北师大版选修一 第1章 第1课时 培养基对微生物的选择作用 学案.docx

第1课时培养基对微生物的选择作用学习导航1.阅读教材p4、p7内容，掌握培养基的作用、营养成分、种类及制备。2.阅读教材p5、p9内容，区分消毒和灭菌，掌握不同物品的灭菌方法。重难点击1.掌握制备培养基的原理。2.区分消毒和灭菌。一、培养基在实验室条件下进行科学研究或在工业生产上大规模制造微生物产品都需要用到培养基。1.概念：是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，用以培养、分离、鉴定和保存各种微生物。2.成分(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源、微量元素和无机盐等，有时候还需要加入特殊的营养物质。(2)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提供的营养无机盐碳源氮源3.分类：不同种类微生物的生长繁殖对营养的要求不同，通过选择不同的培养基，人为控制培养基的ph、碳源、氮源、渗透压等条件，使选择的培养基利于某类或某种微生物的生长，而不利于其他微生物的生存，可以达到分离、培养不同微生物的目的。(1)根据物理状态分为液体培养基和固体培养基，主要区别是后者加入了凝固剂琼脂。(2)用途液体培养基：用于各种生理、代谢研究和获得大量菌体；用于发酵工业生产。固体培养基：应用于微生物的分离、纯化、培养、保存和鉴定等。另外，一些由天然固体基质制成的培养基也属于固体培养基。1.培养基的成分与作用(1)试根据微生物的同化作用类型将微生物进行分类。答案分为自养型微生物和异养型微生物。(2)试从碳源和氮源的角度分析不同类型的微生物所需的培养基成分的特点。项目自养型微生物异养型微生物碳源co2、nahco3等无机物糖类等有机物氮源nh3、硝酸盐等无机物尿素、蛋白质等有机物2.牛肉膏蛋白胨培养基(1)牛肉膏蛋白胨培养基中提供碳源和氮源的物质各是什么？答案牛肉膏和蛋白胨都可以为微生物提供碳源和氮源。(2)牛肉膏蛋白胨培养基中主要提供碳源和主要提供氮源的物质各是什么？答案主要提供碳源的是牛肉膏，主要提供氮源的是蛋白胨。1.下列关于培养基的说法正确的是()a.培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质b.培养基只有两类：液体培养基和固体培养基c.除水以外的无机物只能提供无机盐d.无机氮源不可能提供能量答案a解析根据培养基的物理性质，可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基，在液体培养基中加入不同量的凝固剂如琼脂可形成半固体或固体培养基；除水以外的无机物如nh4hco3，既可以是碳源，也可以是氮源，不仅仅提供无机盐；无机氮源有时也能提供能量，如nh3可以为硝化细菌提供能量。方法链接培养基的种类分类标准培养基种类培养基特点作用物理性质固体培养基外观固态微生物的分离、计数等半固体培养基容器放倒不致流出，剧烈振动则破散观察微生物的运动、鉴定菌种等液体培养基呈液态常用于工业生产功能选择培养基允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他微生物生长选择、分离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定成分来源天然培养基化学成分还不清楚工业上大规模的微生物发酵生产合成培养基化学成分完全了解在实验室用来对微生物分析2.下列培养基配方中能作为选择培养基、鉴别培养基的依次是()原料蛋白胨/g10101010乳糖/g5555蔗糖/g5555kh2po4/g2222伊红/g0.4美蓝/g0.065琼脂/g1020nacl/g20蒸馏水/ml1 0001 0001 0001 000a. b.c. d.答案d解析在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别是否存在大肠杆菌，有伊红和美蓝的培养基为鉴别培养基。高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可以将金黄色葡萄球菌分离出来，有高浓度食盐的培养基为选择培养基。一题多变(1)表格中的蛋白胨主要为微生物提供何种营养成分？答案主要为微生物提供碳源、氮源和维生素。(2)乳糖和蔗糖在培养基中的作用是什么？答案可以为微生物提供碳源和能源。(3)如果用培养基培养某种自养微生物，则该配方中的哪种物质可以去除？答案乳糖和蔗糖。题后总结有关培养基营养物质的四点提醒(1)培养不同的微生物所需要的营养物质可能不同自养型微生物的培养基主要以无机营养为主。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)微生物需要补充生长因子，是由于缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。(4)微生物需要量最大的是碳源。能合成含碳有机物的是自养型，反之则为异养型。二、灭菌由于配制培养基的各类营养物质和容器等含有多种不同的微生物。配制好的培养基必须立即灭菌，及时杀灭培养基中的微生物，同时防止微生物大量繁殖造成的培养基营养成分的改变。常用的培养基灭菌方法是高压蒸汽灭菌，其原理是高压蒸汽属于湿热蒸汽，穿透力大，蒸汽由气态变为液态时能放出大量的热，可以迅速提高温度；灭菌时还需要一定的压力来达到高温的要求。1.“无菌操作”与人们的生活休戚相关，无时无处不在。在日常生活、生产实践、自身健康防护中，有哪些“无菌操作”的例子？答案日常生活、生产实践、自身健康防护中“无菌操作”的例子分别有：(1)被褥、鞋袜要常晒；肉制品储存时用盐腌等。(2)家畜阉割后，要在其伤口处涂抹一些酒精或白酒；初冬杨树树干涂刷生石灰水等。(3)打针时，注射部位要用酒精棉球擦洗，一般要在其伤口处涂抹一些碘酒。2.消毒和灭菌的原理是什么？消毒和灭菌都能杀死所有的微生物吗？是否适用于所有的生物和物品？答案(1)都是使微生物的蛋白质变性，借此杀死微生物。(2)灭菌可杀死处理材料中的全部微生物(包括芽孢和孢子)，而消毒仅能杀死物体表面或内部的部分微生物(一般不包括芽孢和孢子)。(3)不是，无菌技术既要考虑效果，又要考虑操作对象的承受能力。例如，活体生物材料、操作者的双手等只能消毒，而不能灭菌。3.无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么目的？答案还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。4.无论是接种微生物还是制备培养基中的倒平板，都要在酒精灯火焰附近进行，请简述理由。答案在酒精灯火焰附近进行接种或倒平板，目的是造成一个无菌环境，避免操作过程中受到杂菌的污染。归纳总结消毒和灭菌的比较(1)消毒是指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。常用的方法有紫外线消毒法、巴氏消毒法、化学药物消毒法。(2)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。常用的方法有火焰灭菌、干热灭菌、间歇灭菌法、蒸汽持续灭菌法、高压蒸汽灭菌法。3.高温灭菌的原理是()a.每种微生物生长的最适温度是一定的b.微生物对于高温环境不适应c.高温破坏了微生物细胞内的蛋白质、核酸，影响其生命活动d.高温降低了环境中氧的浓度答案c解析高温的致死作用主要是使微生物的蛋白质和核酸等重要生物大分子物质发生不可逆转的变性。4.培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手、空气、牛奶所采用的灭菌或消毒方法依次是()化学消毒灼烧灭菌干热灭菌紫外线消毒高压蒸汽灭菌巴氏消毒法a. b.c. d.答案a解析培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温，常用干热灭菌；接种环可用灼烧灭菌达到迅速彻底的灭菌效果；实验操作者的双手可用化学药剂进行消毒，如用酒精擦拭双手；对空气可用紫外线消毒；为了不破坏牛奶的营养成分，可采用巴氏消毒法对其进行消毒。一题多变(1)接种环灼烧灭菌后为什么不能立即接触菌液？答案因为刚刚灼烧后的接种环温度较高，马上接触菌液会将菌种杀死。(2)选择无菌操作方法的依据除了无菌操作的目的外还有什么？答案还要依据无菌操作的对象。特别提醒(1)酒精消毒液中酒精浓度对效果的影响：70%的酒精杀菌效果最好。原因是浓度过高，菌体表面蛋白质变性过快而凝固成一层保护膜，酒精不能渗入其中；浓度过低，杀菌能力减弱。(2)无菌技术措施的选择原则考虑效果：灭菌的效果比消毒要好。考虑操作对象的承受能力：活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒的方法，而不能采用灭菌的方法。三、培养基配制的实验操作不同种类微生物需要的培养基不同，但各种培养基配制的步骤是基本相同的，配制完成后还要严格灭菌。1.实验原理不同种类微生物生长繁殖对营养的要求不同，要根据微生物的需求来配制合适的培养基，并控制好培养基的ph、碳源、氮源、渗透压等条件。2.实验步骤以牛肉膏蛋白胨培养基的配制为例(1)配制计算 称量：3 g牛肉膏、10 g蛋白胨、5 gnacl、20 g琼脂 溶化 调节ph(2)分装、加塞和包扎分装：趁热分装到洁净试管内或锥形瓶中。加棉塞：用棉花不用脱脂棉，脱脂棉吸水。包扎：外包牛皮纸，且挂标签。(3)高压蒸汽灭菌注入开水：与底架平齐 放待灭菌物品：竖放于灭菌桶中，不能太满 加盖密封：排气软管插入排气槽，同时旋紧相对的两个螺栓 排冷空气：打开排气阀，排除锅内冷空气 高压灭菌：关上排气阀，压力升至100 kpa，温度为121 ，维持1530 min 取出灭菌物品：断电后，压力降至0时，打开排气阀，旋松螺栓，取出灭菌物品(4)摆斜面或倒平板取出培养基，待培养基冷却至50 60 ，制成斜面(图1)或平板(图2)后备用。1.培养基灭菌后，需要冷却至50 60 左右时，才能倒平板的原因是什么？你用什么办法来估计培养基的温度？答案琼脂是一种多糖，在98 以上熔化，在44 以下凝固，倒平板时高于50 60 则会烫手，低于50 60 时若不及时操作，琼脂会凝固。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。2.分析下图，回答(1)、(2)问题：(1)为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？答案通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。(2)从防止杂菌污染的角度思考，平板冷凝后将平板倒置的原因是什么？答案平板冷凝后，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。3.怎样判断制备的培养基是否合格、成功，是否受到污染？答案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。归纳总结(1)培养基的配制原则目的要明确(根据微生物的种类、培养目的等)，如培养基可由简单的无机物组成；生产用培养基内可加入化学成分不明确的天然物质，而分类鉴定用培养基内必须加入已知化学成分的物质。营养要协调，注意各种营养物质的浓度和比例：营养物质浓度过低不能满足微生物的营养需要，过高对微生物的生长有抑制作用，另外，培养基中各营养物质浓度比直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累，其中碳氮比(c/n)的影响较大。例如，在谷氨酸生产中，当培养基中的碳源与氮源的比为41时，菌体大量繁殖，而产生的谷氨酸少；当碳源与氮源的比为31时，菌体繁殖受到抑制，但谷氨酸合成量大增。ph要适宜，各种微生物适宜生长的ph范围不同，细菌7.27.6、放线菌7.58.5、真菌5.06.0。(2)微生物的无菌操作技术在微生物的实验室培养中，无菌技术的核心是防止杂菌污染，保证培养的纯度。无菌技术的具体内容a.对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。b.将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。c.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。d.实验操作时应避免已灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。5.某学校开展大肠杆菌培养活动，首先对实验室进行清扫和消毒处理，然后准备各种原料和用具。请回答下列问题：(1)对买回来的菌种进行扩大培养，首先制备试管培养基，写出制备牛肉膏蛋白胨固体培养基所需的原料： 。(2)微生物在生长过程中对各种成分需求量不同，配制培养基时各成分要有合适的 。在烧杯中加入琼脂后要不停 ，防止 。(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干支试管一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入 中灭菌。灭菌完毕后拔掉电源，待压力表的压力自然降到0时，将试管取出。如果棉塞上沾有培养基，此试管应 。答案(1)牛肉膏、蛋白胨、蒸馏水、nacl、琼脂(2)比例搅拌琼脂糊底引起烧杯破裂(3)高压蒸汽灭菌锅废弃6.制备各种牛肉膏蛋白胨固体培养基时，关于倒平板的具体描述正确的是()待培养基冷却至40 左右时，在酒精灯火焰附近倒平板将灭过菌的培养皿放在桌面上，左手拔出棉塞右手拿锥形瓶，使瓶口迅速通过火焰用左手的拇指和食指完全打开皿盖右手将锥形瓶中培养基倒入培养皿，左手立即盖上培养皿的皿盖等待平板冷却510 s，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上a. b.c. d.问题导析(1)培养基灭菌后，需冷却至50 60 左右时才能倒平板，原因是琼脂在44 以下凝固。(2)倒平板的过程要在酒精灯火焰附近进行。答案c解析琼脂是一种多糖，在98 以上可熔化，在44 以下凝固，倒平板时高于50 60 则会烫手，低于50 60 时若不能及时操作，琼脂会凝固。无菌操作应贯穿于操作的全过程，皿盖全打开则空气中的微生物会进入培养基。等待平板冷却凝固(大约需510 min)后，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上。一题多变倒平板的过程需要进行无菌操作，在培养基的制备过程中，还有哪些环节需要进行无菌操作？答案要对培养基进行高压蒸汽灭菌，对培养皿进行干热灭菌，酒精灯火焰旁属于灼烧灭菌。1.不同的微生物对营养物质的需求各不相同。下列对一种以co2为唯一碳源的自养型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元素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答案b解析该微生物以co2为唯一碳源，但co2不能为微生物提供能量，不属于能源物质。2.自养微生物与异养微生物的培养基的主要差别是()a.碳源 b.氮源c.无机盐 d.生长因子答案a解析自养微生物能够利用二氧化碳和水合成有机物，不利用现成的含碳有机物；而异养微生物只能利用现成的含碳有机物，所以它们的主要区别是碳源不同。3.下列关于灭菌和消毒的理解，不正确的是()a.灭菌是指杀灭环境中的一切微生物的细胞、芽孢和孢子b.消毒和灭菌实质是相同的c.接种环用灼烧法灭菌d.常用的灭菌方法有加热法、过滤法、紫