高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第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教案配套课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第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教案配套课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了美国黄石公园，耐高温的酶，耐高温生物体，筛选思路，从社会中来，筛选原则，被石油污染的土壤，冰川冻土层，有利于目的菌生长，选择培养基等内容，欢迎下载使用。
科学实例：寻找耐高温的DNA聚合酶
聚合酶链式反应（PCR）是一种在体外扩增DNA片段的技术，此项技术要求使用耐高温的DNA聚合酶。
高温环境（热泉、火山口）
1966年，布鲁克在美国黄石国家公园的一个热泉中发现了耐热的水生栖热菌，并分离到耐高温的DNA聚合酶。
根据微生物对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
实验室筛选微生物原理： 人为提供_______________的条件（包括_____、_____和_____等），同时_______________________
抑制或阻止其他微生物的生长
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菌群中不是优势种群时，更难实现。
我们如何达成这一目标呢？
科学家们应用选择性培养基解决了这一难题。
在微生物学中，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。
怎样选择出对青霉素有抗性的细菌?
尿素［CO(NH2)2］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。
2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？
除以尿素作为唯一氮源外，该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。
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。
理论上只有尿素作为氮源的微生物才能在培养基上生长繁殖；但实际上，固氮在微生物，以尿素分解产物为氮源的微生物也能在该培养基上生长。
仅通过选择培养基可以知道1g土壤中有多少能分解尿素的细菌吗？大概思路是？
分离：获得分解尿素的细菌的纯培养物
计数：测定分解尿素的细菌的数量
可否直接制备土壤溶液，利用平板划线法接种到选择培养基上，进行培养计数？
不能。平板划线法最开始的划线细菌可能会长成一片，导致无法计数，此外灼烧接种环的时候也会杀死一部分细菌。
二、微生物的选择培养（稀释涂布平板法）
将菌液进行一系列梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养。
A.梯度稀释菌液 B.涂布平板
稀释度足够高时，能在培养基表面形成单个菌落。
请同学们自主学习教材P17-18页，观看稀释涂布平板法操作视频，小组合作思考讨论稀释涂布平板法的具体操作过程。
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。
③取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。
注意：多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。
待涂布的菌液被吸收后，将平板倒置，放入30-37℃的恒温培养箱中培养1-2d。
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。
4.稀释涂布平板法和平板划线法的比较
稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落
分离纯化菌种，获得单菌落
①分离纯化菌种，获得单菌落②用于计数
①都能分离纯化菌种；②都在固体培养基上进行
1. 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
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N2　　C. CO2和尿素 D. 葡萄糖和尿素
3.如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。请据图分析，下列说法错误的是(　　)
A.③号试管的稀释倍数为103B.④号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能为⑤号试管的10倍C.⑤号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109D.将涂布器在酒精灯火焰上灼烧冷却后，再进行涂布
既然稀释涂布平板法可以计算活菌数目，那么是怎么通过稀释涂布平板法统计活菌的数目呢？还有哪些统计活菌的方法呢？
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。通过计数平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
为了保证结果准确，选择30-300个菌落的平板进行计数；每个稀释度至少取3个平板取其平均值；
统计的菌落往往比活菌的实际数目低；统计的结果一般用菌落数而不是活菌数来表示；
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。
请计算：4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为 个。
通过稀释涂布平板法统计的细菌的数目与它的实际数目相同吗？
提示　统计的细菌数往往比活菌实际数目低。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。
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)
例：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
例：甲同学做此实验在稀释倍数105获得3个平板，菌落数分别是80、90、100，涂布平板时均使用0.1ml菌液，试计算每克土壤中可以分离尿素的细菌数目？
2.计数板计数法（显微镜直接计数法）
常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。
对细菌等较小的细胞进行观察和计数。
方格网上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室，供计数用。
边长为1mm，深度为0.1mm
1个计数室的体积为0.1mm3。1个计数室有400个小方格。每个小方格的体积是1/4000mm3。
1mL培养液所含菌数＝每小格平均菌数×400×104×稀释倍数
显微镜直接计数（总菌数计数）
3.两种计数方法的比较
细菌计数板或血细胞计数板
每毫升原液含菌株数＝每小格平均菌株数×400×10000×稀释倍数
每克样品中的菌株数:(C÷V)×M
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
土壤是微生物的天然培养基，下面是有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验过程，请根据下图回答相关问题。（1）为分离出土壤中分解尿素的细菌，应该用　　　 　　　　　的选择培养基进行分离。 （2）若取土样5 g，应加入　　　 　 中配制成1×101倍稀释的土壤溶液。因土壤中细菌密度很大，需要不断加以稀释，配制成如上图所示的不同浓度的土壤溶液。取样稀释前，一定要　　　　　 　　　以减少误差。
（3）从1×103~107倍稀释的稀释液中分别吸取0.1mL加到固体培养基上，用　　 将其分散，每个浓度稀释液至少接种　　个平板，以减少实验误差。 （4）将接种的培养皿　　　　在30-37℃的　　　 箱中培养1-2 d，观察并统计　 ，结果如上表所示。找出合适浓度，推测出每克土样中的菌落数为　 。
探究·实践：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
土壤中含有能分解尿素的细菌，我们如何分离它们？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？
利用以“尿素作为唯一氮源”的选择培养基，可以分离。
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，利用以尿素作为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。
酸碱度接近中性的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。
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。将样品装入事先准备好的信封中。
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
①提供无机盐；②调节pH。
（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。
测细菌数：一般用104、105、106稀释液测放线菌：一般用103、104、105稀释液测真菌数：一般用102、103、104稀释液
思考：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？
不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基，以验证培养基中是否含有杂菌。
①每个浓度至少设置4个平板
牛肉膏蛋白胨培养基（用以判断选择培养基是否具有选择作用）。
②如何验证培养基中是否含有杂菌？
为了避免混淆，最好在使用前做好标记。例如：注明组别、培养日期和稀释度。
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）
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。
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）微生物的培养和观察
得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗？
不一定，还需要进一步的鉴定
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。
原理：脲酶催化尿素分解成氨→培养基碱性增强→ 酚红变红→脲酶阳性
①液体培养基可以直接看液体的变色情况；②固体培养基上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。
对分离的菌种进行探究——鉴定培养基（鉴别分解尿素的细菌）
pH升高，酚红指示剂变红
金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物，可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板（培养基中添加适量血液）上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程，请回答相关问题。
碳源、氮源、水和无机盐
增加金黄色葡萄球菌的数量
（1）7.5%NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括             ，用7.5%NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是                         。（2）操作中在血平板上的接种方法是                      ，接种操作前后需要对接种工具进行            灭菌。
（3）在制备血平板时，待培养基      后，再加入适量血液．按培养基功能分类，血平板属于      培养基．（4）经多次规范操作、重复实验，血平板上均出现           的菌落，初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌，但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带，因此，要对本操作进行完善，完善的方案是  。
设置不加鲜牛奶但其他操作均相同的对照组