高中生物 第一部分《实验一 大肠杆菌的培养和分离》素材3 浙科版选修1

用心 爱心 专心1 辅导教案高中生物辅导教案高中生物 第一部分第一部分 实验一实验一 大肠杆菌的培养和分离大肠杆菌的培养和分离 素素 材材 3 3 浙科版选修 浙科版选修 1 1 导学诱思导学诱思 一 大肠杆菌 1 大肠杆菌属于革兰氏 性菌 为 型的肠道杆菌 2 结构 属于 生物 3 用途 是在 技术中被广泛采用的工具 4 与人类的关系 它生活在人类的 中 一般对人 有 还是 无 害 有一些菌株对人体能产生危害 因为它们可以侵蚀 并产生 任何大 肠杆菌如果进入人的 系统 都会对人体产生危害 答案 答案 1 阴 兼性厌氧 2 原核 3 基因工程 4 肠道 无 肠黏膜 毒素 泌尿 二 细菌的培养和分离 1 细菌的培养 1 细菌的繁殖 细菌以 的方式繁殖 分裂速度很快 约 分裂一次 2 培养细菌的方法 培养细菌 需要将 转移到 中 一般用 来转移带菌的培养物 3 用不同培养基培养细菌的差别 接种 后 培养 细菌 的培 养基 类型 接种方法 接种 后培 养的 时间 单 位 小时 培养结果 用心 爱心 专心2 液体 培养 基 接种环直接接种 培养 8 h 后 每毫升培养基中有 个细菌 固体 培养 基 用接种环在培养基上用 的方式接种 该法还可以用于 培养 10 20 h 后 一个细菌细胞会繁殖成许多个细菌细胞 这些细胞 形成 2 细菌的分离 1 分离的方法与特点 分离细菌有 和 2 种 前者方法简单 后者操 作复杂 但是 更易 分开 2 本实验进行大肠杆菌分离 是用 法 就是在 培养基上进行细菌的 答案 答案 1 1 1 分裂 20 min 2 已有细菌的培养物 新的培养基 接种环 3 几亿 划线 分离细菌 紧紧聚集在一起 菌落 2 2 1 划线分离法 涂布分离法 单菌落 2 划线分离 固体平面 划线培养 三 灭菌操作 1 灭菌操作的原因 为了获得 的培养物 其关键是防止外来 的入侵 污染 因此 在培养微生物时必须进行 操作 2 无菌操作的条件 1 首要条件是 必须是无菌的 2 必须是无菌的 3 的过程必须是无菌的等 答案 答案 1 纯净 杂菌 无菌 2 1 各种器皿 2 各种培养基 3 菌转移操作 四 大肠杆菌的培养和分离实验 1 实验目的 1 进行大肠杆菌的 利用 培养基进行细菌培养的操作 2 进行大肠杆菌的 用 培养基进行细菌的 培养 用心 爱心 专心3 3 说明大肠杆菌培养的条件和操作要求的原理 2 实验步骤 1 灭菌 用 在 压力下对 LB 液体培养基 LB 固体培养基和培养皿进 行灭菌 min 2 自 向 中转移并分装固体培养基 待冷却至 左右 将三角锥形瓶中的 培养基 在 上分装至几个 中 制成 培养基 3 将大肠杆菌自 转移到 中的 培养基中培养 将大肠杆菌用 在无菌操作下接种至三角锥形瓶中的 培养基中 在 摇床振荡培养 完成大肠杆菌的培养 4 将菌液在 培养基上进行 分离 从前一步培养得到的菌液中获取菌种 用 以 法接种至第二步所制 得的 培养基中 在 恒温箱中培养 h 后观察菌落 5 菌种保存 在无菌操作下将 用 取出 再用 法接种在 上 培养 后 冰箱保存 3 分离实验的结果及相应结论 观察中若看到在 的末端出现 则表明菌已被分离了 4 大肠杆菌分离的用途 的通用方法 也是用于 的最简便方法之一 答案 答案 1 1 扩增 液体 2 分离 固体平面 划线 2 1 高压锅 1 kg 15 2 三角瓶 培养皿 60 固体 超净台 培养皿 固体平面 3 斜面 三角瓶 液体 接种环 液体 37 12 h 4 固体平面 划线 接种环 划线 固体平面 37 12 24 5 单菌落 接种环 划线 斜面 37 24 h 4 3 划线 不连续的单个菌落 4 消除污染杂菌 筛选高表达量菌株 核心解读核心解读 HEXINJIEDUHEXINJIEDU 1 微生物 细菌与大肠杆菌之间有怎样的关系 1 概念内涵 其关系图解见下 用心 爱心 专心4 2 结构上 三者都是结构简单 形体微小的生物 但是从细胞角度看其结构是不同 的 具体如下 2 培养大肠杆菌的 LB 培养基中有各种物质 为什么选择这些物质 这些物质有什么 作用呢 1 人们按照微生物对营养物质的不同需求 配制出了供其生长繁殖的营养基质 培养基 虽然各种培养基的具体配方不同 但一般都含有五大营养要素 即水 无机盐 碳源 提供碳元素 氮源 提供氮元素 和生长因子 不同的细菌需要的各不相同 有物种差 异 它主要补充自身不能合成的或合成能力较弱的 但却是生长繁殖必需的物质 见下表 微生物的营养要素定义功能类型 化合物 类型 常用物质 无机 碳 自 养型 微生 物用 无机物 CO2 NaHC O3 CaCO3 等 碳源 凡可构成微生物细 胞和代谢产物中碳 架来源的营养物质 称为碳源 构成细胞物质 供 给微生物生长发育 所需要的能量 有机 碳 异 养型 蛋白质 核酸类 牛肉膏 蛋白胨 花生粉饼 明胶 氨 用心 爱心 专心5 基酸等 微生 物用 糖类脂 质等 葡萄糖 蔗糖 淀 粉等 铵盐 NH3 NH4 2SO4 硝酸盐 KNO3 无机 氮 N2 空气氮源 凡是构成微生物的 细胞物质或代谢产 物中氮素来源的营 养物质称为氮源 主要是提供合成原 生质和细胞其他结 构的原料 一般不 作能源有机 氮 牛肉膏 蛋白胨 醇母膏 尿素 明 胶等 生长因子 一类对微生物正常 代谢必不可少且又 不能从简单的碳 氮源自行合成的所 需极微量的有机物 一般是酶和核酸的 组成成分 酵母膏 玉米浆 黄豆饼粉 动植物组织液 麦芽汁等 复合维生素 水作用 组成成分 反应介质 物质运输媒体 热的良导体 无机盐作用 维持渗透压 pH 等 2 大肠杆菌的 LB 培养基 本实验中大肠杆菌 LB 培养基 配方 微生物的营养要素 LB 液体培养 基 LB 固体培养 基 培养基配方与微生物营养要 素的对应关系 琼脂 1 g 蛋白胨 0 5 g 主要提供大肠杆菌的氮源 碳源需求 酵母提取物 0 25 g主要提供生长因子 NaCl 0 5 g 提供无机盐 氮源 碳源 无机盐 生长因子 水 水 50 mL提供水 3 此外配方中还要注意 pH 等 3 该实验中这些操作的原因 1 三角锥形瓶中的 LB 固体培养基灭菌后 需要冷却到 60 左右时 才用来转移和 用心 爱心 专心6 分装 制成固体平面培养基 为什么 你用什么简易方法快速估计该温度 因为三角锥形瓶中的 LB 固体培养基中有琼脂 它在 98 以上熔化 在 44 以下凝 固 当冷却到 60 左右时 不会因温度过高烫手而不易操作 也不会因为温度过低而使 三角锥形瓶中的培养基凝固 最终无法转移分装制成新的平面培养基 简易估计温度的方法 可以用手触摸灭菌后的三角锥形瓶 感觉锥形瓶由烫手转为刚 刚不烫手时 则说明已经冷却到 60 左右了 2 进行恒温培养时 为什么要将培养皿倒置 恒温培养时 培养基中的水分会以水蒸气的形式蒸发 倒放培养皿则会使水蒸气凝结 成水滴留在盖子上 如果正放培养皿 则水分形成的水滴会落入培养基表面并且扩散开 如果培养皿中已形成菌落 则菌落中的菌会随水扩散 菌落间相互影响 很难再分成单菌 落 达不到分离的目的 培养皿中的菌落还有可能被盖子上掉落的水给污染 3 将大肠杆菌用接种环自斜面转移到液体培养基中培养时 为什么接种环必须先深入 到斜面冷却后 才能再取斜面上的菌体 接种环在取菌体前曾在酒精灯火焰上灼烧灭菌 一直灼烧至红 温度很高 若不冷却 就直接用其取斜面上的菌体 菌体可能因为接触高温接种环而死亡 导致大肠杆菌的转移 培养失败 4 用划线法分离大肠杆菌中 第一次和随后的几次划线前都要灼烧接种环 它们的原 因一样吗 在划线结束后仍然要灼烧接种环这又是为什么呢 虽然每次灼烧都是为了灭菌 但所灭的菌种和原因却不一样 灼烧接种环 的时间 消灭的菌体原因 第一次划线 前 其他杂菌防止其他杂菌的侵入而造成污染 随后的几次 划线前 上次划线结束后残留在接种环上的实 验菌 本实验为 大肠杆菌 为了使下一次划线时 接种环上的菌 来自上次划线的末端 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 最终获得单个菌落 实现菌的分离 最后一次划 线结束后 为了防止实验菌残留于接种环而污染环境和感染实验人员 5 用划线法分离大肠杆菌时 每次的划线是怎么样的 对随后的划线的起点有什么要求 为什么这样要求呢 用心 爱心 专心7 每一次的划线 依次的 2 次划线之间 的关系 各次划线的分布 图形辅助理解 划线的要求不能出现线条的重叠 第二次以及随后的划 线操作 总是从上一 次划线的末端开始 不要将最后一区的划 线与第一区相连 这样要求的原因 使线条末端细菌的数 目比线条起始处要少 因为划线后 线条末 端细菌的数目比线条 起始处要少 每次从 上一次划线的末端开 始 能使细菌的数目 随着划线次数的增加 而逐渐减少 最终得 到有单个细菌繁殖而 来的单菌落 若相连 则可能最后 一次划线末端处的细 菌与第一次的叠加 细菌的数目不是最少 的 不能使细菌的数 目随着划线次数的增 加而逐渐减少 最终 将很难获得单菌落 4 消毒与灭菌一样吗 概念常用方法应用的范围 煮沸消毒法 在 100 煮 沸 5 6 min 一般物品 巴氏消毒法 70 75 煮 30 min 或在 80 煮 15 min 对于一些不耐高温的液体 如牛奶 消毒 使用较为温和的物理或 化学方法仅杀死物体表 面或内部一部分对人体 有害的微生物 不包括 芽孢和孢子 化学药剂消毒法 如用酒精擦拭双手 用氯气 消毒水源等 灼烧灭菌 酒精灯火焰接种工具的灭菌 干热灭菌 160 170 下 灭菌 1 2 h 玻璃器皿 金属工具的灭菌灭菌 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 高压蒸汽灭菌 121 条培养基及容器的灭菌 用心 爱心 专心8 件下 灭菌 15 30 min 5 本实验中还需要了解哪些基础知识才更便于掌握和理解呢 1 牛肉膏蛋白胨的知识 牛肉膏和蛋白胨来源于动物原料 含有糖 维生素和有机氮等营养物质 1 000 mL 牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 培养基组分提供的主要营养 牛肉膏 5 g碳源 磷酸盐和维生素 蛋白胨 10 g氮源和维生素 NaCl 5 g 无机盐 H2O 定容至 1 000 mL氢元素 氧元素 2 巴氏消毒法的知识 巴氏消毒法也称做低温消毒法 日常生活中经常用到煮沸消毒法 在 100 煮沸 5 6 min 可以杀死微生物的营养细 胞和一部分芽孢 对于一些不耐高温的液体 如牛奶 则使用巴氏消毒法 在 70 75 煮 30 min 或在 80 煮 15 min 可以杀死牛奶中的微生物 并且使牛奶的营养成分不被破 坏 题例领悟题例领悟 TILILINGWUTILILINGWU 例题 1 下列操作属于灭菌的是 A 用酒精擦拭实验人员的双手 B 用氯气处理水源 C 将接种环在酒精灯火焰上灼烧至红 D 杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物 解析 解析 此题考查对微生物实验中灭菌的理解 对微生物培养来说 灭菌操作十分重要 其目的就是为了获得纯净的培养物 其关键是防止外来一切杂菌的入侵 不仅仅是对人体 有害的微生物 灭菌操作一般使用强烈的物化因素 如 灼烧灭菌 高压蒸汽灭菌等 而 不是使用较为温和的物化方法 答案 答案 C 消毒与灭菌是不同的 两者除了在物化手段上是否强烈外 所消灭的微生物内容也是 不同的 灭菌是消除一切杂菌 而消毒仅仅杀死对人体有害的微生物 消毒往往无法消灭 用心 爱心 专心9 微生物的芽孢和孢子 例题 2 下列关于平板划线的操作及叙述 正确的是 A 灼烧接种环之后 为避免其他杂菌的干扰 应立即伸入菌液取菌种 B 划线结束后 为避免实验菌污染环境和感染操作者 所以必须再次灼烧接种环 C 在第一次划线前灼烧接种环和每次划线前灼烧接种环的目的相同 D 划线时最后一区域一定要与第一区域相连 达到首尾相接 解析 解析 此题考查对划线法分离大肠杆菌的掌握 这是本实验的一大重点和难点 A 的 操作是错误的 灼烧接种环之后 要冷却后方能取菌种 以免温度太高杀死菌种 B 的操 作完全正确 C 的叙述是错误的 它们的灼烧目的完全不同 第一次划线前的灼烧是为了 杀死其他杂菌 保证实验菌的纯净 而随后的灼烧却是为了杀死残留于接种环上的实验菌 保证实验菌随划线次数的增加而减少 每次划线的菌种来自上一次划线的末端 D 的操作 也是不正确的 不应该相连 这样才能使最后一次划线不受第一次划线的干扰 答案 答案 B 大肠杆菌的分离所采用的就是划线分离法 这一方法十分重要 我们不仅要知其每一 步具体的操作 还要知其所以然 还要关注注意事项 避免踏入误区 随堂训练随堂训练 SUITANGXUNLIANSUITANGXUNLIAN 1 细菌培养过程中分别采用了高压蒸汽 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 接种针 手 培养基 B 高压锅 手 接种针 C 培养基 手 接种针 D 接种针 手 高压锅 答案 答案 C 解析 解析 灭菌是微生物培养过程中的重要