2019-2020学年高中生物 第一章 无菌操作技术实践 第一节 微生物的分离和培养 第1课时 微生

第1课时微生物分离和培养的基本理论学习导航明目标、知重点难点掌握培养基的用途和种类。(重点)能区别消毒和灭菌，会运用常用的消毒、灭菌方法。(难点)结合教材，认识常用的接种工具及使用方法。[学生用书P5]阅读教材P8～9完成微生物分离和培养的基本理论1．无菌操作技术实验室常利用高温处理达到灭菌效果，包括采用干热灭菌或湿热灭菌等方法。(1)干热灭菌方法是将准备灭菌的物品放在干热灭菌箱内，在160～170℃下加热1～2h以达到灭菌的目的。(2)湿热灭菌方法常采用高压蒸汽灭菌锅进行，如手提式高压蒸汽灭菌锅就是实验室常用的灭菌仪器之一。高压蒸汽灭菌锅的使用包括加水、装锅、加热排气、保温保压、出锅等步骤。2．配制培养基(1)培养基的概念：为人工培养微生物而制备的适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。(2)培养基的类型①天然培养基含义：是指采用动植物组织或微生物细胞以及它们的提取物或粗消化物配制而成的培养基。优点：取材便利、营养丰富、配制简便。缺点：营养成分难以控制、实验结果的重复性较差。②合成培养基含义：是指由准确称量的分析纯等级别的高纯度化学试剂加蒸馏水配制而成的培养基。优点：化学成分及其含量明确、实验的可重复性好。缺点：配制繁琐、成本较高。(3)培养基的成分：各种培养基的配方虽然不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐等最基本的物质。(4)配制培养基时，常常要在液体培养基中加入一定量的凝固剂。琼脂是常用的凝固剂之一。3．接种微生物(1)接种的概念：在无菌条件下将微生物接入培养基的操作过程。(2)常用的接种工具：玻璃涂布器、接种针、接种环等。(3)接种方法①用接种针进行穿刺接种；②用接种环进行斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种；③用玻璃涂布器进行涂布平板接种等。判一判(1)天然培养基取材便利、营养丰富、配制简便、实验结果的重复性好。(×)(2)各种培养基尽管配方不同，但一般都有水、无机盐、碳源、氮源等。(√)(3)培养基调节到合适的pH后就可以接种使用。(×)(4)牛肉膏只能为微生物提供碳源和氮源。(×)(5)灭菌是指采用强烈的物理或化学方法使物体内外所有的微生物永远丧失生长和繁殖能力的方法。(√)连一连无菌技术[学生用书P6]实验室常利用高温处理达到灭菌效果，包括采用干热灭菌或湿热灭菌等方法。结合教材P8内容探究高压蒸汽灭菌锅的使用方法。探究1以下图高压蒸汽灭菌锅的使用为例，了解湿热灭菌技术(1)加水：使用前在锅内加入适量的水。(2)装锅：装入待灭菌的物品，不能太满，盖好锅盖，按对称方法旋紧四周固定螺栓，打开排气阀。(3)加热排气：加热到水煮沸并有大量蒸气从排气阀冒出时，使冷空气从排气阀排出。(4)保温保压：当气压升至100kPa，温度达到121℃时，控制热源，保持压力，维持20～30min后，关闭电源。(5)出锅：当压力表中指针降至“0”点，并待温度下降后，打开排气阀，旋开固定螺栓，开盖，取出灭菌物品。探究2分析下表内容，归纳其他常用灭菌的方法灭菌方法适用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌接种环、接种针或其他金属用具酒精灯火焰的充分燃烧层直到烧红干热灭菌玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌箱内，160～170℃1～2h1．无菌技术的概念：防止一切外来杂菌的侵入，并保持灭菌物品及无菌区域不再被污染的方法。2．无菌技术的具体内容(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)实验操作应在酒精灯火焰附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。(4)实验操作时应避免已灭菌处理的材料用具与周围物品接触。3．消毒与灭菌的辨析条件结果常用的方法消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体上绝大多数微生物(包括病原微生物和有害微生物的营养细胞)煮沸消毒法(在100℃下5～6min可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢)、巴氏消毒法、化学药剂消毒法灭菌强烈的物理或化学方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子干热灭菌、高压蒸汽灭菌、灼烧灭菌突破1高压蒸汽灭菌1．细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽灭菌锅、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理，这些方法依次用于杀灭哪些部位的杂菌()A．接种环、手、培养基B．高压锅、手、接种环C．培养基、手、接种环D．接种环、手、高压锅解析：选C。高压蒸汽灭菌锅是灭菌的一个设备，通常用于培养基的灭菌；用酒精擦拭双手是消毒的一种方法；火焰灼烧可以迅速彻底地灭菌，适用于微生物的接种工具，如接种环。突破2消毒与灭菌2．培养基配制需要运用灭菌和消毒技术，但两者消灭的微生物种类和数量是不同的，下列哪一项能正确表示消毒结果和灭菌结果之间的关系()解析：选B。消毒的目的是杀死物体表面或内部的部分微生物(不包括芽孢和孢子)，灭菌则是杀死物体内外所有的微生物，包括孢子和芽孢。所以，一般来说，灭菌的结果应包含消毒的结果，故选B。无菌技术中的三个关键提醒(1)无菌操作是微生物培养过程中防止杂菌污染的关键步骤。(2)灭菌和消毒都是通过一定的理化手段，使病原菌的蛋白质或核酸变性，失去生命活性。消毒和灭菌的最大区别是芽孢和孢子是否存活。消毒只能消灭或抑制营养体的活动，而不能达到彻底灭菌，而灭菌除杀死营养体外，还能杀死芽孢和孢子。①用酒精消毒时，体积分数为75%的酒精杀菌效果最好，原因是浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌力减弱。②对接种室、接种箱和超净工作台可使用紫外线照射进行物理消毒，照射前可喷洒适量石炭酸或煤酚皂溶液等以加强消毒效果。③树立“有菌”观念，在实验操作中时刻注意可能引起污染的情况。Ｋ培养基的类型与营养要素[学生用书P7]微生物的培养离不开培养基，根据下面某微生物培养基的配方回答下列问题：成分含量NaNO33gK2HPO41gKCl0.5gMgSO4·7H2O0.5gFeSO40.01g(CH2O)30gH2O1000mL青霉素0.1万单位分析：(1)该培养基中的碳源是(CH2O)。氮源是NaNO3。(2)依据物理性质划分，该培养基属于液体培养基；依据用途划分，则属于选择培养基。(3)根据培养基的原料，所培养微生物的同化作用的类型是异养型，培养的微生物可能是酵母菌或霉菌。(4)不论何种培养基，在各成分都溶化后分装前，要进行的是调节pH，分装后进行灭菌。(1)在固体培养基中加入的琼脂能为微生物提供营养吗？为什么？提示：不能。微生物不能分解琼脂。(2)普通培养基能培养病毒吗？为什么？提示：不能。因为病毒只能进行活细胞寄生生活。1．培养基的营养营养要素含义作用主要来源碳源凡能提供所需碳元素构成生物体细胞的物无机化合物：CO2、的物质质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质NaHCO3；有机化合物：糖类、脂肪酸、花生饼粉、石油等氮源凡能提供所需氮元素的物质合成蛋白质、核酸以及含氮的代谢产物无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐；有机化合物：尿素、蛋白胨等生长因子(特殊营养)生长必不可少的微量有机物酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等水在生物体内含量很高，在低等生物体内含量更高不仅是优良的溶剂，而且可维持生物大分子结构的稳定无机盐为微生物提供除碳、氮元素以外的各种重要元素，包括某些大量元素细胞内的组成成分，生理调节物质，某些化能自养菌的能源，酶的激活剂2.培养基的分类划分标准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(用化分类、鉴定学成分已知的化学物质配成)续表划分标准种类特点用途用途选择培养基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培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物，如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈现深紫色，并带有金属光泽)突破1培养基的营养1．不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列有关一种以CO2为唯一碳源的自养微生物营养的描述中，不正确的是()A．氮源物质为该微生物提供必要的氮素B．碳源物质也是该微生物的能源物质C．无机盐是该微生物不可缺少的营养物质D．水是该微生物的营养要素之一解析：选B。对于CO2来说，它为无机物，只能作碳源而不能作为能源物质。有关培养基营养物质的三点提醒(1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同。①自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。②异养型微生物的培养基主要以有机营养为主。(2)对异养微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源、能源。(3)培养微生物时营养物质要协调：营养物质过少不能满足微生物的营养需要，过多对微生物的生长有抑制作用。突破2培养基功能类型分析2．下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是()成分牛肉膏葡萄糖K2HPO4伊红美蓝青霉素琼脂蒸馏水含量10g10g2g0.4g0.065g1万单位适量1000mLA.能在此培养基上生长的大肠杆菌，染色体上有抗青霉素的基因B．此培养基是天然鉴别培养基C．此培养基可以用来检测自来水中细菌的含量是否符合饮用水标准D．此培养基可能用于选育转基因大肠杆菌菌种的操作过程中解析：选D。由题表可知，该培养基为鉴定大肠杆菌的半合成培养基。抗性基因一般位于大肠杆菌的质粒上，且大肠杆菌没有染色体；此培养基只能用来检测自来水中是否含有抗青霉素的大肠杆菌，而不能检测自来水中的细菌含量是否符合饮用水标准。核心知识小结[网络构建][关键语句]培养基的成分：水、无机盐．．．、碳源．．、氮源和特殊营养物质。实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、．．．．．干热灭菌．．．．和高压蒸汽灭菌．．．．．．等。消毒和灭菌的实质不同：前者只杀死绝大多数微生物，后者则杀死所有的微生．．．．．物．。微生物的接种方法有穿刺接种、斜面．．接种、涂布平板．．．．接种和平板划线接种。[随堂检测][学生用书P9]知识点一无菌技术1．细菌培养基常在121℃压力锅中灭菌，如果只是在100℃的温度下将细菌培养基灭菌，以下哪一种生物仍会存活()A．大肠杆菌B．青霉菌C．枯草芽孢杆菌D．沙门氏菌解析：选C。多数细菌和真菌的营养细胞在60℃左右处理15min后即可杀死，而枯草芽孢杆菌的芽孢一般要在121℃处理15min后才能杀死。2．下列操作错误的是()A．用酒精擦拭双手B．用氯气消毒水源C．实验室用紫外线进行消毒D．玻璃器皿(吸管、培养皿)用酒精直接擦拭即可达到彻底灭菌的目的解析：选D。玻璃器皿、金属用具等耐高温、需要保持干燥的物品，应采用干热灭菌法进行灭菌，而用酒精直接擦拭达不到彻底灭菌的目的。3.巴氏消毒法常用于酒、奶等食品的消毒，该消毒法就是加热到70～75℃、保持30min，或加热到80℃、保持15min，能杀死一般杂菌和病原菌。与灭菌的要求相比，巴氏消毒法()A．不能杀灭芽孢等耐高温的细菌B．能杀灭芽孢等休眠状态的细菌C．能杀灭各种细菌，包括芽孢D．能杀灭各种真菌，包括孢子解析：选A。由于酒、奶等食品中的某些成分在高温下易被破坏，不宜采取高温灭菌法，虽然巴氏消毒法不能杀灭芽孢等耐高温细菌，但由于奶、酒等的污染并不严重，巴氏消毒法还是能达到消毒要求的。知识点二培养基4．广东省微生物菌种保藏中心有各种微生物超过上万种，其中大部分是自己“养”出来的，少部分是引进的，下列有关“养”细菌的叙述，正确的是()A．题干中的“养”具有筛选、培养和保藏等含义B．在培养基中加入青霉素可筛选出细菌C．微生物培养基都需有机碳源和氮源D．各种细菌的保藏是在液态培养基中进行的答案：A5．三个培养皿中分别加入10mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液，培养24h后，计算菌落数，结果如表。下列选项正确的是()培养皿培养基成分菌落数Ⅰ琼脂、葡萄糖35Ⅱ琼脂、葡萄糖、生长因子250