高中生物选修1精品学案21 微生物的实验室培养一.docx
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高中生物选修1精品学案21微生物的实验室培养一
第4课时 微生物的实验室培养
（一）
[学习导航] 1.阅读教材P14“
（一）培养基”，掌握培养基的作用、分类及营养成分。
2.阅读教材P15“
（二）无菌技术”，区分消毒和灭菌，掌握不同物品的灭菌方法。
[重难点击] 1.了解培养基的基本知识。
2.学会无菌操作的基本知识。
一、培养基
1．概念：
人们按照微生物对_______的不同需求，配制出供其_________的营养基质。
2．种类
3．成分
（1）主要成分：
水、______、氮源、________。
（2）其他成分：
还需要满足微生物生长对______、特殊营养物质以及______的要求。
（3）填表完成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
蛋白胨
NaCl
H2O
氢元素、氧元素
（4）某些微生物生长还需要特殊的条件，填表完成培养下列微生物时所需要的特殊条件
培养的微生物
需要满足的其他要求
乳酸杆菌
培养基中添加________
霉菌
将pH调至______
细菌
将pH调至____________
厌氧微生物
需要提供______条件
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。
（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。
自养型微生物
异养型微生物
碳源
CO2、NaHCO3等无机物
氮源
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？
（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？
归纳总结 培养基的成分及功能
营养要素
含义
作用
主要来源
碳源
凡能提供所需碳元素的物质
构成生物体细胞的物质和一些代谢产物，有些是异养生物的能源物质
无机碳源：
CO2、NaHCO3等；
有机碳源：
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
无机氮源：
NH3、铵盐、硝酸盐等；
有机氮源：
尿素、牛肉膏、蛋白胨等
生长因子（特殊营养物质）
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
培养基、大气、代谢产物等
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
培养基、大气等环境
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
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
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
来源
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
①
②
③
④
蛋白胨/g
10
10
10
10
乳糖/g
5
5
5
5
蔗糖/g
5
5
5
5
KH2PO4/g
2
2
2
2
伊红/g
0.4
美蓝/g
0.065
琼脂/g
10
20
NaCl/g
20
蒸馏水/mL
1000
1000
1000
1000
A.①③B．②①C．②④D．③①
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？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）乳糖和蔗糖在培养基中的作用是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（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？
________________________________________________________________________。
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。
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）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、无菌技术
1．目的：
获得______培养物。
2．关键：
防止__________的入侵。
3．两种无菌技术的比较
比较项目
消 毒
灭 菌
作用强度
较为____的理化因素
______的理化因素
作用程度
杀死物体表面或内部的______微生物
杀死物体内外的______的微生物
芽孢和孢子
一般不能杀灭
能杀灭
适用对象
操作空间、活体生物材料、操作者衣着和双手
操作工具、玻璃器皿、培养基等
常用方法
______消毒法、____消毒法、______消毒法、________消毒法
____________法、________灭菌法、________灭菌法
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？
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？
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？
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。
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
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（ ）
①化学消毒 ②灼烧灭菌 ③干热灭菌 ④紫外线消毒
⑤高压蒸汽灭菌 ⑥巴氏消毒法
A．⑤③②①④⑥B．①②③④⑤⑥
C．⑥②③④①⑤D．③④②①⑥⑤
一题多变
（1）接种环灼烧灭菌后为什么不能立即接触菌液？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（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？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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
①考虑效果：
灭菌的效果比消毒要好。
②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。
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
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
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、紫外线法、化学药品法
4．不同的微生物对营养物质的需求各不相同，但一般都需要水、碳源、氮源和无机盐。
下列有关微生物所需营养物质的描述，正确的是（ ）
A．氮源物质只能为该微生物提供必要的氮元素
B．有些碳源也可以给微生物的生长提供能源
C．无机盐是微生物不可缺少的营养物质，所以无机盐越多越好
D．固体培养基中不含水分
5．下列实验材料和用具的无菌操作中，适合使用消毒方法的是________，适合使用灭菌方法的是__________。
①培养基 ②外植体 ③操作者双手 ④锥形瓶 ⑤接种环 ⑥牛奶 ⑦工作台 ⑧培养皿
[答案]精析
一、基础梳理
1．营养物质 生长繁殖
2．液体 凝固剂 固体
3．
（1）碳源 无机盐
（2）pH 氧气 （3）碳源、氮源、磷酸盐和维生素 碳源、氮源和维生素 无机盐（4）维生素 酸性 中性或微碱性 无氧
问题探究
1．
（1）分为自养型微生物和异养型微生物。
（2）糖类等有机物 NH3、硝酸盐等无机物 尿素、蛋白质等有机物
2．
（1）牛肉膏和蛋白胨都可以为微生物提供碳源和氮源。
（2）主要提供碳源的是牛肉膏，主要提供氮源的是蛋白胨。
拓展应用
1．A [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。
]
2．D [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）主要为微生物提供碳源、氮源和维生素。
（2）可以为微生物提供碳源和能源。
（3）乳糖和蔗糖。
二、基础梳理
1．纯净
2．外来杂菌
3．温和 强烈 部分 所有 煮沸 巴氏 化学药剂 紫外线 灼烧灭菌 干热 高压蒸汽
问题探究
1．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．
（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．还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。
4．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。
拓展应用
3．C [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．A [培养基用高压蒸汽灭菌；培养皿能耐高温，需用干热灭菌；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）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）还要依据无菌操作的对象。
课堂小结 固体 液体 碳源、氮源、水、无机盐
当堂检测
1．B [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．A [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．B [灭菌与消毒是两个概念。
灭菌的原理是使蛋白质凝固变性，含水分较多者，其凝固所需温度较低。
灭菌时要根据不同的材料选用不同的灭菌方法，如接种环用火焰灼烧法，培养基用高压蒸汽灭菌法，还有加热法、过滤法、紫外线法、化学药品法等。
消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。
]
4．B [含氮的有机物既可给微生物提供氮元素，也可给微生物提供能源。
含碳的有机物既可给微生物提供碳元素，也可给微生物提供能源。
微生物生长需要无机盐，但不是越多越好，过多会导致培养基渗透压过高，使微生物因失水过多而不能生存。
固体培养基中也含有水分，因为含有凝固剂琼脂，所以呈固态。
]
5．②③⑥⑦ ①④⑤⑧
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