《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)》獲獎

土壤中分解尿素的分離與計數(shù)尿素最初是從人的尿液中發(fā)現(xiàn)的。當時，人們普遍相信有機物只能由有生命活力的生物產(chǎn)生，而無法通過化學方法合成。但是，在1828年，德國化學家維勒成功地通過無機物的化學反應合成了尿素，揭開了歷史上人工合成有機物的新篇章。此后，尿素的生產(chǎn)走向了工業(yè)化，尿素也逐步成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的氮肥。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，植物根系上存在著運輸硝酸根離子(NO)和銨根離子(NH)的載體，據(jù)此可以推測尿素并不能直接被農(nóng)作物吸收。請思考：1．尿素能為土壤中的尿素分解菌提供哪類營養(yǎng)物質(zhì)？2．采用哪種培養(yǎng)基能分離出土壤中的尿素分解菌？1．原理人為提供有利于__________________生長的條件(包括營養(yǎng)、________、pH等)，同時抑制或阻止其他________生長。2．途徑用________培養(yǎng)基篩選。在微生物學中，將允許__________________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，稱為________培養(yǎng)基。用其培養(yǎng)的目的是從眾多微生物中________所需要的微生物。一、篩選菌株目的菌株溫度微生物選擇特定種類選擇分離二、統(tǒng)計菌落數(shù)目的方法和注意事項1．常用方法：稀釋涂布平板法(1)統(tǒng)計依據(jù)：①當樣品的________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________。②通過統(tǒng)計平板上的________來推測樣品中大約含有的活菌數(shù)。欄目鏈接稀釋度活菌菌落數(shù)(2)計算公式：每克樣品中的菌株數(shù)＝__________。C：代數(shù)某一稀釋度下平板上生長的_____________。V：代表涂布平板時所用的稀釋液的________。M：代表________。

(C÷V)×M平均菌落數(shù)體積稀釋倍數(shù)(3)注意事項：①一般選擇菌落數(shù)在________的平板進行計數(shù)。②統(tǒng)計菌落數(shù)往往比活菌的實際數(shù)目________。③統(tǒng)計結(jié)果一般用________而不是用________來表示。④設置對照：目的是排除實驗組中____________對實驗結(jié)果的影響，提高實驗結(jié)果的可信度。

30～300

低菌落數(shù)活菌數(shù)非測試因素2．計數(shù)方法利用________直接計數(shù)。欄目鏈接顯微鏡三、實驗設計1．土壤取樣從富含________、酸堿度接近中性的________土壤中取樣。取樣時，一般要鏟去表層土，在距地表的________cm的土壤層取樣。2．樣品的稀釋樣品的________直接影響平板上生長的__________，選用一定稀釋范圍的樣品液進行培養(yǎng)，保證菌落數(shù)在________之間，便于計數(shù)。有機質(zhì)潮濕

3～8稀釋度菌落數(shù)目

30～3003．細菌的培養(yǎng)與觀察將培養(yǎng)基平板________于30～37℃溫室中培養(yǎng)1～2d，每隔__________統(tǒng)計一次________數(shù)目，最后選取數(shù)目________時的記錄作為結(jié)果。4．細菌的計數(shù)當菌落數(shù)目穩(wěn)定時，選取菌落數(shù)在________的平板進行計數(shù)。在同一稀釋度下，至少對3個平板進行重復計數(shù)，然后求出________，并根據(jù)平板所對應的稀釋度計算出樣品中的細菌數(shù)目。倒置

24h

菌落穩(wěn)定

30～300

平均值一、篩選菌株——選擇培養(yǎng)基1．目的從眾多的微生物中分離所需要的微生物。2．方法(1)在培養(yǎng)基中加入某種化學物質(zhì)。例如，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以得到金黃色葡萄球菌。這里的加入是在培養(yǎng)成分的基礎上加入。(2)改變培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分。例如，缺乏氮源時可以分離固氮微生物；石油作為唯一碳源時，可以分離出能消除石油污染的微生物。(3)改變微生物的培養(yǎng)條件。例如，將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)可以得到耐高溫的微生物。欄目鏈接例1本課題使用的培養(yǎng)基的配方如下：成分KH2PO4Na2HPO4MgSO4·7H2O葡萄糖尿素瓊脂水含量1.4g2.1g0.2g10.0g1.0g15.0g1000mL請分析后回答：(1)在該培養(yǎng)基的配方中，為微生物的生長提供碳源和氮源的分別是________和________。(2)該培養(yǎng)基為____________培養(yǎng)基(按物理狀態(tài)分)，理由是______________。(3)想一想這種培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有，又是如何進行選擇的？___________________________________________________________________________________________________________________________。解析：碳源是提供碳元素的物質(zhì)，氮源是提供氮元素的物質(zhì)。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。該培養(yǎng)基的配方中含有凝固劑——瓊脂，因此，配制的一定為固體培養(yǎng)基。絕大多數(shù)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，因此這種培養(yǎng)基對微生物有選擇作用。選擇的原則是只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長。答案：(1)葡萄糖尿素(2)固體含有凝固劑瓊脂(3)有選擇作用。此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能夠利用尿素的微生物才能夠生長變式訓練1．用來判斷上述選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用需要設置的對照是(

)A．未接種的選擇培養(yǎng)基B．未接種的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基C．接種了的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基D．接種了的選擇培養(yǎng)基解析：將菌液稀釋相同的倍數(shù)，在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上生長的菌落數(shù)目應明顯多于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目，因此，牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基作為對照。對照遵循的是單一變量原則，所以與選擇培養(yǎng)基一樣接種、培養(yǎng)。答案：C欄目鏈接變式訓練二、實驗過程1．菌株計數(shù)微生物生長量的測定有計數(shù)法、重量法、生理指標法等，但是一般使用計數(shù)法，計數(shù)法可分為直接計數(shù)法和間接計數(shù)法。二者比較如下：直接計數(shù)法間接計數(shù)法主要用具顯微鏡、細菌計數(shù)板培養(yǎng)基計數(shù)依據(jù)菌株本身培養(yǎng)基上菌落數(shù)優(yōu)點計數(shù)方便、操作簡單計數(shù)的是活菌注：①400、1000是常數(shù)。2．實驗設計原則(1)設立重復組：統(tǒng)計某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)時，要至少涂布三個平板作重復組，增強實驗結(jié)果的說服力與準確性。(2)設立兩種對照組：①判斷培養(yǎng)基中是否有雜菌污染，需將未接種的選擇培養(yǎng)基同時進行培養(yǎng)。②判斷選擇培養(yǎng)基是否具有篩選作用，需設立牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進行接種后培養(yǎng)，觀察兩種培養(yǎng)基上菌落數(shù)目、進行對比得出結(jié)論。3．實驗結(jié)果分析內(nèi)容現(xiàn)象結(jié)論有無雜菌污染的判斷對照的培養(yǎng)皿中無菌落生長未被雜菌污染培養(yǎng)基中菌落數(shù)偏高被雜菌污染菌落形態(tài)多樣，菌落數(shù)偏高培養(yǎng)基中混入其他雜菌選擇培養(yǎng)基的篩選作用牛肉膏培養(yǎng)基上的菌落數(shù)目大于選擇培養(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3個或3個以上菌落數(shù)目在30～300的平板操作成功重復組的結(jié)果若選取同一種土樣，統(tǒng)計結(jié)果應接近特別提醒①在設計實驗時，一定要涂布至少3個平板作為重復組；②在分析實驗結(jié)果時，一定要考慮所設置的重復組的結(jié)果是否一致，如果差別過大，則意味著操作有誤，需要重新實驗。例2用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中的細菌數(shù)，在對應稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下幾種統(tǒng)計結(jié)果，正確的是(

)A．涂布了一個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是230B．涂布了兩個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是215和260，取平均值238C．涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是21、212和256，取平均值163D．涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是210、240和250，取平均值233解析：在設計實驗時，一定要涂布至少三個平板作為重復組，才能增強實驗的說服力與準確性，所以A、B不正確。C項雖涂布了三個平板，但是，其中一個平板的計數(shù)結(jié)果與另兩個相差太遠，說明在操作過程中可能出現(xiàn)了錯誤，因此，不能簡單地將三個平板的計數(shù)值用來求平均值。答案：D2．用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中活菌的數(shù)目。在某稀釋濃度下某同學做了若干個平板并統(tǒng)計每個平板的菌落數(shù)，最接近樣品中菌體數(shù)真實值的是(

)A．菌落數(shù)量最多的平板B．菌落數(shù)量最少的平板C．菌落數(shù)量適中的平板D．取若干個平板菌落數(shù)量的平均值變式訓練解析：用稀釋涂布平板法對樣品中活菌數(shù)目進行統(tǒng)計，只是一種估測，根據(jù)此方法的實驗過程可知，在某一稀釋度下涂布的平板菌體數(shù)具有一定的偶然性，并不是絕對均勻，所以取若干個平板菌落數(shù)量的平均值比較接近樣品中菌體數(shù)的真實值。答案：D變式訓練對照實驗是指除了被測試條件之外，其他條件都相同的實驗。其目的是比照實驗組，排除任何其他可能的原因?qū)嶒灲Y(jié)果產(chǎn)生影響，從而證明所測試的條件確實能引起某種結(jié)果，提高實驗結(jié)果的可信度。三、設置對照常用的對照方式有四種：空白對照、自身對照、相互對照和條件對照。空白對照就是不給對照組任何處理，如本實驗中可以將一只培養(yǎng)皿(內(nèi)有培養(yǎng)基)置于培養(yǎng)箱內(nèi)“培養(yǎng)”，作為對照組，它可以檢測出培養(yǎng)基是否被污染(目的是排除這種可能)；自身對照是指對照組和實驗組在同一對象上進行，也就是說把對象分成幾部分，分別給予不同的處理；相互對照是指不設對照組，幾個實驗組相互比較；條件對照是指給予對照組一種被證明為有效因素的處理，例如研究者正在研究一種新的抗衰老藥物，實驗組使用這種藥物，條件對照組就用已經(jīng)被證明有抗衰老作用的維生素E來處理。如果實驗結(jié)果相同，則說明該藥物有抗衰老作用，否則就證明沒有。例3(雙選)下列培養(yǎng)基為選擇培養(yǎng)基的是(

)A．牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基B．分解尿素的微生物培養(yǎng)基C．篩選纖維素分解菌的培養(yǎng)基 D．發(fā)酵工程所用的液體培養(yǎng)基解析：選擇培養(yǎng)基是指能允許特定種類的微生物生長，同時抑制或