(共28张PPT)
1.2.2 微生物的选择培养和计数
授课教师:
授课班级:
复习巩固
1.无菌技术包括什么?
2.微生物的纯培养包括哪几个步骤?
3.在倒平板的过程中,为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?
4.平板划线法注意事项有哪些?
自然界中微生物数量繁多,种类庞杂,要想从中分离出需要的特定微生物并不容易,尤其当要分离的微生物在混合菌群中不是优势种群时,仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。
稀释涂布平板法呈现的杂菌群
该怎么办呢?
从社会中来
实例
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,进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。
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。
寻找耐高温的DNA聚合酶
为什么水生栖热菌能从热泉中被筛选出来呢?
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。
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
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。
一、选择培养基
1. 概念:
2. 方法:
分离得到酵母菌、霉菌等
分离固氮菌
分离自养型微生物
不加含碳有机物的培养基
不加氮源的培养基
加入青霉素的培养基
(1)在培养基中加入某种化学物质。
分离得到金黄色葡萄球菌
加入高浓度食盐的培养基
(2)改变培养基中的营养成分。
(3)改变微生物的培养条件。
耐高温微生物
高温环境下培养
厌氧型微生物
兼性厌氧型
无氧环境下培养
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
思考·讨论
选择培养基配方的设计
进一步思考:
怎么证明一个选择培养基具有选择性呢?
应该设置基础培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)或完全培养基作为对照,若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数多于该选择培养基,则该选择培养基具有选择性。
思考·讨论
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0g
琼脂 20.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基一
KH2PO4 1.4g
NaH2PO4 2.1g
MgSO4 ·7H2O 0.2g
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
琼脂 15.0g
蒸馏水 定容到1000ml
培养基二
1.从物理性质来讲,两者属于_____培养基,判断依据是_______________;该类培养基的主要用途为_______________。
2.从用途上来讲, 属于选择培养基,目的是为了获得 。
3.两种培养基共有的培养基成分有:
。
培养基一的碳源为 ,氮源为 ;
培养基二的碳源为 ,氮源为 。
固体
添加了凝固剂琼脂
分离、鉴定、计数、保存
培养基二
能分解尿素的微生物
碳源、氮源、无机盐、水
牛肉膏
蛋白胨
葡萄糖
尿素
【现学现用】
二、微生物的选择培养
方法:
稀释涂布平板法
主要过程:
梯度稀释菌液和涂布平板
将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到制备好的选择培养基上,进行培养。
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。
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
土壤细菌的数量庞大,怎么获得想要得到的特定微生物的纯培养物呢?
操作示范视频:
提出问题:
(1)如何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。
基础知识:
绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成_____的微生物才能分解尿素,利用___________________的_____培养基,可以从土壤中分离出_________的细菌。
脲酶
以尿素作为唯一氮源
选择
分解尿素
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
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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)土壤取样
(2)配制培养基
(3)样品的稀释与涂布平板
(4)微生物的培养与观察
取样地点要求:酸碱度接近中性的潮湿土壤
取样过程:铲去表土(一般3cm左右)
注意事项:铁铲和取样袋在使用前都要灭菌;事毕洗手。
选择培养基 *以尿素为唯一氮源
完全培养基(如牛肉膏蛋白胨培养基)——作为对照,来判断选择培养基是否具有选择作用
实验过程:
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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。
1mL
1ⅹ10
90mL无菌水
1ⅹ107
1ⅹ105
1ⅹ106
1ⅹ103
1ⅹ102
1ⅹ104
1mL
1mL
1mL
1mL
9mL无菌水
1mL
② 取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中,依次等比稀释。
① 梯度稀释
(3)样品的稀释与涂布平板
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
微量
移液器
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。
注意:各浓度分别涂布3个平板及空白平板
(重复实验) (对照实验)
探究 实践: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
(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)
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
(4)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,恒温培养箱中培养1-2d(平板倒置)
②观察:每隔24h统计一次菌落数目,选取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。
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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。
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
注意事项:
1.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。
2.要按照前面学习过的无菌操作的方法,进行规范操作。取土样时用的铁铲和取样纸袋在使用前都需要灭菌。操作完成后,一定要洗手。
3.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。
4.本实验耗时较长,需要事先规划时间,以便提高实验效率,在操作时有条不紊。
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。
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。
探究 实践:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
进一步探究
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
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
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。
方法1:稀释涂布平板法
间接计数法
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:
方法1:稀释涂布平板法
间接计数法
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
方法1:稀释涂布平板法
间接计数法
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
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;
方法2:显微镜直接计数法
直接计数法
三、微生物的数量测定
主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法
主要步骤 系列梯度稀释操作和涂布平板操作 接种环在固体培养基表面连续划线
接种工具 涂布器 接种环
菌体获取 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体
能否用于计数 可以计数,但是操作复杂,需涂布多个平板 不能计数
共同点 都能将微生物分散到固体培养基表面,以获得单细胞菌落,达到分离纯化微生物的目的,也可以观察菌落特征。 知识归纳
比较稀释涂布平板法和平板划线法
课堂小结
微生物的数量测定
选择培养基的作用
微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法
微
生
物
的
选
择
培
养
和
计
数
选择培养基
微生物的选择培养
科学实例
筛选原则
选择培养基的概念及举例
稀释涂布平板法的操作过程
间接计数法 — 稀释涂布平板法
直接计数 —计数板计数法
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
培养基的制备
实验设计
(1)土壤取样
(2)样品的稀释
(3)稀释涂布平板法接种
(4)微生物的培养与观察
课堂检测
第叁部分
1.分离土壤中分解尿素的细菌,对培养基的要求是( )
①加尿素 ②不加尿素 ③加琼脂
④不加琼脂 ⑤加葡萄糖 ⑥不加葡萄糖 ⑦加硝酸盐 ⑧不加硝酸盐
A.①③⑤⑦ B.②④⑥⑧
C.①③⑤⑧ D.①④⑥⑦
C
一、概念检测
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( )
√
√
√
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