微生物的培養(yǎng)技術及應用課件高二下學期生物人教版選擇性必修三

第二節(jié)微生物的培養(yǎng)技術及應用科學探究討論土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)的方法。生命觀念明確各類微生物都能適應其生活環(huán)境?？茖W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能夠運用生物與環(huán)境相適應的觀點來理解選擇培養(yǎng)的原理。課標要求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數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法。新課導入這該怎么辦呢？科學研究中有沒有成功的實例呢？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。尤其當要分離的微生物在混合的菌群中不是優(yōu)勢種群時，僅通過一般的平板劃線法或稀釋涂布平板法很難實現(xiàn)。關鍵疑問微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)第二課時選擇培養(yǎng)基1973年，科學家從美國黃石國家公園的熱泉中篩選出水生棲熱菌，進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。關鍵篩選條件水生棲熱菌聚合酶鏈式反應（PCR）是一種在體外擴增DNA片段的技術，此項技術要求使用耐高溫的DNA聚合酶。選擇培養(yǎng)基結(jié)合水生棲熱菌的案例，分析在實驗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)，同時抑制或阻止其他微生物的生長。關鍵選擇培養(yǎng)基微生物學中，允許

的微生物生長，同時抑制或阻止

微生物生長的培養(yǎng)基。特定種類其他種類關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菌？抗氨青霉素能力的細菌不抗氨青霉素能力的細菌圖1圖2加入氨青霉素向圖1所示菌落加入氨青霉素之后，會殺死其中不具備抗氨青霉素能力的細菌，便可篩選出具備抗氨青霉素能力的細菌。選擇培養(yǎng)基方法特點案例利用微生物的營養(yǎng)特點進行選擇培養(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菌利用某種化學物質(zhì)進行選擇培養(yǎng)在完全培養(yǎng)基中加入某些化學物質(zhì)，加入的化學物質(zhì)對微生物產(chǎn)生影響，抑制某些微生物，同時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)基配方的設計尿素[CO(NH2)2]含氨量高，化學性質(zhì)相對穩(wěn)定，是重要的氮肥。尿素施入土壤后，會被土壤中的某些細菌分解成NH3，NH3再轉(zhuǎn)化為NO3-

、NH4+等被植物吸收。這些細菌之所以能分解尿素，是因為它們能合成脲酶，脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，NH3可作為細菌生長的氨源。CO(NH2)2+H2O2NH3+CO2脲酶選擇培養(yǎng)基配方的設計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菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設計？2.該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點和不同點？培養(yǎng)基中除了含有細菌必需的碳源、水、無機鹽外，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、無機鹽。關鍵共同點關鍵不同點微生物的選擇培養(yǎng)如果想知道1g土中有多少能分解尿素的細菌，還需對土菌液進行稀釋及科學的微生物數(shù)量測定方法——稀釋涂布平板法。關鍵原理土壤中細菌的數(shù)量龐大，要想得到能分解尿素的細菌的純培養(yǎng)物，必須要對土樣進行_________________，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。涂布時可轉(zhuǎn)動培養(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。空白對照稀釋103倍稀釋104倍稀釋105倍稀釋涂布平板法結(jié)合對照組，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φ障♂?03倍稀釋104倍稀釋105倍對照的培養(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：對照組無菌落，實驗組有菌落。微生物的數(shù)量測定如何對培養(yǎng)基中的菌落進行科學計數(shù)呢？稀釋涂布平板法計數(shù)。通過觀看右側(cè)的演示視頻，了解操作步驟及計數(shù)原理。計數(shù)原理稀釋涂布平板法計數(shù)當樣品的___________足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個單菌落，來源于樣品稀釋液中的____________。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。稀釋度一個活菌ab空白對照稀釋涂布平板法計數(shù)統(tǒng)計的菌落往往比活菌的實際數(shù)目偏

。低計數(shù)結(jié)果分析原因因為兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。統(tǒng)計結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)來表示。稀釋涂布平板法計數(shù)計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代表甲同學做此實驗在稀釋倍數(shù)105獲得3個平板，菌落數(shù)分別是80、90、100，涂布平板時均使用0.1ml菌液，試計算每克土壤中可以分離尿素的細菌數(shù)目？解：

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

。高兩種計數(shù)板的比較細菌計數(shù)板血細胞計數(shù)板計數(shù)原理厚度適用對象在顯微鏡下觀察、計數(shù)，然后再計算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量，統(tǒng)計的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。較薄較厚常用于細菌等較小的細胞常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)土壤中含有能分解尿素的細菌，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菌？提出問題基礎知識絕大多數(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菌。土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)實驗設計尿素是否作為唯一氮源自變量能分解尿素細菌的生長情況因變量培養(yǎng)時間、培養(yǎng)基的pH、溫度等無關變量土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)實驗設計在以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上接種菌液實驗組在完全培養(yǎng)基（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）上接種菌液對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)基空白對照土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)步驟一細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菌的分離和計數(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菌的分離和計數(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倍的稀釋液進行平板培養(yǎng)。接種方法稀釋倍數(shù)土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)步驟三培養(yǎng)與觀察每個濃度至少設置4個平板：前三個是選擇培養(yǎng)基(實驗組，三個重復)。第4個為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。目的：驗證選擇培養(yǎng)基是否有選擇性土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(shù)步驟三培養(yǎng)與觀察如何驗證培養(yǎng)基中是否含有雜菌？設置2個平板作為對照。土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(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)計一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果。土壤中分解尿素的細菌的分離和計數(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記合理規(guī)劃實驗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記。實驗耗時較長，事先規(guī)劃時間，提高實驗效率，操作有條不紊。取土樣時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。當堂檢測A.伊紅美藍培養(yǎng)基；含青霉素培養(yǎng)基B.含青霉素培養(yǎng)基；含氨的無機培養(yǎng)基C.含氨的無機培養(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?、化學抗性而設計的培養(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菌，應選用的培養(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。硝化細菌屬于自養(yǎng)需氧型原核生物。當堂檢測B2.某些土壤細菌可將尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。以下說法錯誤的是（）A.土壤中的細菌之所以能分解尿素，是因為它們能合成脲酶B.能分解尿素的細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菌，在配制培養(yǎng)基時應選擇尿素作為唯一氮源D.篩選分解尿素細菌的培養(yǎng)基含有KH2PO4的作用是提供無機鹽和維持pH當堂檢測3.用稀釋涂布平板法來統(tǒng)計樣品中的活菌數(shù)時，通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)就能推測出樣品中的活菌數(shù)，原因是（）A.菌落中的細菌數(shù)目是固定的B.平板上的一個菌落就是一個細菌C.通過此方法統(tǒng)計的菌落數(shù)與活菌的實際數(shù)目相同D.平板上的一個菌落一般來源于樣品稀釋液中的一個活菌D當堂檢測4.用稀釋涂布平板法測定某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1個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是230B．涂布了2個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是215和260，取平均值238C．涂布了3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3個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是212、240和250，取平均值234D當堂檢測5.右圖為“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)”實驗中樣品稀釋示意圖。據(jù)圖分析，敘述正確的是(

)CA.

3號試管的稀釋倍數(shù)為103倍B.

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