第1章 第2节 第2课时 微生物的选择培养和计数-2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课件PPT（人教版2019）

第2节　第2课时 微生物的选择培养和计数 第1章　发酵工程 生物 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。 学习重难点 重点： 1.微生物选择培养的原理。 2.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 难点 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 导入新课 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，尤其是要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群时，更难实现。那么我们该如何达成这一目标呢? 问题思考 土壤微生物 一、选择培养基 新课讲授 新课讲授 实例1：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。这种酶目前已被广泛用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应(PCR)。 [探究一]选择培养基 栖热菌 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。 新课讲授 实例2：实验室中微生物的筛选 人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。 [探究一]选择培养基 提示：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。 思考：什么是选择培养基? 新课讲授 选择培养基： ①加入青霉素的培养基→分离酵母菌、霉菌等真菌； ②不加氮源的无氮培养基→分离固氮菌； ③不加含碳有机物的无碳培养基→分离自养型微生物； ④加高浓度食盐→分离金黄色葡萄球菌； ⑤石油作为唯一碳源→分离能消除石油污染的微生物。 [探究一]选择培养基 二、微生物的选择培养 新课讲授 新课讲授 [探究二]微生物的选择培养 提示：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。 分离土壤中分解尿素的细菌的原理是什么? 尿素平板 新课讲授 [探究二]微生物的选择培养 提示：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。 什么是稀释涂布平板法? 稀释涂布平板法 新课讲授 [探究二]微生物的选择培养 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纸袋在使用前都要灭菌)。 ②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。 ③取0.1 mL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。 新课讲授 [探究二]微生物的选择培养 提示：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。 如何进行菌种培养? 如何进行菌种观察? 提示：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 新课讲授 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 提示：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。 微生物计数的方法有哪些? 稀释涂布平板法 显微镜直接计数法 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 提示：统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 稀释涂布平板法如何表示微生物的数量? 稀释涂布平板法 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 提示：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。 为什么统计的菌落数比活菌的实际数目少? 稀释涂布平板法 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 提示：每毫升样品中的菌落数=(C÷V)×M，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。 如何求菌落数? 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 提示：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。 什么是显微镜直接计数法? 如何求菌落数? 提示：每毫升原液所含菌落数=每小格平均菌落数×400×104×稀释倍数。 新课讲授 [探究三]微生物的数量测定 列表对比两种计数方法。 方法 显微镜直接计数法 稀释涂布平板法 主要用具 计数依据 优点 缺点 计算公式 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 细菌个数 培养基上菌落数 计数方便、操作简单 计数的是活菌 不能区分死菌与活菌 操作较复杂且有一定误差 每毫升原液含菌落数=400×104×每小格平均菌落数×稀释倍数 每毫升原液含菌落数=(平均菌落数÷所用涂布液体积)×稀释倍数 1.两种纯化方法的比较 新课讲授 [核心归纳] 主要方法 平板划线法 稀释涂布平板法 主要步骤 接种工具 能否用 于计数 培养结果 共同点 接种环在固体培养基表面连续划线 梯度稀释操作和涂布平板操作 接种环 涂布器 不能计数 可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板 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 2.稀释涂布平板法操作注意问题 (1)稀释操作时：每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口应在离火焰1～2 cm处。 (2)涂布操作中的注意事项 ①涂布器浸在体积分数为70%的酒精中，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧。 ②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精。 (3)同一稀释度的样液加到三个或三个以上的平板上，经涂布、培养，计算出菌落平均数。 新课讲授 [核心归纳] (4)计算公式 每克样品中的菌株数= × 稀释倍数 新课讲授 [核心归纳] 3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数操作中需注意的问题 (1)为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。 (2)样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。 (3)为增强实验说服力与准确性，设计实验时，需要涂布至少三个平板作为重复组，目的是排除实验中偶然因素对实验结果的影响。 (4)分析实验结果时，要考虑重复组结果是否接近，如果相差太大，意味着操作有误，需重新实验。 (5)为防止培养时间不足导致菌落遗漏，在菌落计数时，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。 (6)统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。 当堂训练 尿素是尿素分解菌的氮源，因此在配制选择培养基时（ ） A.葡萄糖在培养基中越多越好 B.尿素分解菌有固氮能力，故培养基中只需无机氮 C.尿素在培养基中越少越好 D.尿素分解菌无固氮能力，故培养基中的尿素为化合态氮 D 【练习1】 平板划线法和稀释涂布平板法是接种微生物的两种常用方法，下列描述正确的是（ ） A.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往多于实际的活菌数 B.平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环连续划在固体培养基表面 C.稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液倒入液体培养基中进行培养 D.与平板划线法相比，稀释涂布平板法形成单菌落的效果更好 D 当堂训练 【练习2】 如图为“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。据图分析错误的是( ) A.3号试管中样品液的稀释倍数为104倍 B.对4号试管中的稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能恰为5号试管的10倍 C.5号试管的结果表明每克土壤中的活菌数为1.7×108 D.该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低 C 当堂训练 【练习3】 研究小组利用稀释涂布平板法来探究土壤中分解尿素的细菌的数量。每一个浓度涂布四个平板，并且设置空白对照组。下列关于操作步骤的叙述正确的是（ ） A.涂布前，将沾有少量酒精的涂布器在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布 B.涂布完成后，在培养皿的皿盖上做标记，以避免混淆，并将培养皿倒置培养 C.计算平板上的菌落数时，四个培养皿上的菌落数无论多少，都要全部统计并计算平均值 D.若空白对照组上有5个菌落，则实验组数据基础上减去5，以获得最准确数据 A 当堂训练 【练习4】 下图表示从土壤中分离能降解酚类化合物对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。下列与该实验相关的叙述中不正确的是( ) A.实验中所用的培养基①②③④均属于选择培养基 B.图中Ⅰ、Ⅱ过程实现了对目标微生物的稀释 C.统计⑤处培养基中的菌落数并不一定代表接种到④上的活菌数 D.在⑤处培养基上形成菌落的微生物同化作用类型为异养型 B 当堂训练 【练习5】 分解尿素的细菌广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的细菌进行分离与计数，请回答下列问题： (1)分解尿素的细菌含有的酶是 ___________ ，为筛选出能分解尿素的细菌，配制培养基时应以__________ 作为唯一氮源。 (2)常用来统计样品中活菌数目的方法是 __________________。 (3)该小组对分解尿素的细菌进行计数时，在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是________________________。将1 mL样液稀释104倍，在3个平板上分别涂布0.1 mL稀释液；经适当培养后，统计活菌数目，每隔一个“时间间隔”统计一次菌落数目，最后选取________________________作为结果。如果3个平板的菌落数分别为39、42和45，据此可得出每毫升样液中活菌数为___________。 脲酶 尿素 稀释涂布平板法 检验平板灭菌是否彻底 菌落数目稳定时的记录 4.2×106 当堂训练 【练习6】 课堂小结 谢谢大家 $$