2020年春季学期高中生物人教选修1同步课件：专题2课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（共37张PPT）

(共37张PPT)
专题二 微生物的培养与应用
课题二 土壤中分解尿素的细菌
的分离与计数
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
上一节课我们已经学习了培养基的配制以及接种技术，现在我们就来学习如何从土壤中将我们需要的微生物进行分离。
导入新课
尿素[CO(NH2)2]——重要的农业氮肥。
只有被土壤中细菌分解为NH3才能被植物吸收利用。
CO(NH2)2 + H2O CO2 +2NH3
土壤中的细菌将尿素分解成氨之后才能被植物利用。
原因:
土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶。
你能想一想怎样能将分解尿素的细菌从土壤中分离出来吗？
(一)筛选菌种
1 实例：
寻找耐高温的DNA聚合酶
PCR技术：要求使用耐高温（930C）的DNA聚合酶。
耐高温的酶
耐高温生物体
耐高温环境（热泉、火山口）
寻找
寻找
Taq细菌
启示：
寻找目的菌种时要根据它对___________________，到相应的环境中去寻找。
生存环境的要求
筛选原因:
因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物，
使耐热的Taq细菌保留下来。
2 实验室中微生物的筛选原理
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
思考:1.该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？
碳源：葡萄糖、尿素
氮源：尿素
2.从物理性质看此培养基属于哪类？从功能上属于哪类培养基？
固体培养基
选择培养基
3. 此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？
原则上能。只有产生脲酶的细菌能利用尿素作为氮源而生存。
3 选择培养基：
在微生物学中，将允许______________________，同时_________________________生长的培养基。
特定种类的微生物生长
抑制或阻止其他种类微生物
结果：
培养一定时间后，该菌数量上升，再通过稀释涂布平板等方法对它进行纯化培养分离。
如何对细菌进行计数？
（1）显微镜直接计数：
利用血球计数板(血细胞计数板），在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。
（2） 稀释涂布平板法（间接计数）
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(二)统计菌落数目
方法：运用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数。
原理：1个菌落←1个活菌
①选择菌落数在30～300的平板上计数。
②需培养计算出三个或三个以上的平板菌落,求平均数。
③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。
注意事项：
讨论你认为这两位同学的作法正确吗？如果有问题，错在哪？
第一位同学：没有重复实验（至少涂布3个平板）
第二位同学：A组结果误差过大，不应用于计算平均值
(三)设置对照实验
阅读课本 “（三）设置对照”一段讨论教材中提出的问题。
设置对照的目的：
排除实验组中非测试因素对试验结果的影响，提高实验结果的可信度。
(1)A同学出现此结果的可能原因？
⑴土样不同
⑵培养基污染 (或混入了其他的含氮物质)
(2)设置对照实验，帮助A同学排除上述两个可能影响实验结果的因素？
这个实例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少。
方案一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验。
方案二：将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。
结果预测：如果结果与A同学一致，则证明__________；如果结果不同，则证明A同学存在___________________。
A无误
培养基的配制有问题
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
（一）土壤取样
从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。
“微生物的天然培养基”
数量最大、种类最多
大约70%—90%是细菌
（二）制备培养基
制备选择培养基（尿素为唯一氮源）
制备牛肉膏蛋白胨培养基

相同的菌液，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为对照，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
（对照作用）
思考？为什么还要制备牛肉膏蛋白胨培养基？
（三）样品稀释涂布平板
稀释倍数为 101 ～106。每个稀释度均用3个选择培养基 和1个蛋白胨培养基。
（四）微生物的培养与观察
在菌落计数时，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，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
培养不同微生物往往需要不同培养温度。
细菌：30～37℃培养1～2d
放线菌：25～28℃培养5～7d
霉菌：25～28℃的温度下培养3～4d。
不同种类的细菌形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一度的特征，菌落特征可作为菌种鉴定的重要依据。
1、在菌落计数时，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，
这样以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
2、以“稳定菌落”为观察对象。
原因：不同种类的细菌形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一度的特征，
菌落特征可作为菌种鉴定的重要依据。
观察：
[一]无菌操作
1.取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。
2.应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。
3.在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。
[二]做好标记
注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等。
[三]制定计划
（一）培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落
对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。
（二）样品的稀释操作是否成功
如果得到了2个或2个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。
（三）重复组的结果是否一致
如果学生选取的是同一种土样，统计的结果应该接近。如果结果相差太远，教师需要引导学生一起分析产生差异的原因。
1.使用选择培养基的目的是（ 　）
A.培养细菌　　
B.培养真菌　　
C.使需要的微生物大量繁殖
D.表现某微生物的特定性状与其他微生物加以区别
C
2.能合成脲酶的微生物所需要的碳源和氮源分别是
( )
A.CO2和N2 B.葡萄糖和NH3　　
C.CO2和尿素 D.葡萄糖和尿素
D
3.下列说法不正确的是（ 　）
A.科学家从70－80度热泉中分离到耐高温的TaqDNA聚 合酶
B.统计某一稀释度的5个平板的菌落数依次为M1、M2、 M3、M4、M5，以M3作为该样品菌落数的估计值
C.设置对照实验的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度
D.同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量最大，种类最多
B
4.为培养和分离出酵母菌并淘汰杂菌，常在培养基中加入（　　）
A.较多的氮源物质 B.较多的碳源物质
C.青霉素类药物 D.高浓度食盐
C
5.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，那么每克样品中的菌落数是（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
研究思路
实验设计
筛选菌株
选择培养
筛选原则
统计菌落数目
操作提示
无菌操作
做好标记
选择培养基
定义
配方
目的
定义
土壤取样
配制培养基
制定计划
结果分析与评价
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
设置对照
微生物培养与观察
细菌的计数
1.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，说明该细菌能够分解尿素。
2.测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红-美蓝 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。
1.能合成脲酶的微生物所需要的碳源和氮源分别是( )
A.CO2和N2 B.葡萄糖和NH3　　
C.CO2和尿素 D.葡萄糖和尿素
D
2．可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是(　　)
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
A
3.产生标准形态菌落的细菌的最初数目和培养基分别是（ ???）
A．一个细菌、液体培养基?????????????????
B．许多细菌、液体培养基
C．一个细菌、固体培养基?????????????????
D．许多细菌、固体培养基
?
C