1.2.2 微生物的培养技术及应用（教学设计）-2020-2021学年高二下学期生物学同步精品课堂（2019人教版选择性必修3）

1.2.2微生物的培养技术及应用 一、教学目标： 学习目标： 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。 2.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。 核心素养： 1.生命观念：各类微生物都能适应其生活环境。 2．科学思维：根据微生物的代谢类型配制选择培养基。 3．科学探究：讨论土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的方法。 二、教学过程： 【导入】 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。那么我们又如何达成这一目标呢？ 选择性培养基 一、选择培养基 1、实例：寻找耐高温的DNA聚合酶 1973年，科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌，进而从这种菌中提取出耐高温的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。 筛选原因：水生栖热菌能在70-80℃高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。 2、实验室中微生物的筛选： 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。 在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或组织其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。 思考讨论 选择培养基配方的设计 尿素含氮量高，化学性质稳定，是一种重要的农业氮肥，尿素施入土壤后，被某些细菌分解成NH3，NH3再转化成NO3-、NH4+等才能被植物吸收。 土壤中尿素分解菌之所以能将尿素分解，是因为它们能合成脲酶： 请同学们小组为单位思考以下问题？ 1.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？ 设计一种选择培养基,用尿素作为唯一氮源,可以将分解尿素的细菌分离出来。 2. 该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ 这种培养基与普通培养基相比，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。 二、微生物的选择培养 1g土壤中有多少能分解尿素的细菌? 原理：通过对土样进行充分稀释，再将菌液涂布到制备好的培养基上，即可得到能分解尿素的细菌的纯培养物。 稀释涂布平板法;是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琼脂固体培养基的表面，进行培养。 1、稀释涂布平板法的操作过程 ①铲取土样，将样品装入纸袋中。（取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌）。 ②将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。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。 ④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。 ⑤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。 ⑥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。 2、菌种培养 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。 3、菌种观察 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、计数方法 (1)稀释涂布平板法：统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 一般统计的菌落数比活菌的实际数目低，因为当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。 计算公式：每毫升样品中的菌株数=(C÷V)xM,其中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。 (2)显微镜直接计数法：是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。 统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。 计算公式： 每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数x400x103x稀释倍数。 内容 直接计数法 间接计数法 主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 计数依据 细菌个数 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 不能区分死菌与活菌 操作较复杂且有一定误差 计算公式 每毫升原液含菌株数＝400×1000×每小格平均菌株数×稀释倍数 每毫升原液含菌株数＝平均菌落数/所用涂布液体积×稀释倍数 探究实践 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 一、土壤取样 细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3～8cm 的土壤层。因此，取样时一般要铲去表层土。 二、制备培养基 用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组，用以尿素为唯一氮源的培养基做实验组，用来判断选择培养基是否具有选择作用。 三、样品的稀释 在酒精灯火焰旁称取10g土壤，放入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，振荡使土壤与水充分混合，将细菌分散，制成101倍土壤稀释液。