1.2.2微生物的选择培养和计数课件(共28张PPT)-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

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ID：11-19756023

版本：人教版（2019）

类型：课件

地区：全国

文件：3.5MB

日期：2024-04-03

作者：21jy_1106058281

星级：2

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本节聚焦： 1.怎样运用生物与环境相适应的观点来理解选择培养的原理？ 2.如何通过调整培养基的配方来有目的地培养某种微生物？ 3.测定微生物数量的常用方法有哪些？ 1.2.2 微生物的选择培养和计数科学实例聚合酶链式反应（PCR）是一种在体外扩增DNA片段的技术，此项技术要求使用耐高温的DNA聚合酶。美国黄石国家公园那么，如何从众多的微生物中筛选出单一菌种？水生栖热菌能在70-80℃高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。启示：寻找目的菌时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。寻找耐高温的DNA聚合酶 1973年，布鲁克在美国黄石国家公园的一个热泉中筛选出水生栖热菌，并从这种菌种提取出耐高温的DNA聚合酶。为什么水生栖热菌能从热泉中被筛选出来呢？思路：人为提供有利于目的菌生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。选择培养基一在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。以纤维素为唯一碳源培养基不加碳源的培养基不加氮源的培养基 ——分离纤维素分解菌思路： ①在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。 ②改变培养基中的营养成分。例如，缺乏氮源时可以分离固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物；用含无机碳源的培养基分离自养型微生物。 ③改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物；用普通培养基在无氧条件下分离厌氧型和兼性厌氧型微生物。 ——分离自养型微生物 ——分离固氮微生物（能利用空气中的氮气）（能利用无机碳源）加入青霉素 ——分离酵母菌等真菌（青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用）探究·实践选择培养基配方的设计尿素［CO(NH2)2］含氮量高，化学性质稳定，是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可以作为细菌生长的氮源。讨论： 1.如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？ 2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？设计一种选择培养基,尿素作为唯一氮源区别：只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本相同。 (细菌生长的氮源) 尿素 NH3 脲酶尿素分解菌【典例】据培养基的配方表，回答下列问题：牛肉膏 5.0g 蛋白胨 10.0g NaCl 5.0g 琼脂 20.0g 蒸馏水定容到1000ml KH2PO4 1.4g NaH2PO4 2.1g MgSO4·7H2O 0.2g 葡萄糖 10.0g 尿素CO(NH2)2 1.0g 琼脂 15.0g 蒸馏水定容到1000ml 培养基一培养基二 1.从物理性质看，两种培养基属于哪类？依据是什么？培养基的主要用途是什么？固体培养基的主要用途：分离、鉴定、计数。 2.从用途上来讲，哪个属于选择培养基？将得到何种细菌？可获得能分解尿素的微生物。 3.两种培养基中共有哪些成分？碳源、氮源、水、无机盐培养基二的碳源为_______，氮源为_______；葡萄糖尿素都属于固体培养基。依据是添加了凝固剂——琼脂，且比例为1.5%-2%。培养基二编号 ① ② ③ ④ ⑤ 成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O 含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 100 mL 【典例】据某微生物培养基的配方表回答下列问题 1.此培养基按物理性质划分属于培养基，理由是；按功能划分属于培养基，因为没有碳源，只有微生物才能生长(利用空气中的CO2)。 2.此培养基含有的微生物的营养成分包括三类，若加入氨基酸，则它可充当的营养成分包括。 3.若要观察微生物的菌落特征，培养基中应添加的成分是。 4.若用该培养基来分离尿素分解菌，应除去表中成分(填表中序号)，应加入和的有机物。液体选择自养型水、无机盐、氮源碳源、氮源、生长因子凝固剂(琼脂) ① 尿素不含氮元素没有凝固剂(琼脂) 1g土壤中有多少能分解尿素的细菌？分离：获得分解尿素的细菌的纯培养物计数：测定分解尿素的细菌的数量稀释涂布平板法——将菌液进行一系列梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养。注意：稀释度足够高时，能在培养基表面形成单个菌落。微生物的选择培养二稀释涂布平板法系列稀释（梯度稀释）涂布平板 1.梯度稀释 ①铲取土样，将样品装入纸袋中 1ⅹ10 1ⅹ107 1ⅹ106 1ⅹ103 1ⅹ102 1ⅹ104 1mL 1mL 1mL 1mL 1mL 1ⅹ105 注意：取土样用的小铁铲和盛土样的的纸袋在使用前都要灭菌微生物的选择培养二 ——稀释涂布平板法 ②将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 90mL 无菌水 9mL无菌水 1mL ③取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。 ④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。 ⑤将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。 ⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。注意：各浓度分别涂布3个平板（重复实验）注意：多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。 2.涂布平板微生物的选择培养二 ——稀释涂布平板法 107 106 103 102 104 1mL 1mL 1mL 1mL 9mL无菌水 1mL 105 1.梯度稀释移液枪恒温培养箱稀释103倍稀释104倍稀释105倍空白对照细菌一般选用104、105、106 稀释倍数的菌液进行涂布培养。待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30-37℃的恒温培养箱中，培养1-2d。 3.菌落培养微生物的选择培养二 ——稀释涂布平板法 {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}方法平板划线法稀释涂布平板法纯化原理接种工具单菌落的获得用途接种效果图相同点通过连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散将菌液进行一系列的等比稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以得到单菌落。接种环涂布器从最后划线区挑取稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落分离纯化菌种，获得单菌落 ①分离纯化菌种，获得单菌落 ②用于计数 ①都能分离纯化菌种 ②都在固体培养基上进行的平板划线法 vs 稀释涂布平板法 ①稀释涂布平板法 ②显微镜直接计数法微生物的数量测定三血细胞/细菌计数板 ——间接计数法 ——直接计数法要求: ①选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30-300、适于计数的平板。 ②同一稀释度至少对3个平板进行重复计数，然后求平均值；微生物的数量测定三 ①稀释涂布平板法缺点: 统计的菌落数往往比活菌的实际数目少统计的结果一般用菌落数而不是活菌数表示； ①分离微生物 ②统计样品中活菌的数目原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。【原因：当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。】分析实验结果时，要考虑重复组结果是否接近，如果相差太大，意味着操作有误，需重新实验。思考：如何从平板上的菌落数推测出每克（每ml）样品中的菌落数？每克（每ml）样品中的菌落数＝(C÷V)×M 注：C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(ml) M代表稀释倍数微生物的数量测定三 ①稀释涂布平板法 ——间接计数法【例1】两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。从对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。 1.甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230。 2.乙同学在该浓度下涂布了A、B、C三个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学以这三个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这两位同学的作法正确吗？如果有问题，错在哪？甲：没有重复实验（至少涂布3个平板）乙：其中一个平板计数结果与其他两个相差太大，操作过程可能出现了错误。【例2】某同学在稀释倍数为106 的培养基中测得平板上菌落数的平均数为234，那么每克样品中的细菌数是（涂布平板时所用稀释液的体积为0.1ml）。 A. 2.34×108 B. 2.34×109 每克（每ml）样品中的菌落数＝(C÷V)×M 血细胞计数板：细菌计数板：缺点： ①不能区分死菌和活菌→偏大 ②不适于对运动细菌的计数。 ③个体小的细菌在显微镜下难以观察。优点：快速、直观微生物的数量测定三 ②显微镜直接计数法 ——直接计数法（计数板计数法）常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数对细菌等较小的细胞进行观察和计数；稀释涂布平板法显微镜直接计数法微生物的数量测定三血细胞/细菌计数板 ——偏小 (统计的菌落数比活菌的实际数目少) ——活菌、死菌一起统计→偏大 107 106 103 102 104 1mL 1mL 1mL 1mL 9mL无菌水 1mL 105 【练习】土壤是微生物的天然培养基,下面是有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验过程,请根据下图回答相关问题。 (1)为分离出土壤中分解尿素的细菌,应该用　　　　　　　　的选择培养基进行分离。 (2)若取土样5 g,应加入　　　　中配制成1×101倍稀释的土壤溶液。因土壤中细菌密度很大,需要不断加以稀释,配制成如上图所示的不同浓度的土壤溶液。取样稀释前,一定要　　　　　　　　以减少误差。从1×103-1×107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1 mL加到固体培养基上,用　　将其分散,每个浓度稀释液至少接种　　个平板,以减少实验误差。 (3)将接种的培养皿　　　　在30-37℃的　　　箱中培养1-2 d,观察并统计　 ,结果如上表所示。找出合适浓度,推测出每克土样中的菌落数为　。 {5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}稀释倍数 1×103 1×104 1×105 1×106 1×107 平均菌落数 >500 367 248 26 18 以尿素为唯一氮源 45 mL无菌水摇匀(振荡、混匀)　涂布器 3 倒置恒温培养　菌落数 2.48×108 1.提出问题土壤中含有能分解尿素的细菌，我们如何分离它们？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？利用以“尿素作为唯一碳源”的选择培养基，可以分离。 2.做出假设 3.实验设计实验步骤土壤取样制备培养基样品稀释与取样涂布微生物的培养与观察探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数实验原理绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 CO(NH2)2+H2O 脲酶 2NH3+CO2 常见的分解尿素的微生物：芽孢杆菌、小球菌、棒状杆菌等细菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。 ①提供无机盐 ②调节pH ①培养基的制备制备选择培养基（尿素为唯一氮源）制备牛肉膏蛋白胨培养基对照作用思考1.为什么还要制备牛肉膏蛋白胨培养基？探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 4.进行实验 ①碳源 ②提供能量 ②土壤取样 A 取样地：酸碱度接近中性的潮湿土壤中。 B 取样：铲去表层土（一般3cm左右）。细菌绝大部分分布在距地表3～8cm的土壤层。探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 4.进行实验 ③样品的稀释与涂布平板测土壤细菌数：一般用104、105、106稀释液。测土壤酵母菌数：一般用102、103、104稀释液。不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在30～300、适于计数的平板。思考3.在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，怎样做才能保证从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数？选用稀释范围更大的稀释液进行平板培养思考2.测定土壤中细菌总量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？每个浓度至少设置4个平板 1、2、3平板是选择培养基（实验组，三个重复） 4为牛肉膏蛋白胨培养基（对照组，用以判断选择培养基是否具有选择作用）整个实验还要设置2个空白对照平板：不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基——验证培养基中是否含有杂菌。探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 4.进行实验 ③样品的稀释与涂布平板 1）每个浓度设置了个平板，1、2、3平板是选择培养基（实验），4为培养基（用以判断选择培养基是否具有选择作用）； 2）另外，整个实验还要设置个空白对照平板：未接种的。培养基，以验证培养基中是否含有杂菌。 4 重复牛肉膏蛋白胨 2 选择培养基和牛肉膏蛋白胨 ④微生物的培养与观察探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 4.进行实验培养条件：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2d。观察：每隔统计一次菌落数目，选取时的记录作为结果。防止。结果：一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，如形状、大小和颜色等。因培养时间不足而导致菌落数目遗漏 24h 菌落数目稳定注意事项： 1.涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 2.取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 3.实验使用的平板和试管较多，为了避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明等。探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数组别、培养日期和稀释度 1.结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。 2.你是否获得了某一稀释度下菌落数为30-300的平板？在这一稀释度下，是否至少有2个平板的菌落数接近？ 3.你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少？与其他同学统计的结果接近吗？如果差异很大,可能是什么原因引起的？提示：如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。 ⑤结果分析与评价探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数提示：如果得到了两个或多个菌落数为30～300的平板，说明稀释度合适，操作比较成功，能够进行菌落的计数。提示：如果是用同一土样进行的操作，数据应该比较接近。如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。本活动只是初步筛选了能分解尿素的细菌,对分离的菌种进行鉴定还需要借助生物化学的方法。你可以查阅相关资料,进一步设计实验来鉴定自己分离的菌种。 5.进一步探究探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 CO(NH2)2+H2O 脲酶 2NH3+CO2 方法：在培养基中加入酚红指示剂呈碱性，遇酚红指示剂呈红色。 ——鉴别培养基 ①液体培养基可以直接看液体的变色情况； ②固体培养基上可以观察菌落周围是否出现红色环带。二、拓展应用 1.反刍动物，如牛和羊具有特殊的器官一瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。提示：反刍动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为厌氧菌，接触空气后会死亡。练习与应用（P20） ①用“尿素为唯一氮源”的选择培养基进行培养 ②创造无氧环境进行培养 2.地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中 40%-60% 能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用精杆等生产酒精，用纤维索酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维索被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈(如下图所示)。请回答下列问题。练习与应用（P20）（1）现在要从土壤中分离纤堆素分解菌,请你给出详细的实验方案。（2）你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌？为什么？（3）有同学说,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。用“纤维素为唯一碳源”的选择培养基进行培养，并在培养基加入刚果红进行鉴别。纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土等这是人工设置适合纤维素分解菌生存的环境,腐烂的滤纸上很可能有纤维素分解菌。透明带直径与菌落直径比值越大，说明分解纤维素的能力越强