2019-2020学年高二生物人教版选修一讲义:专题二 课题1 微生物的实验室培养 Word版含答案.pdf
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1、一、培养基一、培养基 1概念 : 人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。概念 : 人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。 2种类:按照培养基的物理状态划分为液体培养基和固体培养基。种类:按照培养基的物理状态划分为液体培养基和固体培养基。 3营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。 二、无菌技术二、无菌技术 1无菌操作无菌操作 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,具体操作如下:获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,具体操作如下: (1)对实验操作的空间、操作者
2、的衣着和手进行清洁和消毒。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。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)为避免周围环境中微生物的污染,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。实验操作应在酒精灯火焰附近进行。 (4)实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。 2消毒和灭菌消毒和灭菌 (1)消毒消毒 概念: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概念:使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或
3、内部的部分微生物(不包括芽不包括芽 孢和孢子孢和孢子)。 常用的方法有煮沸消毒法和化学药剂消毒法。常用的方法有煮沸消毒法和化学药剂消毒法。 (2)灭菌灭菌 概念:使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物概念:使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子包括芽孢和孢子)。 常用的方法有:灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。常用的方法有:灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。 课课题题1 微微生生物物的的实实验验室室培培养养 三、大肠杆菌的纯化培养三、大肠杆菌的纯化培养 1制备固体培养基的步骤制备固体培养基的步骤 计计算算称称量量溶溶化化灭灭菌菌倒倒平平板板 2纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌
4、微生物接种的常用方法是平板划线法和稀释涂布平板法。微生物接种的常用方法是平板划线法和稀释涂布平板法。 (1)平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐 步稀释分散到培养基的表面。步稀释分散到培养基的表面。 (2)稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂稀释涂布平板法:将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂 布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。 四、菌种保存四、菌种保存 阅阅读读教教材材P20 1对于频繁使用的
5、菌种,可以采用临时保藏的方法。对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。 2对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。 探究点一探究点一 培养基和无菌技术培养基和无菌技术 共研探究共研探究 1培养基培养基 下面是察氏培养基下面是察氏培养基(培养霉菌所用培养霉菌所用)的主要成分,根据下表,回答下列问题:的主要成分,根据下表,回答下列问题: 蔗糖蔗糖NaNO3K2HPO4KClMgSO47H2OFeSO4琼脂琼脂水水 20 g3 g1 g1 g0.5 g0.01 g20 g 定容至定容至 1 000 mL (1)该培养基根据物理性质划分应是固
6、体培养基, 原因是该培养基中加入了凝固剂琼脂。该培养基根据物理性质划分应是固体培养基, 原因是该培养基中加入了凝固剂琼脂。 1培养基的作用是什么?根据形态分为哪几种?其营养成 分有哪些? 培养基的作用是什么?根据形态分为哪几种?其营养成 分有哪些? 2区分消毒和灭菌,掌握不同物品的灭菌方法。区分消毒和灭菌,掌握不同物品的灭菌方法。 3如何制备牛肉膏蛋白胨固体培养基?如何制备牛肉膏蛋白胨固体培养基? 4什么是平板划线法,如何操作?什么是平板划线法,如何操作? 5什么是稀释涂布平板法,如何操作?什么是稀释涂布平板法,如何操作? 6菌种保藏有哪些方法?菌种保藏有哪些方法? (2)该培养基包含微生物生
7、长和繁殖所需要的该培养基包含微生物生长和繁殖所需要的 类营养物质类营养物质(成分成分),分别是碳源、氮源、,分别是碳源、氮源、4 无机盐和无机盐和。水水 (3)表中蔗糖提供碳源,表中蔗糖提供碳源,NaNO3提供氮源和无机盐。提供氮源和无机盐。 (4)培养基在提供上述营养物质的基础上,还要满足微生物生长对培养基在提供上述营养物质的基础上,还要满足微生物生长对 pH、特殊营养物质、特殊营养物质 (生长因子生长因子)以及氧气的要求。以及氧气的要求。 2无菌技术无菌技术 (1)关键:防止外来杂菌的入侵。关键:防止外来杂菌的入侵。 (2)消毒和灭菌的比较消毒和灭菌的比较(填表填表) 项目项目消毒消毒灭菌
8、灭菌 条件条件 使用较为温和的物理或化学使用较为温和的物理或化学 方法方法 使用强烈的物理或化学因素使用强烈的物理或化学因素 结果结果 杀死物体表面或内部的部分 微生物 杀死物体表面或内部的部分 微生物(不包括芽孢和孢子不包括芽孢和孢子) 杀死物体内外所有的微生物,包括芽杀死物体内外所有的微生物,包括芽 孢和孢子孢和孢子不同点不同点 常用方法常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫 外线消毒法, 使用酒精、 氯气、外线消毒法, 使用酒精、 氯气、 石炭酸等化学药物进行消毒石炭酸等化学药物进行消毒 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌 相同点相同
9、点消毒和灭菌的实质都是使微生物的蛋白质或核酸变性消毒和灭菌的实质都是使微生物的蛋白质或核酸变性 (3)连线消毒和灭菌的常用方法及适用对象连线消毒和灭菌的常用方法及适用对象(连线连线) 总结升华总结升华 1培养基的成分培养基的成分 营养物质营养物质作用作用功能功能主要来源主要来源 碳源碳源 能为微生物代谢提供碳 元素 能为微生物代谢提供碳 元素 构成生物体的细胞物质 和一些代谢产物, 有些是 异养生物的能源物质 构成生物体的细胞物质 和一些代谢产物, 有些是 异养生物的能源物质 无机碳源:无机碳源:CO2、 NaHCO3等;有机碳源: 糖类、 脂肪酸、 花生粉饼、 石油等 等;有机碳源: 糖类、
10、 脂肪酸、 花生粉饼、 石油等 氮源氮源 能为微生物的代谢提供 氮元素 能为微生物的代谢提供 氮元素 合成蛋白质、 核酸以及含 氮的代谢产物 合成蛋白质、 核酸以及含 氮的代谢产物 无机氮源:无机氮源:N2、NH3、铵 盐、硝酸盐等 ; 有机氮源 : 、铵 盐、硝酸盐等 ; 有机氮源 : 尿素、牛肉膏、蛋白胨等尿素、牛肉膏、蛋白胨等 生长因子生长因子是生长必不可少的是生长必不可少的酶和核酸的组成成分酶和核酸的组成成分维生素、氨基酸、碱基等维生素、氨基酸、碱基等 水水是生命活动所必需的是生命活动所必需的 不仅是优良的溶剂而且 可维持生物大分子结构 的稳定 不仅是优良的溶剂而且 可维持生物大分子结
11、构 的稳定 外界摄入外界摄入 无机盐无机盐 为微生物提供除碳、 氮以 外的各种重要元素, 包括 大量元素 为微生物提供除碳、 氮以 外的各种重要元素, 包括 大量元素 细胞的组成成分, 生理调 节物质, 某些化能自养菌 的能源,酶的激活剂等 细胞的组成成分, 生理调 节物质, 某些化能自养菌 的能源,酶的激活剂等 无机化合物无机化合物 2.培养基的配制原则培养基的配制原则 (1)目的明确:要根据微生物的种类、培养目的等,选择原料配制培养基。例如,自养 微生物能够自己合成所需的有机物,培养它们的培养基可由简单的无机物组成;生产用培 养基中可加入其他不明成分的天然物质;鉴别培养基中必须加入已知的能
12、发生特定反应的 化学成分。 目的明确:要根据微生物的种类、培养目的等,选择原料配制培养基。例如,自养 微生物能够自己合成所需的有机物,培养它们的培养基可由简单的无机物组成;生产用培 养基中可加入其他不明成分的天然物质;鉴别培养基中必须加入已知的能发生特定反应的 化学成分。 (2)营养协调:培养基中营养物质的浓度和比例要适宜。营养协调:培养基中营养物质的浓度和比例要适宜。 (3)pH 适宜:不同微生物生长所需要的适宜:不同微生物生长所需要的 pH 不同,培养基的不同,培养基的 pH 必须与之相适应。如培 养霉菌时需将培养基的 必须与之相适应。如培 养霉菌时需将培养基的 pH 调至酸性,培养细菌时
13、需将调至酸性,培养细菌时需将 pH 调至中性或微碱性。调至中性或微碱性。 【归纳提升】 动物、微生物和绿色植物所需营养物质的比较【归纳提升】 动物、微生物和绿色植物所需营养物质的比较 微生物微生物 营养物质营养物质动物动物(异养型异养型) 异养型异养型自养型自养型 绿色植物绿色植物(自养型自养型) 碳源碳源 糖类、脂肪、蛋 白质等 糖类、脂肪、蛋 白质等 糖、醇、有机酸 等 糖、醇、有机酸 等 二氧化碳、碳酸 盐等 二氧化碳、碳酸 盐等 二氧化碳、碳酸 盐等 二氧化碳、碳酸 盐等 氮源氮源 蛋白质或其降解 产物等 蛋白质或其降解 产物等 蛋白质或其降解 产物、有机氮化 物、无机氮化物 蛋白质或
14、其降解 产物、有机氮化 物、无机氮化物 无机氮化物无机氮化物无机氮化物无机氮化物 能源能源与有机碳源相同与有机碳源相同与有机碳源相同与有机碳源相同 氧化无机物或利 用光能 氧化无机物或利 用光能 利用光能利用光能 3.常用消毒和灭菌方法的比较常用消毒和灭菌方法的比较 主要方法主要方法应用范围应用范围 巴氏消巴氏消 毒法毒法 7075 煮煮 30 min 或或 80 煮煮 15 min 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进 行高温灭菌的液体 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不宜进 行高温灭菌的液体 灼烧灼烧 灭菌灭菌 酒精灯火焰灼烧酒精灯火焰灼烧 微生物接种工具:如接种环、接种 针或其他金属用具等,接种过程中
15、 的试管口或瓶口等 微生物接种工具:如接种环、接种 针或其他金属用具等,接种过程中 的试管口或瓶口等 干热干热 灭菌灭菌 干热灭菌箱干热灭菌箱 160170 加热加热 12 h 玻璃器皿玻璃器皿(如吸管、培养皿等如吸管、培养皿等)、金 属用具等不适宜用其他方法灭菌 而又耐高温的物品 、金 属用具等不适宜用其他方法灭菌 而又耐高温的物品 高压蒸高压蒸 汽灭菌汽灭菌 100 kPa、121 维持维持 1530 min培养基及多种器材、物品培养基及多种器材、物品 煮沸消煮沸消 毒法毒法 100 煮沸煮沸 56 min家庭餐具等生活用品的消毒家庭餐具等生活用品的消毒 紫外线紫外线 消毒消毒 30 W
16、紫外灯照射紫外灯照射 30 min接种室、接种箱等的消毒接种室、接种箱等的消毒 化学药化学药 物消毒物消毒 用体积分数为用体积分数为 70%75%的乙醇、 碘酒涂抹,来苏尔喷洒等 的乙醇、 碘酒涂抹,来苏尔喷洒等 用于皮肤、伤口、动植物组织表面 消毒和空气、手术器械、塑料或玻 璃器皿等的消毒 用于皮肤、伤口、动植物组织表面 消毒和空气、手术器械、塑料或玻 璃器皿等的消毒 【易错易混】【易错易混】 (1)消毒与灭菌的最根本区别:芽孢和孢子是否存活。灭菌能杀死芽孢和孢子,因而灭 菌更彻底。 消毒与灭菌的最根本区别:芽孢和孢子是否存活。灭菌能杀死芽孢和孢子,因而灭 菌更彻底。 (2)具体选择消毒还是
17、灭菌需要考虑:一是效果,灭菌的效果比消毒要好;二是操作对 象的承受能力,活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒,而不能灭菌。 具体选择消毒还是灭菌需要考虑:一是效果,灭菌的效果比消毒要好;二是操作对 象的承受能力,活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒,而不能灭菌。 (3)无菌技术除了可防止实验室的培养物被其他微生物污染,还能有效避免操作者自身 被微生物感染。 无菌技术除了可防止实验室的培养物被其他微生物污染,还能有效避免操作者自身 被微生物感染。 对点演练对点演练 1下列有关微生物培养基种类及配制原则的表述,正确的是下列有关微生物培养基种类及配制原则的表述,正确的是( ) A任何培养基都必须
18、含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子 B液体培养基可用于观察菌落,固体培养基可用于工业生产液体培养基可用于观察菌落,固体培养基可用于工业生产 C微生物的生长除受营养因素影响外,还受到微生物的生长除受营养因素影响外,还受到 pH、O2、渗透压等的影响、渗透压等的影响 D培养霉菌时需将培养基的培养霉菌时需将培养基的 pH 调节到中性或微碱性调节到中性或微碱性 解析:选解析:选 C 培养基一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等,有的微生物还需要生长 因子;一般固体培养基可用于观察菌落,液体培养基可用于工业生产;微生物的培养过程 中除受营养因素影响外,还
19、受到 培养基一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等,有的微生物还需要生长 因子;一般固体培养基可用于观察菌落,液体培养基可用于工业生产;微生物的培养过程 中除受营养因素影响外,还受到 pH、O2、渗透压的影响;培养霉菌时需将培养基的、渗透压的影响;培养霉菌时需将培养基的 pH 调 至酸性。 调 至酸性。 2下列有关无菌技术的叙述,错误的是下列有关无菌技术的叙述,错误的是( ) A对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌对实验操作的空间、操作者的衣物和手进行灭菌 B将用于微生物培养的培养皿、接种工具和培养基等进行灭菌将用于微生物培养的培养皿、接种工具和培养基等进行灭菌 C为避免周围环境中微生物的污
20、染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行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实验操作时避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触实验操作时避免已经灭菌处理的材料用具与周围物品接触 解析:选解析:选 A 灭菌是采用强烈的理化因素对用于微生物培养的培养皿、培养基和接种 的用具进行处理,使物体内外部的一切微生物均被杀灭,包括芽孢和孢子。实验操作者的 衣物和手以及操作空间只能进行消毒。 灭菌是采用强烈的理化因素对用于微生物培养的培养皿、培养基和接种 的用具进行处理,使物体内外部的一切微生物均被杀灭,包括芽孢和孢子。实验操作者的 衣物和手以及操作空间只能进行消毒。 探究点二探究点二大
21、肠杆菌的纯化培养大肠杆菌的纯化培养 共研探究共研探究 1制备牛肉膏蛋白胨固体培养基制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 (1)一般步骤一般步骤(填图填图) (2)倒平板操作倒平板操作 用字母和箭头表示倒平板操作的正确步骤:用字母和箭头表示倒平板操作的正确步骤:bcad。 2纯化大肠杆菌纯化大肠杆菌 纯化大肠杆菌是为了获得大肠杆菌的纯种菌落,接种时尽量接种单个的大肠杆菌,最 常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。 纯化大肠杆菌是为了获得大肠杆菌的纯种菌落,接种时尽量接种单个的大肠杆菌,最 常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。 (1)平板划线法平板划线法 用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤:用字母和箭头表
22、示平板划线操作的正确步骤:dbfaechg。 (2)稀释涂布平板法稀释涂布平板法 系列稀释操作系列稀释操作 a将盛有将盛有 9 mL 水的水的 6 支试管灭菌,并按支试管灭菌,并按 101106的顺序编号。的顺序编号。 b用移液管吸取用移液管吸取 1 mL 培养的菌液,注入培养的菌液,注入 101倍稀释的试管中。用手指轻压移液管上倍稀释的试管中。用手指轻压移液管上 的橡皮头,吹吸三次,使菌液与无菌水充分混匀。的橡皮头,吹吸三次,使菌液与无菌水充分混匀。 c从从 101倍稀释的试管中吸取倍稀释的试管中吸取 1 mL 稀释液,注入稀释液,注入 102倍稀释的试管内吹吸均匀,获得 倍稀释液。依次类推
23、,直到完成最后一支试管的稀释。 倍稀释的试管内吹吸均匀,获得 倍稀释液。依次类推,直到完成最后一支试管的稀释。102 涂布平板操作涂布平板操作 用字母和箭头表示涂布平板操作的正确步骤:用字母和箭头表示涂布平板操作的正确步骤:bacd。 总结升华总结升华 1倒平板操作的注意事项倒平板操作的注意事项 (1)培养基灭菌后,需冷却至培养基灭菌后,需冷却至 50 左右时才能倒平板,温度过高会烫手,温度过低培养 基会凝固。 左右时才能倒平板,温度过高会烫手,温度过低培养 基会凝固。 (2)整个操作在酒精灯火焰旁进行,避免杂菌污染。整个操作在酒精灯火焰旁进行,避免杂菌污染。 (3)倒平板时,要使锥形瓶的瓶口
24、通过火焰。通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培 养基。 倒平板时,要使锥形瓶的瓶口通过火焰。通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培 养基。 (4)平板冷凝后,要将平板倒置。因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板倒置, 既可以避免培养基表面的水分过快地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污 染。 平板冷凝后,要将平板倒置。因为平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,将平板倒置, 既可以避免培养基表面的水分过快地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污 染。 (5)倒平板时不要将培养基溅在皿盖与皿底之间,否则此培养基不能用来培养微生物, 因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。
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