1.2微生物的培养技术及应用 教案（第2课时）-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2节 微生物的培养技术及应用（第2课时） · 教学目标 1．概述微生物纯培养的基本操作要求。 2．进行酵母菌的纯培养。 · 教学重难点 【教学重点】 1．微生物纯培养的基本操作要求。 2．酵母菌的纯培养。 【教学难点】 通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落。 · 教学过程 【新课引入】 【教师活动】 展示水果“酵素”的资料。 有一段时间，水果“酵素”风靡各地，水果“酵素”制作的大致过程是：将洗净、切成块状的水果，放入洁净的容器，再加入糖和水，密封，置于阴凉处发酵一至两周。有人说，吃水果“酵素”可以美容、减肥、促进消化和提高免疫力。请评估这一论点是否可信。 【学生活动】 思考关于水果“酵素”的问题： 1．水果“酵素”是什么？（是“酶”的另一种说法） 2．水果“酵素”的制作原理是什么？（利用微生物进行无氧呼吸的原理） 3．与我们所学过的哪种传统发酵技术相似？（泡菜的制作） 4．水果“酵素”可能含有哪些成分？（糖类、蛋白质、有机酸如乳酸） 5．它是否含有人们无法从其他食品中获取但又是维护健康所必需的成分？（不存在它独有的） 6．水果“酵素”中所有的成分都有益于身体健康吗？（一些微生物发酵产生的有毒物质，食用后可能会危害人体健康） 【设计意图】 通过思维训练中的内容，训练学生运用生物知识评估一个论点的可信程度。 【过渡】 上述例子中的微生物不止一种，如果要确保发酵过程品质稳定，工业上大规模生产时，通常会先通过微生物培养技术获得单一菌种，再将它们接种到物料中进行发酵。今天我们就来学习如何进行微生物的纯培养。 【新知讲解】 一、微生物的纯培养 【学生活动】 阅读课本第11页的内容，理解培养物、纯培养物、纯培养的概念，并初步认识纯培养的操作步骤。 1．培养物 在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体，称为培养物。 2．纯培养物 由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。 3．纯培养 获得纯培养物的过程就是纯培养。 4．纯培养的步骤 配制培养基→灭菌→接种→分离→培养 二、酵母菌的纯培养 【学生活动】 由学生代表来朗读本实验的实验原理、目的要求和材料用具。 （一）试验原理 采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 【教师活动】 引导学生思考：能得到单菌落的是固体培养基还是液体培养基？（固体） （二）目的要求 1．学会配制培养酵母菌的培养基并倒平板。 2．学会进行无菌操作。 3．尝试通过平板划线操作来获得纯化的酵母菌菌落。 （三）材料用具 酵母菌培养液、马铃薯、葡萄糖（或蔗糖）、琼脂、蒸馏水、天平、小刀、纱布、烧杯、锥形瓶、棉塞、牛皮纸（或报纸）、皮筋、培养皿、接种环、酒精灯、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、干热灭菌锅和恒温培养箱。 【学生活动】 根据灭菌方式的区别将上述材料用具进行分类。 干热灭菌：小刀、纱布、烧杯、锥形瓶、棉塞、培养皿。 高压蒸汽灭菌：马铃薯、葡糖糖、琼脂、蒸馏水配制的培养基。 酒精灯灼烧灭菌：接种环。 （四）方法步骤 1．制备培养基 （1）配制培养基 称取去皮的马铃薯200 g，切成小块，加水1000 mL，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20 g葡糖糖、15~20 g琼脂，用蒸馏水定容至1000 mL。 （2）灭菌 将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为100 kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15~30 min。 将5~8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160~170℃灭菌2 h。（备注：由于该操作时间较长，可以在实验进行前由教师完成） （3）倒平板 待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 ①拔出锥形瓶的棉塞。 ②将瓶口迅速通过火焰。 ③用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（10~20 mL）倒入培养皿，立即盖上培养皿盖。 ④等培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置。 【学生活动】 根据实验操作流程进行培养基的配制、灭菌和倒平板。在此过程中注意不到烫伤、划伤，灭菌要操作规范。 【教师活动】 学生操作完成后，引导学生思考以下问题： （1）为什么培养基冷却至50℃左右时才开始倒平板？（琼脂是一种多糖，在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，而高于50℃会烫手） （2）在倒平板时，不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？（不能，空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生，造成杂菌污染） （3）倒平板时，为什么在酒精灯火焰旁操作？（酒精灯火焰旁是无菌区域，可以避免周围环境中的微生物的污染） （4）倒平板时为什么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） （5）平板冷凝后为何要倒置？（防止皿盖上的冷凝水珠落入培养基，还可避免培养基中的水分过快蒸发） （6）配制培养基时先灭菌还是先调节pH值？（先调pH） （7）配制酵母菌培养基是否需要调节pH值？（不需要） 2．接种和分离酵母菌 教师讲解平板划线的过程和注意事项，学生再进行操作。 （1）平板划线法 通过接种环在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，就称为平板划线法。在数次划线结束后，就可以分离到单菌落。 （2）平板划线的具体操作 ①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。 ②在火焰旁冷却接种环。同时拔出装有酵母菌培养液的试管的棉塞。 ③将试管口通过火焰。 ④在火焰附近用接种环蘸取一环菌液。 ⑤将试管口通过火焰，并塞上棉塞。 ⑥在火焰附近将皿盖打开一条缝，用接种环在培养基表面迅速划三至五条平行线，盖上皿盖。 ⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一次划线的末端开始作第二次划线。重复以上操作，作第三、四、五次划线。注意不要将最后一次划线与第一次的划线相连。 ⑧将平板倒置，放入培养箱培养。 （3）注意事项 ①在灼烧接种环之后，到等其冷却再进行划线，以免温度过高杀死菌种。 ②划线时用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。 ③接种环只蘸一次菌液，但要在培养基不同位置连续划线多次。 ④除第一次划线外，每次划线均从上一次划线的末端开始，能使酵母菌的数目随划线次数的增加而逐步减少，最终得到单个细菌繁殖而来的菌落。 ⑤划线首尾不能相接，最后一次划线的细菌是最稀少的，而第一次划线的酵母菌是最密集的，如果连在一起会影响菌落的分离效果，得不到单个菌落。 【学生活动】 思考每次划线前后灼烧接种环的目的是什么？ 灼烧时间 目的 第一次划线前 杀死接种环上可能存在的微生物，防止外来微生物干扰 每次划线前 杀死上一次划线结束后接种环残留的菌种，使下次划线的菌种直接来源于上次划线的末端 划线结束后 杀死接种环上残存的菌种，避免菌种污染环境和感染操作者 以下图为例，一种灼烧了几次接种环？（6次） 3．培养酵母菌 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种（接种等量无菌水）的平板倒置，放入28℃作用的恒温培养箱中培养24~28 h。 （五）结果分析与评价 1．在未接种的培养基表面是否有菌落生长？如果有，说明了什么？ 未接种的培养基是作为空白对照的，表面应该没有菌落生长，如果有，说明培养基被杂菌污染。 2．在接种酵母菌的培养基上，你是否观察到了单菌落？如果你观察到了不同形态的菌落，可能是哪些原因引起的？ 如果观察到单菌落，培养基上生长的菌落颜色、形状、大小等基本一致，说明接种成功。若培养基出现了其他菌落，说明接种过程中，无菌操作还未达到要求，可能是菌种不纯、培养基灭菌不彻底或实验过程中被杂菌污染。 【课堂小结】 【学生活动】 1．思考倒平板时都有哪些操作是为了避免杂菌污染？ 锥形瓶的瓶口通过火焰；在酒精灯附近操作；培养皿只露出一个小缝，不全打开；平板冷凝后倒置。 2．平板划线的过程中有哪些操作是为了避免杂菌污染？ 灼烧接种环，在火焰旁冷却；将试管口通过火焰；在火焰附近将培养皿打开一条缝隙；每次接种完灼烧接种环。 【设计意图】 微生物的纯培养过程中，倒平板和平板划线是非常重要的操作，操作的关键就是避免杂菌污染，因此在课堂小结的环节通过提问的方式，加深学生的印象。 【教师活动】 平板划线的操作过程和注意事项是本节课的重点和难点，在课堂小结环节进行巩固和强化。 【课堂检测】 1．下列关于微生物的实验操作的叙述，正确的是（ C ） A．配制细菌培养基过程中，需要在倒平板时调节培养基的pH B．配制固体培养基时加入琼脂，其作用是为微生物生长提供碳源 C．平板划线法接种时，每次划线之前都需要对接种环进行灭菌 D．实验结束后，使用完的培养基可以直接丢弃 2．（多选）微生物接种的方法很多，平板划线法是常用的一种。如图是平板划线示意图，划线的顺序为①②③④。下列相关叙述错误的是（ AC ） A．划线操作时，将蘸有菌种的接种环插入培养基 B．平板划线后培养微生物时要倒置培养 C．可以将第④区域的划线与第①区域的划线相连 D．在第②~④区域中划线前都要对接种环进行灭菌 3．有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是（ C ） A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染 B．倒置平板可防止培养皿盖上的冷凝水滴落造成污染 C．倒平板时将培养皿的盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿 D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温箱中培养 4 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $$