1.2 课时2 微生物的基本培养技术 课件 (共23张PPT)2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 1.2 课时2 微生物的基本培养技术 课件 (共23张PPT)2023-2024学年高二生物人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-16 21:58:33 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
微生物的培养技术及应用
第二课时
第2节
人教版 选择性必修3
1.能解释选择培养的原理。
2.能概述测定微生物数量的常用方法。
3.能尝试完成微生物选择培养及计数实验的操作。
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）。
美国黄石公园的热泉
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？
耐高温的酶
寻找
耐高温的生物体
寻找
高温环境（热泉、火山口）
根据微生物对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
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。
1.概念：
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。
2.类型：
（1）利用改变培养条件进行选择培养。
（2）利用添加某种化学物质进行选择培养。
（3）利用营养缺陷进行选择培养。
70～80℃的高温
分离耐高温的水生栖热菌
加入青霉素
分离酵母菌、霉菌等真菌
加高浓度食盐
金黄色葡萄球菌
不加碳源（含碳有机物）的培养基
分离出自养型微生物
不加氮源的培养基
分离出固氮菌
选择培养基
3.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。
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？
在选择培养基中，以尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。
这种培养基与普通培养基相比，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。
1.如表所示为某微生物培养基的配方。下列说法中不正确的是（ ）
A.此培养基属于固体培养基，其中的碳源是（CH2O）
B.配制培养基时，溶化后分装前必须要进行的是灭菌
C.接种时应在酒精灯火焰附近操作
D.若用该培养基选择培养纤维素分解菌，应除去青霉素，加入纤维素粉
成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O
含量 3g 1g 0.5g 0.5g
成分 FeSO4 （CH2O） H2O 青霉素
含量 0.01g 30g 定容至1000mL 0.1万单位
A
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌，还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法——稀释涂布平板法。
1.稀释涂布平板法
基本操作：
（1）将菌液进行一系列梯度稀释。
（2）然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
微生物的选择培养
1ⅹ107
1ⅹ105
1ⅹ106
1ⅹ103
1ⅹ102
1ⅹ104
9mL无菌水
实验操作流程
①铲取土样，将样品装入纸袋中
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。
1ⅹ10
90mL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。
1mL
1mL
1mL
1mL
1mL
10g
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，在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
2024/1/15
注意事项：
①10g土样加入盛有90mL无菌水中后，已稀释10倍，在计算时，不要忽略；
②由于使用的是选择培养基，所以一般情况下，获得的单菌落即目的菌，但因为有些微生物可以利用目的菌的代谢产物来生长繁殖，所以还需要进一步验证；
③过程中所有操作都应在酒精灯火焰旁进行；
④将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。
1.间接计数法——稀释涂布平板法
（1）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。
（2）计数原则
①一般选择菌落数为30～300的平板计数；
②在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。
③适当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。
微生物的数量测定
2024/1/15
（3）结果分析：
①统计的菌落数往往比活菌的实际数目少；
②统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
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。
（4）计算公式：
每g样品中的菌落数＝(C÷V)×M
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。
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
2.直接计数法——显微镜直接计数
（1）原理：
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。
细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数，血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的观察和计数。
（2）缺点
①统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌与活菌。
②个体小的细菌在显微镜下难以观察。
1.实验目的
（1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。
（2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。
2.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离尿素的细菌。
CO(NH2)2+H2O
脲酶
2NH3+CO2
组分 含量
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
琼脂 15.0g
H2O
定容至1000mL
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
2024/1/15
3.实验步骤
（1）土壤取样
①取样地点要求：酸碱度接近中性的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。
②取样过程：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。
③注意事项：
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。
2024/1/15
（2）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。
①测细菌数：一般用104、105、106稀释液。
②测放线菌：一般用103、104、105稀释液。
③测真菌数：一般用102、103、104稀释液。
在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，应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。
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（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个平板：不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基，以验证培养基中是否含有杂菌。
注意事项：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。
（3）微生物的培养与观察
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）结果分析
实验结果：前3组实验组分离得到单菌落；第4组得到多种菌落；第5、6组正常情况下无菌落。
3组接种的选择培养基 用以分离并计数能分解尿素的细菌
第4组接种的牛肉膏蛋白胨培养基 用以判断选择培养基是否具有选择作用
第5组不涂布稀释液的选择培养基 用以验证培养基中是否含有杂菌
第6组牛肉膏蛋白胨培养基 用以验证培养基中是否含有杂菌
2024/1/15
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
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。
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。
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。
A.在配制步骤②、③的培养基时,应先调pH值后高压蒸汽灭菌
B.步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力
2024/1/15
C
下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的示意图,有关叙述错误的是( )
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梯度稀释，然后将不同稀释程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
从最后划线的区域挑取
稀释度合适，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都是在固体培养基上进行的
两种纯培养方法的比较
微生物的培养技术及应用
第二课时
第2节
人教版 选择性必修3
1.能解释选择培养的原理。
2.能概述测定微生物数量的常用方法。
3.能尝试完成微生物选择培养及计数实验的操作。
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）。
美国黄石公园的热泉
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？
耐高温的酶
寻找
耐高温的生物体
寻找
高温环境（热泉、火山口）
根据微生物对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
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。
1.概念：
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。
2.类型：
（1）利用改变培养条件进行选择培养。
（2）利用添加某种化学物质进行选择培养。
（3）利用营养缺陷进行选择培养。
70～80℃的高温
分离耐高温的水生栖热菌
加入青霉素
分离酵母菌、霉菌等真菌
加高浓度食盐
金黄色葡萄球菌
不加碳源（含碳有机物）的培养基
分离出自养型微生物
不加氮源的培养基
分离出固氮菌
选择培养基
3.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。
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？
在选择培养基中，以尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。
这种培养基与普通培养基相比，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。
1.如表所示为某微生物培养基的配方。下列说法中不正确的是（ ）
A.此培养基属于固体培养基，其中的碳源是（CH2O）
B.配制培养基时，溶化后分装前必须要进行的是灭菌
C.接种时应在酒精灯火焰附近操作
D.若用该培养基选择培养纤维素分解菌，应除去青霉素，加入纤维素粉
成分 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4·7H2O
含量 3g 1g 0.5g 0.5g
成分 FeSO4 （CH2O） H2O 青霉素
含量 0.01g 30g 定容至1000mL 0.1万单位
A
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌，还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法——稀释涂布平板法。
1.稀释涂布平板法
基本操作：
（1）将菌液进行一系列梯度稀释。
（2）然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。
微生物的选择培养
1ⅹ107
1ⅹ105
1ⅹ106
1ⅹ103
1ⅹ102
1ⅹ104
9mL无菌水
实验操作流程
①铲取土样，将样品装入纸袋中
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。
1ⅹ10
90mL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。
1mL
1mL
1mL
1mL
1mL
10g
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，在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
2024/1/15
注意事项：
①10g土样加入盛有90mL无菌水中后，已稀释10倍，在计算时，不要忽略；
②由于使用的是选择培养基，所以一般情况下，获得的单菌落即目的菌，但因为有些微生物可以利用目的菌的代谢产物来生长繁殖，所以还需要进一步验证；
③过程中所有操作都应在酒精灯火焰旁进行；
④将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。
1.间接计数法——稀释涂布平板法
（1）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。
（2）计数原则
①一般选择菌落数为30～300的平板计数；
②在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。
③适当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。
微生物的数量测定
2024/1/15
（3）结果分析：
①统计的菌落数往往比活菌的实际数目少；
②统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
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。
（4）计算公式：
每g样品中的菌落数＝(C÷V)×M
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。
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
2.直接计数法——显微镜直接计数
（1）原理：
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。
细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数，血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的观察和计数。
（2）缺点
①统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌与活菌。
②个体小的细菌在显微镜下难以观察。
1.实验目的
（1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。
（2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。
2.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离尿素的细菌。
CO(NH2)2+H2O
脲酶
2NH3+CO2
组分 含量
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
琼脂 15.0g
H2O
定容至1000mL
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
2024/1/15
3.实验步骤
（1）土壤取样
①取样地点要求：酸碱度接近中性的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。
②取样过程：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。
③注意事项：
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。
2024/1/15
（2）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。
①测细菌数：一般用104、105、106稀释液。
②测放线菌：一般用103、104、105稀释液。
③测真菌数：一般用102、103、104稀释液。
在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，应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。
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（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个平板：不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基，以验证培养基中是否含有杂菌。
注意事项：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。
（3）微生物的培养与观察
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）结果分析
实验结果：前3组实验组分离得到单菌落；第4组得到多种菌落；第5、6组正常情况下无菌落。
3组接种的选择培养基 用以分离并计数能分解尿素的细菌
第4组接种的牛肉膏蛋白胨培养基 用以判断选择培养基是否具有选择作用
第5组不涂布稀释液的选择培养基 用以验证培养基中是否含有杂菌
第6组牛肉膏蛋白胨培养基 用以验证培养基中是否含有杂菌
2024/1/15
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
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。
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。
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。
A.在配制步骤②、③的培养基时,应先调pH值后高压蒸汽灭菌
B.步骤③纯化分解尿素的原理是将聚集的细菌分散,可以获得单细胞菌落
C.步骤③采用涂布平板法接种,并需向牛肉膏蛋白胨培养基中加入尿素
D.步骤④挑取③中不同种的菌落分别接种,比较细菌分解尿素的能力
2024/1/15
C
下图是研究人员从红棕壤中筛选高效分解尿素细菌的示意图,有关叙述错误的是( )
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梯度稀释，然后将不同稀释程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
从最后划线的区域挑取
稀释度合适，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都是在固体培养基上进行的
两种纯培养方法的比较