一氮源B．图中所用培养基灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌C．①～③过程是梯度稀释，稀释溶剂是无菌水D．可用酚红染料鉴定，观