(共28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(第2课时)
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。
稀释103倍
稀释104倍
稀释105倍
空白对照
三、微生物的数量测定
(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。
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。
1.间接计数法——稀释涂布平板法
(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。
三、微生物的数量测定
(4)计算公式
每克样品中的菌落数=(C÷V)×M
C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数;M代表稀释倍数。
V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL);
(5)使用范围
可以用来测定土壤、水、食品等样品中的细菌、酵母菌、芽孢和孢子等的数量,但不适于测定样品中的放线菌、丝状真菌等丝状体微生物的数量。
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
学以致用
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________________________________;
2.乙同学_____________________________________________;
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
学以致用
2.直接计数法——显微镜直接计数
(1)原理
利用特定的__________或____________在______下观察、计数,然后再计算________的样品中微生物的数量;
*血细胞计数板常用对相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等;
细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
(2)优点 ________
(3)缺点
①统计结果一般是_________________,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。
③不适于对运动细菌的计数。
细菌计数板
血细胞计数板
显微镜
一定体积
快速、直观
活菌数和死菌数的总和
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
(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
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 2NH3 + CO2
脲酶
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
1.实验目的
2.实验原理
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。
实验流程:
样品稀释涂布平板
微生物的培养与观察
菌落计数
土壤取样
制备培养基
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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。)
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
3.实验步骤
(1)土壤取样
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。
葡萄糖 10.0g
尿素 1.0g
KH2PO4 1.4g
Na2HPO4 2.1g
MgSO4·7H2O 0.2g
琼脂 15.0g
蒸馏水 1000ml
(2)制备培养基
①选择培养基:
以尿素为唯一氮源
②牛肉膏蛋白胨培养基:
作为对照组,来判断选择培养基是否具有选择作用
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
3.实验步骤
怎样
证明
此培
养基
具有
选择
性呢?
以尿素为
唯一氮源
的培养基
牛肉膏
蛋白胨
培养基
是
分离
尿素
细菌
判断该
培养基
有无选
择性
实验组
对照组
培养基类型
是否
接种
目的
结果
只生长尿素细菌
生长多种微生物
是
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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
组别 具体组别 具体操作 作用
实验组 实验组1 涂布接种的选择培养基 三次重复排除偶然因素对实验
结果的影响,用以分离并计数
能分解尿素的细菌。
实验组2 涂布接种的选择培养基
实验组3 涂布接种的选择培养基
实验组4 涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基 实验组4与实验组1 、2、3组对比用以验证选择培养基是否具有选择作用。
对照组 对照组1 不涂布接种的选择培养基 对照组1与实验组1 、2、3组对比用以验证选择培养基中是否含有杂菌。
对照组2 不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基 对照组2与实验组4 对比用以验证牛肉膏蛋白胨培养基中是否含有杂菌。
实验结果 实验组1、2、3分离得到尿素分解菌的单菌落; 第4组得到多种菌落; 第5、6组正常情况下无菌落。
本实验实验组和对照组设计如下:
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
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
③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。
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
(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。
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。
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
4.结果分析与评价
(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。
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
4.结果分析与评价
(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。
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