生物人教版(2019)选择性必修3 1.2.2微生物的选择培养和计数(共33张ppt)

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名称 生物人教版(2019)选择性必修3 1.2.2微生物的选择培养和计数(共33张ppt)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2023-01-09 00:08:18

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文档简介

(共33张PPT)
第2节 微生物的培养技术及应用
二 微生物的选择培养和计数
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。1973年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用于聚合酶链式反应(PCR)。
讨论:
1.筛选水生栖热菌的思路是什么样的?
2.为什么水生栖热菌能从热泉中筛选出来呢?
这是因为水生栖热菌能在70-80℃的高温条件下生存,而绝大多数微生物在此条件下不能生存。
【问题探讨】
美国黄石公园
耐高温的酶
耐高温生物体
高温环境(热泉、火山口)
寻找
寻找
根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
筛选原则:
耐寒微生物
石油分解菌
被石油污染的土壤
冰川冻土层
实验室筛选微生物原理:
人为提供_______________的条件(包括_____、_____和_____等),同时_______________________
有利于目的菌生长
抑制或阻止其他微生物的生长
营养
温度
pH
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。
(一)选择培养基
1. 定义
类型 条件 分离得到的菌种
(1)改变培养条件
(2)添加某种化学物质
(3)营养缺陷
70~80℃的高温
水生栖热菌
2.类型
加入青霉素
酵母菌、霉菌等真菌
高浓度食盐
金黄色葡萄球菌
不加碳源
不加氮源
自养型微生物
固氮菌
培养基中加氨苄青霉素
具有抗氨苄青霉素能力的菌落
长出各种各样的细菌
培养基+氨苄青霉素
没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰
怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌
培养基
(一)选择培养基
怎么证明一个选择培养基具有选择性呢?
(2)由于土壤细菌的数量庞大,那么怎么获得要想得到特定微生物的纯培养物呢?
(二)微生物的选择培养
(1)1g土壤中有多少能分解尿素的细菌?
分离:
计数:
尿素的立体结构
CO(NH2)2
脲酶
+ H2O
+ CO2
2NH3
以尿素作为唯一氮源
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?
除以尿素作为唯一氮源外,该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。
选择培养基配方的设计
讨论
原理
培养基一
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0g
琼脂 20.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基二
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
学以致用
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长,绝大部分分布在距地表3~8cm的土壤层。铲去表层土3cm左右,取样,将样品装入事先准备好的信封中。
操作步骤:
1.土壤取样
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。
注意
(二)微生物的选择培养
2.样品的稀释(梯度稀释菌液)
1×10
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1 mL
1×102
1×103
1×104
1×105
1×106
1×107
9 mL 无菌水
90mL无菌水
10g
②将10 g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。
二、微生物的选择培养
微量
移液器
二、微生物的选择培养
(2)涂布平板
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。
待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,培养。
① 测细菌数:一般用104、105、106稀释液。
② 测放线菌数:一般用103、104、105稀释液。
③ 测真菌数:一般用102、103、104稀释液。
(3)样品的稀释与涂布平板
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之间适于计数的平板。
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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?
思考
选择一个比较宽的范围,将1×103~1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养,以保证能从中选择出菌落数在30~300的平板进行计数。
3.实验步骤
四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(3)样品的稀释与涂布平板
选择培养基
(平行重复)
牛肉膏蛋白胨培养基(作为对照)
①本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组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
(3)样品的稀释与涂布平板
注意事项:
②建立“有菌观念”。实验室、实验器材(取土样的小铁铲、盛土样的纸袋等)、操作者、空气中都存在微生物,都有污染的可能,必须进行严格的消毒、灭菌,整个实验过程(称取土样、稀释土壤溶液等)要在酒精灯火焰旁进行。
3.实验步骤
4.培养与观察
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
空白对照
二、微生物的选择培养
恒温培养箱
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。
① 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。
② 观察:每隔24h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
③ 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。
(4)微生物的培养与观察
3.实验步骤
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
操作示范视频:
①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。
选择30-300个菌落的平板进行计数;
每个稀释度至少取3个平板取其平均值;
统计的菌落往往比活菌的实际数目低;
统计的结果一般用菌落数而不是活菌数来表示;
恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。
②计数原则:
因为当两个或多个细胞连在一起时,繁殖后形成的还是一个菌落
1.间接计数法 — 稀释涂布平板法
三、微生物的数量测定
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
空白对照
M代表稀释倍数;
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)
每g样品中的菌落数=(C÷V)×M
例1: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g样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL) ( )
A. 2.34×108 B. 2.34×109 C. 234 D. 23.4
B
三、微生物的数量测定
③计算公式:
1.间接计数法 — 稀释涂布平板法
例2. 某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:甲同学在该浓度下涂布了一个平板,统计的菌落数为230;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。
请评价这两位同学的实验结果的有效性:
1.甲同学____________________________________;
原因是____________________________________。
2.乙同学____________________________________;
原因是____________________________________。
实验操作不合理
未设置重复实验组
结果计算不合理
21与另外两组数值相差太大,应舍去
三、微生物的数量测定
1.间接计数法 — 稀释涂布平板法
常用微生物分离方法比较
比较 平板划线法 稀释涂布平板法
工具 接种环 涂布器
原理 在数次划线后培养,可以分离到由一个细菌细胞繁殖而来的肉眼可见的细胞群体,即菌落。 在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细菌细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。
特点 方法简单,但不适宜计数 单菌落更易分开,可以计数,但操作复杂。
结果
共同点 使培养基上形成由单个细菌细胞繁殖而来的子细胞群体——菌落
二、微生物的选择培养
不能区分死菌与活菌;
个体小的细菌在显微镜下难以观察;
2.直接计数 —计数板计数法
①原理:利用细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
②缺点:
三、微生物的数量测定
计数区
放大后的计数室
(4)计数方法:
每毫升原液所含细菌数=
每小格平均细菌数×400×10000×稀释倍数
注意:统计结果一般是活菌数和死菌数的总和。(“染色排除法”)
三、微生物的数量测定
2.直接计数法——显微镜直接计数
内容 直接计数法 间接计数法
主要用具
计数依据
优点
缺点
计算公式
显微镜、细菌计数板
或血细胞计数板
涂布器
细菌个数
培养基上菌落数
计数方便、操作简单
计数的是活菌
不能区分死菌与活菌
操作较复杂且有一定误差
每毫升原液含菌株数=400×1 0000×每小格平均菌株数×稀释倍数
每毫升原液含菌株数=
平均菌落数/所用涂布液体积×稀释倍数
三、微生物的数量测定
内容 现象 结论
有无杂菌污染的判断 对照的培养皿中无菌落生长
培养基中菌落数偏高
菌落形态多样,菌落数偏高
选择培养基的筛选作用 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目
样品的稀释操作 得到3个或3个以上菌落数目在30~300的平板
重复组的结果 若选取同一土样,统计结果应接近
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
4.结果分析与评价
未被杂菌污染
被杂菌污染
培养基中混入其他杂菌
选择培养基具有筛选作用
操作成功
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。
细菌合成的脲酶将尿素分解为氨,氨会使培养基的碱性增强,pH升高,因此可以通过检测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应,进而判断该菌是否为尿素分解细菌。
原理
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
5.进一步探究
脲酶的检测
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
5.进一步探究
方法
在以尿素为唯一氮源的培养 基中加入酚红指示剂,培养某种细菌后,如果pH升高,指示剂将变红。这样,我们就可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。
液体培养基:
可以直接看液体的变色情况。
固体培养基:
可以观察菌落周围是否出现红色环带,红色环带直径与菌落直径比值越大,说明分解能力越强。
课堂小结
1. 研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌。判断下列相关表述是否正确。
(1)这种培养基是一种选择培养基。( )
(2)利用这种石油降解菌可以降解石油。修复土壤。( )
(3)相对于未被污染的土壤,从被石油污染的土壤中更容易分离到石油降解菌。( )



练习与应用
一、概念检测
2.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时,通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数,原因是( )
A. 菌落中的细菌数目是固定的
B. 平板上的一个菌落就是一个细菌
C. 通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同
D. 平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌
D
练习与应用
一、概念检测
1.反刍(chú)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。
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,因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基,还应该参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。
二、拓展应用
练习与应用
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,它可以与像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。
(1)现在要从土壤中分离纤维素分解菌,请你给出详细的实验方案。
提示:可以参考本节“探究·实践”中的设
计思路进行设计。
二、拓展应用
练习与应用
(2)你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌?为什么?
提示:纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中,采集土样时,可以选择纤维素丰富的环境,如树林中多年落叶形成的腐殖土等。
(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。
提示: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。
二、拓展应用
练习与应用