专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（讲义）-2020-2021学年高二生物下学期教学设计（人教版选修1）

专题2 微生物的是培养与应用 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计 【学习目标】 1、明确用培养基对微生物进行选择的原理。(重点) 2、学会统计微生物数量的方法。(重点) 3、能进行实验设计与操作，并对实验结果进行分析和评价。(难点) 一、筛选菌株的思路 1、自然界中目的菌株的筛选 （1）原理：根据对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。 （2）实例：PCR技术过程中用到的耐高温的TaqDNA聚合酶，就是从热泉中筛选出来的Taq细菌中提取出来的。 DNA多聚酶链式反应(PCR)是一种在体外将少量DNA大量复制的技术，此项技术要求使用耐高温(93℃)的DNA聚合酶。 1966年美国微生物学家布鲁克在美国黄石国家公园的一个热泉中发现了水生耐热细菌Taq，从该细菌中分离得到了耐高温的DNA聚合酶。因为热泉温度70～80℃，淘汰了绝大多数微生物，而使耐热的Taq细菌被筛选出来。 2、实验室中目的菌株的筛选 （1）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的生长。 （2）方法：利用选择培养基分离。 选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时阻止或抑制其他种类微生物生长的培养基。 （3）实例： ①以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离出分解尿素的细菌，因为只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用其中的氮元素； ②加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。 ③加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。 ④无氮源培养基可以分离固氮微生物。 ⑤石油是唯一碳源的培养基，可以分离能消除石油污染的微生物。 ⑥将培养基放在高温环境中培养，分离耐高温的微生物。 二、统计菌落数目 1、常用方法：稀释涂布平板法。 （1）原理：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。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有的活菌数 （2）计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。 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)。 M：代表稀释倍数。 （3）注意事项 a．为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。 b．统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 c．设置对照：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。 设置对照的方法：①空白对照：不给对照组任何处理因素；②条件对照：给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素；③自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行；④相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。 教材实例分析： 教材中两位同学的统计结果中，第二位同学的结果接近真实值。实验需要改进的操作是第一位同学需设置重复实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操作有误，需重新实验。 教材提供的案例中A同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。如何设置对照实验来确定原因？ 方案一：其他同学用与A同学一样的土样进行实验，如果结果与A同学一致，则证明A操作无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。 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。 通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照实验的设置是必不可少的。 2、利用显微镜直接计数 (1)原理：此法利用特定细菌计数板或血球计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。 (2)方法：用计数板计数。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积为1 mm2和高为0.1 mm的计数室，在1 mm2的面积里又被划分成25个(或16个)中格，每个中格进一步划分成16个(或25个)小格，但计数室都是由400个小格组成的。如下图所示。 (3)计算公式：每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×10 000×稀释倍数。 (4)缺点：不能区分细菌的死活。 3、直接计数法与间接计数法的比较 微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等，但是一般使用计数法，计数法可分为直接计数法和间接计数法。二者比较如下： 直接计数法 间接计数法 主要用具 显微镜、细菌计数板 培养基 计数依据 菌株本身 培养基上菌落数 优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌 缺点 死菌、活菌都计算在内 操作较复杂，且有一定误差 计算 公式 每毫升原液含菌株数＝400×1 0000×每小格平均菌株数×稀释倍数 每毫升原液含菌株数＝eq \f