1.2.3 微生物的培养技术与应用3-2025-2026学年高二生物下学期人教版选择性必修3

该高中生物学课件聚焦微生物的选择培养与计数，通过“问题探讨”从黄石公园高温环境中Taq酶的发现切入，过渡到土壤尿素分解菌的分离难点，搭建“环境→微生物特性→选择培养基设计”的学习支架，衔接选择培养基原理与稀释涂布平板法操作。 其亮点在于以真实情境（如土壤取样、河流细菌检测）驱动探究实践，通过梯度稀释、涂布培养等步骤培养科学思维，用表格对比两种计数方法的优缺点强化分析能力。结合生命观念中的适应观（微生物对环境的适应），帮助学生掌握实验技能，教师可借助实例和练习提升教学效率。

微生物的培养技术和应用 (第三课时) 1.2.3 微生物的选择培养和计数 第一章 发酵工程 PCR技术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（930C）的DNA聚合酶。 去哪里找这种酶呢？ ￭ 问题探讨 解旋需要高温， 3、常见的分解尿素的微生物芽孢杆菌、小球菌、假单胞杆菌、克氏杆菌、棒状杆菌、梭状芽孢杆菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。 黄石公园内拥有超过10000个间歇泉、泥水泉、蒸汽喷口和温泉，平均温度超过了62℃，个别地方则完全是沸水，一旦不小心掉到这里面，会导致最严重的三度烧伤，一旦失足落水常常因为热而酸的泉水而尸骨全无。 ￭ 问题探讨 耐高温 绝大多数微生物 水生栖热菌(Taq细菌) 耐高温的DNA聚合酶(Taq酶) 所以，黄石公园一方面每年接待大量游客，另一方面在安全管理问题上也非常严格。 土壤中部分细菌能利用尿素分解成氨，氨被植物利用。 要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群！ 仅仅通过平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。 根据微生物对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。 【启示】寻找目的菌种时要 ? 选择培养基 ？ 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生长。 ￭ 问题探讨 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，因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物，还需要进一步的验证。 ₪ 细菌能利用尿素的原因 土壤中的细菌分解尿素是因为它们有脲酶 氨是碱性的嘛，所以就可以用酚红 三. 课外延伸 1. 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，说明该细菌能够产生脲酶分解尿素。 2. 测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红-美蓝 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。 CO(NH2)2 脲酶 + H2O + CO2 2NH3 去哪里找尿素分解菌呢 ？ 我们发现尿素是重要氮肥，但研究发现植物并不能利用尿素。 推测：土壤中部分细菌能利用尿素分解成氨，氨被植物利用。 土壤中部分细菌能利用尿素分解成氨，氨被植物利用。 思考讨论 ——选择培养基配方的设计 从富含尿素的环境（土壤）中寻找 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，因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物，还需要进一步的验证。 ₪ 细菌能利用尿素的原因 土壤中的细菌分解尿素是因为它们有脲酶 氨是碱性的嘛，所以就可以用酚红 三. 课外延伸 1. 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，说明该细菌能够产生脲酶分解尿素。 2. 测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红-美蓝 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。 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？ 筛选 ：以尿素作为唯一氮源的选择培养基! 2. 该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ 区别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。 思考讨论 ——选择培养基配方的设计 如何得知土壤中有多少尿素分解菌？ 配制选择培养基配方万能公式： 筛选能分解**物质的菌，就以**物质 作为唯一碳源或氮源！ 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，因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物，还需要进一步的验证。 ₪ 细菌能利用尿素的原因 土壤中的细菌分解尿素是因为它们有脲酶 氨是碱性的嘛，所以就可以用酚红 三. 课外延伸 1. 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，说明该细菌能够产生脲酶分解尿素。 2. 测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红-美蓝 培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。 90 mL无菌水 9 mL无菌水 取样 溶解 稀释 铲去表层土3cm左右再取样，称取10g样品 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1×10 1×102 1×103 1×104 1×105 1×106 1×107 1×108 一、 微生物的选择培养 ——稀释涂布平板法 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1×102 1×103 1×104 1×105 1×106 1×107 1×108 各取0.1 mL ——移液枪 取样 溶解 稀释 涂布 培养 结果 一、 微生物的选择培养 ——稀释涂布平板法 待涂布的菌液被选择培养基吸收后，将平板倒置，放入 恒温培养箱30～37℃培养1～2d。 移液枪 推动杆 调节旋钮 卸枪头按钮 体积刻度 吸液杆 枪头 注意：加不同样品时，需要更换枪头 9 59个 68个 62个 7个 9个 8个 某同学的实验结果如下图所示，求每克土样中有多少分解尿素的细菌？ 6.3×107 个/g 二、 微生物的数量测定 1 方法： 每克样品菌株数= ×稀释倍数 菌落数 液体体积 （1）稀释涂布平板法： （2）显微镜直接计数： 利用特定的（细菌）血细胞计数板在显微镜下观察、计数，然后计算。 统计结果一般比活菌数目大：统计结果为活菌数和死菌数的总和。 一般选择菌落数为30~300的平板进行计数； 同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求平均值。 统计菌落数比活菌实际数目少：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。 每mL含菌量＝整个计数室菌体数×104×稀释倍数 1mm 1mm 25（中）× 16（小） 某时刻5中格计数为40个细菌，则培养液此时的细菌密度是多少个/mL？ 2.0×106 个/mL 每mL含菌量＝整个计数室菌体数×104×稀释倍数 大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，即1mm×1mm×0.1mm，其容积为0.1mm3,即0.1 μL。 你知道这里有一个菌，但是不知道死活 (C÷V)×M两种算法，变小格算，变大格算 测定方法 稀释涂布平板法 显微镜直接计数法 计数数据 优点 缺点 计算结果 计算公式 菌体本身 培养基上的菌落数 计算方便、操作简单 计数的是活菌 死菌活菌都计算在内 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。 比实际的小 比实际的大 每克样品中的菌株数 ＝(C÷V )×M 每mL含菌量＝整个计数室菌体数×104×稀释倍数 二、 微生物的数量测定 1. 结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。 1) 判断培养基灭菌是否合格/是否有杂菌污染： 2) 判断选择培养基是否具有筛选作用： 快问快答 将未接种的培养基同时进行培养，有菌说明灭菌不合格！ 对牛肉膏蛋白胨培养基做同样接种（对照作用）， 若该培养基菌落种类数量多，说明选择培养基有效果！ 2.如何克服显微计数法不能区分死菌和活菌的难题？ 可采用台盼蓝对菌株进行染色。 能被染成蓝色的则为死菌，不能被染色的则是活菌。 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。 关键操作 菌体获得 优点 缺点 接种环在固体平板培养基表面连续划线 一系列的梯度稀释、涂布平板操作 在具有显著的菌落特征的区域中，挑取单个菌落 从适宜的稀释度的平板上的菌落中，挑取单个的菌落 可根据菌落的特点获得单菌落 既可获得单菌落，又能计数 不能对微生物计数 课堂小结 相同点？ 操作复杂，需要涂布多个平板 都能分离纯化菌种； 都是在固体培养基上进行的 ； 都需要在酒精灯火焰旁进行接种。 一、概念检测 1.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。判断下列相关表述是否正确。 1）这种培养基是一种选择培养基。（ ） 2）利用这种石油降解菌可以降解石油。修复土壤。（ ） 3）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。（ ） √ √ √ ￭ 实战演练 一、概念检测 2.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,原因是( ) A. 菌落中的细菌数目是固定的 B. 平板上的一个菌落就是一个细菌 C. 通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同 D. 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 ￭ 实战演练 ₪ 新课标/ 为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的分离等工作。回答下列问题： 1）该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量。在涂布接种前，随机取若干灭菌后的空平板先行培养了一段时间，这样做的目的是_______________________________；然后，将1mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为____________。 2）该小组采用平板划线法分离水样中的细菌。操作时，接种环通过__________灭菌，在第二次及以后划线时，总是从上一次的末端开始划线。这样做的目的是__________________________________________。 检测培养基平板灭菌是否合格 3. 8 X 107 灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落 ￭ 实战演练 ₪ 新课标 / 为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌的分离等工作。回答下列问题： 3）下图____表示用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。 4）该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀，一部分进行静置培养，另一部分进行振荡培养。结果发现：振荡培养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是：振荡培养能提高培养液的_________的含量，同时可以使菌体与培养液充分接触，提高___________的利用率。 A B B 溶解氧 营养物质 ￭ 实战演练 特性 主要用途 设计原理 加入青霉素 分离酵母菌等真菌 青霉素能抑制细菌生长，对真菌无作用 不加氮源 分离固氮微生物 固氮微生物能利用空气中的氮气 不加碳源 分离自养型微生物 自养型微生物能利用无机碳源 小结：几种选择培养基的设计 ￭ 小结 20 Lavf58.51.100 $