【課件】1.2微生物的培養(yǎng)技術(shù)與應(yīng)用（第四課時(shí)）課件（人教版2019選擇性必修3）

1、第1章第2節(jié)微生物的培養(yǎng)技術(shù)與應(yīng)用（ 第 4 課 時(shí) ）【提出問題】1.土壤中含有能分解尿素的細(xì)菌，我們?nèi)绾魏头蛛x它們？2.每克土壤樣品中究竟含有多少這樣的細(xì)菌？土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐【實(shí)驗(yàn)原理】絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有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，該選擇培養(yǎng)基的配方如下。組分含量KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO47H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g瓊脂15.0gH2O定容至1000mL提供無機(jī)鹽提供碳源提供氮源提供水可判斷為固體培養(yǎng)基土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)

2、探究實(shí)踐【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程】土壤取樣要求：富含有機(jī)質(zhì)、酸堿度接近中性且潮濕的土壤取樣土層：距地表38cm的土壤層制備培養(yǎng)基以尿素為唯一氮源（選擇培養(yǎng)基）樣品的稀釋在酒精燈火焰旁稱取土壤10g，放入90mL無菌水的錐形瓶中，震蕩使土壤與水充分混合，將細(xì)菌分散，制成101倍土壤稀釋液。用1支1mL無菌吸管從中吸取1mL土壤懸液注入盛有9mL無菌水的試管中，吸取三次，充分混勻，制成102倍的土壤稀釋液。以此類推，制成103、104、105、106、107倍的土壤稀釋液。土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程】涂布平板培養(yǎng)與觀察圖中的1、2、3平板是選擇培養(yǎng)基，4平板為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，

3、以判斷選擇培養(yǎng)基是否具有篩選作用；另外，還要有兩個(gè)對(duì)照，即不涂布稀釋液的選擇培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基以驗(yàn)證培養(yǎng)基中是否含有雜菌。1234將平板倒置于3037的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12天。每隔24小時(shí)統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐菌落計(jì)數(shù)當(dāng)菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)，選取菌落數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，同一稀釋度下至少計(jì)數(shù)3個(gè)平板，求出平均值，并根據(jù)所對(duì)應(yīng)的稀釋度計(jì)算出樣品中細(xì)菌的數(shù)目。設(shè)計(jì)如下表格記錄并計(jì)數(shù)。稀釋度104105106123平均值 1 23平均值 1 23平均值每個(gè)平板的菌落數(shù)【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程】土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐菌落計(jì)數(shù)當(dāng)菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)，選取菌落

4、數(shù)在30300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，同一稀釋度下至少計(jì)數(shù)3個(gè)平板，求出平均值，并根據(jù)所對(duì)應(yīng)的稀釋度計(jì)算出樣品中細(xì)菌的數(shù)目。設(shè)計(jì)如下表格記錄并計(jì)數(shù)。【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程】稀釋度菌落形狀菌落大小菌落顏色平均值104105106土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐【結(jié)果分析與評(píng)價(jià)】?jī)?nèi)容現(xiàn)象結(jié)論有無雜菌污染的判斷空白對(duì)照的培養(yǎng)基中無菌落生長(zhǎng)培養(yǎng)基中菌落數(shù)偏高菌落形態(tài)多樣，菌落數(shù)偏高選擇培養(yǎng)基的篩選作用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上的菌落數(shù)目多于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目樣品的稀釋操作得到2個(gè)或2個(gè)以上菌落數(shù)目在30300的平板重復(fù)組的結(jié)果未被雜菌污染被雜菌污染混入其他氮源選擇培養(yǎng)基具有篩選作用操作成功若選取同一種土樣，統(tǒng)計(jì)結(jié)果

5、應(yīng)相近土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)探究實(shí)踐【實(shí)驗(yàn)視頻】本節(jié)小結(jié)一、概念檢測(cè)1. 研究人員用無機(jī)鹽、瓊脂和石油配制的培養(yǎng)基從被石油污染的土壤中篩選出了一種石油降解菌，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）這種培養(yǎng)基是一種選擇培養(yǎng)基。（ ）（2）利用這種石油降解菌可以降解石油，修復(fù)土壤。（ ）（3）相對(duì)于未被污染的土壤，從被石油污染的土壤中更容易分離到石油降解菌。（ ）練習(xí)與應(yīng)用2. 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(cè)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.

6、平板上的一個(gè)菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌練習(xí)與應(yīng)用D練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1. 反芻動(dòng)物，如牛和羊，具有特殊的器官瘤胃。在瘤胃中生活著多種微生物，其中許多微生物能分解尿素。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，從瘤胃中分離出能夠分解尿素的微生物。提示：反芻動(dòng)物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多為厭氧菌，接觸空氣后會(huì)死亡，因此分離其中能分解尿素的微生物除了需要準(zhǔn)備選擇培養(yǎng)基，還應(yīng)該參照厭氧菌的培養(yǎng)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。練習(xí)與應(yīng)用2. 地球上的植物每年產(chǎn)生的纖維素超過70 億噸，其中40% 60%能被土壤中某些微生物分解利用，這是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生纖維素酶。對(duì)這些微生物的研究與應(yīng)

7、用，使人們能夠利用秸稈等生產(chǎn)酒精，用纖維素酶處理服裝面料等。已知?jiǎng)偣t是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)我們?cè)诤欣w維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時(shí)，剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物；而當(dāng)纖維素被纖維素分解菌分解后，復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn)以這些菌為中心的透明圈（如下圖所示）。請(qǐng)回答下列問題。練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用（1）現(xiàn)在要從土壤中分離纖維素分解菌，請(qǐng) 你給出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。土壤取樣富含纖維素的環(huán)境以纖維束為唯一碳源，增加目的菌濃度 （選擇培養(yǎng)基）制備系列稀釋液篩選產(chǎn)生透明圈的菌落將樣品涂布到含剛果紅的培養(yǎng)基上 （鑒別培

8、養(yǎng)基）梯度稀釋選擇培養(yǎng)涂布平板 挑選練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用（2）你打算到什么環(huán)境中去尋找纖維素分解菌？為什么？纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，采集土樣時(shí)，可以選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林中多年落葉形成的腐殖土等。練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用（3）有同學(xué)說，可以把濾紙埋在土壤中，經(jīng)過一段時(shí)間后，再從已腐爛的濾紙上篩選纖維素分解菌。請(qǐng)你評(píng)價(jià)這一做法。這是人工設(shè)置適合纖維素分解菌生存的環(huán)境,腐爛的濾紙上很可能有纖維素分解菌。項(xiàng)目選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基特殊成分 添加（或缺少）某種化學(xué)成分加入某種指示劑或化學(xué)藥品（不影響微生物正常生長(zhǎng)）機(jī)理抑制其他微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)目標(biāo)微生物的生長(zhǎng)微生物的某種代謝物與培

9、養(yǎng)基中的特定指示劑或化學(xué)藥品發(fā)生反應(yīng)，使目標(biāo)菌落出現(xiàn)特定的特征平板的菌落只出現(xiàn)目標(biāo)菌落出現(xiàn)多種菌落，但目標(biāo)菌落出現(xiàn)特定的特征用途培養(yǎng)、分離出目標(biāo)微生物鑒別出目標(biāo)微生物由題目小結(jié)：選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基的區(qū)別按用途分特性主要用途設(shè)計(jì)原理加入青霉素分離酵母菌等真菌青霉素能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，對(duì)真菌無作用不加氮源分離固氮微生物固氮微生物能利用空氣中的氮?dú)獠患犹荚捶蛛x自養(yǎng)型微生物自養(yǎng)型微生物能利用無機(jī)碳源小結(jié)：幾種選擇培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)小結(jié)：幾種常用的鑒別培養(yǎng)基名稱主要用途主要化學(xué)物質(zhì)特征性變化伊紅-亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌伊紅、亞甲藍(lán)出現(xiàn)金屬光澤的深紫色菌落剛果紅培養(yǎng)基鑒別纖維素分解菌剛果紅、纖維素 纖維素

10、被分解后出現(xiàn)透明圈油脂培養(yǎng)基鑒別產(chǎn)脂肪酶菌株食用油、吐溫、中性紅指示劑由淡紅色變成深紅色淀粉培養(yǎng)基鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株可溶性淀粉淀粉被分解后出現(xiàn)淀粉水解圈H2S試驗(yàn)培養(yǎng)基 鑒別產(chǎn)H2S菌株醋酸鉛產(chǎn)生黑色沉淀鑒別培養(yǎng)基伊紅-亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基淀粉培養(yǎng)基尿路菌群顯色培養(yǎng)基念珠菌群顯色培養(yǎng)基（2021廣東高考真題）中國(guó)科學(xué)家運(yùn)用合成生物學(xué)方法構(gòu)建了一株嗜鹽單胞菌H，以糖蜜（甘蔗榨糖后的廢棄液，含較多蔗糖）為原料，在實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵生產(chǎn)PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整體利用價(jià)值。工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）為提高菌株H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液體培養(yǎng)基中將蔗糖作為_，并不斷提高其濃度

11、，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)（指培養(yǎng)一段時(shí)間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)）以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用_的方法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有_等。（答出兩種方法即可）唯一碳源 血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù) 誘變育種、基因工程育種 （2）基于菌株H嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，研究人員設(shè)計(jì)了一種不需要滅菌的發(fā)酵系統(tǒng)，其培養(yǎng)基鹽濃度設(shè)為60g/L，pH為10，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上。該系統(tǒng)不需要滅菌的原因是_。（答出兩點(diǎn)即可）（3）研究人員在工廠進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，在適宜的營(yíng)養(yǎng)物濃度、溫度、pH條件下發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液中菌株H細(xì)胞增殖和PHA產(chǎn)量均未達(dá)到預(yù)期，并產(chǎn)生

12、了少量乙醇等物質(zhì)，說明發(fā)酵條件中_可能是高密度培養(yǎng)的限制因素。（4）菌株H還能通過分解餐廚垃圾（主要含蛋白質(zhì)、淀粉、油脂等）來生產(chǎn)PHA，說明其能分泌_。鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制 氧氣（O2或溶解氧）蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等 【答案】唯一碳源 血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù) 誘變育種、基因工程育種 鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制 氧氣（O2或溶解氧） 蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等 【詳解】（1）根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)的目的是提高菌株H對(duì)蔗糖的耐受能力和利用效率，結(jié)合微生物的代謝需求，其液體培養(yǎng)基應(yīng)該以蔗糖作為唯一碳源 。并不斷提高其濃度，經(jīng)多次傳代培養(yǎng)（指培養(yǎng)一段時(shí)間后，將部分培養(yǎng)物轉(zhuǎn)入新配的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)）以獲得目標(biāo)菌株。培養(yǎng)過程中定期取樣并用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，評(píng)估菌株增殖狀況。 此外，選育優(yōu)良菌株的方法還有誘變育種、基因工程育種等。（2）已知，菌株H具有嗜鹽、酸堿耐受能力強(qiáng)等特性，因此當(dāng)培養(yǎng)基鹽濃度為60g/L，pH為10時(shí)，菌株H可正常持續(xù)發(fā)酵60d以上，而鹽濃度為60g/L的條件下，其他雜菌因失水過多而死亡；pH為10的條件下，其他雜菌的酶變性失活，生長(zhǎng)繁殖受抑制，故該系統(tǒng)不