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人教版 (2019)选择性必修3二 微生物的选择培养和计数一等奖课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修3二 微生物的选择培养和计数一等奖课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了分离特定微生物，怎么办，选择培养基，耐高温的酶，耐高温生物，高温环境，水生栖热菌，耐高温的DNA聚合酶，寻找目的菌种的启示，有利于目的菌生长等内容，欢迎下载使用。
Cultivatin Technlgy and Applicatin f Micrrganisms
发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面
Fermentatin engineering
微生物的选择培养和计数
《生物技术与工程》 第一章 发酵工程 第2节
Selective cultivatin and cunting f micrrganisms
仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现
selective medium
寻找耐高温的DNA聚合酶
应用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应（PCR）
从哪类生物细胞中寻找？
1965年，科学家在美国黄石国家公园的热泉水中，首次分离到一株极端嗜热细菌(水生栖热菌)，检测发现， 80℃以上的热泉水中生长良好。
1973年,从这种菌种中提取出耐高温的DNA聚合酶
思考：为什么水生栖热菌能从热泉中被筛选出来？
因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物，使耐热的水生栖热菌保留下来。
寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
实验室中微生物筛选的原理
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。
抑制或阻止其他微生物的生长
在微生物学中，将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称为选择培养基。
加入某种化学物质，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
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可以为细菌生长的氮源。
尿素［CO(NH2)2］
问题：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？
提示：设计一种选择培养基,用尿素作为唯一氮源。
(1)此培养基从物理性上说，属于________培养基，该类培养基的主要用途为________________________。
(2)此培养基以__________为碳源，以________为氮源
(3)该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？
提示：这种培养基与普通培养基相比，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。
(4)此培养基是如何对分解尿素的细菌进行选择的？
提示：该培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
(5)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？
提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可催化尿素分解产生NH3，NH3可作为微生物生长的氮源。
(6)能在该培养基上生长的细菌一定都能分解尿素吗？
提示：不一定，经选择培养得到了两类微生物，即分解尿素的细菌和自生固氮菌
(7)如何将能分解尿素的细菌和自生固氮菌区分开？
提示：在培养基中加入酚红指示剂，尿素分解的产物NH3会使培养基pH升高，酚红指示剂将变红。
(8)如果要分离自生固氮菌，应该怎么设计培养基配方？
提示：将培养基中的氮源去除
配制选择培养基的一些思路
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
营养缺陷的微生物不能正常生长
调节温度、pH等生长条件，只有适应的可以生长
添加杀伤性物质，有抗性的可以生长，无抗性的死亡
Selective cultivatin f micrrganisms
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌?
不能，由于土壤中微生物数量庞大（1g土壤中含有几亿到几百亿个土壤微生物）其中细菌的数量最多，能分解尿素的细菌只是其中的一部分。如果直接接种，那么长出来的菌落，将会连成一大片，无法分离所需要的微生物
能不能直接制备土壤溶液，接种到选择培养基上？
不能平板划线法最开始的划线由于细菌密度大，形成的菌落连片，无法计数。只在划线末端才会出现单菌落，因此平板划线法不能用于微生物数量的统计
能不能用平板划线法分离？
既要通过选择培养分离出能分解尿素的细菌
又要对细菌的数量进行测定
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琼脂固体培养基的表面，进行培养。稀释度足够高时，就能在培养基表面形成单个菌落。
通过梯度稀释，逐步降低菌液中微生物浓度
通过在平板上涂布，使微生物分散成单个细胞，最终在培养基表面形成单菌落。
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大部分分布在距地表3~8cm的土壤层。铲去表层土3cm左右，取样，将样品装入事先准备好的信封中。
取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌
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。
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1~2d。
注：不同种类微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间
◉ 设置完全培养基对照
接种在完全培养基上进行培养，以判断选择培养基是否具有筛选作用
将未接种的培养基同时进行培养，以判断培养基是否有杂菌污染。
在涂有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
1个单菌落来源于培养液中的一个活菌
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
● 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。
取出浸在酒精中的涂布器时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽。
● 获得的单菌落需要进一步验证
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。
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。
固体培养基表面连续划线
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，也可用于观察菌落特征
方法简单，但不适宜计数
Quantitative determinatin f micrrganisms
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
样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目
(1) 稀释范围要保证获得菌落数在30～300之间，适于计数
注：数量太少(小于30)，结果的可信度会降低；数量太多(大于300)，菌落相互重叠，误差也会增大。
(2) 同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后取其平均值
● 该做法是设置重复实验，目的是减小实验误差，增强说服力和准确性
● 同一稀释度的3个平板长出的菌落数应该是相近的
● 如果3个平板长出的菌落差别较大，可能的原因
(3) 统计的菌落往往比活菌的实际数目少
注：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
(4) 统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示
每g样品中的菌落数＝
►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)
测定分解尿素的细菌的数量
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。
①不能区分死菌和活菌，统计结果会偏大
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
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)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
3. 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
4.用来判断选择培养基是否起到了选择作用和培养基是否被污染需要设置的对照分别是 ( )①未接种的该选择培养基 ②接种了的该选择培养基 ③接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 ④未接种的牛肉膏蛋白胨培养基A.②① B.④② C.③① D.③②
5. 图甲所示是稀释涂布平板法中的部分操作，图乙所示是平板划线法的操作结果。下列相关叙述错误的是 ( )
A.图甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能涂布菌液B.对于浓度较高的菌液，若图甲中的最高稀释倍数仅为102，则所得到的菌落不一定是由单一的细胞繁殖而成的C.图乙所示培养皿中每个划线区域都可得到符合要求的菌落D.图乙中连续划线的起点是上一次划线的末端(除第一次划线外)
6. 下图表示探究高效耐低温原油降解菌YF28－1(8)降解原油的最适温度实验的结果，5组实验中的温度t1～t5逐渐递增。下列相关叙述正确的是 （ ）
A.对本实验中使用的接种工具——接种环采用灼烧灭菌法灭菌B.实验中应注意控制温度、接种的菌液量等无关变量C.温度为t1的培养皿为对照组，其他4组均为实验组D.若要确定更精确的最适温度，应在t2～t4内设置更小的温度梯度
7. 如图是从土壤中分离能降解纤维素的微生物实验过程流程图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.该实验所用的牛肉膏蛋白胨培养基中一定要添加适量的纤维素B.过程①不能提高所选微生物在培养物中的比例C.过程②纯化经过③培养后获得的单细胞菌落属于种群层次D.④的操作是挑取单菌落进行菌种鉴定并在皿盖及时做上标记
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。
【提示】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。
2.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。
→ 以纤维素为唯一碳源，增加目的菌浓度 （选择培养基）
→ 将样品涂布到含刚果红的培养基上 （鉴别培养基）
(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。
Cultivatin Technlgy and Applicatin f Micrrganisms
发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品，它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面
Fermentatin engineering
微生物的选择培养和计数
《生物技术与工程》 第一章 发酵工程 第2节
Selective cultivatin and cunting f micrrganisms
仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现
selective medium
寻找耐高温的DNA聚合酶
应用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应（PCR）
从哪类生物细胞中寻找？
1965年，科学家在美国黄石国家公园的热泉水中，首次分离到一株极端嗜热细菌(水生栖热菌)，检测发现， 80℃以上的热泉水中生长良好。
1973年,从这种菌种中提取出耐高温的DNA聚合酶
思考：为什么水生栖热菌能从热泉中被筛选出来？
因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物，使耐热的水生栖热菌保留下来。
寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
实验室中微生物筛选的原理
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。
抑制或阻止其他微生物的生长
在微生物学中，将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称为选择培养基。
加入某种化学物质，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
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可以为细菌生长的氮源。
尿素［CO(NH2)2］
问题：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？
提示：设计一种选择培养基,用尿素作为唯一氮源。
(1)此培养基从物理性上说，属于________培养基，该类培养基的主要用途为________________________。
(2)此培养基以__________为碳源，以________为氮源
(3)该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？
提示：这种培养基与普通培养基相比，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。
(4)此培养基是如何对分解尿素的细菌进行选择的？
提示：该培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
(5)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？
提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可催化尿素分解产生NH3，NH3可作为微生物生长的氮源。
(6)能在该培养基上生长的细菌一定都能分解尿素吗？
提示：不一定，经选择培养得到了两类微生物，即分解尿素的细菌和自生固氮菌
(7)如何将能分解尿素的细菌和自生固氮菌区分开？
提示：在培养基中加入酚红指示剂，尿素分解的产物NH3会使培养基pH升高，酚红指示剂将变红。
(8)如果要分离自生固氮菌，应该怎么设计培养基配方？
提示：将培养基中的氮源去除
配制选择培养基的一些思路
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
营养缺陷的微生物不能正常生长
调节温度、pH等生长条件，只有适应的可以生长
添加杀伤性物质，有抗性的可以生长，无抗性的死亡
Selective cultivatin f micrrganisms
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌?
不能，由于土壤中微生物数量庞大（1g土壤中含有几亿到几百亿个土壤微生物）其中细菌的数量最多，能分解尿素的细菌只是其中的一部分。如果直接接种，那么长出来的菌落，将会连成一大片，无法分离所需要的微生物
能不能直接制备土壤溶液，接种到选择培养基上？
不能平板划线法最开始的划线由于细菌密度大，形成的菌落连片，无法计数。只在划线末端才会出现单菌落，因此平板划线法不能用于微生物数量的统计
能不能用平板划线法分离？
既要通过选择培养分离出能分解尿素的细菌
又要对细菌的数量进行测定
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琼脂固体培养基的表面，进行培养。稀释度足够高时，就能在培养基表面形成单个菌落。
通过梯度稀释，逐步降低菌液中微生物浓度
通过在平板上涂布，使微生物分散成单个细胞，最终在培养基表面形成单菌落。
细菌宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大部分分布在距地表3~8cm的土壤层。铲去表层土3cm左右，取样，将样品装入事先准备好的信封中。
取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌
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。
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1~2d。
注：不同种类微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间
◉ 设置完全培养基对照
接种在完全培养基上进行培养，以判断选择培养基是否具有筛选作用
将未接种的培养基同时进行培养，以判断培养基是否有杂菌污染。
在涂有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。
1个单菌落来源于培养液中的一个活菌
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
● 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。
取出浸在酒精中的涂布器时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽。
● 获得的单菌落需要进一步验证
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。
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。
固体培养基表面连续划线
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，也可用于观察菌落特征
方法简单，但不适宜计数
Quantitative determinatin f micrrganisms
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
样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目
(1) 稀释范围要保证获得菌落数在30～300之间，适于计数
注：数量太少(小于30)，结果的可信度会降低；数量太多(大于300)，菌落相互重叠，误差也会增大。
(2) 同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后取其平均值
● 该做法是设置重复实验，目的是减小实验误差，增强说服力和准确性
● 同一稀释度的3个平板长出的菌落数应该是相近的
● 如果3个平板长出的菌落差别较大，可能的原因
(3) 统计的菌落往往比活菌的实际数目少
注：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
(4) 统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示
每g样品中的菌落数＝
►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)
测定分解尿素的细菌的数量
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。
①不能区分死菌和活菌，统计结果会偏大
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
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)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
3. 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
4.用来判断选择培养基是否起到了选择作用和培养基是否被污染需要设置的对照分别是 ( )①未接种的该选择培养基 ②接种了的该选择培养基 ③接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 ④未接种的牛肉膏蛋白胨培养基A.②① B.④② C.③① D.③②
5. 图甲所示是稀释涂布平板法中的部分操作，图乙所示是平板划线法的操作结果。下列相关叙述错误的是 ( )
A.图甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能涂布菌液B.对于浓度较高的菌液，若图甲中的最高稀释倍数仅为102，则所得到的菌落不一定是由单一的细胞繁殖而成的C.图乙所示培养皿中每个划线区域都可得到符合要求的菌落D.图乙中连续划线的起点是上一次划线的末端(除第一次划线外)
6. 下图表示探究高效耐低温原油降解菌YF28－1(8)降解原油的最适温度实验的结果，5组实验中的温度t1～t5逐渐递增。下列相关叙述正确的是 （ ）
A.对本实验中使用的接种工具——接种环采用灼烧灭菌法灭菌B.实验中应注意控制温度、接种的菌液量等无关变量C.温度为t1的培养皿为对照组，其他4组均为实验组D.若要确定更精确的最适温度，应在t2～t4内设置更小的温度梯度
7. 如图是从土壤中分离能降解纤维素的微生物实验过程流程图。下列有关叙述正确的是 ( )
A.该实验所用的牛肉膏蛋白胨培养基中一定要添加适量的纤维素B.过程①不能提高所选微生物在培养物中的比例C.过程②纯化经过③培养后获得的单细胞菌落属于种群层次D.④的操作是挑取单菌落进行菌种鉴定并在皿盖及时做上标记
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。
【提示】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。
2.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。
→ 以纤维素为唯一碳源，增加目的菌浓度 （选择培养基）
→ 将样品涂布到含刚果红的培养基上 （鉴别培养基）
(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。
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