【生物】微生物的選擇培養(yǎng)與計(jì)數(shù)課件-2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三

微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)本節(jié)聚焦怎樣運(yùn)用生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)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(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有哪些？微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)單元主題1g土壤中有多少能分解尿素的細(xì)菌？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？每克土壤樣品究竟含有多少這樣的細(xì)菌？——分離——計(jì)數(shù)背景資料

【資料1】尿素［CO(NH2)2］含氮量高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種重要的氮肥。尿素施入土壤后，會(huì)被土壤中的某些細(xì)菌分解成NH3，再被轉(zhuǎn)化為NO3-、NH4+等被植物吸收。而這些細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗鼈兡芎铣呻迕?。脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，NH3可作為細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源。CO(NH2)2脲酶+H2O+CO22NH3【資料2】絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。

思考1：如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤中能分解尿素的細(xì)菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計(jì)？思考1：如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤中能分解尿素的細(xì)菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計(jì)？

培養(yǎng)基添加尿素作為唯一氮源，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素、缺乏氮源而不能生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖，所以用此培養(yǎng)基就能夠選擇出分解尿素的微生物。思考2：該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些異同？思考2：該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些異同？除尿素作為唯一氮源，其余均相同

概念：在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基稱為選擇培養(yǎng)基。選擇培養(yǎng)基（selectivemedium）思考3：選擇培養(yǎng)基運(yùn)用了什么原理？生物與環(huán)境相適應(yīng)思考4：逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即RT-PCR技術(shù)，是檢測(cè)新冠病毒（2019-nCoV）核酸最為主流的方法，該過程中需要用到耐高溫的DNA聚合酶，嘗試運(yùn)用上述原理思考，如何尋找耐高溫的酶？

耐高溫的酶耐高溫生物體

高溫環(huán)境（熱泉、火山口）尋找尋找科學(xué)實(shí)例1973年，科學(xué)家布魯克在美國黃石國家公園的熱泉中發(fā)現(xiàn)了耐熱的水生棲熱菌（Thermusaquaticus)，并從這種菌種中提取出耐高溫的DNA聚合酶。啟示：尋找目的菌種時(shí)要根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找。思考5：為什么水生棲熱菌能從熱泉中被篩選出來呢？水生棲熱菌能在70～80℃的高溫條件下生存，而絕大多數(shù)微生物在此條件下不能生存。1g土壤中有多少能分解尿素的細(xì)菌？單元主題選擇培養(yǎng)基？對(duì)土樣進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砜茖W(xué)的測(cè)定微生物數(shù)量的方法稀釋涂布平板法稀釋概念：將菌液進(jìn)行一系列梯度稀釋，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到固體培養(yǎng)基的表面，進(jìn)行培養(yǎng)。主要過程:A.梯度稀釋菌液

B.涂布平板當(dāng)樣品稀釋度足夠高時(shí)，能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌原理:學(xué)習(xí)任務(wù)一根據(jù)選擇培養(yǎng)基、稀釋涂布平板法的相關(guān)內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)小組為單位，圍繞單元主題“1g土壤中有多少能分解尿素的細(xì)菌”，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)任務(wù)二觀看“土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)視頻，小組合作思考討論完成下列問題：（1）如何確保本實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性（有哪些注意事項(xiàng)）？（2）經(jīng)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是否為實(shí)際數(shù)目？（3）還有其他測(cè)量微生物數(shù)量的方法嗎？（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的單菌落周圍為何有紅色區(qū)域？土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)材料利用選擇培養(yǎng)基從土壤中分離能分解尿素的細(xì)菌并計(jì)數(shù)絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)用具實(shí)驗(yàn)試劑微生物的數(shù)量測(cè)定計(jì)算公式:每g樣品中的菌落數(shù)＝(C÷V)×MM代表稀釋倍數(shù)C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)V代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)稀釋涂布平板法此實(shí)驗(yàn)在稀釋倍數(shù)105獲得3個(gè)平板，菌落數(shù)分別是290、282、270，涂布平板時(shí)均使用0.1ml菌液，如何計(jì)算每克土壤中可以分離尿素的細(xì)菌數(shù)目？（290+282+270）/30.1×105≈2.8×108個(gè)1.如何確?！巴寥乐蟹纸饽蛩氐募?xì)菌的分離和計(jì)數(shù)”實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確？

選擇30-300個(gè)菌落的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)；

每個(gè)稀釋度至少取3個(gè)平板取其平均值；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，要考慮平行組結(jié)果是否接近，如果相差太大，意味著操作有誤，需重新實(shí)驗(yàn)；

本次實(shí)驗(yàn)平板和試管較多，使用前需做好標(biāo)記，如組別、培養(yǎng)日期和樣品稀釋度等信息；問題探究

設(shè)置牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基以判斷選擇培養(yǎng)基是否有選擇作用；2個(gè)空白對(duì)照組（未接種的選擇培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）檢測(cè)培養(yǎng)基是否含有雜菌。

恰當(dāng)?shù)南♂尪?、涂布是否均勻是成功統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的關(guān)鍵。

統(tǒng)計(jì)的菌落往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低；

統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表示；2.經(jīng)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是否為實(shí)際數(shù)目？問題探究

當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀察到的只是一個(gè)菌落。

血細(xì)胞計(jì)數(shù)板（圖片來源：作者拍攝）3.除稀釋涂布平板法外，還有其他測(cè)定微生物數(shù)量的方法嗎？

稀釋涂布平板法

顯微鏡直接計(jì)數(shù)法

細(xì)菌計(jì)數(shù)板

血細(xì)胞計(jì)數(shù)板——間接計(jì)數(shù)法——直接計(jì)數(shù)法問題探究統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般偏大：是活菌和死菌數(shù)的總和4.實(shí)驗(yàn)中，為何觀察的單菌落周圍有紅色區(qū)域？本活動(dòng)只是初步篩選了能分