选择性必修3二 微生物的选择培养和计数课文ppt课件

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1.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物,阐明选择培养基的原理,形成生物与环境相适应的生命观念。2.概述稀释涂布平板法和显微镜直接计数法是测定微生物数量的常用方法。尝试用稀释涂布平板法进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。
一、选择培养基1.筛选微生物的原理: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。2.选择培养基。(1)概念: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。(2)实例:利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,从土壤中分离出分解尿素的细菌。此细菌能合成脲酶,脲酶催化尿素分解产生NH3,NH3可作为细菌生长的氮源。
二、微生物的选择培养1.目的菌:土壤中能分解尿素的细菌。2.方法:稀释涂布平板法。3.操作步骤: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,依次等比稀释至1×107倍 ↓
取0.1 mL菌液,滴加到培养基表面↓将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中↓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↓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
↓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1~2 d。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
三、微生物的数量测定1.稀释涂布平板法。(1)作用:除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。(2)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。(3)方法: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。
(4)原则:为了保证结果准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。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。(5)结果:统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
2.显微镜直接计数法。(1)分类: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。(2)结果:一般是活菌数和死菌数的总和。微点拨如果不同稀释度的菌液接种后都不能得到单细胞菌落,原因可能是稀释度不够,聚集在一起的微生物没能被分散成单个细胞。
微思考 下图是采用微生物纯培养的两种接种方法接种后培养的效果图。请思考获得图A效果和图B效果的接种方法分别是什么。提示:获得图A效果的接种方法为稀释涂布平板法,获得图B效果的接种方法为平板划线法。
微判断11.统计菌落数目时为保证结果准确,一般选择菌落数目最多的平板进行统计。(　　)2.在用涂布器涂布平板时,为了操作方便可完全打开培养皿盖。(　　)
四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.土壤取样。(1)土壤要求:酸碱度接近中性的潮湿土壤。(2)取样环境:在城市,从公园里、街道旁、花盆中的土壤中取样;在农村,从农田或菜园里的土壤中取样。(3)取样部位:距地表3~8cm的土壤层。
2.样品的稀释。(1)测定土壤中细菌的数量,一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。(2)选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证能从中选择出菌落数为30~300的平板进行计数。
3.微生物的培养与观察。(1)培养: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1~2 d。(2)观察。①观察方法:每隔24 h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。②记录菌落的特征,包括菌落的形状、大小和颜色等。
微判断21.选择分解尿素的细菌的培养基为液体培养基。(　　)2.用平板划线法培养计数,应选择菌落数为10~100的平板。(　　)3.统计菌落数目时,统计的菌落数就是活菌的实际数目。(　　)4.分解尿素的细菌在分解尿素时,可以将尿素转化为氨,使得培养基的pH降低。(　　)
微训练 分离土壤中分解尿素的细菌,对培养基的要求是(　　)①加尿素　②不加尿素　③加琼脂　④不加琼脂　⑤加葡萄糖　⑥不加葡萄糖　⑦加硝酸盐　⑧不加硝酸盐A.①③⑤⑦　　B.②④⑥⑧C.①③⑤⑧D.①④⑥⑦答案:C
解析:要分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中尿素应是唯一的氮源,不能加硝酸盐;在固体培养基上形成菌落,要加琼脂作凝固剂;分解尿素的细菌是异养微生物,要加有机碳源(如葡萄糖)。
一微生物的选择培养和计数重难归纳1.选择培养基。(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)选择培养基的设计思路。
特别提醒 能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。原则上选择培养基只允许特定种类的微生物生长,但实际上,微生物的培养是一个非常复杂的问题,有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖,因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物,还需进一步鉴定。
2.微生物的选择培养。(1)筛选分解尿素或纤维素的细菌。若选择培养基的氮源只有尿素,只有能合成脲酶的细菌才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的细菌由于不能分解尿素,缺乏氮源而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的细菌。同理,若选择培养基中只有纤维素作碳源,只有能利用纤维素的细菌才能生存,其他微生物的生长则受到抑制。
(2)分解尿素、纤维素细菌的鉴定。①在细菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的脲酶催化尿素分解产生NH3。NH3会使培养基的碱性增强,pH升高。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,则可初步说明该种细菌能够分解尿素。②在培养基中加入刚果红可以鉴别分解纤维素的细菌。如果培养基中出现以这些细菌为中心的透明圈,说明该种细菌能分解纤维素。
3.稀释涂布平板法。(1)原理:将菌液进行一系列的梯度稀释,当样品的稀释度足够高时,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。(2)主要操作环节:系列梯度稀释操作和涂布平板操作。(3)接种工具:涂布器。
(4)稀释涂布平板操作的注意事项:①酒精灯与培养皿的距离要适宜。②移液管管头不要接触其他任何物体。③移液管要在酒精灯火焰附近使用。④将涂布器末端从酒精中取出时,要让多余的酒精在烧杯中滴尽,然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中,以免引燃酒精。
4.微生物的数量测定。
1.测定饮用水中细菌、病毒的含量是有效监控部分疾病发生的必要措施。某同学想利用所学知识调查本地饮用水质量是否合格,特别是大肠杆菌的数目是否超标,应该用平板划线法还是稀释涂布平板法?请说明理由。
提示:稀释涂布平板法。平板划线法只有最后一次划线的末端才会形成只由一个微生物形成的菌落,最开始划线的区域微生物很可能长成一片,导致无法计数。此外,灼烧接种环的时候也会杀死一部分微生物。稀释涂布平板法是按照一定浓度梯度稀释样品,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.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法对微生物计数产生的实验误差如何?试分析原因。提示:稀释涂布平板法计数的值比实际值小,原因是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;显微镜直接计数法计数的结果比实际值大,原因是显微镜下无法区分活菌和死菌,计数时包括了死菌。
典例剖析选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物,通过不含有机物的培养基、缺氮培养基、含尿素(不含其他氮源)的培养基,可从土壤中分离出的微生物依次是(　　)A.硝化细菌、放线菌、根瘤菌B.根瘤菌、青霉菌、固氮菌C.异养细菌、放线菌、硝化细菌D.自养细菌、固氮菌、分解尿素的细菌答案:D
解析:不含有机物的培养基可以选择自养微生物,缺少氮元素的培养基可以选择固氮微生物,含尿素(不含其他氮源)的培养基可以选择能分解尿素的微生物。
学以致用分离土壤中分解尿素的细菌,对培养基的要求是(　　)
注“+”表示加入,“-”表示不加。答案:C
解析:分离土壤中分解尿素的细菌,培养基中要有碳源,且以尿素作为唯一的氮源,故不能添加硝酸盐。
二 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数重难归纳1.统计菌落数目的方法。微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等方法,但是一般使用计数法,计数法主要为显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。二者的比较如下表所示。
2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结果分析。
特别提醒 对照组的设置原则(1)判断培养基中“是否有杂菌污染”,需将未接种的培养基同时进行培养。(2)判断选择培养基“是否具有筛选作用”,需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养,观察两种培养基上的菌落数目,进行对比得出结论。
3.平板划线法和稀释涂布平板法的比较。(1)单菌落的获得。利用平板划线法接种时,单菌落从最后一次划线的区域挑取;利用稀释涂布平板法接种时,只有合适的稀释度才能得到单菌落。(2)两种接种方法的应用。两种方法都能将微生物分散到固体培养基表面,以获得单菌落,达到分离纯化微生物的目的;稀释涂布平板法还能对微生物进行计数,而平板划线法不能用于微生物的计数。
易错提醒 稀释涂布平板法的注意事项(1)稀释涂布平板法所选择的稀释度很重要,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。(2)在设计实验时,一定要涂布至少3个平板作为重复组。(3)在分析结果时,一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致,如果差别过大,则意味着操作有误,需要重新实验。
1.在稀释涂布平板法中,为何需要涂布3个平板?提示:作为重复实验,统计时取平均值,以减少偶然因素对实验结果的影响,增强实验结果的说服力。
2.为什么一般选择菌落数为30~300的平板进行计数?提示:若平板上菌落数过多,说明稀释度过低,菌体的密度大,就会出现更多的两个或两个以上的菌体形成的菌落,结果不准确,且计数较困难。若平板上菌落数过少,菌落形成的偶然性大,结果也不准确。3.要分离出分解纤维素的微生物,应在什么样的环境中取样?应配制什么样的培养基?提示:应从富含纤维素的土壤中取样,如树林中多年落叶形成的腐殖土。应配制以纤维素为唯一碳源的培养基。
典例剖析下图为土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中样品稀释示意图。
据图分析,下列叙述错误的是(　　)A.4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍B.5号试管中稀释液进行平板培养的结果表明每克该土壤中的菌株数目为1.7×106个C.当样品稀释度足够高时,一般平板上一个单菌落来源于一个活菌D.某一稀释度下至少涂布3个平板,该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目少
解析:4号试管中稀释液的稀释倍数比5号试管的低10倍,如果稀释倍数适当,平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管的10倍,A项正确。5号试管进行稀释涂布平板计数的结果表明,每克土壤中的菌株数为(168+175+167)÷3×106÷0.1=1.7×109(个),B项错误。当样品稀释度足够高时,一般平板上一个单菌落来源于一个活菌,C项正确。稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞连在一起长成一个菌落的情况,所以该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要少,D项正确。
学以致用在做分离分解尿素的细菌实验时,从对应稀释倍数为1×106的培养基上A同学筛选出大约150个菌落,而其他同学只筛选出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因可能有(　　)①土样不同　②培养基被污染　③操作失误　④没有设置对照组A.①②③　　B.②③④C.①③④D.①②④答案:A
解析:土样不同、培养基被污染和操作失误都会影响实验结果,对照组的设置对实验结果没有影响。
1.下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是(　　)A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、蒸馏水B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、蒸馏水C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、蒸馏水D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、蒸馏水答案:A
2.平板划线法和稀释涂布平板法是两种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是(　　)A.平板划线法要求连续多划几次,且除了第一次划线外,每一次划线的起点都是上一次划线的终点B.第一次划线需要将接种环灼烧灭菌,以后的划线可以不经灭菌直接划线C.如果菌液本身浓度不高,则可以适当降低稀释倍数D.充分稀释和连续划线的目的都是使形成的菌落由单一的活菌繁殖而成
3.下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述,错误的是(　　)A.该实验需要设置空白对照组,以检验培养基是否受到杂菌污染B.分解尿素的细菌能产生脲酶,脲酶能分解尿素产生氮气C.统计分解尿素的细菌的数目时,选择菌落数为30~300的平板进行计数D.该实验所用培养基应以尿素作为唯一氮源答案:B
解析:该实验需要设置空白对照组,以检验培养基是否受到杂菌污染,A项正确。分解尿素的细菌能产生脲酶,将尿素分解为NH3,B项错误。统计分解尿素的细菌的数目时,选择菌落数为30~300的平板进行计数,C项正确。利用以尿素作为唯一氮源的培养基可以从土壤中分离分解尿素的细菌,D项正确。
4.用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数,在对应稀释倍数为1×106的培养基中,得到以下几种统计结果,正确的是(　　)A.涂布了1个平板,统计的菌落数是230B.涂布了2个平板,统计的菌落数分别是215和260,取平均值238C.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是21、212和256,取平均值163
D.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是212、240和250,取平均值234答案:D解析:在设计实验时,每个稀释度一定要涂布至少3个平板作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性,A、B两项错误。C项虽然涂布了3个平板,但是其中1个平板的计数结果与另外2个相差太大,说明在操作过程中可能出现了误差,因此,不能简单地用3个平板的计数值求平均值,C项错误。
5.尿素是一种重要的氮肥,农作物不能将其直接吸收利用,而是通过土壤中的细菌将其分解为氨和CO2后才能被农作物利用。请回答下列问题。(1)土壤中的某些细菌能分解尿素是因为该种细菌能合成　　　　。 (2)为筛选分解尿素的细菌而制备的培养基中含有的营养物质除尿素外,还包括水、碳源、　　　　　　等,该培养基能筛选出目的菌株的原因是　　　　　 　　　。 
(3)一般依据分解尿素的细菌菌落的　　　　　　　　和颜色等特征来统计菌落数目。现将10 mL分解尿素的细菌悬液进行梯度稀释,分别取0.1 mL稀释倍数为1×106的样液接种到3个培养基上,培养一段时间后,统计菌落数分别为39、42、45,则1 mL悬液中活菌的数目为　　　　　　个。上述过程采用的接种方法是　　　　　　　　　　。 (4)为检验培养基及培养皿灭菌是否合格,可采取的措施是　　　　 　　　。 
答案:(1)脲酶(2)无机盐　只有以尿素作为唯一氮源的细菌才能在该培养基上生长(3)形状、大小　4.2×108　稀释涂布平板法(4)单独设置一个灭菌后不接种样液的培养皿(含培养基)进行培养
解析:(1)分解尿素的细菌能合成脲酶,将尿素分解。(2)微生物的培养基中需含有水、无机盐、碳源和氮源,尿素作为氮源。只有能合成脲酶的细菌才能利用尿素作为氮源生长,因此该培养基能筛选出分解尿素的细菌。(3)一个菌落为一个细菌繁殖的后代,不同的微生物的菌落特征不同,菌落的特征包括形状、大小和颜色等,据此来统计菌落的数目。微生物计数常采用稀释涂布平板法,1 mL悬液中活菌的数目为(39+42+45)÷3÷0.1×106=4.2×108(个)。