广东省佛山市高中生物 第二章 微生物的培养与应用学案（打包4套）新人教版选修1.zip

1课题 1 微生物的实验室培养(一)学习目标1.阅读教材 P14“(一)培养基” ，掌握培养基的作用、分类及营养成分2.阅 读教材 P15“无菌技术” ，区分消毒和灭菌，掌握不同物品的灭菌方法。【预习案】一、培养基：微生物的培养离不开培养基，不同的微生物需要的培养基也有所不同。1.概念人们按照微生物对 的不同需求，配制出供其 的营养基质。 2.分类：3.成分: (1)培养基一般都含有水、 、 和无机盐，有 时候还需要加入特殊的营养物质(生长因子)。(2)结合教材 P15 表格，判断下面培养基的各种成分能提供的营养物质类别成分 FeSO4 蔗糖 (NH4)2SO4 维生素 氨基酸提供的营养二、无菌技术:要防止外来的杂菌污染培养物，离不开无菌技术，要防止培养物污染人体和环境，也离不开无 菌技术。1.目的：防止 的污染。 2.方法： 和 。项目 消毒 灭菌2概念使用较为温和的 杀死物体 或 的部分微生物(不包括 和 )用 的理化因素杀死物体内外的微生物，包括 和____常用方法、 、______________、 、_____________适用对象操作空间、操作者、一些液体 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等3．主要应用(1)对实验操作的 、操作者的 ，进行清洁和消毒。(2)将用于微生物培养的 、接种用具和培养基等进行 。(3)为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在 进行。(4)实验操作时应避免 已经 处理的材料用具与周围的物品相接触。项目 方法 条件 作用对象煮沸消毒法 100 ℃，煮沸 5～6 min 杀死微生物细胞和一部分芽孢巴氏消毒法 70～75 ℃，煮 30 min 或 80 ℃，煮 15 min不耐高温的液体70%的酒精 对双手消毒50%的石炭酸、来苏水 对空气消毒化学药剂消毒法 一定浓度的乳酸、食醋 通过熏蒸对空气进行消毒消毒紫外线法 紫外线照射 30 min 物体表面或空气中的微生物灼烧灭菌在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧对接种环、接种针或其他金属工具灭菌，也可以对试管口、瓶口灭菌灭菌干热灭菌在干热灭菌箱内，160～170 ℃条件下，加热 1～2 h耐高温且需保持干燥的物品，如玻璃器皿(吸管、培 养皿)和金属用具等3高压蒸汽灭菌在高压蒸汽灭菌锅内，121 ℃，100 kPa，灭菌 15～30 min培养基等紫外线灭菌 30 W 照射 30 min 小型接种室、接种箱等4.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被 污染外，还能有效避免 感染。【小结提升】【典题训练】1.不同培养基的具体配方不同，但一般都含( )A.碳源、磷酸盐和维生素B.氮源和维生素C.水、碳源、氮源和无机盐D.碳元素、氧元素、氢元素、氮元素2.能作为自养微生物的碳源的是( )A.糖类 B.石油 C.二氧化碳 D.花生粉饼 3. 在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时又能抑制或者阻止其他种类微生物生长的培养基称做( )A.鉴别培养基 B.加富培养基C.选择培养基 D.基础培养基4.不同的微生物对营养物质的需要各不相同，但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐。下列有关微生物所需营养物质的描述，正确的是( )A.氮源物质只能为该微生物提供必要的氮元素B.有些碳源也可以给微生物的生长提供能源C.无机盐是微生物不可缺少的营养物质，所以无机盐越多越好D.固体培养基中不含水分5.下列实验材料和用具，适合使用消毒方法的是 ，适合使用灭菌方法的是 。4①培养基 ②外植体 ③操作者双手 ④锥形瓶 ⑤接种环 ⑥牛奶 ⑦工作台 ⑧培养皿小贴士: (1)某些细 菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形的抗逆性休眠体，称为芽孢。每个细菌细胞仅形成一个芽孢，故它无繁殖功能。芽孢有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压的能力。芽孢的休眠能力十分惊人，可保持几年到几十年的生活力。(2)孢子是微生物产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞。一般是单细胞，个体微小，通常是适应于从不利环境条件中存活下 来，并在条件改变时产生新的营养体，能直接发育成新个体。1课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学习目标1.通过阅读教材 P21～22“能利用选择培养基分离细菌。 ”2.结合教材 P22～26 能运用活菌计数法测定土壤中分解尿素细菌的数量【预习案】一、研究思路1.筛选菌株(1)PCR技术要用到一种关键酶—— ，这种酶只能在耐 环境的微生物中获得。(2)微生物筛选的原理是：人为提供有利于 生长的条件(包括 、 、pH 等)，同时 或阻止其他微生物的生长，该类培养基是 。2.(1)在稀释涂布平板法和平板划线法两种方法中， 适合统计样品中活菌的数目。该方法要求对样品的稀释度要 ，确保一个菌落来源于 。(2)用于活菌计数的平板要形成 个菌落。所统计的菌落数往往比活菌的实际数值要 ，原因是 连在一起时观察到的仅是一个菌落。3.设置对照：目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提 高实验结果的 。二、实验设计1.操作步骤：土壤取样→ →微生物的 。2.土壤取样一般要铲去 ，因为绝大多数细菌分布于距地表约 的土壤层。3.样品的稀释：不同的微生物需要稀释的倍数不同，请填写下表微生物 稀释倍数细菌放线菌真菌4.微生物的培养与观察微生物的生长受 的影响，菌落的数目和 是观察的主要内容。三、操作提示1.无菌操作：取土样用的 和盛土样的 在使用前都需要灭菌。称取土样要在 旁进行。稀释样品要在 旁操作。22.做好标记： 要对 和试管进行标记，尤其进行系列稀释时要按 顺序将试管排列成行。四、课题延伸分解尿素的细菌合成的 将尿素分解成了氨，使培养基的碱性增强。在以 为唯一氮源的培养基中加入 指示剂培养细菌，若指示剂变 ，可以初步鉴定该种细菌能够分解 。（一） 、选择培养基1.选择培养基的制作方法(1)在培养基全部营养成分具备的前提下，依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以抑制不需要的微生物，促进所需要的微生物生长，如培 养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉 素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌等。(2)通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的 CO2制造有机物生存。(3)利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物。(4)通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。2.结果分析与评价内容 现象 结论对照的培养皿中无菌落生长 未被杂菌污染有无杂菌污染的判断对照的培养皿中有菌落生长 被杂菌污染选择培养基的筛选作用牛肉膏培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目选择培养基具有筛选作用样品的稀释操作得到两个或两个以上菌落数目在30～300 的平板操作成功重复组的结果 若选取同一种土样，统计结果应接近应用示例1.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。请回答下列问题。3(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入 作为唯一碳源，②中不同浓度碳源的培养基 (A.影响；B.不影响)细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用 法。(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于 ；使用 法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养细菌时进行倒置培养的原因是 。(3)实验过程中如何防止其他微生物的污染？。答案 (1)苯酚 A 稀释涂布平板 (2)④的培养基没有加入苯酚作为碳源，⑤的培养基加入苯酚作为碳源 稀释涂布平板法或平板划线 以防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基 (3)培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程无菌操作一题多变 (1)为什么测定活菌的数量不能用平板划线法？答案 由于在所划的线中，只有最后一次划线的末端才会形 成由一个细菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由两个细菌或多个细菌繁殖而成，而在计数时一个菌落对应着一个细菌，这样在划线所得的平板中，菌落数目低于活菌的实际数值，所以不能用平板划线法测定活菌数量。(2)如何判断培养基是否被污染？答案 在不接种微生物的情况下将培养基在培养箱中进行培养，如果培养基中无菌落出现，则说明没有被污染，如果有菌落出现，则说明培养基被污染。(3)两位同学在取土壤样品时，一位同学在不含苯酚的土壤中取样，另一位同学在含苯酚的土壤中取样，哪位同学做得较好？答案 在含有苯酚的土壤中取样较好。二、统计菌落的数目1.显微镜直接计数法(总菌计数法)(1)原理：此法利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。(2)方法：用计数板计数。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积为 1 mm2和高为0.1 mm的计数室，在 1 mm2的面积里又被划分成 25个(或 16个)中格，每个中格进一步划分成 16个(或 25个)小格，但计数室都是由 400个小格组成的，如图所示。4(3)计算公式：每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×10 000×稀释倍数(4)缺点：不能区分细菌的死活。2.间接计数法(活菌计数法)(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。(2)计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。其中，C 代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V 代表涂布平板时所用稀释液的体积(mL)，M 代表稀释倍数。(3)统计方法：统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计 3个平板，计算出平板上菌落数的平均值，然后按公式进行计算 。【小结提升】【典题训练】1.可以分离并鉴定出分解尿素的细菌的方法是( )A.以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂B.以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂C.以尿素为唯一氮源的培养基中加入刚果红试剂D.以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂2.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。利用这种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53.下列说法错误的是( )A.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B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同C.只有得到了 3个或 3个以上菌落数目在 30～300 的平板，才说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数D.牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌 落4.某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样品中的活菌数目，培养基配方如下表：KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 蛋白胨 葡萄糖 尿素 琼脂1.4 g 2.1 g 0.2 g 1.0 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g(1)根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？ (能/不能)，原因是 。(2)该培养基为 培养基(按物理状态分)，因为培养基中含有 。(3)要统计每克土壤样品中活菌数目，宜采用 法。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的 就能大约推测出样品中的活菌数。(4)如果把该培养基中的蛋白胨去掉，培养基上的微生物是不是一定都是能分解尿素的细菌？ 。为什么？ 。答案 (1)不能 培养基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源，不能选择出只以尿素为氮源的微生物 (2)固体 凝固剂琼脂 (3)稀释涂布平板 菌落数目 (4)不一 定 因为有些微生物可以利用尿素分解菌的含氮代谢产物进行生长繁殖1课题 1 微生物的实验室培养(二)学习目标1.通过阅读教材 P16～17“(一)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基” ，掌握配制培养基的步骤和倒平板操作的过程。2.结合教材 P18～19“(二)纯化大肠杆菌” ，理 解并掌握利用平板划线法和稀释涂布平板法来纯化微生物的方法。重难点击：1.掌握制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法。2.学会用平板划线法和稀释涂布平板法纯化微生物。【预习案】一 制备牛肉膏蛋白胨固体培养基牛肉膏蛋白胨固体培养基是细菌培养中常用的一种培养基，大肠杆菌的纯化就是用的该培养基。1.牛肉膏蛋白胨固体培养基的成分及各成分提供的营养培养基组分 提供的主要营养物质牛肉膏 5.0 g ____________________蛋白胨 10.0 g 和维生素NaCl 5.0 g ______蒸馏水定容至 1 000 mL 氢元素、 元素2.实验过程(1)培养基的配制计算：根据牛肉膏蛋白胨培养基 的比例，计算配制 100 mL培养基时各成分的用量（2）(2)灭菌(3)倒平板：待培养基冷却至 50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近操作进行：①在火焰旁 手拿锥形瓶， 手拔出棉塞(如图 1)。②使锥形瓶的瓶口迅速通过 ，目的是进行 ，防止瓶口微生物污染培养基(如图 2)。③ 手将培养皿打开 ， 手将培养基倒入培养皿，立刻盖上 (如图 3)。2④等待平板 后，将平板 放置(如图 4)。3.培养基的选择：培养基配制好后，要放在 中保温 1～2 d，若 则说明制备的培养基是合格 的。4.平板冷凝后，要将平板倒置的原因：平板冷凝后，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，既可以使培养基 ，又可以防止 。二 纯化大肠杆菌：纯化大肠杆菌就是为了获得大肠杆菌的纯种菌落，这需在培养时，尽量使菌落中的菌体来自于一个大肠杆菌的分裂，即这个菌落的细菌群体由 繁殖而来，这就需要接种时尽量接种单个的大肠杆菌，最常用的是 法 和 法。1.平板划线法：结合示意图，完成下面步骤：2.稀释涂布平板法：(1)系列稀释操作 (2)涂布平板操作3.菌种的保存将菌种放在低温环境中保藏的目的是___________________ 。归纳提炼：1.平板划线法中几次灼烧接种环的目的2.稀释涂布平板法：应特别注意：(1)酒精灯与培养皿的距离要合适。(2)吸管头不要接触任何其他物体。(3)吸管要在酒精灯火焰周围使用活学活用: 1.下列关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基，叙述错误的是( )A.操作顺序为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌B.将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯C.待培养基冷 却至 50 ℃左右时进行倒平板D.待平板冷却凝固约 5～10 min 后，将平板倒过来放置2.下列叙述错误的是( )A.右手拿装有培养基的锥形瓶，左手拔出棉塞，为避免 污染需放在酒精灯火焰附近B.倒平板整个过程应在酒精灯火焰旁进行C.打开培养皿盖，右手将锥形瓶中的培养基倒入培养皿， 左手立即盖上培养皿的皿盖D.为避免水滴滴入培养基， 平板应倒过来放置3.如图为纯化大肠杆菌的一个操作环节，下列相关叙述中，错误的是( )A.该操作步骤是接种，方法是平板划线法3B.除第一次划线外，以后的每一次划线的起点是上一次划线的末端C.图中细菌密度最小的是 5处 D.该接种方法适用于细菌的计数【小结提升】【典题训练】1.有关稀释涂布平板法的叙述，错误的是( )A.首先将菌液进行一系列的梯度稀释B.然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面C.在适宜条件下培养D.结果都可在培养基表面形成单个菌落2.如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为 12345。下列操作方法正确的是( )A.只在操作前将接种环放在火焰边灼烧灭菌B.划线操作须在火焰上进行C.在 5区域中才可以得到所需菌落D.在 12345区域中划线前后都要对接种环灭菌3.将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入 37 ℃恒温箱的目的是( )A.对比观察培养基有没有被微生物利用B.对比分析培养基上是否生有杂菌C.没必要放入未接种的培养基 D.为了下次接种时再使用4.获得纯净培养物的关键是( )A.将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌B.接种纯种细菌 C.适宜环境条件下培 养 D.防止外来杂菌的入侵5.(1)在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑 、 和渗透压等条件。由于该细菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、 、等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。4(2)在微生物培养操作过程中，为 防止杂菌污染，需对培养基和培养器皿进行 (消毒、灭菌)；操作者的双手需要进行清洗和 ；静止空气中的细菌可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还能 。(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的 。(4)通常，对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等菌落特征对细菌进行初步的 。(5)培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是__________________________________________________________________。(6)若用大肠杆菌进行实验，使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散1课题 3 分解纤维素的微生物的分离学习目标1. 结合教材 P27“基础知识” ，掌握纤维素酶的种类和作用及纤维素分解菌的筛选方法。2. 阅读教材 P28“实验设计” ，理解并掌握纤维素分解菌的筛选过程及刚果红染 色法的原理。3.阅读教材 P30“课题延伸” ，掌握纤维素酶的测定方法。【预习案】一 纤维素分解菌的筛选的原理1.纤维素与纤维素酶(1)纤维素是一种由 首尾相连而成的 化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。 是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生 。(2)纤维素酶①组成：一种复合酶，它至少包括三种组分，即 酶、 酶和____ 酶。②作用：纤维素是在 C1 酶和 CX 酶的作用下被分解为 ，葡萄糖苷酶可以将 分解为葡萄糖。(3)实验验证：P27二、实验设计与操作提示实验设计 结合实验原理和教材给出的资料，完成下面的实验方案流程图。1.实验过程分析2.两种培养基：(1)从功能上来看，培养基配方 1 为纤维素分解菌的 培养基，该培养 基中的唯一碳源是 ，只有能利用它的纤维素分解菌才能生存；培养基配方 2 为纤维素分解菌的 培养基。在该培养基中加入 溶液，当培养基中长出菌落后，由于在该培养基上生长的只能是 菌，能分泌，因此菌落周围会形成 。(2)从物理性质上来看，培养基配方 1 为纤维素分解菌的 培养基，利用这种培养基可以增加纤维素分解菌的浓度；培养基配方 2 为纤维素分解菌的 培养基，原因是添加了 成分，需要在培养基上形成我们肉眼可见的 。(3)若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是_____ _______。3.结果分析与评价(1)培养基的制作是否合 格：对照的培养基在培养过程中 菌落生长，则说明培养基制作合格。(2)选择培养基是否筛选出菌落：如果观察到 的菌落，则说明可能获得了分解纤2维素的微生物。(3)分解的结果是否一致：由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量， 因此最容易得到的是细菌。但由于所取土样的 环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。4.课题延伸(1)为了确定分离得到的是纤维素 分解菌，还需要进行 的实验，纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵两种。(2)纤维素酶的测定方法：一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生 的 含量进行定量测定。纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基的区别(1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，因培养基中无凝固剂，利用液体选择培养基以增加纤维素分解菌的浓度。(2)能产生纤维素酶的微生物能以纤维素作为碳源和能源，在培养基中正常生长，其他绝大多数生物不能正常生长。(3)鉴别培养基中含有琼脂，为固体培养基，刚果红染色法应用的就是此培养基。【小结 提升】【典题训练】：资料 P26