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2019-2020年高中生物 專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 課題1 微生物的實驗室培養(yǎng)教案 新人教版選修1 教學(xué)準(zhǔn)備 1. 教學(xué)目標(biāo) 1.1 知識與技能：了解有關(guān)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識；掌握培養(yǎng)基的分類、成分及用途，無菌技術(shù)等基本操作技術(shù)。 1.2過程與方法：分析實驗思路的確定和形成的原因，分析實驗流程，對比前面的實驗設(shè)計，歸納共性，分析差異，增加印象。 1.3情感、態(tài)度與價值觀： 形成勇于實踐、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 2. 教學(xué)重點/難點 2.1 教學(xué)重點：培養(yǎng)基的分類、成分及用途及無菌技術(shù)的操作 2.2教學(xué)難點：無菌技術(shù)的操作 3. 教學(xué)用具 多媒體、板書 4. 標(biāo)簽 教學(xué)過程 引入新課 在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用中，都利用了微生物的發(fā)酵作用，其中的微生物來自于制作過程中的自然感染。而在工業(yè)化生產(chǎn)中，為了提高發(fā)酵的質(zhì)量，需要獲得優(yōu)良菌種，并保持發(fā)酵菌種的純度。這就要涉及到微生物的培養(yǎng)、分離、鑒別等基本技術(shù)?，F(xiàn)在我們開始學(xué)習(xí)微生物的培養(yǎng)和應(yīng)用專題。 課題背景 到目前為止，幾十項Nobel生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎，化學(xué)獎都與微生物學(xué)有關(guān)。 微生物基礎(chǔ)知識：微生物的分類見課件。 進(jìn)行新課 1．微生物基礎(chǔ)知識 微生物包括五類：病毒、細(xì)菌、放線菌、真菌、原生動物 特點：結(jié)構(gòu)都相當(dāng)簡單,個體多數(shù)十分微小.通常要用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能看到，有的甚至沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu).且體內(nèi)一般不含有葉綠素.不能進(jìn)行光合作用. 1.培養(yǎng)基 培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）是由人工方法配制而成的，專供微生物生長繁殖使用的混合營養(yǎng)液。 1.1培養(yǎng)基的類型和用途 （1）按物理狀態(tài)來分：培養(yǎng)基可分為固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。其中固體培養(yǎng)基用于菌種分離、鑒定菌落等。 （2）按功能來分，可分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。 （3）按成分來分，可分為天然培養(yǎng)基和合成培養(yǎng)基。 1.1.1按物理狀態(tài)來分 1.液體培養(yǎng)基：增菌 2.固體培養(yǎng)基：菌落，菌苔 純化，增菌 3.半固體培養(yǎng)基：半固體培養(yǎng)基：動力檢測，保種 (可用于觀察微生物的運動，保存菌種) 思考：瓊脂的來自哪種生物？從紅藻中提取的 化學(xué)成分是什么？多糖 在配制培養(yǎng)基中有什么用途？用作為凝固劑 1.1.2按功能來分 1.選擇培養(yǎng)基：回答下列培養(yǎng)基可以分離獲得哪種微生物或細(xì)胞？ 加入青霉素的培養(yǎng)基:分離酵母菌、霉菌等真菌 加入高濃度食鹽的培養(yǎng)基:分離金黃色葡萄球菌 不加氮源的無氮培養(yǎng)基: 分離固氮菌 不加含碳有機物的無碳培養(yǎng)基:分離自養(yǎng)型微生物 加入青霉素等抗生素的培養(yǎng)基: 分離導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞 加入氨基喋呤、次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷的培養(yǎng)基:分離雜交瘤細(xì)胞 2. 鑒別培養(yǎng)基：回答下列培養(yǎng)基可以鑒別哪種微生物？ 加入伊紅美藍(lán)的培養(yǎng)基:鑒別大腸桿菌 加入尿素酚紅的培養(yǎng)基:鑒別尿素分解菌 3.用途： 選擇培養(yǎng)基:篩選并選擇培養(yǎng)某種微生物 鑒別培養(yǎng)基: 用來鑒別某種微生物的存在 1.1.3按成分來分 1.合成培養(yǎng)基:根據(jù)細(xì)胞生存所需物質(zhì)的種類和數(shù)量，用人工方法模擬合成的。 合成培養(yǎng)基主要成分是氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽和其它一些輔助物質(zhì)。 2.天然培養(yǎng)基：天然培養(yǎng)基有血清、血漿、和組織提取液（如雞胚和牛胚浸液）。 3.人工合成培養(yǎng)基只能維持細(xì)胞生存，要想使細(xì)胞生長和繁殖，還需補充一定量的天然培養(yǎng)基（如血清）。 血清中含有：①多種蛋白質(zhì)（白蛋白、球蛋白、鐵蛋白等）②多種金屬離子； ③激素；④促貼附物質(zhì)，如纖粘蛋白、冷析球蛋白、膠原等。 ⑤各種生長因子⑥轉(zhuǎn)移蛋白⑦不明成分 培養(yǎng)基分類歸納總結(jié) 培養(yǎng)基的類型及其應(yīng)用： 典例精析 例1. 連線題： 例2. 下列選項中，不是使用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)微生物的目的的是( ) A．除去其他微生物 B．使需要的微生物大量繁殖 C．通過表現(xiàn)特殊性狀，與其他微生物相區(qū)別 D．可以增加要培養(yǎng)的微生物的濃度 答案：C 解析]鑒別培養(yǎng)基的作用是通過微生物表現(xiàn)特殊性狀，與其他微生物相區(qū)別 。 教師引導(dǎo)學(xué)生思考：思考：微生物“吃”什么？ 從細(xì)胞的化學(xué)元素組成來看，培養(yǎng)基中為什么都含有這些營養(yǎng)成分？ C、H、O、N、P、S是構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)的基本元素，約占原生質(zhì)總量的97％以上。 1.2培養(yǎng)基的成分 一.培養(yǎng)基：微生物生存的環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì) 1.基本成分： （1）碳源：分無機碳源：CO2、CO32-、HCO3-主要用來培養(yǎng)自養(yǎng)微生物 有機碳源：牛肉膏、蛋白胨等，主要用來培養(yǎng)異養(yǎng)微生物 （2）氮源：分無機氮源：NH4＋、NO3-（為硝化細(xì)菌提供N源和能源） 有機氮源：牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、尿素等 教師強調(diào)：含C、H、O、N的有機物是異養(yǎng)型微生物的碳源、氮源、能源。 2.特殊營養(yǎng)：維生素、堿基等（生長因子）（牛肉膏、酵母膏、蛋白胨中含有） 3.pH、氧氣的需求： 思考：不同的微生物培養(yǎng)時所需要的培養(yǎng)基成分相同嗎？ 不同的微生物往往需要采用不同的培養(yǎng)基配方 (參考教材附錄3內(nèi)容) 教師總結(jié)：不管哪種培養(yǎng)基，一般都含有水、碳源、和氮源、 無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)，另外還需要滿足微生物生長對pH、特殊營養(yǎng)物質(zhì),例如:生長因子(即細(xì)菌生長必需，而自身不能合成的化合物,如維生素、某些氨基酸、嘌呤、嘧啶)以及氧氣、二氧化碳、滲透壓等的要求。 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用最廣泛和最普通的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。 1000ml牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配方。 學(xué)生自主分析其營養(yǎng)構(gòu)成？ 思考探究： 1.牛肉膏和蛋白胨主要為微生物提供哪些營養(yǎng)物質(zhì)？ 糖 、維生素 和 有機氮 等營養(yǎng)物質(zhì)。 2.培養(yǎng)乳酸桿菌時培養(yǎng)基需要特殊添加什么物質(zhì)？ 維生素 3.培養(yǎng)霉菌時需要如何調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH？將培養(yǎng)基pH調(diào)節(jié)為 酸性 4.培養(yǎng)細(xì)菌時需要如何調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH？將pH調(diào)節(jié)為 中性或微堿性 。 二. 配制原則 ①目的要明確：根據(jù)培養(yǎng)的微生物種類、培養(yǎng)的目的等確定培養(yǎng)基的類型和配制量。 ②營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜。例如：碳氮比4∶1時，谷氨酸棒狀桿菌大量繁殖而產(chǎn)生谷氨酸少；碳氮比為3∶1時，菌體繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。 ③pH要適宜：細(xì)菌培養(yǎng)基pH中性或偏堿性，霉菌培養(yǎng)基呈酸性。 典例精析 例3.牛肉膏與蛋白胨中的牛肉膏能為細(xì)菌提供的營養(yǎng)成分是（ ） A.無機鹽 B. 提供碳源、氮源等 C.不能為微生物提供生長因子 D.只是碳源 答案：B。 解析]牛肉膏與蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用十分廣泛的天然培養(yǎng)基,其中的牛肉膏為微生物提供碳源、磷酸鹽和維生素,蛋白胨主要提供氮源和維生素,還可以提供生長因子. 2.無菌技術(shù) 探究新知：學(xué)生閱讀課本“無菌技術(shù)”，討論回答下列問題： 消毒方法： （1）日常生活經(jīng)常用到的是 煮沸 消毒法； （2）對一些不耐高溫的液體，則使用 巴氏 消毒法（作簡要介紹）； （3）對接種室、接種箱或超凈工作臺首先噴灑 石炭酸或煤酚皂 等溶液以增強消毒效果，然后使用 紫外線 進(jìn)行物理消毒。 （4）實驗操作者的雙手使用 酒精 進(jìn)行消毒； （5）飲水水源用氯氣 進(jìn)行消毒。 滅菌方法： （1）接種環(huán)、接種針、試管口等使用 灼燒 滅菌法； （2）玻璃器皿、金屬用具等使用 干熱 滅菌法，所用器械是 干熱滅菌箱 ； （3）培養(yǎng)基、無菌水等使用 高壓蒸汽 滅菌法，所用器械是 高壓蒸汽滅菌鍋 。 （4）表面滅菌和空氣滅菌等使用 紫外線 滅菌法，所用器械是 紫外燈 。 2.1.消毒與滅菌：獲得純凈培養(yǎng)物的關(guān)鍵是 防止外來雜菌的入侵。 教師總結(jié)：課件展示消毒與滅菌的器材和區(qū)別。補充芽孢和孢子（課件展示） 芽孢：有些細(xì)菌在一定的條件下，細(xì)胞里面形成一個橢圓形的休眠體，叫做芽孢。芽孢的壁很厚，對干旱、低溫、高溫等惡劣的環(huán)境有很強的抵抗力。例如，有的細(xì)菌的芽孢，煮沸3小時以后才死亡。芽孢又小又輕，可以隨風(fēng)飄散。當(dāng)環(huán)境適宜（如溫度、水分適宜）的時候，芽孢又可以萌發(fā)，形成一個細(xì)菌。 孢子：細(xì)菌、原生動物、真菌和植物等產(chǎn)生的一種有繁殖作用的生殖細(xì)胞。能直接發(fā)育成新個體。 思考：請你判斷以下材料或用具是否需要消毒或滅菌。如果需要，請選擇合適的方法。 （1） 培養(yǎng)細(xì)菌用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)皿 高壓蒸汽滅菌 （2） 玻璃棒、試管、燒瓶和吸管 高壓蒸汽滅菌或灼燒滅菌 （3） 實驗操作者的雙手 酒精消毒 典例精析 例4.滅菌的標(biāo)準(zhǔn)是（ ）。 A. 殺死所有的病原微生物 B. 殺死所有的微生物 C. 殺死所有微生物的細(xì)胞、芽孢和孢子 D.使病原菌不生長 答案：C 解析]滅菌是指使用強烈的理化因素，殺死物體內(nèi)外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 2.2. 無菌技術(shù)的范圍： 1.無菌技術(shù)包括： （1）對實驗操作空間、操作者的衣著和手進(jìn)行 清潔和消毒 ； （2）將培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進(jìn)行 滅菌 ； （3）為避免周圍微生物污染，實驗操作應(yīng)在 酒精燈火焰附近 旁進(jìn)行； （4）避免已滅菌處理的材料用具與 周圍物品 相接觸。 2.無菌范圍：實驗操作空間消毒、操作者的手、衣著消毒 實驗用具滅菌、實驗操作過程、酒精燈旁操作 思考：無菌技術(shù)除了防止培養(yǎng)物被污染外，還具有的目的是？ 防止感染實驗操作者 。 典例精析 例5.將配制好的培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌應(yīng)用() A．灼燒滅菌 B．高壓蒸汽滅菌 C．干熱滅菌 D．煮沸滅菌 答案：B 解析]培養(yǎng)基要用來培養(yǎng)微生物。，所以要嚴(yán)格無菌，包括芽孢和孢子，即滅菌。 課堂小結(jié) 本節(jié)課可以結(jié)合前面果酒果醋制作等實際生產(chǎn)實例導(dǎo)入，使學(xué)生認(rèn)識在微生物的培養(yǎng)過程中，保持培養(yǎng)物純凈的重要性。由于微生物的微觀性和危害性，引入無菌技術(shù)，并強調(diào)無菌技術(shù)的范圍，教育學(xué)生一定要培養(yǎng)良好的衛(wèi)生習(xí)慣，不吃長毛的或過期的食品，防止雜菌污染。 課后習(xí)題 １、收集生活中與微生物有關(guān)的實例，并通過所學(xué)知識對其進(jìn)行解釋 ２、我們打針輸液時，首先要用酒精擦拭針刺處，為什么？ 板書 專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 課題2.1 微生物的實驗室培養(yǎng)