【赢在课堂】2014学年高二生物备课课件：-微生物的实验室培养(新人教版选修1)

专题2微生物的培养与应用课题1微生物的实验室培养课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.了解有关培养基的基础知识。2.进行无菌技术的操作。3.进行微生物的培养。重点:1.进行无菌技术的操作。2.进行微生物的培养。难点:正确进行无菌技术的操作。预习导引一、培养基1.概念:人们按照微生物对营养物质的不同要求,配制出供其生长繁殖的营养基质。2.分类:依据培养基的物理性质可分为(1)液体培养基:液体状态的基质。(2)固体培养基:在液体状态的基质中加入凝固剂琼脂可制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长形成肉眼可见的菌落。3.营养(1)各种培养基的具体配方不同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。(2)在提供上述营养的基础上,培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时需要将培养基的pH调至酸性,培养细菌时需要将培养基的pH调至中性或微碱性,培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。预习交流1——如何理解培养基中基本的成分?可由组成细胞的必需元素的种类理解微生物培养基的基本成分。(1)构成细胞的基本元素有哪几种?由此推测培养基中应含有哪些基本的成分?提示:构成细胞的基本元素有C、H、O、N4种,由此推测培养基应含有提供C的物质(碳源)、提供N的物质(氮源)、提供H和O的物质(H2O)。(2)组成细胞的大量元素中,除了C、H、O、N外,还有哪些元素?据此推测,培养基中还应含有除问题(1)基本成分外的何种成分?提示:还有P、S、K、Ca、Mg等,据此推测培养基中应含有提供P、S、K、Ca、Mg等元素的物质(无机盐)。(3)以硝化细菌和乳酸菌为例,比较自养微生物和异养微生物培养基中碳源的不同。提示:自养微生物的碳源是含碳的无机物,主要是CO2、NaHCO3等,而异养微生物的碳源则是含碳的有机物,如糖类、脂肪酸等。二、无菌技术1.概念:获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,无菌技术就是围绕如何解决该问题展开的。2.消毒:用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的一部分微生物(不包括芽孢和孢子)。3.灭菌:指采用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。4.无菌技术主要包括以下四方面。(1)对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。(2)将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。(3)为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。(4)实验操作时应避免已经灭菌处理过的材料用具与周围的物品相接触。5.实验室常用的消毒和灭菌方法(1)对一些不耐高温的液体,如牛奶,可用巴氏消毒法。(2)接种环、接种针或其他金属用具,可进行灼烧灭菌。(3)能耐高温的、需要保持干燥的物品可进行干热灭菌。(4)高压蒸汽灭菌:一般压力在100kPa,温度为121℃的条件下,维持15~30min。(5)除了以上方法外,实验室里还用紫外线或化学药物进行消毒。预习交流2——人们的哪些做法体现着“无菌操作”?“无菌操作”与人们的生活休戚相关,无时、无处不在。(1)在人们的日常生活中有哪些“无菌操作”的例子?请列举两例。提示:被褥、鞋袜要常晒;肉制品储存时用盐腌等。(2)在人们的生产实践中有一些“无菌操作”,请列举两例。提示:家畜阉割后,要在其伤口涂抹一些酒精或白酒;初冬杨树树干涂刷生石灰水等。(3)在人体自身健康防护中,也有“无菌操作”,请列举两例。提示:打针时,注射部位要用酒精棉球擦洗;家畜阉割后,要在其伤口处涂抹一些酒精。三、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基1.计算:计算各种成分的用量。2.称量:牛肉膏和蛋白胨都容易吸潮,称取时动作要迅速。3.溶化:制备固体培养基需要加入琼脂。加热熔化过程要不停地用玻璃棒搅拌,防止琼脂糊底而导致烧杯破裂。4.灭菌:培养基需要高压蒸汽灭菌,而培养皿需要进行干热灭菌。5.倒平板:在培养基冷却到50℃时,在酒精灯火焰附近倒平板。四、分离纯化大肠杆菌1.微生物分离纯化的方法很多,最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。2.菌落:由一个(细菌、真菌、放线菌等)细胞繁殖而来的子细胞群体,称为菌落。五、菌种的保藏对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏法;对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏法。课堂合作探究问题导学一、培养基和无菌技术活动与探究11.配制培养基所用的琼脂的成分和作用是什么?提示:琼脂是从红藻中提取的多糖,在配制培养基中作为凝固剂。2.为什么有的微生物培养基中需加入特殊营养物质?提示:因为有的微生物缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。3.培养基是如何分类的?提示:按物理性质分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基;按化学成分分为天然培养基和合成培养基;按用途分为选择培养基和鉴别培养基。4.消毒和灭菌的原理、实质相同吗?提示:原理相同,都是使微生物的蛋白质变性,借此杀死微生物;实质不同,灭菌可杀死物体内外的全部微生物(包括芽孢和孢子),而消毒仅杀死部分微生物。5.请判断以下材料或用具是需要消毒还是灭菌。(1)培养细菌用的培养基与培养皿。(2)玻璃棒、试管、烧瓶和吸管。(3)实验操作者的双手。提示:(1)(2)需要灭菌,(3)需要消毒。迁移与应用1灭菌的标准是()。A.杀死所有的病原微生物B.杀死物体表面所有的微生物C.杀死所有的微生物,包括芽孢和孢子D.使病原菌不生长解析:灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。答案:C1.培养基的类型及应用标准培养基类型配制特点主要应用物理性质固体培养基加入琼脂较多菌种分离,鉴定,计数半固体培养基加入琼脂较少菌种保藏液体培养基不加入琼脂工业生产,连续培养化学成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确分类鉴定目的用途鉴别培养基添加某种指示剂或化学药剂菌种的鉴别选择培养基添加(或缺少)某种化学成分菌种的分离注:培养基中的营养物质是维持机体生命活动,保证生殖、发育所需的外源物质。在人和动物中,营养物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类;在植物中,营养物质包括矿质元素、水、二氧化碳三类;微生物共有的营养成分有水、无机盐、碳源、氮源,有些微生物还需要特殊营养物质。2.实验室常用的消毒或灭菌方法灭菌或消毒种类主要方法应用范围灼烧灭菌酒精灯火焰灼烧接种环、接种针及试管口等干热灭菌干热灭菌箱内,在160~170℃下加热1~2h玻璃器皿、金属用具等巴氏消毒70~75℃下煮30min牛奶、啤酒等一些不耐高温的液体续表灭菌或消毒种类主要方法应用范围高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,121℃下持续加热15~30min培养基等紫外线消毒30W紫外线灯照射30min接种室空气等化学药物消毒用体积分数为70%~75%的乙醇、碘酒涂抹等用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒,手术器械、玻璃器皿等消毒二、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基活动与探究21.用流程图表示该培养基的制备过程。提示:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板2.如果倒平板过程中,皿盖和皿底之间粘有培养基,则该平板能否培养微生物?为什么?提示:不能。空气中杂菌会在这些粘附培养基上繁殖,并污染皿内培养基,因此,最好不要用这种平板培养微生物。3.培养基灭菌后,需要冷却至50℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?提示:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。4.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?提示: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,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。迁移与应用2关于制备牛肉膏蛋白胨固体培养基,下列叙述错误的是()。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分钟后将平板倒过来放置解析:制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板,不能颠倒。牛肉膏容易吸潮,所以当牛肉膏溶化并与称量纸分离后,用玻棒取出称量纸。待培养基冷却至50℃左右,用手触摸锥形瓶刚刚不烫手,并且培养基处于溶化状态时进行倒平板。平板冷却几分钟后还需倒置。答案:A1.由于不同的微生物生长对pH的需求不同,如培养霉菌时需将培养基调至酸性,培养细菌时需将培养基调至中性或微碱性,所以在培养基各组分溶化后需要先用酸或碱将pH调至微生物生长的最适宜条件,再进行灭菌处理。2.培养基需要冷却至50℃时才能开始倒平板的原因:琼脂是一种多糖,在98℃以上熔化,在44℃以下凝固,倒平板时高于50℃则会烫手,低于50℃时若不能及时操作,琼脂会凝固。三、纯化大肠杆菌活动与探究31.纯化大肠杆菌时需要接种,请列举接种的技术并说出它们共同的核心操作。提示:菌种的接种技术包括平板划线操作、稀释涂布平板操作、斜面接种、穿刺接种等,它们共同的核心操作是防止杂菌污染,保证培养物的纯度。2.什么叫菌落?如何从“菌落”角度评价平板划线法或稀释涂布平板法的成功性?提示:在培养基上由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体叫菌落。平板划线法或稀释涂布平板法如能在培养基上得到单个的菌落就是成功的。3.学习教材第18页平板划线操作,思考下列问题。(1)为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?提示:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,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源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到单菌落。划线结束后需要灼烧接种环,能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)在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?提示:以免接种环温度太高杀死菌种。(3)平板划线时不能划破培养基的原因是什么?提示:一是划破培养基会造成划线不均匀,难以达到分离单菌落的目的;二是即使在划破处有单个细胞,也无法形成规则的菌落,菌落会沿着划破处生长,会形成一个条状的菌落。4.学习教材第19页稀释涂布平板操作,思考下列问题。(1)稀释涂布平板法的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线法与系列稀释的无菌操作要求,想一想,第二步应如何进行无菌操作?提示:应从操作的各个细节保证“无菌”。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适,吸管头不要接触任何其他物体,吸管要在酒精灯火焰周围等。(2)操作结束后,为什么要将一个未接种的培养基和一个接种的培养基放在一起培养?提示:培养未接种培养基的作用是对照,未接种的培养基在恒温箱中保温1~2d后无菌落生长,说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成,说明培养基灭菌不彻底,或培养基被污染了,需要重新制备。迁移与应用3右图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为1→2→3→4→5。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1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌解析:操作前后都要对接种环进行灭菌;划线操作须在火焰旁进行,而不是火焰上;所有的划线区都有可能得到所需菌落。答案:D1.接种方法的比较及分析(1)平板划线法:操作简单,但是单菌落不易分离。(2)稀释涂布平板法:操作复杂,但是单菌落易分离。(3)稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为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.结果评价如果培养基上生长的菌落在颜色、形状、大小上基本一致,并符合大肠杆菌菌落的特点,则说明接种操作是符合要求的;如果培养基上出现了其他菌落,则说明接种过程中,无菌操作还未达到要求,需要分析原因,重新操作。当堂检测1.某培养基的配方表如下,下列叙述正确的是()。成分蛋白胨葡萄糖K2HPO4伊红美蓝蒸馏水含量10