人教版 (2019)选择性必修3二 微生物的选择培养和计数背景图ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修3二 微生物的选择培养和计数背景图ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习新知导学，合作探究释疑解惑，课堂小结，问题引领，归纳提升，典型例题等内容，欢迎下载使用。
一、选择培养基1.筛选微生物的原理: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的生长。2.选择培养基: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。二、微生物的选择培养1.目的菌:土壤中能分解尿素的细菌。2.方法:稀释涂布平板法。
3.操作步骤将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,依次等比稀释至107倍 ↓取0.1 mL菌液,滴加到培养基表面↓将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中↓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↓
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↓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。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.测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和利用显微镜进行直接计数。2.用稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目(1)原理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。(2)注意事项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同一稀释度下应至少对 3 个平板进行重复计数,然后求出平均值。③统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.探究目的(1)从土壤中分离出能分解尿素的细菌。(2)计算每克土壤样品中能分解尿素的细菌的数目。2.基础知识:只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,利用以尿素为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出能分解尿素的细菌。
3.实验设计(需要重点考虑以下6个方面)(1)土壤取样:选择pH接近中性且潮湿的环境取样,取样时一般要铲去表层土,取距地表3~8cm的土壤层。(2)制备培养基:准备选择培养基,以尿素为唯一氮源,制备多个平板。(3)样品稀释①稀释标准:选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在30~300之间的平板,便于计数。②稀释倍数:测定土壤中细菌的数量,一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。
(4)涂布平板①本实验使用的平板和试管较多,最好在使用前做好标记,如在培养皿底部注明组别、培养日期、平板上培养样品的稀释度。②涂布平板时,要设置对照组和重复组,每个稀释度下至少涂布3个平板。(5)微生物的培养与观察①培养:不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30~37 ℃的温度下培养1~2 d。 ②观察: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)计数:当菌落数目稳定时,取同一稀释度下(菌落数在30~300之间)的3个平板进行计数,求出平均值,并根据所对应的稀释度计算出每克样品中细菌的数目。
【预习检测】 1.判断正误。(1)利用选择培养基可以将目的菌株筛选出来。(　　)(2)在培养基中加入青霉素,则该培养基允许酵母菌、霉菌生长,阻止一般的细菌生长,故为选择培养基。(　　)(3)当样品稀释度足够高时,一般平板上一个菌落来源于一个活菌。(　　)(4)统计结果一般用活菌数来表示。(　　)(5)利用稀释涂布平板法统计的菌落数目一般远远多于活菌的实际数目。(　 　)
(6)常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。(　　)(7)显微镜直接计数法也适用于统计活菌数目。(　　)(8)判断培养基中是否有杂菌污染,需将空白培养基和接种的培养基同时进行培养,再进行对照。(　　)
2.某生物科技小组的同学从土壤中分离得到了能够分解尿素的微生物。下列有关叙述错误的是(　　)A.本实验用到选择培养基,且以尿素为唯一氮源B.分解尿素的微生物会产生脲酶C.涂布平板时,应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D.应只选择平板中较大的菌落进行计数答案:D
3.(不定项选择题)下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌的叙述,正确的是(　　)A.都需要用固体培养基B.都需要使用接种环进行接种C.都需要在酒精灯火焰附近进行接种D.都可以用菌落数来测定活菌数答案:AC解析:平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌都需要用固体培养基,都需要在酒精灯火焰附近进行接种,以防止杂菌污染。平板划线法需要使用接种环进行接种,只能分离微生物,不能测定活菌数;稀释涂布平板法需要用涂布器接种,可根据菌落数来测定活菌数。
4.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, 得到以下几种统计结果,正确的是(　　)A.涂布了1个平板,统计的菌落数是230B.涂布了2个平板,统计的菌落数是215和260,取平均值238C.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是21,212和256,取平均值163D.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是210,240和250,取平均值233答案:D解析:在设计实验时,每个稀释度一定要至少涂布3个平板作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性,所以A、B两项错误。C项虽涂布了3个平板, 但是,其中 1个平板的计数结果与另外2个相差太远,说明在操作过程中可能出现了错误,因此,不能简单地用3个平板的计数值求平均值。
知识点一　微生物的选择培养
1.下面是筛选分解尿素的细菌的选择培养基的配方,请分析并回答下列问题。
(1)在该培养基的配方中,为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质? 提示:碳源是葡萄糖,氮源是尿素。(2)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长? 提示:能分解尿素的微生物能合成脲酶,而脲酶可将尿素分解成NH3,从而为微生物提供氮源。
2.如何设计对照实验验证该选择培养基的确起到了筛选分解尿素的细菌的作用? 提示:增设牛肉膏蛋白胨基础培养基并进行涂布平板操作,如果牛肉膏蛋白胨基础培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数,则说明选择培养基的确起到了筛选能分解尿素的细菌的作用。3.一种自养微生物与多种异养微生物混合在一起,如何将自养微生物选择出来?提示:用不含碳源的培养基进行培养,自养微生物可以利用空气中的CO2,而异养微生物不可以,能在不含碳源的培养基中生存的就是自养微生物。
1.选择培养的原理根据不同微生物的特殊营养需求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。这样的培养基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的生长,从而起到选择目的菌的作用。2.选择培养的方法 (1)利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养:通过控制培养基的营养成分,使营养缺陷型微生物不能正常生长。 (2)利用化学物质进行的选择培养:在完全培养基中加入某些化学物质,利用加入的化学物质抑制或阻止某些微生物的生长,同时选择所需的微生物。 (3)利用培养条件进行的选择培养:改变微生物的培养条件(如高温、特殊pH等),筛选特定的微生物。
苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着能降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株,筛选的主要步骤如下图所示,①为土壤样品。请回答下列问题。
(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入　　　　作为唯一碳源,②中不同浓度碳源的培养基　　　　(填“影响”或“不影响”)细菌的数量,如果要测定②中活细菌的数量,常采用　　　　　　法。 (2)④为对照,微生物在④中不生长,在⑤中生长,④与⑤培养基的主要区别在于　　　　　　　　　;使用　　　　　　　　　　　　　　法可以在⑥上获得单菌落。采用固体平板培养基培养细菌时,为什么要进行倒置培养?　   　 。 (3)实验过程中如何防止其他微生物的污染?    　。 
答案:(1)苯酚　影响　稀释涂布平板　(2)④的培养基没有加入苯酚,⑤的培养基加入苯酚　稀释涂布平板法或平板划线　平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染　(3)对培养基进行灭菌,对接种环境进行消毒或灭菌,接种过程进行无菌操作
解析:本题中的目的菌株是只能降解利用苯酚的细菌菌株,选择培养基与完全培养基相比最大的差别是碳源不同,选择培养基中苯酚是唯一的碳源。苯酚的浓度会影响能分解苯酚的细菌的数量。使用稀释涂布平板法或平板划线法可以在⑥上获得单菌落。平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。实验过程中要严格进行无菌操作。
【变式训练】 1.下列有关微生物筛选的叙述,错误的是(　　) A.用全营养牛肉膏蛋白胨培养基筛选大肠杆菌 B.用高NaCl的培养基筛选抗盐突变菌株 C.用以尿素为唯一氮源的培养基筛选出分解尿素的菌株 D.利用高温条件筛选耐高温的Taq细菌 答案:A解析:全营养牛肉膏蛋白胨培养基常用于大肠杆菌的培养,但该培养基对微生物无选择作用。
2.下表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是(　　)A.此培养基可用来培养自养型微生物 B.此表中的营养成分共有3类,即水、无机盐、氮源 C.若除去①,此培养基可培养异养的固氮菌 D.培养基中若加入氨基酸,则它可充当碳源和氮源 答案:C
解析:分析题表可知,该培养基成分中含有水、无机盐、氮源,但不含含碳有机物,可用来培养自养型微生物。异养的固氮菌,其同化类型为异养型,培养基中必须存在含碳有机物,所以该培养基不能用来培养异养的固氮菌。氨基酸既可以提供碳元素,又可以提供氮元素。
知识点二　微生物的数量测定
1.什么样的平板适合计数?为什么?提示:菌落数为30~300的平板适合计数。小于30说明稀释倍数太大,菌液中微生物的分布不均,各平板之间的菌落数差异会很大,误差很大;大于300,微生物的生长受到抑制,并且难以区分各个菌落,不利于准确计数。
2.微生物数量的测定为什么用稀释涂布平板法,不用平板划线法?提示:平板划线法只有最后一次划线的末端才会形成只由一个微生物形成的菌落,最开始划线的区域微生物很可能长成一片,导致无法计数。此外,灼烧接种环(接种针)的时候也会杀死一部分微生物。稀释涂布平板法是按照一定浓度梯度稀释样品,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。
1.用稀释涂布平板法计数微生物的方法 (1)稀释涂布平板法的操作要求:按照平行重复的原则,每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板。(2)选择可用于计数的平板:选择菌落数在30~300之间的平板(相同稀释度的平板均符合该特点)进行计数,然后取平均值。
2.平板划线法与稀释涂布平板法的比较
下列有关微生物数量测定的叙述,错误的是(　　)A.稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中的活菌数B.平板划线法通过连续划线将聚集的菌种分散并计数C.稀释涂布平板法通过系列梯度稀释可将微生物分散D.用血细胞计数板计数微生物时,实验结果往往偏大答案:B
解析:平板划线法可以用于分离微生物,但不能用于微生物的计数,稀释涂布平板法可以用于计数。将菌液进行一系列的梯度稀释,当稀释度足够高时,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞进而形成单个菌落。每个菌落是由一个活菌形成的,因此可以通过计数菌落数推知活菌数。用血细胞计数板计数微生物时,死菌、活菌都统计在内,实验结果往往偏大。
【变式训练】 为了比较手机屏幕与马桶按钮上微生物的多少,两个兴趣小组分别进行了下图所示的实验。下列分析错误的是(　　)A.通过观察菌落的形态、大小,可知手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物B.以上两组实验在接种过程中均需要用到酒精灯、接种环等C.两组实验操作均正确且完全一致,但结果截然不同,原因可能是取样部位不同D.该实验对照组可以设置为取相同培养基接种等量无菌水进行培养答案:B
解析:由实验结果可知,两组实验均采用稀释涂布平板法,在接种过程中均需要用到酒精灯、涂布器等。
知识点三　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答下列有关问题。实验步骤:(1)制备稀释倍数为102,103,104,105,106的系列稀释液;(2)为了得到更加准确的结果,你选用　　　　　　　　　法接种样品; (3)适宜温度下培养。
结果分析:(1)一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值为212,那么每毫升样品中的大肠杆菌数量约是(涂布平板时所用的稀释液体积为0.2 mL)　　　　。 (2)用这种方法测定菌体密度时,实际活菌数量要比测得的数量　　　　,因为　 　。 (3)如果某同学的稀释倍数仅为104,则测定的数值要比题中操作的数值高还是低?为什么?
答案:实验步骤:(2)稀释涂布平板结果分析:(1)1.06×109个(2)多　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(3)低,因为稀释倍数太低,则大部分菌落是由多个细菌繁殖而成的,所以观察到的菌落的数值要低于由单一细菌形成的菌落数值
2.“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中应如何统计培养基上生长的菌落数?提示: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。
1.统计菌落数目(1)方法:统计样品中微生物数量的方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。常用来统计活菌数目的方法是稀释涂布平板法。(2)统计依据: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。
(3)操作①设置重复组,至少要涂布3个平板,增强实验的说服力与准确性。②为保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。若某稀释度下得到的3个平板的菌落数不满足在30~300之间,则该稀释度不合格;若某稀释度下得到的3个平板上的菌落数差别很大,则说明实验存在问题,应重做。③统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
2.实验中的无菌操作(1)培养基、锥形瓶、试管、铲子、信封等,需要进行灭菌。(2)称取土壤要在酒精灯火焰附近进行。(3)稀释土壤溶液的每一步操作都要在酒精灯火焰附近进行。
3.本实验的注意事项(1)在实验操作中,每个步骤都要注意无菌操作,以防培养基被污染,影响实验效果。(2)样品稀释液的最佳浓度为培养后每个平板上有30~300个菌落的浓度。细菌一般选104、105、106倍的稀释液进行培养。(3)为排除非测试因素(培养基)的干扰,实验需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行空白对照。(4)每一稀释倍数的菌液都至少要涂布3个平板,作为重复实验,求其平均值,若有的平板的菌落数与其他平板相差太大,则需要重新实验。4.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。
为了解鲜奶中细菌的数量,某兴趣小组尝试对某品牌鲜奶中细菌的含量进行测定。他们用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL鲜奶稀释液加入盛有9 mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复2次,操作如下图所示。请回答有关问题。
(1)鲜奶常采用　　　　　　　　　　　　　消毒,这种消毒方法使鲜奶的营养成分不被破坏。 (2)为了对鲜奶中的细菌进行计数,常采用　　　　　　法。使用该方法时,在取最终的鲜奶稀释液0.1 mL滴在培养基上后,选择下列工具中的　　　　(填序号)进行实验操作。若其中一个平板经培养后的菌落分布如图甲所示,出现图甲结果可能的操作失误是　　　　　　。 
(3)若用上述方法培养设置3个培养皿,菌落数分别为35、33、34,则可以推测每毫升鲜奶中含细菌　　　　个。运用这种方法统计的结果往往较实际值　　　　(填“偏高”或“偏低”),原因是　　　　　　　　　　。 (4)消毒后的鲜奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应做什么改动?　　　　　　　 　。答案:(1)巴氏消毒法(2)稀释涂布平板　B　涂布不均匀(3)3.4×106　偏低　个别菌落可能是由两个或多个细菌形成的(4)稀释次数减少或稀释倍数减小
解析:(1)巴氏消毒法是指在62~65 ℃消毒30 min或80~90 ℃处理30 s~1 min。使用这种方法对生鲜牛奶进行消毒的好处是牛奶的营养成分不被破坏。(2)常用稀释涂布平板法对鲜奶中的细菌进行计数。分析题图可知,图B为稀释涂布平板法中使用的涂布器。图甲中细菌分布不均匀,可能是涂布不均匀导致的。(3)根据题意可知,每毫升鲜奶中细菌的数量=(35+34+33)÷3÷0.1×104=3.4×106(个)。运用稀释涂布平板法统计时,个别菌落可能是由两个或多个细菌形成的,所以结果往往较实际值偏低。 (4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用稀释涂布平板法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应减少稀释次数或减小稀释倍数。
【变式训练】 1.(不定项选择题)从土壤中分离分解尿素的细菌并计数,下列实验操作错误的是(　　)A.将土壤用无菌水稀释,制备103~106倍的土壤稀释液B.将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同的平板上,每个稀释度涂布2个平板,避免偶然性C.某稀释度下涂布的3个平板上的菌落数分别为36、220、224,则以160作为记录结果D.培养基应以尿素为唯一氮源答案:BC
2.在做分离能分解尿素的细菌的实验时,A同学从对应106稀释倍数的培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学在进行规范操作的情况下只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因不可能是(　　)A.稀释土壤溶液时,未在酒精灯火焰附近进行B.培养基被污染C.培养基未进行灭菌处理D.在酸性土壤中取样答案:D