1.2.2微生物的选择培养与计数(教学课件)高中生物学人教版(2019)选择性必修三(共35张PPT)

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名称 1.2.2微生物的选择培养与计数(教学课件)高中生物学人教版(2019)选择性必修三(共35张PPT)
格式 pptx
文件大小 14.9MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-12-29 00:00:00

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文档简介

(共33张PPT)
人教版(2019)选择性必修三
微生物的选择培养与计数
第1章 发酵工程
1.分析选择培养的原理
2.归纳总结微生物的分离及计数的常用方法
3.设计从土壤中分离分解尿素的细菌并进行计数的实验方案
学习目标
  
从社会中来
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的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。该怎么办呢?
目录
01
选择培养基
02
微生物的选择培养
03
微生物的数量测定
选择培养基
1.微生物分离的实例
(1)筛选目的:寻找耐高温的DNA聚合酶
(2)水生栖热菌的应用
(3)筛选原理
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
——水生栖热菌的筛选
水生
栖热菌
提取
耐高温
DNA聚合酶
用于
体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应(PCR)
选择培养基
(4)筛选原则
根据微生物对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找
耐热微生物
筛选
耐寒微生物
筛选
石油分解菌
筛选
选择培养基
2.实验室中目的菌的筛选
(1)原理
人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度和pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长
(2)方法:利用选择培养基分离
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
选择培养基
选择培养基
(3)实验室微生物的筛选条件
包括营养、温度和pH等,同时抑制或阻止其他微生物的生长
营养
以尿素为唯一碳源的培养基
以纤维素为唯一碳源的培养基
以石油为唯一碳源的培养基
筛选出能分解尿素的细菌
筛选出能分解纤维素的细菌
筛选出能分解石油的细菌
不加氮源
筛选出固氮微生物
不加碳源
筛选出自养型微生物
pH
使用将pH调至酸性的培养基
筛选出耐酸菌
使用将pH调至碱性的培养基
筛选出耐碱菌
无氧
筛选出厌氧细菌
选择培养基
【思考·讨论】选择培养基配方的设计
尿素 [CO(NH2)2] 含氮量高,化学性质相对稳定,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,NH3再转化为 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可作为细菌生长的氮源。
尿素分子模型
选择培养基
【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?
在选择培养基中,以尿素作为唯一氮源,只有能合成脲酶的细菌才能生长发育繁殖。
2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?
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,若对照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。
选择培养基
3.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。
完全培养基
基础培养基
微生物的选择培养
【探究】1g土壤中有多少能分解尿素的细菌
由于土壤中细菌的数量庞大,要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物,必须要对土样进行充分稀释,然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上,也就是要采用稀释涂布平板法。
分离:获得尿素分解菌的纯培养物
计数:测定尿素分解菌数量
选择培养基
+
稀释涂布平板
单菌落
微生物的选择培养
1.铲取土壤,将样品装入纸袋中
【注意】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
2.将 10 g 土样加入盛有 90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀。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
1mL
1mL
1mL
1mL
1mL
1mL
102
103
104
105
106
107
9 mL 无菌水
1×10
10g
90mL无菌水
微生物的选择培养
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
微生物的选择培养
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
103
104
105
106
107
不同稀释倍数的已接种的
牛肉膏蛋白胨培养基各一个
103
104
105
106
107
不同稀释倍数的已接种的
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
微生物的选择培养
7.培养
待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入30-37℃的温度下培养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
稀释104倍
稀释105倍
稀释106倍
空白对照
微生物的选择培养
【注意事项】
(1)各操作细节要保证“无菌”,所有操作都应在酒精灯火焰旁进行
(2)将涂布器浸在盛有体积分数为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引燃
(3) 操作中要注意防火。涂布结束后,应将一个未接种的培养基和一个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
(4)10g土样加入盛有90mL无菌水中后,已稀释10倍,再计算时,不要忽略
(5)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
微生物的数量测定
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)选择30-300个菌落的平板进行计数
(2)每个稀释度至少取3个平板取其平均值
(3)统计的结果一般用菌落数而不是活菌数
(4)统计的菌落往往比活菌的实际数目低
(5)恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键
①分离微生物
②统计样品中活菌的数目
稀释涂布平板法
微生物的数量测定
1.稀释涂布平板法
计算公式:
每g样品中的菌落数=(C÷V)×M
(1)C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数
(2)V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)
(3)M代表稀释倍数
【例】右上图4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为 个
——间接计数
(110+108+112)/3
0.1
× 105 = 1.1 ×108个
1.1×108
微生物的数量测定
2.显微镜直接计数法
(1)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
血细胞计数板:较厚,常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数
细菌计数板:较薄,对细菌等较小的细胞进行观察和计数
(2)优点:快速、直观
(3)缺点
不能区分死菌与活菌 → 导致结果偏大
个体小的细菌在显微镜下难以观察
——直接计数
微生物的数量测定
(4)计数方法
计数区
放大后的计数室
每毫升原液所含细菌数=
每小格平均细菌数×400×10000×稀释倍数
两种计数方法的比较
内容 直接计数法 间接计数法
主要用具
计数依据
优点
计算公式
缺点
结果
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
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
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
比实际值偏大
比实际值偏小
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
【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。利用以尿素作唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌
【实验步骤】
土壤
取样
制备
培养基
样品稀释
与取样涂布
微生物的
培养与观察
菌落计数
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
【结果分析与评价】
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
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与计数
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
【思考】得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗?
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
进一步探究——分解尿素细菌的进一步鉴定
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
CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2
脲酶
呈碱性,遇酚红指示剂呈红色
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
鉴别培养基
在培养基中加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长),使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应。从而达到鉴定的作用
【现象】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
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
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
项目 选择培养基 鉴别培养基
原理 加入不影响甚至促进目标微生物生长,而抑制或阻止其他种类微生物生长的化学物质 加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长),使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应
用途 培养、分离出目标微生物 鉴别目标微生物
举例 培养酵母菌和霉菌时,可在培养基中加入青霉素,抑制细菌的生长 可用伊红美蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌(若有,则菌落呈黑色)
图示
尿素分解菌
大肠杆菌
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











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
结果分析评价
随堂练习
1.下列关于统计菌落数目的方法的叙述,不正确的是( )
A.采用稀释涂布平板法统计的菌落数目往往少于实际的活菌数
B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落
C.为了保证结果准确,一般采用密度较大的平板进行计数
D.显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法
解析:采用稀释涂布平板法获得的菌落有些可能是由两个或多个细胞形成的,所以统计的菌落数目往往少于实际的活菌数目,A正确;当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落,B正确;为了保证结果准确,一般选取菌落数为30~300的平板进行计数,C错误;除平板计数法外,显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法,D正确。
C
随堂练习
2.一次性塑料餐盒的成分以聚丙烯[(C3H6)n]为主,在土壤中不易降解,长期使用会污染土壤。为修复被塑料餐盒碎片污染的土壤,按图示过程选育能降解塑料餐盒碎片的细菌。下列叙述错误的是( )
A.若溶液在1号试管的稀释倍数与定容时的相同,则y应为1.8
B.该实验采用稀释涂布平板法进行接种
C.筛选目的菌的培养基应以聚丙烯为唯一氮源
D.利用培养皿上的菌落进行计数,所得数值比实际细菌数少
解析:根据土壤定容时的稀释倍数为10%,可推知y应为1.8,A正确;根据培养基上的菌落特点可知,该实验采用的接种方法是稀释涂布平板法,B正确;聚丙烯的分子式为[(C3H6)n],不含氮,C错误;利用培养皿上的菌落进行计数时,当两个或多个细菌挨得较近,会形成一个菌落,因此,所得数值会比实际细菌数少,D正确。
C
随堂练习
3.研究表明,存在于植物中的木犀草素具有广泛的抗菌和抗病毒活性。在测试木犀草素对金黄色葡萄球菌的抑制功效时获得了如下图所示的结果。下列叙述正确的是( )
A.圆纸片的直径与透明圈的大小呈正相关
B.木犀草素的浓度与抑菌效果无显著相关性
C.培养基中琼脂的含量影响木犀草素的抑菌效果
D.测试需多次重复实验,并计算平均值
解析:由结果可知,透明圈的大小与圆纸片的直径无关,而是与木犀草素的浓度有关;木犀草素的浓度与抑菌效果有显著相关性;培养基中琼脂是凝固剂,其含量对木犀草素的抑菌效果无影响;为了防止误差,测试需多次重复实验,并计算平均值。
D
感谢各位的聆听
人教版(2019)选择性必修三