2.2土壤中分解尿素細(xì)菌分離與計(jì)數(shù)導(dǎo)學(xué)案高二生物人教版選修一

1、2.2土壤中分解尿素細(xì)菌分離與計(jì)數(shù)導(dǎo)學(xué)案高二生物人教版選修一 2.2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1解釋選擇培養(yǎng)基； 2闡明統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目、設(shè)置對(duì)照、土壤取樣及稀釋的方法； 3掌握從土壤中分離分解尿素的微生物及進(jìn)行平板計(jì)數(shù)的方法。 【自主預(yù)習(xí)】 一、研究思路 1篩選菌株 (1)Taq細(xì)菌能耐受93左右的高溫，是美國(guó)微生物學(xué)家托馬斯布魯克于 1966 年在美國(guó)黃石國(guó)家公園的一個(gè)熱泉中發(fā)現(xiàn)的，這說(shuō)明，在尋找目的菌株時(shí)，要根據(jù)它對(duì)生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)環(huán)境中去尋找。 (2)選擇培養(yǎng)基：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。 (3)選擇分解尿素細(xì)菌

2、的培養(yǎng)基特點(diǎn)：尿素是唯一氮源；按物理性質(zhì)歸類為固體培養(yǎng)基。 2統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目 (1)測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法有活菌計(jì)數(shù)法和顯微鏡直接計(jì)數(shù)法。 (2)稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目 為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般設(shè)置多于 3 個(gè)平板，選擇菌落數(shù)在30300 的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，并取平均數(shù)。 統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目低，因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來(lái)表示。 3設(shè)置對(duì)照 設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。例如為了排除培養(yǎng)基是否被雜菌污染了，需用培養(yǎng)該種微生物的無(wú)菌培養(yǎng)基作為空白對(duì)照。 對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了被測(cè)試的條件外，其他條件都相同的實(shí)驗(yàn)，其作用

3、是比照實(shí)驗(yàn)組，排除任何其他可能原因的干擾，證明確實(shí)是所測(cè)試的條件引起相應(yīng)的結(jié)果。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 關(guān)于土壤中某樣品細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下： 1土壤取樣 土壤微生物中 70%80%為細(xì)菌，主要分布在距地表 38_cm 的近中性土壤中。 2樣品的稀釋 樣品的稀釋程度將直接影響平板上生長(zhǎng)的菌落數(shù)目。由于不同微生物在土壤中含量不同，因此分離不同的微生物要選用不同的稀釋度范圍，以保證獲得菌落數(shù)在 30300 之間、適于計(jì)數(shù)的平板。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)菌稀釋度為 10 4 、10 5 、10 6 倍，放線菌稀釋度為 10 3 、10 4 、10 5倍，真菌稀釋度為 10 2 、10 3 、10 4 倍。

4、第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將稀釋范圍放寬些，以保證能從中選擇出適于計(jì)數(shù)的平板。 3微生物的培養(yǎng)與觀察 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(shí)間。細(xì)菌一般在 3037培養(yǎng) 12 d，放線菌一般在 2528培養(yǎng) 57 d，霉菌一般在 2528的溫度下培養(yǎng) 34 d。 在菌落計(jì)數(shù)時(shí)，每隔 24 h 統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目。選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果，以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。 一般來(lái)說(shuō)，在一定的培養(yǎng)條件下(相同的培養(yǎng)基、溫度及培養(yǎng)時(shí) 間)，同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。菌落的特征包括形狀、大小、隆起程度、顏色等方面。 三、對(duì)分離得到的分解尿素細(xì)菌的鑒定 在對(duì)能分解尿素的細(xì)菌進(jìn)行初步

5、篩選后，還需要借助生物化學(xué)的方法對(duì)分離的菌種作進(jìn)一步的鑒定。在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的脲酶將尿素分解成了氨。氨會(huì)使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，pH 升高。因此，我們可以通過(guò)檢測(cè)培養(yǎng)基 pH 變化來(lái)判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。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(xì)菌后，如果 pH 升高，指示劑將變紅，說(shuō)明該細(xì)菌能夠分解尿素。 【互動(dòng)探究】 在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的微生物是否一定是所需要的微生物？為什么？ 【課堂練習(xí)】 1. 某化工廠的污水池中，含有一種有害的、難以降解的有機(jī)化合物 A，研究人員用化合物 A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培養(yǎng)基，成功地篩選到能高效降解化合物 A 的細(xì)菌(

6、"目的菌')。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下。請(qǐng)分析回答問(wèn)題： (1)培養(yǎng)基中加入化合物 A 的目的是篩選_，這種培養(yǎng)基屬 于_培養(yǎng)基。 (2)"目的菌'生長(zhǎng)所需的氮源和碳源是來(lái)自培養(yǎng)基中的_，實(shí)驗(yàn)需要振蕩培養(yǎng)，由此推測(cè)"目的菌'的代謝類型是_。 (3)培養(yǎng)若干天后，應(yīng)選擇培養(yǎng)瓶中化合物 A 含量_的培養(yǎng)液，接入新的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)，使"目的菌'的數(shù)量_。 (4)轉(zhuǎn)為固體培養(yǎng)時(shí)，常采用_的方法接種，獲得單菌落后繼續(xù)篩選。 (5)若要研究"目的菌'的生長(zhǎng)規(guī)律，可將單個(gè)菌落進(jìn)行液體培養(yǎng)，采用_的方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，以時(shí)間為橫坐

7、標(biāo)，以_為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線。 (6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)該進(jìn)行_處理后，才能倒掉。 答案：(1)"目的菌' 選擇 (2)化合物 A 異養(yǎng)需氧型 (3)減少 增加 (4)平板劃線 (5)定期取樣 "目的菌'數(shù)目的對(duì)數(shù) (6)滅菌 2. 將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸一定時(shí)間，過(guò)濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂，用水定容后滅菌，得到 M 培養(yǎng)基。 回答下列問(wèn)題： (1)M 培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，則培養(yǎng)基中應(yīng)加入鏈霉素以抑制_的生長(zhǎng)，加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于_培養(yǎng)基。 (2)M 培養(yǎng)基中的馬鈴薯浸出液為微生物生長(zhǎng)提供了多種營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源外還有_(答出兩點(diǎn)即可)。氮源進(jìn)入細(xì)胞后，可參與合成的生物大分子有_(答出兩點(diǎn)即可)。 (3)若在 M 培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，平板上長(zhǎng)出菌落后可通過(guò)加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是_，該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是_。 (4)甲、乙兩位同學(xué)用稀釋涂布平板法測(cè)定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果： 甲同學(xué)涂布了 3 個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是 110、140 和 149，取平均值 133； 乙同學(xué)涂布了 3 個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是 27、169 和 176，取平均值 124。 有人認(rèn)為這兩位同學(xué)的