第1章 第2节 二 微生物的选择培养和计数-（配套教参）【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册（人教版）

二　微生物的选择培养和计数 [课标内容] 1．学会用生物与环境相适应的观点理解选择培养的原理。2.学会通过调整培养基的配方来有目的地培养某种微生物。3.学会用多种方法测定微生物的数量。 一、选择培养基 1．概念：在微生物学中，将_____________特定种类的微生物生长，同时_____________　或_____________　其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。 2．原理：人为提供有利于_____________生长的条件(包括营养、 温度和pH等)，同时_______________________________________其他微生物的生长。 3．实例：分离尿素分解菌的选择培养基。 (1)设计原理：尿素分解菌能合成_____________，其能催化尿素分解产生NH3，为细菌生长提供氮源。 (2)配方设计：以尿素为唯一氮源。 只有能合成脲酶的微生物才能将尿素分解为氨供自身利用，其他微生物由于缺少氮源而无法生长繁殖 二、微生物的选择培养 1．土壤取样：铲取土样，将样品装入纸袋中。 铲取土样的铁铲和纸袋需要灭菌 2．等比稀释 3．涂布平板 4．培养观察 三、微生物的数量测定 四、实验设计 1．土壤取样 2．样品稀释 3．培养观察 (1)培养 根据不同微生物的需要，控制适宜的培养_____________和培养时间。 (2)计数 每隔24 h统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 设计如下表格记录并计数 (3)观察 菌落特征：包括菌落的_____________、_____________和_____________等。 [答案自填] 允许　抑制　阻止　目的菌　抑制或阻止　脲酶　90　0.1　酒精　酒精燃尽　冷却　吸收　恒温培养箱　单菌落　稀释度　活菌　菌落数　30～300　稀释范围　30～300　3　平均值　菌落数　快速直观　中性　3～8　30～300　温度　形状　大小　颜色 (1)筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源且为固体培养基。(　　) (2)利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数。(　　) (3)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。(　　) (4)只有平板划线法能实现细菌的分离和计数。(　　) (5)利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数目。(　　) (6)培养分解尿素的细菌，培养基的pH会增大。(　　) 提示：(1)√ (2)×　利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数要比活菌的实际数少。 (3)×　统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目在30～300的平板进行计数。 (4)×　平板划线法只能实现细菌的分离，不能进行计数。 (5)×　利用显微镜直接计数法统计的细菌数量要比活菌的数目多。 (6)√ 【知识框架】 核心点一　微生物的选择培养 菌落总数可作为判定食品被污染程度的标志，也可以用于观察细菌在食品中繁殖的动态，以便对送检样品进行卫生学评估提供证据。下图是某样品培养简化流程图，请回答下列问题： (1)对样品悬液怎样进行梯度稀释？ (2)涂布器一般是在酒精中浸泡，然后放在酒精灯火焰上灼烧灭菌，该操作的目的是什么？ (3)下图是涂布平板操作的示意图，用字母和箭头表示涂布平板操作的正确步骤：___________________________________________________________________。 (4)当菌液稀释倍数足够高时，培养基表面生长的一个单菌落来源于一个活菌。用稀释涂布平板法接种培养结果如右图所示。与平板划线法相比，为什么稀释涂布平板法可以用于细菌的计数？ 提示：(1)取1 mL样品上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 (2)杀死涂布器上的微生物，防止杂菌污染。 (3)a→b→c→d (4)稀释涂布平板法会进行等比稀释，在合适的稀释倍数下，均匀涂布得到的菌落互不接触，可以确定菌落的密度，再通过计算可以得知原菌液的细菌数量。 平板划线法和稀释涂布平板法的比较 比较项目 平板划线法 稀释涂布平板法 不同点 纯化 原理 通过连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散 将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释程度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养，以得到单菌落 接种 工具 接种环 涂布器 单菌落 的获得 从最后划线的区域挑取 只有稀释度合适，才能得到单菌落 用途 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 操作难 易程度 操作较简便，细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，逐步分散开 操作比较复杂，需将菌液进行一系列的梯度稀释和涂布培养，需涂布多个平板 接种效 果图 相同点 ①都能分离纯化菌种；②都是在固体培养基上进行的；③都需要在酒精灯火焰旁进行接种 1．稀释涂布平板法是常用的微生物培养方法，下列相关叙述正确的是(　　) A．灭菌锅中取出的培养基应趁烫时倒平板，如此可对培养皿灭菌 B．稀释涂布平板法不可用于微生物的分离，可用于微生物的计数 C．分离微生物前一般需要将菌液进行梯度稀释 D．稀释涂布平板法分离到的单菌落如果需进一步纯化，不能用平板划线法 解析：选C。灭菌锅中取出的培养基应冷却至50 ℃左右时倒平板，A错误；稀释涂布平板法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数，B错误；稀释涂布平板法分离到的单菌落如果需要进一步纯化，可用平板划线法，D错误。 2．(教材P17图1－7改编)下图甲是稀释涂布平板法中的部分操作，图乙是平板划线法的划线方式。下列叙述错误的是(　　) A．图甲中涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能接触菌液 B．若图甲中的稀释倍数仅为102，则所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成的 C．图乙培养皿中所得的菌落都符合要求 D．图乙中除了第1次划线外，每次划线的起点是上一次划线的末端 解析：选C。题图甲中涂布前要将涂布器灼烧灭菌，冷却后才能接触菌液，A正确；对于浓度较高的菌液，若题图甲中的稀释倍数仅为102，则所得的菌落不一定是由单一细胞或孢子繁殖而成的，B正确；平板划线法中在最后一次划线的末端形成的菌落才是由单一细胞或孢子繁殖而成的，C错误；题图乙中除了第1次划线外，每次划线的起点是上一次划线的末端，这样能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落，D正确。 核心点二　微生物的数量测定 甲、乙两位同学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106的培养基中，得到以下两种统计结果： 甲同学在该浓度下涂布了1个平板，统计的菌落数为230；乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。 (1)甲同学的统计结果_____________(填“可靠”或“不可靠”)。若不可靠，应如何改进？ (2)乙同学对实验结果的处理是否合理？为什么？ (3)测定土壤中细菌的总量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？ (4)统计的菌落数比活菌的实际数目少的原因是什么？ (5)某同学在三种稀释度下吸取0.1 mL的菌液涂布平板，统计菌落数，得到以下数据，则1 g样品中的活菌数约为__________________________个。 稀释度 菌落数/个 平板1 平板2 平板3 104 320 360 356 105 212 234 287 106 21 23 18 提示：(1)不可靠。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布3个平板，统计结果后计算平均值。 (2)不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地将结果舍弃后进行计数。 (3)不相同。因为土壤中能分解尿素的细菌的数量比细菌的总量要少。 (4)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。 (5)2.44×108　提示：105的稀释度下取0.1 mL菌液涂布的三个平板上的菌落数均在30～300范围内，计算平均值为(212＋234＋287)÷3≈244(个)，由此可计算出每克土壤样品中的活菌数约为(244÷0.1)×105＝2.44×108(个)。 显微镜直接计数法和稀释涂布平板法的比较 项目 显微镜直接计数法 稀释涂布平板法 原理 利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量 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 主要 用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 培养基、涂布器 计数 数据 菌体本身 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，有一定误差 计算 公式 每毫升原液含菌数＝每小格平均菌体数×400×10 000×稀释倍数 每毫升原液含菌数＝培养基上平均菌落数÷涂布液体积(mL)×稀释倍数 1．(教材P20“概念检测”T2改编)用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。下列相关叙述正确的是(　　) A．平板上的一个菌落就是一个细菌 B．通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同 C．平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌 D．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 解析：选C。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，C正确。 2．下图为“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。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．2号试管的稀释倍数为102倍 B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数总为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1.7×109个 D．该实验方法统计得到的结果往往比实际活菌数目高 解析：选C。由题图可知，2号试管的稀释倍数为103倍，A错误；由于5号试管的稀释倍数是4号试管的10倍，如果稀释倍数适当，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号的10倍，B错误；5号试管利用稀释涂布平板法计数的结果表明，每克土壤中的菌株数＝(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109(个)，C正确；稀释涂布平板法得到的菌落可能存在两个或多个细胞连在一起长成一个菌落的情况，使该实验方法统计得到的结果往往比实际活菌数目要低，D错误。 1．下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 解析：选D。分离高产脲酶菌的实验中，可以选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株，以尿素作为唯一氮源配制选择培养基，为了在平板上形成单菌落，要对土壤样品进行适当稀释，A、B、C合理；细菌合成的脲酶将尿素分解产生氨气，氨气会使培养基的碱性增强，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌，若指示剂变红，可确定该种细菌能够产生脲酶并分解尿素，D不合理。 2．(2024·广东湛江高二期末)平板划线法和稀释涂布平板法是纯化微生物的两种常用方法，下列叙述正确的是(　　) A．都要将菌液进行一系列的梯度稀释 B．平板划线法是将不同稀释度的菌液通过接种环在固体培养基表面进行连续划线的操作 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．都是在固体培养基上进行的，都需要在酒精灯火焰附近进行接种 解析：选D。平板划线法不需要将菌液进行梯度稀释，A、B错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液滴加到固体培养基的表面，然后用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面，C错误；稀释涂布平板法和平板划线法都需要形成单菌落，都必须在固体培养基上进行接种，且均需无菌操作，都需要在酒精灯火焰附近进行接种，D正确。 3.(教材P20“拓展应用”T2改编)物质W是一种含氮有机物，物质W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某小组欲从土壤中筛选出能降解物质W的细菌，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) A．透明圈的形成是因为物质W被分解 B．所用的选择培养基应该以物质W为唯一氮源 C．甲菌落中的细菌可能是以空气中的氮气作为氮源 D．乙菌落中的细菌都能降解物质W，不需要进一步纯化 解析：选D。物质W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明，因此透明圈的形成是因为物质W被分解，A正确；要筛选出能降解物质W的细菌，所用的选择培养基应该以物质W为唯一氮源，B正确；该培养基以物质W为唯一氮源，而甲菌落周围未出现透明圈，因此甲菌落中的细菌可能是以空气中的氮气作为氮源，C正确；乙菌落中的细菌不一定都能降解物质W，因此仍需要进一步纯化，D错误。 4．(教材P20“概念检测”T1改编)研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌。下列相关叙述错误的是(　　) A．这种培养基是一种选择培养基 B．利用这种石油降解菌可以降解石油，修复土壤 C．相对于未被污染的土壤，从被石油污染的土壤中更容易分离到石油降解菌 D．涂布了2个平板，统计的菌落数分别是215和260，取平均值238 解析：选D。在设计实验时，同一稀释度下至少要涂布3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，D错误。 5．(2023·广东选择考)研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　) A．a点时取样、尿素氮源培养基 B．b点时取样、角蛋白氮源培养基 C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基 D．c点时取样、角蛋白氮源培养基 解析：选D。由题意可知，目标菌应该具备嗜热和能分解角蛋白的能力，由题图可知，c点时堆肥温度达到最高且维持恒定，所以应从c点取样，并且用角蛋白为唯一氮源的培养基进行筛选，D符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $