1.2 微生物的培养技术及应用（第3课时）人教版（2019）选择性必修3课件(共23张PPT)

(共23张PPT)
分离原理：大多数微生物都能利用葡萄糖，但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，可从土壤分离出分解尿素的细菌。
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验原理：
计数原理：当样品稀释度足够高时，通过统计平板菌落数，能推测出样品中的活菌数目。
选择培养基配方组分 含量
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1000ml
能分解尿素的细菌可存活
牛肉膏 5.0g
蛋白胨 10.0g
NaCl 5.0g
琼脂 20.0g
蒸馏水 定容到1000ml
牛肉膏蛋白胨培养基
通用培养基
能+不能分解尿素的细菌都存活
固体、天然培养基
固体、合成培养基
通用培养基
选择培养基
灭菌
（高压蒸汽灭菌）
倒平板
（备用）
不能高温灭菌
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
稀释涂布平板法：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固体培养基表面的方法。在稀释度足够高菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。
细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3 8 cm的土壤层。因此，取样时一般要铲去表层土。在城市，常见的是公园里、街道旁、花盆中的土壤；在农村，则容易收集到农田或菜园里的土壤。将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
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在火焰旁将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。
①铲取土样，将样品装入纸袋中。
取 1 mL 上清液加入盛有 9 mL 无菌水的试管中，依次等比稀释。
恒温培养箱
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
10g
③取0.1mL菌液滴加到培养基表面。
微量移液枪
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。
⑦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 2 d。
稀释涂布平板法操作过程
②在火焰旁将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 1 mL 上清液加入盛有 9 mL 无菌水的试管中，依次等比稀释。
①铲取土样，将样品装入纸袋中。
注意事项：①各操作细节要保证“无菌”。如移液管要经过灭菌，梯度稀释时，试管口和移液管在离火焰1~2cm处，涂布器要经过灼烧灭菌等。②将涂布器浸在盛有质量分数为70%的酒精的烧杯中。取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧。③操作中要注意防火。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精。④涂布结束后，应将一个未接种的培养基和已接种的培养基放在一起培养，以检测培养基是否灭菌彻底。
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
你知道本实验用了多少培养基平板吗？都是什么类型的培养基平板？
未接种的牛肉膏蛋白胨培养基平板一个
未接种的选择培养基平板一个
102
103
104
105
106
不同稀释倍数已接种的牛肉膏蛋白胨培养基各一个
102
103
104
105
106
不同稀释倍数已接种的选择培养基每种稀释倍数至少3个
减少实验误差，保证实验结果更准确
一组对照
一组对照
思考：这组培养基没有菌落生成，说明什么？若这组培养基有菌落生成呢？
说明培养基没有被杂菌污染。说明培养基被杂菌污染了
未接种的
牛肉膏蛋白胨培养基
未接种的
选择培养基
已接种的不同稀释倍数
牛肉膏蛋白胨培养基
102
103
104
105
106
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
已接种的稀释102倍
的选择培养基
已接种的稀释102倍
的选择培养基
已接种的稀释102倍
的选择培养基
已接种的稀释102倍
的牛肉膏蛋白胨培养基
（对照）
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
已接种的稀释103倍
的选择培养基
已接种的稀释103倍
的选择培养基
已接种的稀释103倍
的选择培养基
已接种的稀释103倍
的牛肉膏蛋白胨培养基
（对照）
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
已接种的稀释104倍
的选择培养基
已接种的稀释104倍
的选择培养基
已接种的稀释104倍
的选择培养基
已接种的稀释104倍
的牛肉膏蛋白胨培养基
（对照）
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
已接种的稀释105倍
的选择培养基
已接种的稀释105倍
的选择培养基
已接种的稀释105倍
的选择培养基
已接种的稀释105倍
的牛肉膏蛋白胨培养基
（对照）
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
已接种的稀释106倍
的选择培养基
已接种的稀释106倍
的选择培养基
已接种的稀释106倍
的选择培养基
已接种的稀释106倍
的牛肉膏蛋白胨培养基
（对照）
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
102
103
104
105
106
已接种的稀释不同倍数的的选择培养基
思考：测定土壤中细菌数量，一般选用多少倍稀释的稀释液进行平板培养呢？如何计数？
测定土壤中细菌数量，一般选用1×104 、1×105 和1×106 倍稀释的稀释液进行平板培养。在实际操作中，通常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。
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
计数原理：当样品稀释度足够高时，通过统计平板上菌落数，能推测出样品中活菌数目。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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
思考：你觉得这种方法计算结果比实际值偏大还是偏小？
统计的菌落数往往比活菌实际数目少，因为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。
稀释度 1×104 1×105 1×106 1×107 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值
每个平板的菌落数
菌落数 52
菌落数 63
菌落数 77
105
思考：现在通过计数得到稀释105倍的选择培养的菌落数分别是52、63、77，你能计算出每克土样中分解尿素的细菌数吗？除平板计数外，还有何方法计数？
每g样品中的菌落数＝
(C÷V)×M
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)
=(64÷0.1)×105
=6.4×107个
二、微生物的选择培养 探究 实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
实验结果：
除上述的活菌计数外，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。
该方法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，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，计数的结果比实际值大。
较薄，对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
较厚，用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。
红框代表
一个大格
大格
一个大格（计数室）分为25个中格（双线边）
黄框代表
一个中格
一个中格分为16个小格
1mm
面积
1mm2
1/25mm2
1/400mm2
厚度（高度）
0.1mm
计数公式
×稀释倍数
A

(0.05mm)2×0.1mm×16
=25×104×
A

×稀释倍数
个/ml
中方格中酵母菌数量的平均值
＝每小格平均菌株数×400×104×稀释倍数
内容 直接计数法 间接计数法
主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器
计数依据 细菌个数 培养基上菌落数
优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌
计算公式 每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400×1 0000×稀释倍数 每克样品中的菌株数:(C÷V)×M
C：某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
缺点 不能区分死菌与活菌 当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
结果 比实际值偏大 比实际值偏小
直接计数法与间接计数法的比较
比较 平板划线法 稀释涂布平板法
工具使用 接种环在固体平板培养基表面连续划线 涂布器涂布平板操作
原理 通过接种环在琼脂固体培养基的表面_________操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。（不能计数） 将菌液进行一系列的_________，稀释度足够高时，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。（可计数）
特点 方法简单，据菌落特点获单细胞菌落，但不适宜计数 单菌落更易分开，既可获单细胞菌落，又可计数，但操作复杂，需涂布多个平板
平板 示图
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 连续划线
梯度稀释
平板划线法与稀释涂布平板法的比较
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
探究·实践
讨论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？
对照的培养皿没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。
接种后的牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落明显多于选择培养基的菌落数，说明培养基筛选出了一些尿素分解菌。
讨论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？
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。
讨论3．你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落是多少？与其他同学统计的结果接近吗？如果差异大，可能是什么原因引起的？
如果用同一土样进行操作，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。
练习与应用
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
D
二、拓展应用
1．反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官——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。
√
练习与应用
二、拓展应用
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，使人们能够利用秸秆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。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；而当纤维素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。
可以参考本节“探究 实践”中的设计思路进行设计。
（2）你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌？为什么？
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。
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。
几种纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明圈
课后作业
1．构建概念图，了解微生物的培养技术及应用；
2．训练课本和练习册相应内容；
3．预习第1章第3节发酵工程及其应用
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
实验设计
小结