微生物的選擇培養(yǎng)與計(jì)數(shù)課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2節(jié)微生物的基本培養(yǎng)技術(shù)

第2課時(shí)

微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能運(yùn)用生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)，解釋選擇培養(yǎng)基篩選微生物的原理。2.能按照科學(xué)探究的要求，應(yīng)用稀釋涂布平板法和微生物數(shù)量測(cè)定的方法，設(shè)計(jì)從土壤中分離分解尿素的細(xì)菌并進(jìn)行計(jì)數(shù)的方案。依據(jù)設(shè)計(jì)的方案，運(yùn)用無菌操作技術(shù)和微生物分離、培養(yǎng)的方法初步分離出目標(biāo)菌。1.選擇培養(yǎng)基：在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。2.實(shí)例：一

選擇培養(yǎng)基一

在美國黃石國家公園的一個(gè)熱泉中發(fā)現(xiàn)了耐熱的水生棲熱菌，并分離到耐高溫的DNA聚合酶。相應(yīng)的生存環(huán)境中尋找實(shí)驗(yàn)室微生物篩選原理: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生長。一

選擇培養(yǎng)基一尿素施入土壤后，會(huì)被某些細(xì)菌分解成NH3，再被轉(zhuǎn)化為NO3-、NH4+等被植物吸收。這些細(xì)菌能合成脲酶，脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，再被轉(zhuǎn)化為NO3-、NH4+等被植物吸收。通常1g土壤中有幾億到幾百億個(gè)土壤微生物，其中細(xì)菌的數(shù)量最多，能分解尿素的細(xì)菌只是其中的一部分。思考討論1.如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤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)？3.怎么證明一個(gè)選擇培養(yǎng)基具有選擇性呢？一

選擇培養(yǎng)基一1.選擇培養(yǎng)基的作用：分離并計(jì)數(shù)某種微生物的數(shù)量（例如，能分解尿素的細(xì)菌）。(1)方法：對(duì)樣品進(jìn)行充分稀釋，然后將菌液涂布到制備好的選擇培養(yǎng)基上。(2)稀釋涂布平板法的操作過程①系列稀釋操作a.編號(hào)為1×102～1×107試管中分別盛有9mL

無菌水。b.將10g土樣加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，充分搖勻。c.取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。②涂布平板操作取菌液：取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面

↓涂布器消毒：將涂布器浸在盛有

酒精

的燒杯中

↓涂布器滅菌：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)行涂布一

選擇培養(yǎng)基一一

選擇培養(yǎng)基一

↓涂布平板：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)皿，使涂布均勻(3)培養(yǎng)：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。一

選擇培養(yǎng)基一3.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)，培養(yǎng)基表面生長的一個(gè)單菌落，來源于樣品稀釋液中的一個(gè)

活菌

。通過統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少

活菌

。②計(jì)數(shù)原則：一般選擇菌落數(shù)為

30~300

的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。樣品的稀釋度將直接影響平板上的菌落數(shù)目，通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)。在同一稀釋度下，應(yīng)至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求出

平均值

。計(jì)算結(jié)果一般比實(shí)際結(jié)果偏小。一

選擇培養(yǎng)基一③計(jì)算公式(2)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法一種常用的、快速直觀的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。該方法利用特定的細(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)，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。計(jì)算結(jié)果一般偏大。M：代表稀釋倍數(shù)；C：代表某一稀釋度下平板上生長的平均菌落數(shù)；V：代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)每g樣品中的菌落數(shù)＝(C÷V)×M項(xiàng)目顯微鏡直接計(jì)數(shù)法稀釋涂布平板法主要用具顯微鏡、_____________

等培養(yǎng)基等計(jì)數(shù)依據(jù)菌株本身培養(yǎng)基上的

數(shù)優(yōu)點(diǎn)計(jì)數(shù)方便、操作簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)的都是活菌缺點(diǎn)死菌、活菌都計(jì)數(shù)在內(nèi)操作復(fù)雜、有一定誤差計(jì)算公式每毫升原液含菌株數(shù)＝每小格平均菌株數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)血細(xì)胞計(jì)數(shù)板或細(xì)菌計(jì)數(shù)板菌落每克樣品中的菌株數(shù)＝兩種計(jì)數(shù)方法平板劃線法稀釋涂布平板法主要步驟接種環(huán)在固體培養(yǎng)基表面連續(xù)劃線等比稀釋操作和涂布平板操作接種工具接種環(huán)涂布器單菌落的獲得從最后劃線的區(qū)域挑取稀釋度合適，整個(gè)平板上都可找到單菌落用途分離純化菌種，獲得單菌落①分離純化菌種，獲得單菌落②用于計(jì)數(shù)培養(yǎng)結(jié)果相同點(diǎn)都能將微生物分散到固體培養(yǎng)基表面，以獲得單細(xì)胞菌落，達(dá)到分離純化微生物的目的，也可用于觀察菌落特征課堂練習(xí)研究者擬從堆肥中取樣并篩選能高效降解羽毛、蹄角等廢棄物中角蛋白的嗜熱菌。根據(jù)堆肥溫度變化曲線(如圖)和選擇培養(yǎng)基篩選原理來判斷，下列最可能篩選到目標(biāo)菌的條件組合是A.a點(diǎn)時(shí)取樣、尿素氮源培養(yǎng)基B.b點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基C.b點(diǎn)時(shí)取樣、蛋白胨氮源培養(yǎng)基D.c點(diǎn)時(shí)取樣、角蛋白氮源培養(yǎng)基√課堂練習(xí)√2.如圖是純化微生物時(shí)采用的兩種接種方法接種后培養(yǎng)的效果圖，下列相關(guān)敘述正確的是A.圖甲三個(gè)平板中所用培養(yǎng)液的稀釋倍數(shù)相同B.圖甲、乙均適合分離微生物，但乙不適合對(duì)微生物進(jìn)行計(jì)數(shù)C.圖甲、圖乙所用的接種工具分別是接種環(huán)和涂布器D.圖乙每次劃線應(yīng)從同一起點(diǎn)開始以便使聚集的菌種逐步稀釋獲得單菌落一二

探究?實(shí)踐——土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)土壤取樣①土壤要求：酸堿度接近中性且潮濕。②取樣部位：距地表約3～8cm的土壤層。(2)樣品的稀釋：測(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量，一般選用1×104、1×105和1×106倍稀釋的稀釋液進(jìn)行平板培養(yǎng)，當(dāng)?shù)谝淮巫鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以將稀釋的范圍放寬一點(diǎn)。(3)微生物的培養(yǎng)與觀察①培養(yǎng)：根據(jù)不同微生物的需要，控制適宜的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌一般在30～37℃的溫度下培養(yǎng)1～2

d。②觀察：a.觀察方法：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，這樣可以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而遺漏部分菌落。b.記錄菌落的特征：包括菌落的形狀、大小和顏色等。一二

探究?實(shí)踐——土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)2.操作提示(1)無菌操作：取土樣的用具在使用前都需要滅菌。(2)做好標(biāo)記：本實(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。例如，在標(biāo)記培養(yǎng)皿時(shí)應(yīng)該注明組別、培養(yǎng)日期和平板上培養(yǎng)樣品的稀釋度等。(3)制定計(jì)劃：對(duì)于耗時(shí)較長的生物實(shí)驗(yàn)，需要事先規(guī)劃時(shí)間，以便提高實(shí)驗(yàn)效率，在操作時(shí)有條不紊。一二

探究?實(shí)踐——土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)目的現(xiàn)象結(jié)論是否有雜菌污染的判斷對(duì)照組的培養(yǎng)基中無菌落生長未被雜菌污染培養(yǎng)物中菌落形態(tài)多樣，菌落數(shù)偏高培養(yǎng)物中混入其他雜菌選擇培養(yǎng)基是否起篩選作用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上的菌落數(shù)目大于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目選擇培養(yǎng)基具有篩選作用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，說明該細(xì)菌能夠分解尿素。CO（NH2）2+H2O CO2+2NH3

脲酶原理：脲酶催化尿素分解成氨→培養(yǎng)基堿性增強(qiáng)→酚紅變紅→脲酶陽性①液體培養(yǎng)基可以直接看液體的變色情況；②固體培養(yǎng)基上可以觀察菌落周圍是否出現(xiàn)紅色環(huán)帶，紅色環(huán)帶直徑與菌落直徑比值越大，說明分解能力越強(qiáng)。鑒定培養(yǎng)基土壤中分解尿素的細(xì)菌的鑒定鑒定培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品(不影響微生物正常生長)，使微生物的某種代謝產(chǎn)物與培養(yǎng)基中的特定指示劑或化學(xué)藥品發(fā)生反應(yīng)。從而達(dá)到鑒定的作用。伊紅和美藍(lán)培養(yǎng)基鑒別大腸桿菌剛果紅培養(yǎng)基鑒別纖維素分解菌項(xiàng)目選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基原理用途舉例圖示加入不影響甚至促進(jìn)目標(biāo)微生物生長，而抑制或阻止其他種類微生物生長的化學(xué)物質(zhì)加入某種指示劑或化學(xué)藥品(不影響微生物正常生長)，使微生物的某種代謝產(chǎn)物與培養(yǎng)基中的特定指示劑或化學(xué)藥品發(fā)生反應(yīng)培養(yǎng)、分離出目標(biāo)微生物鑒別不同的微生物培養(yǎng)酵母菌和霉菌，可在培養(yǎng)基中加入青霉素，抑制細(xì)菌生長；用以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基來培養(yǎng)尿素分解菌可用伊紅—亞甲藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基鑒定飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌(若有，菌落呈深紫色，并有金屬光澤)土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)課堂練習(xí)√3.下列關(guān)于“土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)”實(shí)驗(yàn)操作的敘述，不正確的是A.利用稀釋涂布平板法準(zhǔn)確估計(jì)菌落數(shù)目的關(guān)鍵是有恰當(dāng)?shù)南♂尪菳.若要判斷選擇培養(yǎng)基是否起到了選擇作用，需要設(shè)置未接種的牛肉膏

蛋白胨培養(yǎng)基作為對(duì)照C.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用稀釋涂布平板法D.用以尿素為唯一氮源且添加了酸堿緩沖劑的培養(yǎng)基來培養(yǎng)該細(xì)菌后不

會(huì)使酚紅指示劑變紅課堂練習(xí)4.在做“土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲同學(xué)從對(duì)應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的