1.2.2微生物的选择培养和计数讲义高二下学期生物人教版选择性必修3.docx

二　微生物的选择培养和计数【知识链接】一、选择培养基1.实验室中微生物筛选的原理:人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长2.方法:利用选择培养基分离1)选择培养基:在微生物学中,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2)选择培养基的设计原理:根据某种微生物对某种营养物质的特殊要求或对某些特殊理化因素的抗性进行设计3)典型实例:利用以尿素为唯一氮源的选择培养基分离土壤中分解尿素的细菌二、微生物的选择培养1.方法:对样品进行充分稀释,然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上2.稀释涂布平板法的操作过程:(1)系列梯度稀释操作:(2)涂布平板操作:①取菌液:取0.1 mL菌液,添加到培养基表面 ②涂布器灭菌:取出浸在酒精中的涂布器,放在火焰上燃烧,酒精燃尽后,冷却涂布器③涂布过程: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,使菌液分布均匀3.培养:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入恒温培养箱中培养,观察三、微生物的数量测定1.稀释涂布平板法:(1)原理:当样品中的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。

通过统计平板上的菌落数,就能推测样品中大约含有多少活菌2)计数原则:平板上菌落数应在30～300,同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求出平均数3)不足:当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是1个菌落,所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少2.显微镜直接计数法:(1)计数工具:显微镜、细菌计数板或血细胞计数板2)不足:由于计数结果是活菌数和死菌数的总和,所以一般比活菌的实际数目偏多四、探究·实验——土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.提出问题:如何分离土壤中分解尿素的细菌?每克土壤样品中含有多少分解尿素的细菌?2.基础知识:组分含量提供的主要营养KH2PO41.4 g无机盐Na2HPO42.1 gMgSO4·7H2O0.2 g葡萄糖10.0 g碳源尿素1.0 g氮源琼脂15.0 g凝固剂H2O定容至1 000 mL水3.实验设计:(1)土壤取样:先铲去表层土,取距地表3～8cm的土壤,将样品装入纸袋中2)样品稀释:一般选用1×104、1×105、1×106倍稀释的稀释液进行平板培养3)微生物的培养与观察:一般在30～37 ℃的温度下培养1～2 d,每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。

 4.操作提示:选一选:基于对土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作的理解,选出下列关于实验操作的正确说法:①②⑤①本实验耗时长,应提前制订好计划,提高效率②本实验用到的器材比较多,应该对试管和平板做好标记③取土样的铁铲和取样纸袋使用前都要经过消毒④为了防止杂菌污染,从酒精中取出的涂布器应该直接在酒精灯火焰上充分燃烧灭菌⑤过热的涂布器不能直接放在盛有酒精的烧杯中5.结果分析与评价:判一判:基于对实验过程的理解,判断下列实验分析的正误:(1)由于使用了选择培养基,因此本实验不需要设置对照组 ( ) (2)在同一稀释度下,至少要涂布3个平板 ( )(3)当菌落数目稳定时,选取菌落数在30～300的平板进行计数 ( )(4)应该仔细观察培养基上菌落的形状、大小、颜色等特征,并要做好记录 )(5)统计的分解尿素的细菌菌落数目就是样品中分解尿素的活菌数目 ( )　　　　　　　　　　　知识点一 微生物的选择培养与计数方法　 1.选择培养的目的:从众多微生物中分离出需要的特定微生物2.筛选微生物常用培养基 —— 选择培养基:选择培养基特殊成分控制某一条件(如唯一氮源)或加入某种物质(如青霉素)目的抑制或阻止其他微生物生长,促进目的微生物的生长用途培养、分离出特定微生物举例培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素,抑制细菌生长;用以尿素为唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌3.两种纯化方法的比较:稀释涂布平板法(活菌计数法)显微镜直接计数法原理当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个单菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。

通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量用具培养基、涂布器等显微镜、血细胞计数板等计数对象培养基上的菌落菌体本身公式每克样品中的菌落数=(C÷V)×MC:某一稀释度下平板上生长的平均菌落数;V:涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);M:稀释倍数每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数×400×104×稀释倍数优点计数的是活菌计数方便、操作简单缺点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活菌、死菌都计算在内(不能区分细胞死活)、菌体过小或可以运动的情况下难以计数计数结果比实际值偏小比实际值偏大【特别提醒】稀释涂布平板法操作过程中的两点提醒(1)稀释操作时:每支试管及其中的水、移液枪等均需灭菌;操作时,试管口和移液枪应在离火焰1～2 cm处2)涂布平板时:①涂布器浸在体积分数为70%的酒精中,取出时,让多余酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中,以免引燃其中的酒精③酒精灯与培养皿距离要合适,移液枪枪头不接触任何物体。

典例一】(2020·全国Ⅰ卷)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S研究人员按照如图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y回答下列问题:(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用　　　　　　　　　　的方法进行灭菌乙培养基中的Y物质是　　　　　　　　　甲、乙培养基均属于　　　　　　　　培养基 (2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释　　　　　倍 (3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　(答出1点即可) (4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

 【典例二】 (2021·青岛高二检测)下列关于测定土壤中微生物数量的叙述,不正确的是(　　)A.显微镜直接计数计算的结果比实际值偏大B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落C.采用稀释涂布平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数D.统计菌落数目时,只要菌落数目在30～300的平板都可以计数,并以它们的平均值作为统计结果【典例三】科学家通过实验发现了细菌的快速进化过程人们发现,用肉汤培养假单胞杆菌,如果肉汤保持不动,不久后,在肉汤的不同部位,如表面、底部或其他部位,细菌的形态发生了如图所示的变化,出现一定数量的变异株下列有关说法错误的是(　　)A.这个实验说明了细菌在不同的小环境中发生了进化B.细菌的生命周期短,繁殖速度快,容易受到外界环境影响而发生变化C.用静置的肉汤培养FS细菌,其菌落形状将趋于一致D.用不断摇动的肉汤培养SM细菌,不会出现FS细菌和WS细菌知识点二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数　 1.分离菌种的原理:在以尿素为唯一氮源的选择培养基上,只有能产生脲酶的微生物才能分解尿素2.实验设计流程:(1)土壤取样:①要求:富含有机质、酸碱度接近中性且潮湿的土壤②取样土层:距地表3～8 cm的土壤层。

2)制备培养基:用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组,用以尿素为唯一氮源的培养基作为实验组,用来判断选择培养基是否具有选择作用3)样品的稀释:①火焰旁称取土壤样本②将稀释倍数为103～107的稀释液涂布平板,每个稀释度至少涂布3个平板作为重复组4)涂布平板:(5)培养与观察:①将涂布好的平板和空白平板放在适宜温度下的培养箱中倒置培养②每隔24 h统计一次菌落数目,比较牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基中菌落的数量、形态等,并做好记录6)菌落计数:当菌落数目稳定时,选取菌落数在30～300的平板进行计数3.鉴定原理:分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为NH3,使培养基的碱性增强,pH升高在选择培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌,若指示剂变红,可初步鉴定该种细菌能够分解尿素特别提醒】实验中两种“对照组”的比较①判断培养基中“是否有杂菌污染”,需将未接种的培养基(空白对照组)同时进行培养②判断选择培养基“是否具有筛选作用”,需设置完全培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)进行接种培养,观察两种培养基上菌落数目,进行对比得出结论典例一】人和哺乳动物的尿液中含有尿素,大量尿素的存在会对环境造成污染土壤中有些细菌含有脲酶,可降解尿素。

以下是某同学从土壤中筛选出降解尿素菌株的实验流程请回答有关问题:配制土壤溶液→梯度稀释→涂布平板与培养→菌落计数(1)用以　　　　　为唯一氮源的培养基筛选能分泌脲酶的细菌从功能上讲,该培养基属于　　　　　培养基分离培养细菌时必须进行　　　　　操作 (2)采用　　　　　法时需要将样液进行一系列的梯度稀释,然后接种培养、计数菌落在稀释土壤溶液的过程中每一步都要在　　　　　旁进行操作稀释处理的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,接种后的培养皿倒置于适宜温度的恒温箱中培养,平板倒置培养的目的主要是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3)若培养基中存在分泌脲酶的细菌,其菌落周围会出现　　　　　　　　,这是由于尿素被分解产生　　　　　　　　,遇培养基中所加酚红指示剂产生的颜色变化所致变色区域越大,表明该菌株降解尿素的能力　　　　　 (4)分离细菌时使用固体平面培养基的原因是　　　　　　　　　　　　　　 【典例二】(2021·唐山高二检测)尿素是一种重要的农业肥料,但若不经细菌的分解,就不能更好地被植物利用下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的叙述正确的是(　　)A.培养基中加入尿素作为唯一碳源,该培养基是鉴别培养基B.测定土壤中分解尿素的细菌数量和测定土壤中放线菌的数量可采用相同的稀释度C.细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高D.利用稀释涂布平板法可以直接完成土壤中分解尿素的细菌的分离计数和纯化鉴定【典例三】在做分离分解尿素的细菌实验时,A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学只筛选出大约50个菌落。

A同学的结果产生的原因可能有(　　)①土样不同　　　　②培养基被污染③操作失误　　　　④没有设置对照A.①②③　　　　　B.②③④C.①③④ D.①②④。