1.2.2微生物的選擇培養(yǎng)與計數(shù)課件【知識精講精研】高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第1章

發(fā)酵工程第2節(jié)

微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用本節(jié)聚焦怎樣運用生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點來理解選擇培養(yǎng)的原理？如何通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方來有目的地培養(yǎng)某種微生物？測定微生物數(shù)量的常用方法有哪些？二、微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)啟示：尋找目的菌種時要根據(jù)它對生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。PCR技術(shù)是一種常用的DNA擴增技術(shù)，此項技術(shù)的自動化，需要使用耐高溫的DNA聚合酶，如果請你來找這種耐高溫的酶，你會去哪里找？熱泉70-80攝氏度的高溫條件淘汰了絕大多數(shù)微生物，而耐熱水生棲熱菌脫穎而出。水生耐熱細(xì)菌Taq（一）微生物的選擇培養(yǎng)21）實驗室微生物的篩選原理

人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。1.如何篩選菌株2）選擇培養(yǎng)基

在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱做選擇培養(yǎng)基。問：如何篩選自養(yǎng)型微生物，如何篩選固氮細(xì)菌，如何篩選真菌？3只有無機碳源，沒有氮源，加入青霉素的培養(yǎng)基

1、尿素的利用尿素是一種重要的農(nóng)業(yè)氮肥。尿素不能直接被農(nóng)作物吸收。土壤中的細(xì)菌將尿素分解成氨之后才能被植物利用。2、細(xì)菌利用尿素的原因土壤中的細(xì)菌分解尿素是因為它們能合成脲酶CO(NH2)2脲酶+CO22NH3+H2O4思考·討論？討論1．如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤稀釋液中能分解尿素的細(xì)菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計？碳源、氮源、水、無機鹽等。該培養(yǎng)基以尿素作為唯一氮源，使培養(yǎng)基具有了選擇作用，即只允許以尿素作為氮源的微生物生長。討論2．該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點和不同點？【例題3】：甲、乙、丙是三種微生物，下表I、Ⅱ、Ⅲ是用來培養(yǎng)微生物的三種培養(yǎng)基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生長繁殖；甲能在I中正常生長繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生長繁殖，甲、丙都不能。下列說法正確的是（

）

粉狀硫10gK2HPO44gFeS040.5g蔗糖10g(NH4)2SO44gH20100mlMgS049.25gCaCl20.5gI++++-+++Ⅱ+++-++++Ⅲ++++++++A．甲、乙、丙都是異養(yǎng)微生物B．甲、乙都是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物C．甲是異養(yǎng)微生物、乙是固氮微生物、丙是自養(yǎng)微生物D．甲是固氮微生物、乙是自養(yǎng)微生物、丙是異養(yǎng)微生物D接種和分離方法：平板劃線法和稀釋涂布平板法每克土壤究竟含有多少這樣的細(xì)菌？接種和分離方法？場所？稀釋103倍稀釋104倍稀釋105倍接種方法優(yōu)點缺點聯(lián)系平板劃線法稀釋涂布平板法將微生物分離得到單菌落

將微生物分離得到單菌落

，可以計數(shù)菌種稀釋較麻煩不能計數(shù)目的：獲得單菌落，以便分離純化微生物1、活菌計數(shù)法（間接計數(shù)法）——統(tǒng)計菌落數(shù)來推測活菌數(shù)12（二）微生物的數(shù)量測定稀釋涂布平板法思考1：為什么計數(shù)平板上的菌落數(shù)可以推測樣品中的活菌的數(shù)目？1）計數(shù)原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于樣品稀釋液中的一個活菌。

2、活菌計數(shù)法——統(tǒng)計菌落數(shù)目13稀釋涂布平板法2）計數(shù)原則樣品的稀釋度將直接影響平板上的菌落數(shù)目一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計數(shù)。在同一稀釋度下，應(yīng)至少對3個平板進(jìn)行重復(fù)計數(shù)，然后求出平均值。未設(shè)置重復(fù)組，結(jié)果不具有說服力。1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差太遠(yuǎn)，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，因此，不能簡單地將3個平板的計數(shù)值用來求平均值。重復(fù)組的結(jié)果一致（兩個或兩個以上）提示：若菌落數(shù)過多，說明稀釋度過低，菌體的密度大，就會出現(xiàn)更多的兩個或兩個以上的菌體形成的菌落，結(jié)果不準(zhǔn)確，且計數(shù)較困難。若平板上菌落數(shù)過少，菌落形成的偶然性大，結(jié)果也不準(zhǔn)確。思考2：統(tǒng)計的菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目高還是低，為什么？3)結(jié)果偏低。原因：當(dāng)兩個或多個細(xì)胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。因此，統(tǒng)計結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表示。2、活菌計數(shù)法——統(tǒng)計菌落數(shù)目15稀釋涂布平板法【解析】選B。稀釋倍數(shù)為106，0.1mL稀釋液的菌落數(shù)的平均值為234，則每毫升樣品中菌落數(shù)就為234/0.1×106=2.34×109。每mL樣品中的菌株數(shù)=（C÷V）×MC：某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)V：涂布平板時所用的稀釋液的體積M：稀釋倍數(shù)【例1】某同學(xué)在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基上測得平板上的菌落數(shù)的平均值為234，那么每毫升樣品中菌落數(shù)是（涂布平板時所用稀釋液的體積為0.1mL）A.2.34×108

B.2.34×109C.2340

D.23.4162、活菌計數(shù)法——統(tǒng)計菌落數(shù)目稀釋涂布平板法思考3：如何根據(jù)平板上的菌落數(shù)推測出每mL樣品中的菌株數(shù)？1mm（二）微生物的數(shù)量測定2、直接計數(shù)法（顯微鏡計數(shù)法）①不能區(qū)分死菌與活菌；②不適于對運動細(xì)菌的計數(shù)；③個體小的細(xì)菌在顯微鏡下難以觀察缺點17結(jié)果偏高血細(xì)胞計數(shù)板(1)工具：特定的細(xì)菌計數(shù)板（?。┗蜓?xì)胞計數(shù)板（大）。(2)統(tǒng)計的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。1.提出問題土壤中含有能分解尿素的細(xì)菌，我們?nèi)绾畏蛛x它們？利用以“尿素作為唯一氮源”的選擇培養(yǎng)基，可以分離。2.做出假設(shè)3.實驗設(shè)計實驗步驟

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)實驗原理只有能合成____的微生物才能分解尿素，利用以_____作為唯一氮源的___________，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌。CO(NH2)2+H2O脲酶2NH3+CO2每克土壤樣品究竟含有多少這樣的細(xì)菌？脲酶尿素選擇培養(yǎng)基用稀釋涂布平板法接種和分離土壤微生物微生物的培養(yǎng)與觀察制備培養(yǎng)基土壤取樣①土壤取樣A取樣地：酸堿度接近中性的肥沃、潮濕土壤中。B取樣：鏟去表層土（一般3cm左右）。

細(xì)菌絕大部分分布在距地表3～8cm的土壤層。4.進(jìn)行實驗取土樣時用的鐵鏟和取樣袋在使用前都需要滅菌。操作完成后，一定要洗手。注意

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)②制備培養(yǎng)基制備選擇培養(yǎng)基（尿素為唯一氮源）4.進(jìn)行實驗

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)1）從物理性質(zhì)看此培養(yǎng)基屬于哪類？2）在培養(yǎng)基的配方中，為微生物的生長提供碳源和氮源的分別是什么物質(zhì)？碳源是葡萄糖和尿素，氮源是尿素討論1：怎樣證明是否有雜菌污染？空白對照：未接種培養(yǎng)基上是否有菌落怎樣證明此培養(yǎng)基具有選擇性？對照組實驗組培養(yǎng)基類型是否接種

結(jié)果以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基是是生長較多菌落生長較少菌落制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基/普通培養(yǎng)基（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）上菌落數(shù)是否明顯多于選擇培養(yǎng)基上的條件對照：4.進(jìn)行實驗③樣品的稀釋與涂布平板不同微生物在土壤中含量不同，分離不同的微生物采用不同的稀釋度，以保證獲得菌落數(shù)在30～300、適于計數(shù)的平板。測細(xì)菌數(shù)：一般用104、105、106稀釋液測放線菌：一般用103、104、105稀釋液測真菌數(shù)：一般用102、103、104稀釋液在初次實驗中，對于稀釋的范圍沒有把握，怎樣做才能保證從中選擇出菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計數(shù)？選擇一個比較寬的范圍（預(yù)實驗），將1×103～1×107倍稀釋的稀釋液分別涂布到平板上培養(yǎng)，以保證能從中選擇出菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計數(shù)

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)(1)每個濃度設(shè)置了

個平板，3個平板是選擇培養(yǎng)基（

實驗），1個平板為

培養(yǎng)基（條件對照：驗證選擇培養(yǎng)基是否具有選擇作用）；(2)另外，整個實驗還要設(shè)置

個空白

對照平板：未接種的__________________________培養(yǎng)基，以驗證培養(yǎng)基

中是否有雜菌污染。4重復(fù)牛肉膏蛋白胨2

選擇培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨③樣品的稀釋與涂布平板4.進(jìn)行實驗

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)培養(yǎng)條件：不同種類的微生物，往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時間。

細(xì)菌一般在30～37℃的溫度下培養(yǎng)1～2d。觀察：每隔

統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，選取

時的記錄作為結(jié)果。防止

。結(jié)果：一般來說，在相同的培養(yǎng)條件下，同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征，如形狀、大小和顏色等。4.進(jìn)行實驗③注意事項：本實驗使用的平板和試管較多，為了避免混淆，最好在使用前做好標(biāo)記。例如，在標(biāo)記培養(yǎng)皿時應(yīng)該注明組別、培養(yǎng)日期和平板上培養(yǎng)樣品的稀釋度等；④微生物的培養(yǎng)與觀察24h菌落數(shù)目穩(wěn)定因培養(yǎng)時間不足而導(dǎo)致菌落數(shù)目遺漏

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)探究·實踐土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)6．菌落計數(shù)當(dāng)菌落數(shù)目穩(wěn)定時，選取菌落數(shù)在30~300的平板進(jìn)行計數(shù)，同一稀釋度下至少計數(shù)3個平板，求出平均值，并根據(jù)所對應(yīng)的稀釋度計算出樣品中細(xì)菌的數(shù)目（如下表）。7．結(jié)果分析與評價

稀釋度104105106107123平均值123平均值123平均值123平均值每個平板的菌落數(shù)內(nèi)容現(xiàn)象結(jié)論有無雜菌污染的判斷空白對照的培養(yǎng)基中無菌落生長未被雜菌污染選擇培養(yǎng)基中菌落數(shù)偏高被雜菌污染，培養(yǎng)基中混入其他氮源選擇培養(yǎng)基的篩選作用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上的菌落數(shù)目多于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目選擇培養(yǎng)基具有篩選作用樣品的稀釋操作得到2個或2個以上菌落數(shù)在30~300的平板操作成功本活動只是初步篩選了能分解尿素的細(xì)菌,對分離的菌種進(jìn)行鑒定還需要借助生物化學(xué)的方法。你可以查閱相關(guān)資料,進(jìn)一步設(shè)計實驗來鑒定自己分離的菌種。5.進(jìn)一步探究方法：在培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑——鑒別培養(yǎng)基CO(NH2)2+H2O脲酶2NH3+CO2呈堿性，遇酚紅指示劑呈

紅

色。

探究·實踐P18-19土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)在以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基中分離出的微生物都是能分解尿素的嗎？

不一定。因為有些微生物可以利用其他微生物的代謝產(chǎn)物進(jìn)行生長繁殖。練習(xí)2.地球上的植物每年產(chǎn)生的纖維素超過70億噸，其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用，這是因為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。對這些微生物的研究與應(yīng)用，使人們能夠利用精桿等生產(chǎn)酒精，用纖維素酶處理服裝面料等。已知剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時，剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物；而當(dāng)纖維索被纖維素分解菌分解后，復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以這些菌為中心的透明圈(如下圖所示)。請回答下列問題。（3）有同學(xué)說,可以把濾紙埋在土壤中,經(jīng)過一段時間后,再從已腐爛的濾紙上篩選纖維素分解菌。請你評價這一做法。提示：這是人工設(shè)置適合纖維素分解菌生存的環(huán)境,腐爛的濾紙上很可能有纖維素分解菌。（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請你給出詳細(xì)的實驗方案。提示：可以選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多年落葉形成的腐殖土等。P20【練習(xí)與應(yīng)用】鑒別培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基10.圖甲是稀釋涂布平板法中的部分操作,圖乙是平板劃線法的操作結(jié)果。下列敘述中錯誤的是(

)甲A.圖甲中,涂布前要將涂布器灼燒,冷卻后才能涂布菌液B.對于濃度較高的菌液,如果稀釋倍數(shù)僅為1×102,那么,所得的菌落不一定是由單一的細(xì)胞或孢子繁殖而成C.圖乙的培養(yǎng)皿中所得的菌落都是目的菌落,無須進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定篩選D.圖乙中連續(xù)劃線的起點是上一次劃線的末端乙C【金版學(xué)案】P28稀釋倍數(shù)1×1031×1041×1051×1061×107平均菌落數(shù)>50036724826189.土壤是微生物的天然培養(yǎng)基,下面是有關(guān)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計數(shù)的實驗過程,請根據(jù)右上圖回答相關(guān)問題。(1)為分離出土壤中分解尿素的細(xì)菌,應(yīng)該用