專題二微生物的培養(yǎng)與應用

1、專題二 微生物的培養(yǎng)與應用課題1 微生物的實驗室培養(yǎng)【教學目標】（一）知識與技能了解有關培養(yǎng)基的基礎知識；掌握培養(yǎng)基的制備、高壓蒸汽滅菌和平板劃線法等基本操作技術（二）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，對比前面的實驗設計，歸納共性，分析差異，增加印象（三）情感、態(tài)度與價值觀： 形成勇于實踐、嚴謹求實的科學態(tài)度和科學精神【教學重難點】無菌技術的操作【教學方法】啟發(fā)式教學【教學工具】多媒體課件【教學過程】（一）引入新課在傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用中，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)化生產中，為了提高發(fā)酵的質量，需要獲得優(yōu)良菌種，并保持發(fā)酵菌

2、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?，F在我們開始學習微生物的培養(yǎng)和應用專題。（二）進行新課1基礎知識11 培養(yǎng)基的種類包括 固體 培養(yǎng)基和 液體 培養(yǎng)基等。思考1瓊脂是從紅藻中提取的 多糖 ，在配制培養(yǎng)基中用作為 凝固劑 。【補充】培養(yǎng)基的類型及其應用：標準培養(yǎng)基類型配制特點主要應用物理性質固體培養(yǎng)基加入瓊脂較多菌種分離,鑒定,計數半固體培養(yǎng)基加入瓊脂較少菌種保存液體培養(yǎng)基不加入瓊脂工業(yè)生產，連續(xù)培養(yǎng)化學組成合成培養(yǎng)基由已知成分配制而成，培養(yǎng)基成分明確菌種分類、鑒定天然培養(yǎng)基由天然成分配制而成，培養(yǎng)基成分不明確工業(yè)生，產降低成本目的用途鑒別培養(yǎng)基添加某種指示劑或化學藥劑菌

3、種的鑒別選擇培養(yǎng)基添加（或缺少）某種化學成分菌種的分離12 培養(yǎng)基的化學成分包括 水 、 無機鹽 、 碳源 、 氮源 四類營養(yǎng)成分。思考2從細胞的化學元素組成來看，培養(yǎng)基中為什么都含有這些營養(yǎng)成分？C、H、O、N、P、S是構成細胞原生質的基本元素，約占原生質總量的97以上?！狙a充】碳源：如CO2、糖類、脂肪酸等有機物，構成微生物的結構物質和分泌物，并提供能量。氮源：如N2、氨鹽、硝酸鹽、牛肉膏、蛋白胨等，主要用來合成蛋白質、核酸及含氮代謝物等。含有C、H、O、N的化合物既可以作為碳源，又可以作為氮源，如氨基酸等。13 培養(yǎng)基除滿足微生物生長的 pH 、 特殊營養(yǎng)物質 和 氧氣 等要求。【補充】

4、生長因子：某些微生物正常生長代謝過程中必須從培養(yǎng)基中吸收的微量有機小分子，如某些氨基酸、堿基、維生素等。思考3牛肉膏和蛋白胨主要為微生物提供 糖 、 維生素 和 有機氮 等營養(yǎng)物質。思考4培養(yǎng)乳酸桿菌時需要添加 維生素 ，培養(yǎng)霉菌時需要將培養(yǎng)基pH調節(jié)為 酸性 ，培養(yǎng)細菌時需要將pH調節(jié)為 中性或微堿性 ?；顒?：閱讀“無菌技術”，討論回答下列問題：14 獲得純凈培養(yǎng)物的關鍵是 防止外來雜菌的入侵 。15 無菌技術包括：（1）對實驗操作空間、操作者的衣著和手進行 清潔和消毒 ；（2）將培養(yǎng)器皿、接種用具和培養(yǎng)基等器具進行 滅菌 ；（3）為避免周圍微生物污染，實驗操作應在 酒精燈火焰附近 旁進行

5、；（4）避免已滅菌處理的材料用具與 周圍物品 相接觸。16 比較消毒和滅菌（填表）比較項理化因素的作用強度消滅微生物的數量芽孢和孢子能否被消滅消毒較為溫和部分生活狀態(tài)的微生物不能滅菌強烈全部微生物能思考5無菌技術除了防止培養(yǎng)物被污染外，還具有的目的是 防止感染實驗操作者 。17 消毒方法：（1）日常生活經常用到的是 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 進行物理消毒。（4）實驗操作者的雙手使用 酒精 進行消毒；（5）飲水水源用 氯氣 進行消毒。18滅菌方法

6、：（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 。思考6對接種環(huán)滅菌時要用酒精燈的 充分燃燒 層火焰灼燒可能伸入試管或培養(yǎng)皿的部位。思考7利用干熱滅菌箱對玻璃器皿滅菌時物品不能擺得太擠，目的是避免妨礙熱空氣流通。思考8物品裝入高壓蒸汽滅菌鍋滅菌后，要首先打開排氣閥，煮沸并排除鍋內冷空氣，其目的是 有利于鍋內溫度升高 ；隨后關閉排氣閥繼續(xù)加熱，氣壓升至 100k Pa，溫度為 1

7、21 ，并維持 1530 min；最后切斷熱源，使溫度自然降溫，氣壓務必降至 零 時打開鍋蓋，其目的是防止 容器中的液體暴沸 ?！狙a充】培養(yǎng)基的配制原則：目的要明確：根據培養(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。營養(yǎng)要協(xié)調：培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質的濃度和比例要適宜。例如：碳氮比41時，谷氨酸棒狀桿菌大量繁殖而產生谷氨酸少；碳氮比為31時，菌體繁殖受抑制而谷氨酸合成量大增。pH要適宜：細菌培養(yǎng)基pH中性或偏堿性，霉菌培養(yǎng)基呈酸性。2實驗操作21 計算：根據配方比例，計算100mL培養(yǎng)基各成分用量。22 稱量：準確稱取各成分。稱取牛肉膏和蛋白胨時動作要迅速，目的是防止牛肉膏吸收空氣中水

8、分。23 溶化：加水加熱熔化牛肉膏；加入蛋白胨和氯化鈉繼續(xù)加熱；加入瓊脂；用蒸餾水定容到100mL。整個過程不斷用玻棒攪拌，目的是防止瓊脂糊底而導致燒杯破裂。24 調pH：用1mol/LNaOH溶液調節(jié)pH至偏堿性。25 滅菌：將配制好的培養(yǎng)基轉移到錐形瓶中，加塞包扎后用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌；所用培養(yǎng)皿用報紙包扎后用干熱滅菌箱滅菌。26 倒平板：待培養(yǎng)基冷卻至50左右時在酒精燈火焰附近操作進行。其過程是：在火焰旁右手拿錐形瓶，左手拔出棉塞；右手拿錐形瓶，使錐形瓶的瓶口迅速通過火焰；左手將培養(yǎng)皿打開一條縫隙，右手將培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿，立刻蓋上皿蓋。待平板冷卻凝固后，將平板倒過來放置。思考1錐形瓶的瓶

9、口通過火焰的目的是消滅瓶口的雜菌，防止雜菌感染培養(yǎng)基。思考2倒平板的目的是防止培養(yǎng)基冷卻過程中形成的水滴落到培養(yǎng)基表面。思考3若皿蓋和皿底之間粘有培養(yǎng)基，則該平板能否培養(yǎng)微生物？為什么？不能。空氣中雜菌會在這些粘附培養(yǎng)基上繁殖，并污染皿內培養(yǎng)基。思考4配制斜面培養(yǎng)基中，試管要加塞棉塞的目的是保持通氣并防止雜菌感染。思考5試管培養(yǎng)基形成斜面的作用是增大接種面積。27 接種271微生物接種的最常用方法是平板劃線法和稀釋涂布法，另外還有穿刺接種和斜面接種等。272平板劃線法：通過接種環(huán)在瓊脂固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培養(yǎng)基表面。其操作步驟是：將接種環(huán)在酒精燈火焰上灼燒直

10、至燒紅。在酒精燈火焰旁冷卻接種環(huán)，并打開大腸桿菌的菌種試管的棉塞。將菌種試管口通過火焰達到消滅試管口雜菌的目的。將冷卻的接種環(huán)伸入到菌液中取出一環(huán)菌種。將菌種試管口再次通過火焰后塞上棉塞。將皿蓋打開一條縫隙，把接種環(huán)伸入平板內劃35條平行線，蓋上皿蓋，不要劃破培養(yǎng)基。灼燒接種環(huán)，冷卻后從第一區(qū)劃線末端開始向第二區(qū)域內劃線。重復上述過程，完成三、四、五區(qū)域內劃線。注意不要將第五區(qū)的劃線與第一區(qū)劃線相連。將平板倒置放在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。思考6取菌種前灼燒接種環(huán)的目的是消滅接種環(huán)上的微生物；除第一次劃線外，其余劃線前都要灼燒接種環(huán)的目的是消滅接種環(huán)上殘留菌種；取菌種和劃線前都要求接種環(huán)冷卻后進行，其目的

11、是防止高溫殺死菌種；最后灼燒接種環(huán)的目的是防止細菌污染環(huán)境和操作者。思考7在第1次劃線后都從上次劃線末端開始的目的是獲得由單個細菌形成的標準菌落。273稀釋涂布平板法：將菌液進行一系列梯度稀釋，并將不同稀釋度菌液分別涂布到瓊脂固體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。當稀釋倍數足夠高時，即可獲得單個細菌形成的標準菌落。274系列稀釋操作：取盛有9mL水的無菌試管6支，編號101、102、103、104、105、106。用灼燒冷卻的移液管吸取1mL菌液注入編號為101試管中，并吹打3次，使之混勻。從101倍液中吸取1mL菌液注入到編號為102試管內吹打均勻，獲得102倍液。依此類推。思考8操作中試管口和移液管應在離

12、火焰12cm處。整個操作過程中使用了1支移液管。31培養(yǎng)未接種培養(yǎng)基的作用是對照，若有菌落形成，說明培養(yǎng)基滅菌不徹底。32在肉湯培養(yǎng)基上，大腸桿菌菌落呈白色，為圓形，光滑有光澤，邊緣整齊。33培養(yǎng)12h和24h后的菌落大小不同（相同、不同）；菌落分布位置相同（相同、不同）。原因是時間越長，菌落中細菌繁殖越多，菌落體積越大；菌落的位置不動，但菌落數增多。思考9在某培養(yǎng)基上出現了3種特征不同的菌落，原因有培養(yǎng)基滅菌不徹底或雜菌感染等。思考10頻繁使用的菌種利用臨時保藏法保存，長期保存菌種的方法是甘油管藏法。前者利用固體斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)后，保存在4冰箱中，每36個月轉種培養(yǎng)一次，缺點是保存時間較短，容

13、易發(fā)生污染和變異；后者將菌種與無菌體積等量混合后保存在20冷凍箱中。（三）實例探究例1關微生物營養(yǎng)物質的敘述中，正確的是A.是碳源的物質不可能同時是氮源 B.凡碳源都提供能量C.除水以外的無機物只提供無機鹽 D.無機氮源也能提供能量解析：不同的微生物，所需營養(yǎng)物質有較大差別，要針對微生物的具體情況分析。對于A、B選項，它的表達是不完整的。有的碳源只能是碳源，如二氧化碳；有的碳源可同時是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同時是能源，如葡萄糖；有的碳源同時是氮源，也是能源，如蛋白胨。對于C選項，除水以外的無機物種類繁多，功能也多樣。如二氧化碳，可作為自養(yǎng)型微生物的碳源；NaHC O3，可作為自養(yǎng)型微

14、生物的碳源和無機鹽；而NaCl則只能提供無機鹽。對于D選項，無機氮源提供能量的情況還是存在的，如NH3可為硝化細菌提供能量和氮源。 答案：D例2下面對發(fā)酵工程中滅菌的理解不正確的是A.防止雜菌污染 B.消滅雜菌C.培養(yǎng)基和發(fā)酵設備都必須滅菌 D.滅菌必須在接種前解析：滅菌是微生物發(fā)酵過程的一個重要環(huán)節(jié)。A說的是滅菌的目的，因為發(fā)酵所用的菌種大多是單一的純種，整個發(fā)酵過程不能混入其他微生物（雜菌），所以是正確的；B是錯誤的，因為滅菌的目的是防止雜菌污染，但實際操作中不可能只消滅雜菌，而是消滅全部微生物。C是正確的，因為與發(fā)酵有關的所有設備和物質都要滅菌；發(fā)酵所用的微生物是滅菌后專門接種的，滅菌必

15、須在接種前，如果接種后再滅菌就會把所接菌種也殺死。 答案：B（四）課堂總結、點評微生物的實驗室培養(yǎng)培養(yǎng)基無菌技術純化大腸桿菌培養(yǎng)基的配制配制培養(yǎng)基的原則配制培養(yǎng)基的方法計算稱量溶化調pH分裝加棉塞滅菌倒平板平板劃線法稀釋涂布法系列稀釋平板涂布綜合應用例3右表是某微生物培養(yǎng)基成分，請據此回答：編號成分含量粉狀硫10g（NH4）2SO40.4gK2HPO44.0gMgSO49.25gFeSO40.5gCaCl20.5gH2O100ml（1）右表培養(yǎng)基可培養(yǎng)的微生物類型是 。（2）若不慎將過量NaCl加入培養(yǎng)基中。如不想浪費此培養(yǎng)基，可再加入 ，用于培養(yǎng) 。（3）若除去成分，加入（CH2O），該培養(yǎng)

16、基可用于培養(yǎng) 。（4）表中營養(yǎng)成分共有 類。（5）不論何種培養(yǎng)基，在各種成分都溶化后分裝前，要進行的是 。（6）右表中各成分重量確定的原則是 。（7）若右表培養(yǎng)基用于菌種鑒定，應該增加的成分是 。解析：對于一個培養(yǎng)基，它能培養(yǎng)何種微生物，要看它的化學成分。當然這只適用于合成培養(yǎng)基，如果是一個天然培養(yǎng)基就不能從培養(yǎng)基的成分上區(qū)分它是培養(yǎng)何種微生物的。分析化學成分要從營養(yǎng)物質的類型出發(fā)。右表中的營養(yǎng)物質有水、無機鹽、氮源三類，缺乏碳源和特殊營養(yǎng)物質。對特殊營養(yǎng)物質，有的微生物是不需要的，但沒有微生物是不需要碳源的。該培養(yǎng)基中沒有碳源，說明培養(yǎng)的微生物是從空氣中獲得碳源的，即可培養(yǎng)的微生物就是自養(yǎng)型

17、微生物了。該培養(yǎng)基中加入了過量食鹽，就可以成為金黃色葡萄球菌鑒別培養(yǎng)基，但金黃色葡萄球菌是異養(yǎng)型微生物，這個培養(yǎng)基就還需要加入有機碳源。該培養(yǎng)基若加入（CH2O），培養(yǎng)基中就有了碳源，但除去成分，卻使培養(yǎng)基中沒有了氮源，這時就只能用于培養(yǎng)固氮微生物了。對于菌種鑒定，往往用的是固體培養(yǎng)基，而表中沒有凝固劑，需要加入常見的凝固劑瓊脂。答案：自養(yǎng)型微生物 含碳有機物 金黃色葡萄球菌 固氮微生物 3 調整pH 依微生物的生長需要確定 瓊脂（或凝固劑）【鞏固練習】1不可能作為異養(yǎng)微生物碳源的是A牛肉膏 B含碳有機物 C石油 D含碳無機物2根瘤菌能利用的營養(yǎng)物質的組別是ANH3，（CH2O），NaCl B

18、N2，（CH2O），CaCl2C銨鹽，CO2，NaCl DNO2，CO2，CaCl23配制培養(yǎng)基的敘述中正確的是A制作固體培養(yǎng)基必須加入瓊脂 B加入青霉素可得到放線菌C培養(yǎng)自生固氮菌不需氮源 D發(fā)酵工程一般用半固體培養(yǎng)基4自養(yǎng)型微生物與異養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基的主要差別是A碳源 B氮源 C無機鹽 D特殊營養(yǎng)物質5下表是有關4種生物的能源、碳源、氮源和代謝類型的概述。其中正確的是( )生 物硝化細菌根瘤菌酵母菌谷氨酸棒狀桿菌能 源氧化NH3N2的固定分解糖類等有機物光 能碳 源C02糖類糖類糖類氮 源NH3N2NH4+、NO3-尿 素代謝類型自養(yǎng)需氧型異養(yǎng)需氧型異養(yǎng)兼性厭氧型自養(yǎng)需氧型 A根瘤菌、谷

19、氨酸棒狀桿菌 B硝化細菌、酵母菌 C酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌 D硝化細菌、根瘤菌6微生物（除病毒外）需要從外界吸收營養(yǎng)物質并通過代謝來維持正常的生長和繁殖。下列有關微生物營養(yǎng)的說法正確的是A乳酸菌與硝化細菌所利用的碳源物質是相同的B微生物生長中不可缺少的一些微量的無機物稱為生長因子 C培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質濃度越高對微生物的增殖越有利 D生長因子一般是酶或核酸的組成成分，微生物本身合成這些生長因子的能力往往不足。7要將從土壤中提取的自生固氮菌與其他的細菌分離出來，應將它們接種在 A加入氮源和殺菌劑的培養(yǎng)基上 B不加入氮源和不加殺菌劑的培養(yǎng)基上C加入氮源，不加殺菌劑的培養(yǎng)基上 D不含氮源和殺菌劑的培養(yǎng)

20、基上8甲、乙、丙是三種微生物，下表、是用來培養(yǎng)微生物的三種培養(yǎng)基。甲、乙、丙都能在種正常生長繁殖；甲能在中正常生長繁殖，而乙和丙都不能；乙能在中正常生長繁殖，甲、丙都不能。下列說法正確的是 （ ）粉狀硫10gK2HPO44gFeSO40.5g蔗糖10g（NH4）2SO40.4gH2O100mlMgSO49.25gCaCl20.5g+-+-+A、甲、乙、丙都是異養(yǎng)微生物B、甲、乙、丙都是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物C、甲是固氮微生物、乙是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物D、甲是異養(yǎng)微生物、乙是固氮微生物、丙是自養(yǎng)微生物9某一種細菌株要從環(huán)境中提取現成的亮氨酸（20種氨基酸中的一種）才能生長，此菌株對鏈霉

21、素敏感。實驗者用誘變劑處理此菌株，想篩選出表中細菌菌株類型。根據實驗年目的，選用的培養(yǎng)基類型是（）注：亮氨酸鏈霉素“”加入“”不加入如：不加亮氨酸：加入鏈霉素選項篩選出不需要亮氨酸的菌株篩選出抗鏈霉素的菌株篩選出不需要亮氨酸的抗鏈霉素的菌株10酵母菌培養(yǎng)液中常含有一定濃度的葡萄糖，但當葡萄糖濃度過高時，反而抑制微生物的生長，原因是A碳源供應太充足 B細胞會發(fā)生質壁分離C改變了酵母菌的pH值 D葡萄糖不是酵母菌的原料答案：DACAC CDBBB資料微生物的特點1.個體微小，結構簡單 在形態(tài)上，個體微小，肉眼看不見，需用顯微鏡觀察，細胞大小以微米和納米計量。2.繁殖快 生長繁殖快，在實驗室培養(yǎng)條件

22、下細菌幾十分鐘至幾小時可以繁殖一代。3.代謝類型多，活性強。4.分布廣泛 有高等生物的地方均有微生物生活，動植物不能生活的極端環(huán)境也有微生物存在。5.數量多 在局部環(huán)境中數量眾多，如每克土壤含微生物幾千萬至幾億個。6.易變異 相對于高等生物而言，較容易發(fā)生變異。在所有生物類群中，已知微生物種類的數量僅次于被子植物和昆蟲。微生物種內的遺傳多樣性非常豐富。所以微生物是很好的研究對象，具有廣泛的用途。 課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數【教學目標】（一）知識與技能利用選擇培養(yǎng)基分離細菌，運用相關技術解決生產生活中有關微生物的計數（二）過程與方法 分析研究思路的形成過程，找出共性和差異性（三）情

23、感、態(tài)度與價值觀 形成無菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習慣【教學重點】對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制【教學難點】對分解尿素的細菌的計數【教學方法】啟發(fā)式教學【教學工具】多媒體課件【教學過程】（一）引入新課上節(jié)課我們學習了培養(yǎng)基的配置以及接種技術。下面我們來學習如何進行細菌的分離，獲得所需要的目的微生物。（二）進行新課1基礎知識11 尿素是一種重要的氮肥，農作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通過土壤中的細菌將尿素分解為 氨和CO2 ，這是因為細菌能合成 脲酶 。12 科學家能從熱泉中把耐熱細菌篩選出來是因為 熱泉的高溫條件淘汰了絕大多數微生物 ，這樣也適用于實驗室中微生物的篩選，原理是 人

24、為提供有利于目的菌株生長的條件（包括營養(yǎng)、溫度、PH等），同時抑制或阻止其他微生物生長 。點評：生物適應一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用。所以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。思考1在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長提供碳源的是 葡萄糖 ，提供氮源的的是 尿素 ，瓊脂的作用是 凝固劑 。思考2該培養(yǎng)基對微生物 具有 （具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機制是 只有能夠以尿素作為氮源的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長 。13在統(tǒng)計菌落數目時，常用來統(tǒng)計樣品中活菌數目的方法是 稀釋涂布平板法 。除此之外， 顯微鏡直接計數 也是測定微生物數量的常用方法。【補充】顯微鏡直接計數是測定微生

25、物的方法。公式：觀察到的紅細胞平均數觀察到的細菌平均數紅細胞含量細菌含量14 采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計菌落數目時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于 樣品稀釋液中一個活菌 。通過統(tǒng)計 平板上的菌落數 ，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結果準確，一般選擇菌落數在 30300 的平板進行計數。思考3從平板上的菌落數推測出每克樣品中的菌落數的計算方法是 （平均菌落數涂布的稀釋液體積）稀釋倍數 。思考4利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計菌落數目的關鍵是 恰當的稀釋度 。思考5第 二 位同學的結果接近真實值。你認為這兩位同學的實驗需要改進的操作是第一位同學需設置重復實驗組；第二位同學統(tǒng)計的三個菌落數相差太

26、大，說明操作有誤，需重新實驗。15統(tǒng)計的菌落數比活菌的實際數目 低 。這是因為當兩個或多個細胞在一起時，平板上觀察到的只是 一個 菌落。因此，統(tǒng)計結果一般用 菌落數 來表示。16設置對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。17對照實驗是指除了 被測試 的條件外，其他條件都 相同 的實驗。滿足該條件的稱為 對照組，未滿足該條件的稱為 實驗 組。思考6請設計本實驗的對照實驗組：方案1：其他同學用A同學的土樣進行實驗。方案2：A同學以不接種的培養(yǎng)基作為空白對照。2實驗設計21 實驗設計的內容包括實驗方案、材料用具、實施步驟和時間安排等。22 根據圖示27填寫以下

27、實驗流程：菌落計數配制土壤溶液系列稀釋涂布平板與培養(yǎng)23 土壤微生物主要分布在距地表38cm的近中性土壤中，約7080為細菌。24 分離不同的微生物采用不同的稀釋度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保證獲得菌落數在30300之間、適于計數的平板。細菌稀釋度為104、105、106，放線菌稀釋度為103、104、105，真菌稀釋度為102、103、104。25 培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。細菌一般在3037培養(yǎng)12d，放線菌一般在2528培養(yǎng)57d，霉菌一般在2528的溫度下培養(yǎng)34d。26 在菌落計數時，每隔24h統(tǒng)計一次菌落數目。選取菌落數目穩(wěn)定時的記錄作為結果，以防止因

28、培養(yǎng)時間不足而導致遺漏菌落的數目。點評：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以培養(yǎng)時間要充足，使得每個菌體都能形成肉眼可觀察到的菌落。27菌落的特征包括 形狀、大小、隆起程度、顏色 等方面。思考8土壤微生物種類最多、數量最大的原因是什么？土壤中營養(yǎng)物質含量豐富，環(huán)境條件適宜等。28 實驗過程1）取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的信封在使用前都要滅菌。2）應在火焰旁稱取土壤 10 g。將稱好的土樣倒入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，塞好棉塞。3）在稀釋土壤溶液的過程中，每一步都要在火焰旁進行。4）實驗時要對培養(yǎng)皿作好標記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時間、稀釋度、培養(yǎng)物等。5）為了提高效率，在操作時更加有條

29、不紊，應當事先規(guī)劃時間。思考9在研究未知微生物時務必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實驗后一定要洗手。3結果分析與評價31對分離的菌種作進一步的鑒定，還需要借助 生物化學 的方法。32在細菌分解尿素的化學反應中，細菌合成的 脲酶 將尿素分解成了 氨 。氨會使培養(yǎng)基的堿性 增強 ，PH 升高 。因此，我們可以通過檢測培養(yǎng)基 pH 變化來判斷該化學反應是否發(fā)生。33在以 尿素 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 酚紅 指示劑。培養(yǎng)某種細菌后，如果PH升高，指示劑將變 紅 ，說明該細菌能夠 分解尿素 。思考10測定飲水中大腸桿菌數量的方法是將一定體積的水用細菌過濾器過濾后，將濾膜放到 伊紅美藍 培養(yǎng)基上培養(yǎng)，

30、大腸桿菌菌落呈現 黑 色，通過記述得出水樣中大腸桿菌的數量。你認為在該實驗中至少應取 三 個水樣。（三）課堂總結、點評實驗方案土壤中尿素分解菌的分離與計數分離篩選微生物的原理有利于目的菌株生長抑制或阻止其他微生物生長人為條件微生物計數方法與原理稀釋涂布平板法顯微鏡直接計數對照設置與重復設置實驗設計實驗操作結果與分析（四）實例探究例1對細菌群體生長規(guī)律測定的正確的表述是A在液體培養(yǎng)基上進行 B至少接種一種細菌 C接種一個細菌 D及時補充消耗的營養(yǎng)物質解析：細菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下進行的。這些條件是：一種細菌、恒定容積的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基、定時測定細菌總數。在這些條件下，才能測定出

31、細菌的生長規(guī)律。測定時只能用一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長；恒定容積是給微生物提供一定的生存環(huán)境；液體培養(yǎng)基才能通過樣品推測細菌總數。若接種多種細菌，則會發(fā)生種間斗爭而不能測定一種微生物的生長規(guī)律。在接種時，要保證一定的接種量。 答案：A例2在微生物群體生長規(guī)律的測定中，種內斗爭最顯著最激烈的時期是A調整期 B對數期 C穩(wěn)定期 D衰亡期解析：種內斗爭是一種生態(tài)因素。種內斗爭反應了種內生物對生存空間和生活資源的爭奪。在生活空間充裕，營養(yǎng)充足的時候，種內斗爭的程度是比較低的。隨著微生物個體數目的增加，每個個體的生存空間越來越少，營養(yǎng)物質也越來越少，每個個體對生存空間和資源的爭奪也越

32、來越激烈，種內斗爭就越來越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內斗爭最激烈。在衰亡期，微生物的數目已經開始減少，pH已經極度不適于微生物的生存，次級代謝產物積累到很高的程度，這時的微生物的生存斗爭主要是與無機環(huán)境的斗爭。 答案：C綜合應用例3（2005年江蘇）抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經濟價值使抗生素工業(yè)經久不衰。其中青霉素的發(fā)現和應用具有劃時代的意義。青霉素發(fā)酵產生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是 ，青霉素是青霉菌的 代謝產物。在生產和科研中，常選用處于 期的青霉菌作為菌種或研究材料，因為此時的青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。對青霉菌菌體生長情況的測定：取一定體積的發(fā)酵液，經離心分

33、離、反復洗滌后， ，再計算發(fā)酵罐中菌體的總重量。解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應為異養(yǎng)需氧型，而青霉素作為它的代謝產物，并不是它生長、繁殖所必需的，所以青霉素應屬于次級代謝產物。在測定培養(yǎng)基上青霉菌菌體的生長情況時，常用的方法有兩種：一種是測量青霉菌的細胞數目，另一種是測重量，取一定體積的發(fā)酵液，經離心分離、反復洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱干重，再由此計算出其中的細胞總重量。在細菌生長的四個主要時期中，因為處于對數期的細菌代謝旺盛，個體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作為生產用的菌種和科研的材料。答案：異養(yǎng)需氧型 次級 對數 個體的形態(tài)生理特性 稱菌體的濕重（稱烘干后的重量）【鞏固練習】1在

34、一個“淀粉瓊脂”培養(yǎng)基的5個圓點位置，分別用不同方法處理，將此實驗裝置放在37恒溫箱中，保溫處理24h后，將碘液滴在培養(yǎng)基的5個圓點上，其實驗結果記錄于下表：（C）淀粉圓點實驗處理方法碘液處理后的顏色反應新鮮唾液與鹽酸混合藍黑色經過煮沸的新鮮唾液藍黑色接種面包霉棕黃色只有新鮮的唾液？只有一定濃度的蔗糖溶液？請指出和所發(fā)生的顏色反應，以及接種的面包霉的分泌物分別是A棕黃色、棕黃色、淀粉酶B.藍黑色、棕黃色、麥芽糖酶C棕黃色、藍黑色、淀粉酶D.棕黃色、藍黑色、麥芽糖酶2實驗測定鏈霉素對3種細菌的抗生素效應，用3種細菌在事先準備好的瓊脂塊平板上畫3條等長的平行線（3條線均與下圖中的鏈霉素帶接觸），將

35、平板置于37條件下恒溫培養(yǎng)3天，結果如圖所示。從實驗結果分析以下敘述，不正確的是 A鏈霉素能阻止結核菌的生長 B鏈霉素對結核菌比對霍亂菌更有效C鏈霉素對結核菌比對傷寒菌更有效 D鏈霉素可以用于治療傷寒病人3.利用生物工程生產啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是A酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 B酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌 C酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 D黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌4下列操作不屬于微生物的分離步驟的是A稀釋 B劃線或涂布 C接斜面 D培養(yǎng)5影響微生物生長的主要環(huán)境因素是A陽光、溫度、水分 B溫度、水分、PH C水分、PH、氧 D溫度、PH、氧

36、6.下列微生物的產物中沒有菌種特異性的一組是A氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂類、維生素、抗生素、氨基酸C核苷酸、多糖、維生素、毒素、抗生素 D核苷酸、維生素、多糖、脂類、氨基酸7微生物代謝的人工控制是指A.改變微生物的遺傳特性 B.控制發(fā)酵時的溫度C.調節(jié)發(fā)酵過程中的pH，氧氣通入量 D.包括A、B、C三項8在微生物群體生長規(guī)律的測定中，不可能發(fā)生的是A.繁殖 B.生存斗爭 C.種間斗爭 D.種內斗爭9與調整期長短有關的因素中，可縮短調整期的一組是用與菌種相同的培養(yǎng)基 營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基 穩(wěn)定期獲得的菌種 對數期獲得的菌種 接種時間提前 接種量加大 接種量減小 接種種類加大A、 B、

37、 C、 D、10微生物群體生長善的測定方法可以是測定樣品的細胞數目 測定次級代謝產物的總產量 測定培養(yǎng)基中細菌的體積 測定樣品的細胞重量 測定初級代謝產物的總產量A. B. C. D.答案：15 CDCCD 610 DDCCB資料選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的含義是：在培養(yǎng)基中加入某種化學物質，以抑制不需要的微生物的生長，促進需要的微生物的生長。目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。在培養(yǎng)基中加入某種化學物質可以做到這一點，如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌。加入高濃度的食鹽可得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在培養(yǎng)的培養(yǎng)成分的基礎上加入的。培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分的改變也可達到分離微生物的目的。如培養(yǎng)基中

38、缺乏氮源時，可以分離固氮微生物，因為非固氮微生物不能在此培養(yǎng)基上生存。當培養(yǎng)基的某種營養(yǎng)成分為特定化學成分時，也具有分離效果。如石油是唯一碳源時，可以抑制不能利用石油的微生物的生長，使能夠利用石油的微生物生存，達到分離能消除石油污染的微生物的目的。改變微生物的培養(yǎng)條件， 也可以達到分離微生物的目的，如將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)只能得到耐高溫的微生物。課題3 分解纖維素的微生物的分離【教學目標】（一）知識與技能簡述纖維素酶的種類及作用，從土壤中分離出分解纖維素的微生物；掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術（二）過程與方法分析分離分解纖維素的微生物的實驗流程，弄懂實驗操作的原理（三）情感、態(tài)度

39、與價值觀 領悟科學探究的方法，發(fā)展科學思維和創(chuàng)新能力【教學重點】從土壤中分離分解纖維素的微生物【教學難點】從土壤中分離分解纖維素的微生物【教學方法】啟發(fā)式教學【教學工具】多媒體課件【教學過程】（一）引入新課上節(jié)課我們探討學習了土壤中尿素分解菌的分離與計數，這節(jié)課我們以纖維素分解菌的分離與純化為例，鞏固加深對這方面技術的理解和掌握。（二）進行新課1基礎知識活動1：閱讀“纖維素與纖維素酶”，回答下列問題：11纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物，是含量最豐富的多糖類物質。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用，這是因為它們能夠產生纖維素酶。延伸：草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的？腸胃中的共

40、生物生物。12棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物。纖維素的分解需要在纖維素酶的催化作用下完成，請完成下列過程：纖維素纖維二糖葡萄糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶思考1實驗分析：P27的小實驗是如何構成對照的？在一支試管中添加纖維素酶，另一支試管不添加纖維素酶；盡管醋酸醋酸鈉緩沖液用量不同，但都能維持相同的pH。思考21個酶活力單位是指在溫度為 25 ，其它反應條件最適宜情況下，在 1 min內轉化 1mmol 的底物所需要的酶量。活動2：閱讀“纖維素分解菌的篩選”，回答下列問題：13篩選纖維素分解菌的方法是剛果紅染色法。該方法可以通過顏色反應直接篩選。24其原理是：剛果紅可以與纖維素形成紅色復合

41、物，當纖維素被纖維素酶分解后，紅色復合物無法形成，出現以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。2實驗設計活動3：完成實驗方案流程圖，討論回答問題：選擇培養(yǎng)梯度稀釋涂布到鑒別纖維素分解菌培養(yǎng)基上微生物培養(yǎng)土壤取樣挑選產生透明圈的菌落純化培養(yǎng)思考3實驗流程中“選擇培養(yǎng)”的培養(yǎng)基類型是什么？該培養(yǎng)的目的是什么？液體選擇培養(yǎng)基。其目的是使纖維素分解菌增殖，含量增多。思考4本實驗流程與尿素分解菌的分離實驗流程有哪些異同？尿素分解菌的分離實驗流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養(yǎng)基上；本課題通過選擇培養(yǎng)使細菌增殖后，再涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其它操作基本基本共同?；顒?

42、：閱讀資料一“土壤取樣”，回答下列問題：21纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中。22為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌？生物適應一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用，只有在纖維素含量豐富的環(huán)境中纖維素分解菌的含量才會高于其它普通環(huán)境，從而提高獲得目的微生物的幾率。23將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應該埋進土壤多深？人工設置適宜環(huán)境，使纖維素分解菌相對聚集。將紙埋于深約10cm的腐殖土壤中?；顒?：閱讀資料二“選擇培養(yǎng)基”，回答以下三個問題：24纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于液體培養(yǎng)基，原因是沒有添加瓊脂成分。25培養(yǎng)基選擇作用機制是以纖維素粉為唯一碳源，只有纖維素分解菌才能生存

43、。26若設置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應控制的變量是將纖維素粉改為葡萄糖。活動5：閱讀資料三“剛果紅染色法”，填表比較兩種染色法的各自的優(yōu)缺點：染色法優(yōu)點缺點方法一顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用操作繁瑣剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜方法二操作簡便不存在菌落混雜問題產生淀粉酶的微生物也產生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。思考5為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？在選擇培養(yǎng)條件下，可使能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。3結果分析與評價活動6：閱讀“課題延伸”，回答：31為了確定分離得到的

44、是纖維素分解菌，還需要進行 發(fā)酵產纖維素酶 實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有 液體 發(fā)酵和 固體 發(fā)酵。32纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產生的 葡萄糖 含量進行定量測定。（三）課堂總結、點評纖維素分解微生物的分離纖維素酶種類、作用、最適pH、催化活力剛果紅染色篩選原理實驗設計土壤取樣選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)純化培養(yǎng)前置染色法后置染色法富含纖維素土壤增大分解菌含量染色鑒別分離出分解菌（四）實例探究例1有關谷氨酸發(fā)酵的敘述中正確的是A發(fā)酵中要不斷通入空氣 B培養(yǎng)條件不當將不能得到產品C攪拌的唯一目的是使空氣成為小泡 D冷卻水可使酶活性下降解析：進行谷氨酸發(fā)酵的菌種是異養(yǎng)需氧型微生物，所以要在培

45、養(yǎng)過程中不斷通入空氣，但是必須通入的是無菌空氣，普通空氣是不行的，容易造成雜菌污染。攪拌不但使空氣成為小氣泡以增加培養(yǎng)基中的溶氧量，還能使培養(yǎng)基與菌種充分接觸，提高原料的利用率。在培養(yǎng)過程中，由于微生物的代謝產熱和機械磨擦生熱，會使培養(yǎng)基的溫度升高，高到一定程度，就會使酶的結構和核酸的結構遭到破壞，培養(yǎng)會因此而受到影響。降低溫度，是保證酶正常活性的條件之一而不會使酶的活性下降。當培養(yǎng)條件不恰當時，不能得到谷氨酸。如pH降低時將得到乙酰谷氨酰胺，溶氧低時將得到乳酸或琥珀酸。 答案：B例2溫度對發(fā)酵過程的影響，不正確的是A溫度過高，發(fā)酵周期縮短，產量降低 B溫度不影響生物合成的途徑C溫度能影響菌種

46、對營養(yǎng)物質的吸收 D菌體生長和產物合成所需的最適溫度不一定相同解析：解答此題需要從以下幾方面入手分析：第一，發(fā)酵過程需要適宜的溫度，如果溫度過高，酶很快失活，菌體衰老，發(fā)酵周期就會縮短，產量也會降低；第二，溫度能影響生物合成的途徑，這是因為生物合成過程需要酶，酶的活性與溫度高低有關；第三，菌種吸收營養(yǎng)物質一部分是通過主動運輸來完成的，需呼吸作用提供能量，這與溫度有關；第四，菌體生長和產物合成需體內旺盛的代謝作基礎，而用于生長繁殖和代謝產物生成的酶不同，因此所需的最適宜的溫度也不一定相同。 答案：B綜合應用例3、淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產，為了提高酶的產最，請你設計一個實驗，利用誘變育種方法，獲得產生淀粉酶較多的菌株。寫出主要實驗步驟。根據誘發(fā)突變率低和誘發(fā)突變不定向性的特點預期實驗結果。提示：生產菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上，隨其生長可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈。（2004天津理科綜合能力測試）解析：這是一道以誘變育種、選擇培養(yǎng)和鑒別培養(yǎng)等知識為載體的實驗設計題，綜合性強，