2024-2025學(xué)年新教材高中生物第1章發(fā)酵工程第2節(jié)第2課時(shí)微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)教案新人教版選擇性必修3

PAGE8-第2課時(shí)微生物的選擇培育和計(jì)數(shù)課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接1.舉例說(shuō)明通過(guò)調(diào)整培育基的配方可有目的地培育某種微生物。2．概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計(jì)數(shù)法是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法。1.生命觀念：各類(lèi)微生物都能適應(yīng)其生活環(huán)境。2．科學(xué)思維：依據(jù)微生物的代謝類(lèi)型配制選擇培育基。3．科學(xué)探究：探討土壤中分解尿素的細(xì)菌的分別與計(jì)數(shù)的方法。一、選擇培育基1．水生棲熱菌的篩選：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2．選擇培育基：在微生物學(xué)中，允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻擋其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng)的培育基。二、微生物的選擇培育1．分解尿素的細(xì)菌的分別分解尿素的細(xì)菌能合成脲酶，該酶能催化尿素分解產(chǎn)生NH3，以此作為細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源。要將土壤稀釋液中能分解尿素的細(xì)菌分別出來(lái)，培育基的配方設(shè)計(jì)思路是培育基中除含有細(xì)菌必需的碳源、水、無(wú)機(jī)鹽外，只含有尿素一種氮源。2．稀釋涂布平板法分別分解尿素的細(xì)菌土壤中細(xì)菌的數(shù)量浩大，要想得到能分解尿素的細(xì)菌的純培育物，必須要對(duì)土樣進(jìn)行充分稀釋?zhuān)缓笤賹⒕和坎嫉街苽浜玫倪x擇培育基上，操作過(guò)程如下：采集土樣→將10g土樣加入盛有90mL無(wú)菌水的錐形瓶中，充分搖勻。取1mL上清液加入盛有9mL無(wú)菌水的試管中，依次等比稀釋→取0.1mL菌液，滴加到培育基表面→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→用涂布器將菌液勻稱(chēng)地涂布在培育基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培育皿，使涂布勻稱(chēng)→涂布的菌液被培育基汲取后，將平板倒置，放入30～37℃的恒溫箱中培育1～2d。三、微生物的數(shù)量測(cè)定1．稀釋涂布平板法(1)原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培育基表面生長(zhǎng)的一個(gè)單菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推想出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果精確，一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。(2)留意問(wèn)題：統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上視察到的只是一個(gè)菌落。2．顯微鏡干脆計(jì)數(shù)法(1)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，在顯微鏡下視察、計(jì)數(shù)。(2)留意問(wèn)題：統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。推斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．選擇分解尿素的細(xì)菌的培育基為液體培育基。 (×)提示：選擇分解尿素的細(xì)菌的培育基為固體培育基，固體培育基具有分別、鑒定作用。2．用平板劃線法培育計(jì)數(shù)，應(yīng)選擇菌落數(shù)在10～100的平板。 (×)提示：微生物計(jì)數(shù)采納稀釋涂布平板法，為保證結(jié)果精確，應(yīng)選擇菌落數(shù)在30～300的平板。3．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)就是活菌的實(shí)際數(shù)目。 (×)提示：由于當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上視察到的只是一個(gè)菌落，所以統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少。4．統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的理論依據(jù)是一個(gè)菌落來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。 (√)5．分解尿素的細(xì)菌在分解尿素時(shí)，可以將尿素轉(zhuǎn)化為氨，使得培育基的pH降低。 (×)提示：尿素分解菌將尿素轉(zhuǎn)化為氨，使培育基的pH上升。6．在用涂布器涂布平板時(shí)，為了操作便利可完全打開(kāi)培育皿蓋。 (×)提示：為了防止雜菌污染，不能完全打開(kāi)皿蓋。選擇培育基1．目的：從眾多的微生物中分別所須要的微生物。2．三種篩選方法的特點(diǎn)及舉例方法特點(diǎn)舉例利用微生物的養(yǎng)分特點(diǎn)進(jìn)行選擇培育通過(guò)限制培育基的養(yǎng)分成分，使某種微生物能生長(zhǎng)，其他微生物不能生長(zhǎng)利用只含有尿素一種氮源的培育基，可篩選出分解尿素的細(xì)菌利用某種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行的選擇培育在完全培育基中加入某些化學(xué)物質(zhì)，利用加入的化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物產(chǎn)生的影響，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別出酵母菌和霉菌利用培育條件進(jìn)行的選擇培育變更微生物的培育條件將培育基放在高溫環(huán)境中培育可以得到耐高溫的微生物合作探究：(1)如何從大豆田土壤中分別出固氮微生物？提示：從大豆田土壤取土樣，利用缺乏氮源的培育基可分別出固氮微生物。(2)要分別出分解纖維素的微生物，應(yīng)在什么樣的環(huán)境中取土樣？應(yīng)配制什么樣的培育基？提示：應(yīng)從富含纖維素的培育基中取土樣，如樹(shù)林中多年落葉形成的腐殖土。應(yīng)配制以纖維素為唯一碳源的培育基。(3)依據(jù)選擇培育基的原理，如何篩選出耐酸菌？提示：可將培育基的pH調(diào)至酸性，再接種培育。1．原油中含有大量有害的、致癌的多環(huán)芳烴。土壤中有些細(xì)菌可以利用原油中的多環(huán)芳烴為碳源，在培育基中形成分解圈。為篩選出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了相關(guān)試驗(yàn)。下列有關(guān)試驗(yàn)的敘述，不正確的是()A．應(yīng)配制來(lái)源于被原油污染土壤的土壤稀釋液備用B．配制以多環(huán)芳烴為唯一碳源的選擇培育基C．將土壤稀釋液滅菌后接種到選擇培育基上D．在選擇培育基上能形成分解圈的即為所需菌種C[為了篩選、獲得能利用多環(huán)芳烴為碳源的菌種，首先是取材，應(yīng)配制來(lái)源于被原油污染土壤的土壤稀釋液備用，A項(xiàng)正確；其次配制以多環(huán)芳烴為唯一碳源的選擇培育基，B項(xiàng)正確；然后進(jìn)行接種，在無(wú)菌環(huán)境下，將土壤稀釋液接種到選擇培育基上，在相宜的條件下進(jìn)行培育，若將土壤稀釋液進(jìn)行滅菌，就不能篩選出能高效降解原油的菌株，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在選擇培育基上形成的菌落，若該菌落四周有分解圈，即為所需菌種，D項(xiàng)正確。]2．從自然菌樣中篩選較志向生產(chǎn)菌種的一般步驟：采集菌樣→富集培育→純種分別→性能測(cè)定。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)不同微生物的生存環(huán)境不同，獲得志向微生物的第一步是從適合的環(huán)境采集菌樣，然后再按肯定的方法分別、純化。培育嗜鹽菌的菌樣應(yīng)從________(填“高鹽”或“低鹽”)環(huán)境采集，培育厭氧菌的菌樣應(yīng)從________(填“有氧”或“無(wú)氧”)環(huán)境采集。(2)富集培育指創(chuàng)設(shè)僅適應(yīng)于該條件的微生物旺盛生長(zhǎng)的特定的環(huán)境條件，使待分別微生物在群落中的數(shù)量大大增加，從而達(dá)到從自然界中分別到所需的特定微生物目的的微生物培育方法。對(duì)嗜鹽菌富集培育的培育基應(yīng)是________培育基；對(duì)含耐高溫淀粉酶的微生物富集培育應(yīng)選擇________的培育基，并在________條件下培育。(3)試驗(yàn)室最常用的滅菌方法是高溫處理。高溫滅菌的原理是高溫使微生物的蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)發(fā)生__________。________滅菌法是微生物探討和教學(xué)中應(yīng)用最廣、效果最好的濕熱滅菌法。(4)下圖是采納純化微生物培育的兩種接種方法接種后培育的效果圖解，請(qǐng)分析接種的詳細(xì)方法。獲得圖A效果的接種方法是______________________________________；獲得圖B效果的接種方法是____________________________________。[解析](1)在長(zhǎng)期自然選擇的作用下，生物與其生活環(huán)境相適應(yīng)，培育嗜鹽菌的菌樣應(yīng)從高鹽環(huán)境中采集，培育厭氧菌的菌樣應(yīng)從無(wú)氧環(huán)境中采集。(2)對(duì)嗜鹽菌富集培育的培育基應(yīng)是加鹽培育基，對(duì)含耐高溫淀粉酶的微生物富集培育應(yīng)選擇以淀粉為唯一碳源的培育基且在高溫條件下培育。(3)高溫能使蛋白質(zhì)和核酸發(fā)生不行逆轉(zhuǎn)的變性，高壓蒸汽滅菌法是應(yīng)用最廣、效果最好的濕熱滅菌法。(4)從培育基中菌落分布看，獲得圖A用的是稀釋涂布平板法，獲得圖B用的是平板劃線法。[答案](1)高鹽無(wú)氧(2)加鹽以淀粉為唯一碳源高溫(3)變性高壓蒸汽(4)稀釋涂布平板法平板劃線法微生物計(jì)數(shù)的方法微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定有計(jì)數(shù)法、重量法、生理指標(biāo)法等方法，但是一般運(yùn)用計(jì)數(shù)法，計(jì)數(shù)法可分為干脆計(jì)數(shù)法和間接計(jì)數(shù)法。二者的比較如下表所示：項(xiàng)目干脆計(jì)數(shù)法間接計(jì)數(shù)法原理利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算肯定容積的樣品中微生物的數(shù)量當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培育基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推想出樣品中大約含有多少活菌主要用具顯微鏡、細(xì)菌計(jì)數(shù)板培育基計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)菌體本身培育基上菌落數(shù)優(yōu)點(diǎn)計(jì)數(shù)便利、操作簡(jiǎn)潔計(jì)數(shù)的是活菌缺點(diǎn)死菌、活菌都計(jì)算在內(nèi)操作較困難，有肯定誤差計(jì)算公式每毫升原液含菌數(shù)＝每小格平均菌體數(shù)×400×10000×稀釋倍數(shù)每毫升原液含菌數(shù)＝培育基上平均菌落數(shù)×稀釋倍數(shù)÷涂布液體積合作探究：1.在用稀釋涂布平板法對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的理論依據(jù)是什么？提示：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培育基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。2．在稀釋涂布平板法中，為何須要涂布3個(gè)平板？提示：作為重復(fù)試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)時(shí)取平均值，以削減偶然因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，增加試驗(yàn)結(jié)果的勸服力。3．為什么一般選擇菌落數(shù)為30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)？提示：若平板上菌落數(shù)過(guò)多，說(shuō)明稀釋度過(guò)低，菌體的密度大，就會(huì)出現(xiàn)更多的兩個(gè)或兩個(gè)以上的菌體形成的菌落，結(jié)果不精確，且計(jì)數(shù)較困難。若平板上菌落數(shù)過(guò)少，菌落形成的偶然性大，結(jié)果也不精確。4．為什么要選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果？提示：盡量縮小統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)與實(shí)際活菌數(shù)的差值，因?yàn)榉敝陈木w起先看不出明顯的菌落。5．稀釋涂布平板法和顯微計(jì)數(shù)法對(duì)微生物計(jì)數(shù)產(chǎn)生的試驗(yàn)誤差如何？試分析緣由。提示：稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)的值比實(shí)際值小，緣由是當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上視察到的只是一個(gè)菌落；顯微計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)的結(jié)果比實(shí)際值大，緣由是顯微鏡下無(wú)法區(qū)分細(xì)胞的死活，計(jì)數(shù)時(shí)包括了死細(xì)胞。1．用稀釋涂布平板法測(cè)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的培育基中，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[在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，肯定要涂布至少3個(gè)平板作為重復(fù)組，才能增加試驗(yàn)的勸服力與精確性，A、B錯(cuò)誤。C項(xiàng)雖然涂布了3個(gè)平板，但是，其中1個(gè)平板的計(jì)數(shù)結(jié)果與其他的相差太遠(yuǎn)，說(shuō)明在操作過(guò)程中可能出現(xiàn)了錯(cuò)誤，此時(shí)，不能簡(jiǎn)潔地用3個(gè)平板的計(jì)數(shù)值來(lái)求平均值，C錯(cuò)誤。]2．下圖為“土壤中分解尿素的細(xì)菌的分別與計(jì)數(shù)”試驗(yàn)中樣品稀釋示意圖。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A．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)行平板培育得到的菌落平均數(shù)恰好為5號(hào)試管的10倍C．5號(hào)試管的結(jié)果表明每克土壤中的菌株數(shù)為1.7×109個(gè)D．該試驗(yàn)方法統(tǒng)計(jì)得到的結(jié)果往往會(huì)比實(shí)際活菌數(shù)目要多C[3號(hào)試管的稀釋倍數(shù)為104倍，A項(xiàng)錯(cuò)誤；4號(hào)試管中稀釋液進(jìn)行平板培育得到的菌落平均數(shù)不肯定恰好為5號(hào)試管的10倍，B項(xiàng)錯(cuò)誤；5號(hào)試管的結(jié)果表明每克土壤中的菌株數(shù)為(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109（個(gè)），C項(xiàng)正確；在固體培育基上可能存在兩個(gè)或多個(gè)菌體形成一個(gè)菌落的狀況，得到的結(jié)果往往會(huì)比實(shí)際活菌數(shù)目少，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)微生物的方法(1)稀釋涂布平板操作要求：依據(jù)平行重復(fù)原則，每一稀釋度的菌液涂布3個(gè)或3個(gè)以上的平板。(2)計(jì)數(shù)的時(shí)機(jī)：當(dāng)各平板上菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)。(3)選擇可用于計(jì)數(shù)的平板：選擇菌落數(shù)在30～300的平板(相同稀釋度的平板均符合該特點(diǎn))進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后取平均值。(4)每克樣品中的菌株數(shù)＝某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)÷涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積×稀釋倍數(shù)。[課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句背誦1.選擇培育基是指允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻擋其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng)的培育基。2.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素為唯一氮源的選擇培育基分別能分解尿素的細(xì)菌。3.為確保結(jié)果精確，一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。4.當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培育基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。5.統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少，這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上視察到的只是一個(gè)菌落。1．分別土壤中分解尿素的細(xì)菌，對(duì)培育基的要求是()①加尿素②不加尿素③加瓊脂④不加瓊脂⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦加硝酸鹽⑧不加硝酸鹽A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧C．①③⑤⑧ D．①④⑥⑦C[尿素和硝酸鹽都能作為氮源，而培育尿素分解菌的培育基應(yīng)是以尿素為唯一氮源的固體培育基。因此培育基中應(yīng)不加硝酸鹽，加入尿素和瓊脂。葡萄糖作為碳源，也須要加入。]2．中學(xué)生物學(xué)試驗(yàn)中，在接種時(shí)不進(jìn)行嚴(yán)格無(wú)菌操作對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響最大的一項(xiàng)是()A．將少許干酵母加入簇新的葡萄汁中B．將毛霉菌液接種在切成小塊的鮮豆腐上C．將轉(zhuǎn)基因植物葉片接種到無(wú)菌培育基上D．將土壤浸出液涂布在無(wú)菌的選擇培育基上C[不進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌對(duì)葡萄酒制作的影響不大，因?yàn)槎鄶?shù)微生物不能在缺氧、酸性和含糖較高的環(huán)境中生存，A不符合題意；不進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌對(duì)腐乳制作的影響不大，因?yàn)楦橹谱鲿r(shí)還需在其中放入酒精、鹽和香辛料等，這些物質(zhì)都具有殺菌作用，B不符合題意；植物組織培育要求嚴(yán)格的無(wú)菌環(huán)境，假如不進(jìn)行嚴(yán)格無(wú)菌操作，會(huì)造成培育的幼苗生長(zhǎng)緩慢甚至培育失敗，C符合題意；選擇培育基是依據(jù)要培育的微生物的代謝特點(diǎn)制備的，一般的雜菌在其上面也很難生存，D不符合題意。]3．尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物不能將其干脆汲取利用，而是通過(guò)土壤中的細(xì)菌將其分解為氨和CO2后才能被農(nóng)作物利用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)土壤中的某些細(xì)菌能分解尿素是因?yàn)樵摲N細(xì)菌能合成________。(2)為篩選尿素分解菌而制備的培育基中含有的養(yǎng)分物質(zhì)除尿素外，還包括水、碳源、________等，該培育基能篩選出