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浙科版高中生物选择性必修第三册·第一章- 第二节 课时2 纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得(课件PPT)
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第二节第一章高中生物学 选择性必修3纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得(第2课时)一 发酵→→发酵工程的含义二 微生物菌种来源、分离、纯化、鉴定与保存◆微生物的营养需求与培养基的配制◆灭菌与无菌操作技术可以获得目标微生物纯培养◆目标微生物菌种的分离、纯化和保存(第二节)◆发酵工程为人类提供多样的生物产品(第三节)情景再现 尿素(又称脲)化肥、哺乳动物将体内有机氮转变成尿素进入土壤后。植物是不能直接吸收的。土壤中存在着一类微生物,它含有分解尿素的酶,也就是脲酶。这类微生物把尿素分解为氨气(NH3),然后氨气转变成氨根(NH4+)或硝酸根(N03- )才能被植物吸收用于合成植物蛋白质、核酸和其他含氮有机物的合成。这个过程叫做微生物的氨化作用。 微生物在这一过程中也获得了自己需要的氮源,发展壮大了自己。这个过程也是大自然界氮的大循环中的一部分路径。 问题:尿素化肥与植物,与我们的细胞构成有何联系?(一)能分解尿素的微生物的分离与计数三 调整培养基的配方和培养方式可有目的地培养某种微生物1.实验原理(1)土壤中本来就存在能分解尿素的微生物,哺乳动物粪尿污染的土壤该菌更多。(2)筛选以尿素为氮源的微生物,可使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养获得。(3)能以尿素为氮源的微生物合成的脲酶能分泌到菌体细胞外,它能将培养基中尿素分解成NH3,致使培养基pH升高,培养基中酚红指示剂变红。形成红色环带围在单菌落周围,可以此判定该菌的存在。且圆形红色环带区域愈大,说明菌体分泌脲酶越多,该菌分解利用尿素的能力愈强。(4)实验可把LB全营养固体培养基作为对照组,以尿素为唯一氮源的培养基作为实验组。2.培养基 (1)LB固体培养基:蛋白胨1%,酵母提取物0.48%,氯化钠1%,琼脂2% ,水适量 (特点:全营养培养基,微生物均能生长) (2)尿素固体培养基:葡萄糖0.1%,氯化钠 0.48%,K2HPO4 0.48%,酚红1%,琼脂糖2%,水适量 (特点:只有能分解尿素作为自己氮源的微生物才能生长。培养基中如有NH3 产生,会与酚红生成红色)3.实验步骤3块培养皿1块培养皿1块培养皿问题2:如想分离获得目标菌体,哪个稀释液浓度为好? 为什么?步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数10-5 一个培养皿中菌体少于20个问题3:如想知道每1克土壤有目标菌体多少,哪个稀释液浓度为好? 为什么?10-4 一个培养皿中菌体数在20~300个之间3块培养皿1块培养皿1块培养皿步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数① 稀释浓度以每块培养皿菌落数在30~300之间为好。问题4:如想知道每1克土壤有目标菌体多少,计算时要注意哪些?②适宜浓度下,要同时至少涂布3块培养皿。求出三块培养皿菌落的平均数3块培养皿1块培养皿1块培养皿步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数问题5:如本图中,10-4 稀释度下,三块的菌落数平均值215个。1克土样中该类菌体个数___________215×10×10 2 ×10 2=2.15×10 710-2 10-3 10-4 10-5LB固体培养基尿素固体培养基问题6:估计同一稀释度下,两种培养基上,哪个菌落要多一些?为什么?LB固体培养基上菌落多一些。LB培养基上能利用尿素的、能固氮的、不能利用尿素的都能生长;而尿素培养基上只有前两者。问题7:尿素培养基上有些菌落周围无红色环带,如何解释?可能是固氮微生物,它利用空气中氮气作为氮源,没有把培养基中尿素分解成氨。 练习1.判断下列叙述的正误(1)本实验土样应从有哺乳动物排泄物的地方取 ( ) (2)取10-4、10-5的土壤稀释液各0.1 mL,分别涂布于全营养LB固体培养基、尿素固体培养基上 ( ) (3) 将实验组和对照组平板倒置,37 °C恒温培养24~48 h ( ) (4)在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌 ( ) (5)选择培养基只允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物的生长( )(6)分离能分解尿素的微生物时,培养基中尿素作为唯一氮源( )(7)配制的尿素固体培养基在灭菌后再加入尿素溶液,因为尿素高温易分解( )(8)相同稀释度下,尿素固体培养基的菌落数比LB固体培养基多( )(9)琼脂与琼脂糖区别是,琼脂糖纯度更高,无微生物需要的氮源( )对对对错对对对错对尿素培养基(1000ml) 葡萄糖: 10g NaCl: 4.8g K2HPO4: 4.8g 琼脂糖 : 20g 酚红: 0.01g 尿素: 80g 水 : 1000mlLB培养基(1000ml) 蛋白胨: 10g 酵母粉: 5g NaCl: 10g 琼脂糖: 20g 水: 1000ml对照组(LB全营养培养基)实验组(尿素固体培养基)碳源:氮源:葡萄糖、尿素 尿素 蛋白胨、酵母粉 蛋白胨、酵母粉 练习2:这是本实验中的两种培养基,请你填空3.物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是______。 (2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择_______菌落进一步纯化,选择的依据是___________________________________________。乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W W乙将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 (3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即______________________ 土壤中分离高表达量的菌株 练习4.某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌,设计实验步骤如下,请给予合理的补充。(1)采样与培养:将采集的土样混匀后称取1 g,置于经过____________法灭菌处理的________(填“固体”或“液体”)培养基中,28 ℃振荡培养。(2)接种与筛选:为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行_______处理。之后,将菌液涂布接种于以______为唯一碳源的固体培养基上,28 ℃条件下培养。为避免污染,需将培养皿呈________状态放置。此外,为排除其他因素的影响,提高实验可信度,本步骤需设计________作为空白对照。(3)筛选与纯化:将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围,如果菌落周围的现象是___________,则说明此种菌能够__________________________。(4)从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,采用__________ 法接种于新的培养基平板,可对菌株进行进一步的纯化。高压蒸汽灭菌 液体梯度稀释淀粉倒置 未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”)出现透明圈 分泌淀粉酶使淀粉发生水解平板划线谢 谢!
第二节第一章高中生物学 选择性必修3纯净的目标微生物可通过分离和纯化获得(第2课时)一 发酵→→发酵工程的含义二 微生物菌种来源、分离、纯化、鉴定与保存◆微生物的营养需求与培养基的配制◆灭菌与无菌操作技术可以获得目标微生物纯培养◆目标微生物菌种的分离、纯化和保存(第二节)◆发酵工程为人类提供多样的生物产品(第三节)情景再现 尿素(又称脲)化肥、哺乳动物将体内有机氮转变成尿素进入土壤后。植物是不能直接吸收的。土壤中存在着一类微生物,它含有分解尿素的酶,也就是脲酶。这类微生物把尿素分解为氨气(NH3),然后氨气转变成氨根(NH4+)或硝酸根(N03- )才能被植物吸收用于合成植物蛋白质、核酸和其他含氮有机物的合成。这个过程叫做微生物的氨化作用。 微生物在这一过程中也获得了自己需要的氮源,发展壮大了自己。这个过程也是大自然界氮的大循环中的一部分路径。 问题:尿素化肥与植物,与我们的细胞构成有何联系?(一)能分解尿素的微生物的分离与计数三 调整培养基的配方和培养方式可有目的地培养某种微生物1.实验原理(1)土壤中本来就存在能分解尿素的微生物,哺乳动物粪尿污染的土壤该菌更多。(2)筛选以尿素为氮源的微生物,可使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养获得。(3)能以尿素为氮源的微生物合成的脲酶能分泌到菌体细胞外,它能将培养基中尿素分解成NH3,致使培养基pH升高,培养基中酚红指示剂变红。形成红色环带围在单菌落周围,可以此判定该菌的存在。且圆形红色环带区域愈大,说明菌体分泌脲酶越多,该菌分解利用尿素的能力愈强。(4)实验可把LB全营养固体培养基作为对照组,以尿素为唯一氮源的培养基作为实验组。2.培养基 (1)LB固体培养基:蛋白胨1%,酵母提取物0.48%,氯化钠1%,琼脂2% ,水适量 (特点:全营养培养基,微生物均能生长) (2)尿素固体培养基:葡萄糖0.1%,氯化钠 0.48%,K2HPO4 0.48%,酚红1%,琼脂糖2%,水适量 (特点:只有能分解尿素作为自己氮源的微生物才能生长。培养基中如有NH3 产生,会与酚红生成红色)3.实验步骤3块培养皿1块培养皿1块培养皿问题2:如想分离获得目标菌体,哪个稀释液浓度为好? 为什么?步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数10-5 一个培养皿中菌体少于20个问题3:如想知道每1克土壤有目标菌体多少,哪个稀释液浓度为好? 为什么?10-4 一个培养皿中菌体数在20~300个之间3块培养皿1块培养皿1块培养皿步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数① 稀释浓度以每块培养皿菌落数在30~300之间为好。问题4:如想知道每1克土壤有目标菌体多少,计算时要注意哪些?②适宜浓度下,要同时至少涂布3块培养皿。求出三块培养皿菌落的平均数3块培养皿1块培养皿1块培养皿步骤二:制备土壤悬液步骤三:涂布分离法接种3块培养皿(一)能分解尿素的微生物的分离与计数问题5:如本图中,10-4 稀释度下,三块的菌落数平均值215个。1克土样中该类菌体个数___________215×10×10 2 ×10 2=2.15×10 710-2 10-3 10-4 10-5LB固体培养基尿素固体培养基问题6:估计同一稀释度下,两种培养基上,哪个菌落要多一些?为什么?LB固体培养基上菌落多一些。LB培养基上能利用尿素的、能固氮的、不能利用尿素的都能生长;而尿素培养基上只有前两者。问题7:尿素培养基上有些菌落周围无红色环带,如何解释?可能是固氮微生物,它利用空气中氮气作为氮源,没有把培养基中尿素分解成氨。 练习1.判断下列叙述的正误(1)本实验土样应从有哺乳动物排泄物的地方取 ( ) (2)取10-4、10-5的土壤稀释液各0.1 mL,分别涂布于全营养LB固体培养基、尿素固体培养基上 ( ) (3) 将实验组和对照组平板倒置,37 °C恒温培养24~48 h ( ) (4)在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌 ( ) (5)选择培养基只允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他微生物的生长( )(6)分离能分解尿素的微生物时,培养基中尿素作为唯一氮源( )(7)配制的尿素固体培养基在灭菌后再加入尿素溶液,因为尿素高温易分解( )(8)相同稀释度下,尿素固体培养基的菌落数比LB固体培养基多( )(9)琼脂与琼脂糖区别是,琼脂糖纯度更高,无微生物需要的氮源( )对对对错对对对错对尿素培养基(1000ml) 葡萄糖: 10g NaCl: 4.8g K2HPO4: 4.8g 琼脂糖 : 20g 酚红: 0.01g 尿素: 80g 水 : 1000mlLB培养基(1000ml) 蛋白胨: 10g 酵母粉: 5g NaCl: 10g 琼脂糖: 20g 水: 1000ml对照组(LB全营养培养基)实验组(尿素固体培养基)碳源:氮源:葡萄糖、尿素 尿素 蛋白胨、酵母粉 蛋白胨、酵母粉 练习2:这是本实验中的两种培养基,请你填空3.物质W是一种含氮有机物,会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问题。(1)要从土壤中分离目标菌,所用选择培养基中的氮源应该是______。 (2)在从土壤中分离目标菌的过程中,发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如图所示)。如果要得到目标菌,应该选择_______菌落进一步纯化,选择的依据是___________________________________________。乙菌落周围出现透明圈,说明乙菌能降解W W乙将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上,若细菌能生长,则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 (3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源,请简要写出实验思路、预期结果和结论,即______________________ 土壤中分离高表达量的菌株 练习4.某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌,设计实验步骤如下,请给予合理的补充。(1)采样与培养:将采集的土样混匀后称取1 g,置于经过____________法灭菌处理的________(填“固体”或“液体”)培养基中,28 ℃振荡培养。(2)接种与筛选:为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行_______处理。之后,将菌液涂布接种于以______为唯一碳源的固体培养基上,28 ℃条件下培养。为避免污染,需将培养皿呈________状态放置。此外,为排除其他因素的影响,提高实验可信度,本步骤需设计________作为空白对照。(3)筛选与纯化:将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围,如果菌落周围的现象是___________,则说明此种菌能够__________________________。(4)从平板中挑取实验效果明显的目的菌株,采用__________ 法接种于新的培养基平板,可对菌株进行进一步的纯化。高压蒸汽灭菌 液体梯度稀释淀粉倒置 未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”)出现透明圈 分泌淀粉酶使淀粉发生水解平板划线谢 谢!
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