课题1-微生物的实验室培养-教学设计-教案

教学准备1.教学目标1.1知识与技能：了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的分类、成分及用途，无菌技术等基本操作技术。1.2过程与方法：分析实验思路的确定和形成的原因，分析实验流程，对比前面的实验设计，归纳共性，分析差异，增加印象。1.3情感、态度与价值观：形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。2.教学重点/难点2.1教学重点：培养基的分类、成分及用途及无菌技术的操作2.2教学难点：无菌技术的操作3.教学用具多媒体、板书4.标签教学过程引入新课在传统发酵技术的应用中，都利用了微生物的发酵作用，其中的微生物来自于制作过程中的自然感染。而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯度。这就要涉及到微生物的培养、分离、鉴别等基本技术。现在我们开始学习微生物的培养和应用专题。课题背景到目前为止，几十项Nobel生理学和医学奖，化学奖都与微生物学有关。微生物基础知识：微生物的分类见课件。进行新课1．微生物基础知识微生物包括五类：病毒、细菌、放线菌、真菌、原生动物特点：结构都相当简单,个体多数十分微小.通常要用光学显微镜或电子显微镜才能看到，有的甚至没有细胞结构.且体内一般不含有叶绿素.不能进行光合作用.1.培养基培养基（培养液）是由人工方法配制而成的，专供微生物生长繁殖使用的混合营养液。1.1培养基的类型和用途（1）按物理状态来分：培养基可分为固体培养基和液体培养基。其中固体培养基用于菌种分离、鉴定菌落等。（2）按功能来分，可分为选择培养基和鉴别培养基。（3）按成分来分，可分为天然培养基和合成培养基。1.1.1按物理状态来分1.液体培养基：增菌2.固体培养基：菌落，菌苔纯化，增菌3.半固体培养基：半固体培养基：动力检测，保种(可用于观察微生物的运动，保存菌种)思考：琼脂的来自哪种生物？从红藻中提取的化学成分是什么？多糖在配制培养基中有什么用途？用作为凝固剂1.1.2按功能来分1.选择培养基：回答下列培养基可以分离获得哪种微生物或细胞？加入青霉素的培养基:分离酵母菌、霉菌等真菌加入高浓度食盐的培养基:分离金黄色葡萄球菌不加氮源的无氮培养基:分离固氮菌不加含碳有机物的无碳培养基:分离自养型微生物加入青霉素等抗生素的培养基:分离导入了目的基因的受体细胞加入氨基喋呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培养基:分离杂交瘤细胞2.鉴别培养基：回答下列培养基可以鉴别哪种微生物？加入伊红美蓝的培养基:鉴别大肠杆菌加入尿素酚红的培养基:鉴别尿素分解菌3.用途：选择培养基:筛选并选择培养某种微生物鉴别培养基:用来鉴别某种微生物的存在1.1.3按成分来分1.合成培养基:根据细胞生存所需物质的种类和数量，用人工方法模拟合成的。合成培养基主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物、无机盐和其它一些辅助物质。2.天然培养基：天然培养基有血清、血浆、和组织提取液（如鸡胚和牛胚浸液）。3.人工合成培养基只能维持细胞生存，要想使细胞生长和繁殖，还需补充一定量的天然培养基（如血清）。血清中含有：①多种蛋白质（白蛋白、球蛋白、铁蛋白等）②多种金属离子；③激素；④促贴附物质，如纤粘蛋白、冷析球蛋白、胶原等。⑤各种生长因子⑥转移蛋白⑦不明成分培养基分类归纳总结培养基的类型及其应用：典例精析例1.连线题：例2.下列选项中，不是使用选择培养基培养微生物的目的的是()A．除去其他微生物B．使需要的微生物大量繁殖C．通过表现特殊性状，与其他微生物相区别D．可以增加要培养的微生物的浓度答案：C[解析]鉴别培养基的作用是通过微生物表现特殊性状，与其他微生物相区别。教师引导学生思考：思考：微生物“吃”什么？从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的97％以上。1.2培养基的成分一.培养基：微生物生存的环境和营养物质1.基本成分：（1）碳源：分无机碳源：CO2、CO32-、HCO3-主要用来培养自养微生物有机碳源：牛肉膏、蛋白胨等，主要用来培养异养微生物（2）氮源：分无机氮源：NH4＋、NO3-（为硝化细菌提供N源和能源）有机氮源：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等教师强调：含C、H、O、N的有机物是异养型微生物的碳源、氮源、能源。2.特殊营养：维生素、碱基等（生长因子）（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有）3.pH、氧气的需求：思考：不同的微生物培养时所需要的培养基成分相同吗？不同的微生物往往需要采用不同的培养基配方(参考教材附录3内容)教师总结：不管哪种培养基，一般都含有水、碳源、和氮源、无机盐等营养物质，另外还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质,例如:生长因子(即细菌生长必需，而自身不能合成的化合物,如维生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)以及氧气、二氧化碳、渗透压等的要求。牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基。1000ml牛肉膏蛋白胨培养基的配方。学生自主分析其营养构成？思考探究：1.牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供哪些营养物质？糖、维生素和有机氮等营养物质。2.培养乳酸杆菌时培养基需要特殊添加什么物质？维生素3.培养霉菌时需要如何调节培养基的pH？将培养基pH调节为酸性4.培养细菌时需要如何调节培养基的pH？将pH调节为中性或微碱性。二.配制原则①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。例如：碳氮比4∶1时，谷氨酸棒状杆菌大量繁殖而产生谷氨酸少；碳氮比为3∶1时，菌体繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。③pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。典例精析例3.牛肉膏与蛋白胨中的牛肉膏能为细菌提供的营养成分是（）A.无机盐B.提供碳源、氮源等C.不能为微生物提供生长因子D.只是碳源答案：B。[解析]牛肉膏与蛋白胨培养基是一种应用十分广泛的天然培养基,其中的牛肉膏为微生物提供碳源、磷酸盐和维生素,蛋白胨主要提供氮源和维生素,还可以提供生长因子.2.无菌技术探究新知：学生阅读课本“无菌技术”，讨论回答下列问题：消毒方法：（1）日常生活经常用到的是煮沸消毒法；（2）对一些不耐高温的液体，则使用巴氏消毒法（作简要介绍）；（3）对接种室、接种箱或超净工作台首先喷洒石炭酸或煤酚皂等溶液以增强消毒效果，然后使用紫外线进行物理消毒。（4）实验操作者的双手使用酒精进行消毒；（5）饮水水源用氯气进行消毒。灭菌方法：（1）接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；（2）玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；（3）培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。（4）表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。2.1.消毒与灭菌：获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。教师总结：课件展示消毒与灭菌的器材和区别。补充芽孢和孢子（课件展示）芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。例如，有的细菌的芽孢，煮沸3小时以后才死亡。芽孢又小又轻，可以随风飘散。当环境适宜（如温度、水分适宜）的时候，芽孢又可以萌发，形成一个细菌。孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖作用的生殖细胞。能直接发育成新个体。思考：请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如果需要，请选择合适的方法。（1）培养细菌用的培养基与培养皿高压蒸汽灭菌（2）玻璃棒、试管、烧瓶和吸管高压蒸汽灭菌或灼烧灭菌（3）实验操作者的双手酒精消毒典例精析例4.灭菌的标准是（）。A.杀死所有的病原微生物B.杀死所有的微生物C.杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子D.使病原菌不生长答案：C[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。2.2.无菌技术的范围：1.无菌技术包括：（1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒；（2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌；（3）为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；（4）避免已灭菌处理的材料用具与周围物品相接触。2.无菌范围：实验操作空间消毒、操作者的手、衣着消毒实验用具灭菌、实验操作过程、酒精灯旁操作思考：无菌技术除了防止培养物被污染外，还具有的目的是？防止感染实验操作者。典例精析例5.将配制好的培养基进行灭菌应用()A．灼烧灭菌B．高压蒸汽灭菌C．干热灭菌D．煮沸灭菌答案：B[解析]培养基要用来培养微生物。，所以要严格无菌，包括芽孢和孢子，即灭菌。课堂小结本节课可以结合前面果酒果醋制作等实际生产实例导入，使学生认识在微生物的培养过程中，保持培养物纯净的重要性。由于微生物的微观性和危害性，引入无菌技术，并强调无菌技术的范围，教育学生一定要培养良好的卫生习惯，不吃长毛的或过期的食品，防止杂菌污染。课后习题１、收集生活中与微生物有关的实例，并通过所学知识对其进行解释２、我们打针输液时，首先要用酒精擦拭针刺处，为什么？板书专题2微生物的培养与应用课题2.1微生物的实验室培养