微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三

第二節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用科學(xué)探究討論土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)的方法。生命觀念明確各類微生物都能適應(yīng)其生活環(huán)境?？茖W(xué)思維能夠根據(jù)微生物的代謝類型配制選擇培養(yǎng)基。核心素養(yǎng)03能夠運(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。課標(biāo)要求01舉例說明通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方可有目的地培養(yǎng)某種微生物。02概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法。新課導(dǎo)入這該怎么辦呢？科學(xué)研究中有沒有成功的實(shí)例呢？自然界中微生物數(shù)量繁多，種類龐雜，要想從中分離出需要的特定微生物并不容易。尤其當(dāng)要分離的微生物在混合的菌群中不是優(yōu)勢(shì)種群時(shí)，僅通過一般的平板劃線法或稀釋涂布平板法很難實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵疑問微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)第二課時(shí)選擇培養(yǎng)基1973年，科學(xué)家從美國黃石國家公園的熱泉中篩選出水生棲熱菌，進(jìn)而從這種菌中提取出耐高溫的DNA聚合酶。水生棲熱菌能在70~80℃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。關(guān)鍵篩選條件水生棲熱菌聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是一種在體外擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)要求使用耐高溫的DNA聚合酶。選擇培養(yǎng)基結(jié)合水生棲熱菌的案例，分析在實(shí)驗(yàn)室條件下如何篩選微生物？人為提供有利于目的菌生長的條件(包括營養(yǎng)、溫度和pH等)，同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長。關(guān)鍵選擇培養(yǎng)基微生物學(xué)中，允許

的微生物生長，同時(shí)抑制或阻止

微生物生長的培養(yǎng)基。特定種類其他種類關(guān)鍵篩選原理選擇培養(yǎng)基怎樣從下圖1菌落中選出抗氨青霉素能力的細(xì)菌？抗氨青霉素能力的細(xì)菌不抗氨青霉素能力的細(xì)菌圖1圖2加入氨青霉素向圖1所示菌落加入氨青霉素之后，會(huì)殺死其中不具備抗氨青霉素能力的細(xì)菌，便可篩選出具備抗氨青霉素能力的細(xì)菌。選擇培養(yǎng)基方法特點(diǎn)案例利用微生物的營養(yǎng)特點(diǎn)進(jìn)行選擇培養(yǎng)通過控制培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分，使某種微生物能生長，其他微生物不能生長利用只含有尿素一種氮源的培養(yǎng)基，可篩選出分解尿素的細(xì)菌利用某種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行選擇培養(yǎng)在完全培養(yǎng)基中加入某些化學(xué)物質(zhì)，加入的化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生影響，抑制某些微生物，同時(shí)選擇所需的微生物加入青霉素，可以分離出酵母菌和霉菌利用培養(yǎng)條件進(jìn)行選擇培養(yǎng)改變微生物的培養(yǎng)條件將培養(yǎng)基放在高溫環(huán)境中培養(yǎng)，可以得到耐高溫的微生物選擇培養(yǎng)基1.不加有機(jī)碳源，可篩選出自養(yǎng)微生物。2.不加氮源，可篩選出固氮微生物。3.加入青霉素，可篩選出酵母菌和霉菌（青霉素能殺死細(xì)菌、放線菌等）。4.加入高濃度食鹽，可篩選出金黃色葡萄球菌。5.加入石油作為唯一碳源，可篩選出能消除石油污染的微生物。選擇培養(yǎng)基配方的設(shè)計(jì)尿素[CO(NH2)2]含氨量高，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，是重要的氮肥。尿素施入土壤后，會(huì)被土壤中的某些細(xì)菌分解成NH3，NH3再轉(zhuǎn)化為NO3-

、NH4+等被植物吸收。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)菌生長的氨源。CO(NH2)2+H2O2NH3+CO2脲酶選擇培養(yǎng)基配方的設(shè)計(jì)1.如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土境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(jì)？2.該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？培養(yǎng)基中除了含有細(xì)菌必需的碳源、水、無機(jī)鹽外，還要含有唯一的氮源——尿素。氮源使用尿素，普通培養(yǎng)基一般使用蛋白胨等。都有微生物生長所需碳源、氮源、水、無機(jī)鹽。關(guān)鍵共同點(diǎn)關(guān)鍵不同點(diǎn)微生物的選擇培養(yǎng)如果想知道1g土中有多少能分解尿素的細(xì)菌，還需對(duì)土菌液進(jìn)行稀釋及科學(xué)的微生物數(shù)量測定方法——稀釋涂布平板法。關(guān)鍵原理土壤中細(xì)菌的數(shù)量龐大，要想得到能分解尿素的細(xì)菌的純培養(yǎng)物，必須要對(duì)土樣進(jìn)行_________________，然后再將菌液_______到制備好的________________上。充分稀釋涂布選擇培養(yǎng)基稀釋涂布平板法方法步驟如下：鏟取土樣，將樣品裝入紙袋中。將10g土樣加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，充分搖勻。取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。1ml9ml無菌水1ml1ml1ml1ml1ml10g土樣稀釋涂布平板法方法步驟如下：取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中。將涂布器放在火焰上灼燒，待酒精燃盡、涂布器冷卻后，再進(jìn)行涂布。用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)血，使涂布均勻。稀釋涂布平板法待涂布的菌液被培養(yǎng)基吸收后，將平板倒置，放入30～37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1～2d。在涂布有合適濃度菌液的平板上就可以觀察到分離的單菌落。空白對(duì)照稀釋103倍稀釋104倍稀釋105倍稀釋涂布平板法結(jié)合對(duì)照組，分析培養(yǎng)物中是否有雜菌污染以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出一些菌落?？瞻讓?duì)照稀釋103倍稀釋104倍稀釋105倍對(duì)照的培養(yǎng)皿在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長，說明培養(yǎng)基沒有被雜菌污染。結(jié)果：對(duì)照組無菌落，實(shí)驗(yàn)組有菌落。微生物的數(shù)量測定如何對(duì)培養(yǎng)基中的菌落進(jìn)行科學(xué)計(jì)數(shù)呢？稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)。通過觀看右側(cè)的演示視頻，了解操作步驟及計(jì)數(shù)原理。計(jì)數(shù)原理稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)當(dāng)樣品的___________足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)單菌落，來源于樣品稀釋液中的____________。通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。稀釋度一個(gè)活菌ab空白對(duì)照稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)的菌落往往比活菌的實(shí)際數(shù)目偏

。低計(jì)數(shù)結(jié)果分析原因因?yàn)閮蓚€(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。統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表示。稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)計(jì)算方法每克樣品中的菌落數(shù)=（C÷V）×M稀釋倍數(shù)涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(m1）某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)目C代表V代表M代表甲同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)在稀釋倍數(shù)105獲得3個(gè)平板，菌落數(shù)分別是80、90、100，涂布平板時(shí)均使用0.1ml菌液，試計(jì)算每克土壤中可以分離尿素的細(xì)菌數(shù)目？解：

每克土壤中可以分離尿素的細(xì)菌數(shù)目為9×107個(gè)。顯微直接計(jì)數(shù)法思考·討論還可以采用什么方法對(duì)土壤中的細(xì)菌進(jìn)行科學(xué)計(jì)數(shù)呢？提示：可以聯(lián)系之前學(xué)習(xí)過的酵母菌培養(yǎng)液中對(duì)酵母菌的計(jì)數(shù)方法。利用特定的細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù)。統(tǒng)計(jì)的一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。操作結(jié)果直接計(jì)數(shù)法每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)=每小格平均細(xì)菌數(shù)×400×10000×稀釋倍數(shù)統(tǒng)計(jì)的菌落往往比活菌的實(shí)際數(shù)目偏

。高兩種計(jì)數(shù)板的比較細(xì)菌計(jì)數(shù)板血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)原理厚度適用對(duì)象在顯微鏡下觀察、計(jì)數(shù)，然后再計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。較薄較厚常用于細(xì)菌等較小的細(xì)胞常用于相對(duì)較大的酵母菌細(xì)胞、霉菌孢子等土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)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？提出問題基礎(chǔ)知識(shí)絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但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。土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)尿素是否作為唯一氮源自變量能分解尿素細(xì)菌的生長情況因變量培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)基的pH、溫度等無關(guān)變量土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上接種菌液實(shí)驗(yàn)組在完全培養(yǎng)基（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）上接種菌液對(duì)照組使用空白的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、空白的選擇培養(yǎng)基空白對(duì)照土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟一細(xì)菌適宜在酸堿度接近中性的潮濕土壤中生長，絕大多數(shù)分布在距地表3~8cm的土壤層。取樣位置土壤取樣先鏟去表層土3cm左右，再取樣，將樣品裝入事先準(zhǔn)備好的信封中。(鐵鏟與信封使用前要滅菌）取樣要求土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟二制備以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基制備培養(yǎng)基制備牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基完全培養(yǎng)基土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟三原則樣品的稀釋確保菌落數(shù)在30~300之間。稀釋液涂布平板。一般選用1×104、1×105和1×106倍的稀釋液進(jìn)行平板培養(yǎng)。接種方法稀釋倍數(shù)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟三培養(yǎng)與觀察每個(gè)濃度至少設(shè)置4個(gè)平板：前三個(gè)是選擇培養(yǎng)基(實(shí)驗(yàn)組，三個(gè)重復(fù))。第4個(gè)為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。目的：驗(yàn)證選擇培養(yǎng)基是否有選擇性土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟三培養(yǎng)與觀察如何驗(yàn)證培養(yǎng)基中是否含有雜菌？設(shè)置2個(gè)平板作為對(duì)照。土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)步驟三培養(yǎng)與觀察最好以表格的形式將不同菌落的特征（如形狀、大小和顏色等）記錄下來。細(xì)菌一般在30~37℃的溫度下，培養(yǎng)1~2d培養(yǎng)條件觀察每隔24h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。土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)操作提示不要將過熱的涂布器放在盛有酒精的燒杯中，以免引燃酒精。安全隱患無菌操作做好標(biāo)記合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)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。實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長，事先規(guī)劃時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效率，操作有條不紊。取土樣時(shí)用的鐵鏟和取樣紙袋在使用前都需要滅菌。操作完成后，一定要洗手。當(dāng)堂檢測A.伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基；含青霉素培養(yǎng)基B.含青霉素培養(yǎng)基；含氨的無機(jī)培養(yǎng)基C.含氨的無機(jī)培養(yǎng)基；含青霉素培養(yǎng)基D.含青霉素培養(yǎng)基；伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基1.選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類微生物的特殊營養(yǎng)要求或?qū)σ恍┪锢?、化學(xué)抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來。為選擇酵母菌和硝化細(xì)菌，應(yīng)選用的培養(yǎng)基分別為（）B提示：酵母菌屬于異養(yǎng)兼性厭氧型真核生物。硝化細(xì)菌屬于自養(yǎng)需氧型原核生物。當(dāng)堂檢測B2.某些土壤細(xì)菌可將尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。以下說法錯(cuò)誤的是（）A.土壤中的細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗鼈兡芎铣呻迕窧.能分解尿素的細(xì)菌也能以尿素的分解產(chǎn)物CO2作為碳源C.為了篩選可分解尿素的細(xì)菌，在配制培養(yǎng)基時(shí)應(yīng)選擇尿素作為唯一氮源D.篩選分解尿素細(xì)菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4的作用是提供無機(jī)鹽和維持pH當(dāng)堂檢測3.用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計(jì)樣品中的活菌數(shù)時(shí)，通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)就能推測出樣品中的活菌數(shù)，原因是（）A.菌落中的細(xì)菌數(shù)目是固定的B.平板上的一個(gè)菌落就是一個(gè)細(xì)菌C.通過此方法統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)與活菌的實(shí)際數(shù)目相同D.平板上的一個(gè)菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌D當(dāng)堂檢測4.用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)，在對(duì)應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下幾種統(tǒng)計(jì)結(jié)果，正確的是(

)A．涂布了1個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是230B．涂布了2個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是215和260，取平均值238C．涂布了3個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是21、212和256，取平均值163D．涂布了3個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是212、240和250，取平均值234D當(dāng)堂檢測5.右圖為“土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)”實(shí)驗(yàn)中樣品稀釋示意圖。據(jù)圖分析，敘述正確的是(

)CA.

3號(hào)試管的稀釋倍數(shù)為103倍B.

4號(hào)試管中稀釋液進(jìn)行平板培養(yǎng)得到的菌落平均數(shù)恰好為5號(hào)試管的10