生物选择性必修3 生物技术与工程第二节 微生物纯培养物的选择课前预习ppt课件

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一、调整培养基配方可有目的地培养某种微生物1.选择培养基:具有选择功能的培养基被称为选择培养基。2.选择培养的原理(1)利用不同种类微生物分泌的胞外酶不同,能够分解利用的营养物质也不同的特点,通过添加某种营养成分可选择培养某种微生物的纯培养物。(2)在培养基中加入某类微生物生长的抑制剂,可更好地培养所需的微生物。3.不同微生物的最适培养基不同(1)牛肉膏蛋白胨培养基中有机氮源丰富,适合细菌的生长;马铃薯葡萄糖培养基中碳源丰富,有机氮源含量少,适合酵母菌和霉菌的生长。(2)通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
二、快速测定微生物数量常用显微镜计数法1.显微镜计数法:将少量待测样品的悬液置于具有确定体积的血细胞计数板上在显微镜下直接计数的方法。2.血细胞计数板(1)计数室①数量:上、下两个。②边长:1 mm。 ③体积:0.1 mm3。 
(2)规格①25×16型:25个中格,每个中格又划分为16个小格。②16×25型:16个中格,每个中格又划分为25个小格。(3)计数方法(以25个中格的血细胞计数板为例)每毫升菌液的总菌数=A(中间及4个角共5个中方格的总菌数)÷5×25÷10-4(计数室的体积)×B(稀释倍数)=5AB×104(个)。3.优点:能够简便、快速地实时监测发酵过程中微生物的生长、繁殖情况,随时掌控发酵的进程。
三、测定活菌数量常用稀释涂布平板法1.原理:分散开的单个活菌能够在固体平板上生长繁殖形成肉眼可见的单菌落,通过统计单菌落的数量计算出样品中活菌的数量,活菌数量用菌落形成单位表示。
2.具体方法常用3个连续的稀释度涂布平板↓每个稀释度需要涂布3个固体平板,每个平板涂布菌液0.2 mL,共9个固体平板↓3个稀释度中,选择一个平板上长有30~300个单菌落的稀释度进行计数↓公式:1 mL待测菌液中的活菌数=三个平板的菌落数之和÷3÷0.2÷稀释度(CFU/mL)
四、土壤中尿素分解细菌的分离纯化和计数1.目的要求(1)尝试调整培养基的配方,从土壤中分离分解尿素的细菌。(2)运用分离纯化微生物的方法得到尿素分解细菌的纯培养物。(3)利用稀释涂布平板法测定每克土壤中尿素分解细菌的数量。2.实验原理(1)分解尿素的细菌能够产生脲酶,将尿素分解生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,吸收利用其中的 。因此,在培养基中添加唯一的氮源——尿素,可从土壤中分离筛选出能够产生脲酶的尿素分解细菌。(2)尿素分解细菌分解尿素产生的(NH4)2CO3或NH4HCO3为碱性物质,可在培养基中添加酸碱指示剂——酚红,使尿素分解细菌菌落周围的培养基呈现红色。
3.材料用具:略4.方法步骤(1)配制培养基
(2)灭菌①培养皿和培养基等用高压蒸汽灭菌。②葡萄糖和尿素溶液采用过滤除菌。(3)倒固体平板:灭菌结束后,待培养基冷却至50~60 ℃,将配制的培养基和过滤除菌的尿素、葡萄糖溶液混合在一起,倒固体平板。(4)接种称取农田表层2 cm下的土壤10 g,加入已经冷却的带有玻璃珠和90 mL蒸馏水的锥形瓶中,振荡,充分打散土壤颗粒,制成土壤悬液,并系列稀释到10-6。分别取10-4、10-5、10-6三个稀释度,每个稀释度各取0.2 mL稀释液接入固体平板,每个稀释度接3个平板,用无菌涂布器涂布均匀。 
(5)培养及计数将接种涂布的固体平板倒置于恒温培养箱中,30 ℃培养48 h后,根据菌落周围培养基的颜色,进行计数,按下列公式计算1 g土壤中尿素分解细菌的数量。每克土壤样品中的菌数=同一稀释度的菌落平均数÷0.2÷稀释度×10。
【预习检测】 1.判断正误。(1)选择培养基就是人工配制的添加某种特定营养成分的培养基。(　　)(2)在基本培养基中加入青霉素,该培养基能允许酵母菌、霉菌生长,而阻止一般的细菌生长,该培养基属于选择培养基。(　　)(3)不同微生物的最适培养基不同,可通过调整培养基的配方把某固氮细菌与大肠杆菌分离。(　　)　(4)显微镜计数法能非常准确地测量活菌数目,随时掌控微生物的培养进程。(　　)
(5)稀释涂布平板法是统计活菌数目的方法,统计的菌种数目远远多于实际数目。(　　)(6)稀释涂布平板法统计微生物数目比显微镜计数法准确可靠。(　　)(7)使用16×25型血细胞计数板统计微生物数目时,共统计了80个小格内的微生物。(　　)(8)在土壤中尿素分解细菌的分离纯化和计数实验中,葡萄糖和尿素溶液及培养基都采用高压蒸汽灭菌。(　　)
2.某生物实验小组的同学从土壤中分离得到了能够分解尿素的细菌。下列有关此实验的叙述,错误的是(　　)。A.本实验用的是选择培养基,且以尿素为唯一氮源B.分解尿素的细菌会产生脲酶C.涂布平板时,应取0.2 mL稀释液接入固体平板,用无菌涂布器涂布均匀D.应只选择平板中较大的菌落进行计数答案:D
3.用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数,在对应稀释度为10-6的培养基中,得到下列几种统计结果,正确的是(　　)。A.涂布了一个平板,统计的菌落数是230B.涂布了两个平板,统计的菌落数是216和260,取平均值238C.涂布了三个平板,统计的菌落数分别是21、212和256,取平均值163D.涂布了三个平板,统计的菌落数分别是210、240和249,取平均值233答案:D
4.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若土壤样液中有能分解尿素的细菌存在,培养后,培养基呈现(　　)。A.蓝色　　 B.红色C.黑色D.不变色答案:B5.在做土壤中尿素分解细菌的分离纯化和计数实验时,A同学从对应稀释度为10-6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同学实验结果产生的原因可能有(　　)。　①土样不同　②培养基污染　③操作失误　④没有设置对照A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④答案:A
【问题引领】1.下面是筛选解磷细菌的选择培养基的配方,请分析并回答下列问题。
(1)该培养基的配方中,为微生物的生长提供碳源和磷源的分别是什么物质? 提示:碳源是葡萄糖,磷源是磷酸钙。(2)分离解磷细菌的选择培养基是如何进行选择的? 提示:该选择培养基的配方中,磷酸钙是培养基中的唯一磷源,只有能利用磷酸钙的微生物才能在该培养基上生长。(3)为什么只有解磷细菌才能在该培养基上生长? 提示:只有解磷细菌能够分泌磷酸酶或者有机酸,溶解并吸收利用磷酸钙,因此才能在以磷酸钙为唯一磷源的固体培养基上生长、繁殖形成单菌落,从而得到解磷细菌的纯培养物。
2.如何设计对照实验验证该选择培养基的确起到了筛选解磷细菌的作用? (牛肉膏蛋白胨培养基适合细菌生长)提示:增设牛肉膏蛋白胨培养基并进行涂布平板操作,如果牛肉膏蛋白胨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解磷细菌的作用。
【归纳提升】1.选择培养的原理不同微生物的最适培养基不同。利用不同种类微生物分泌的胞外酶不同,能够分解利用的营养物质也不同的特点,通过添加某种营养成分可选择培养某种微生物的纯培养物。在培养基中添加链霉素、青霉素等,可以抑制多数细菌的生长,有利于分离各种霉菌;在培养基中加入放线菌酮,则可以抑制某些霉菌的生长,有助于分离细菌。利用此特点,在培养基中加入某类微生物生长的抑制剂,可更好地培养所需的微生物。
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),筛选特定微生物。
【典型例题】图Z1-2-1表示采用选择培养的方法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。回答下列问题。
(1)①~③中富集培养的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,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中活菌数量,常采用　　　　　　　　法。 (2)⑥为对照组,微生物在⑥中不生长,在⑦中生长,⑥与⑦培养基的主要区别在于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;⑦能用于观察目的微生物的菌落特征吗?请说明理由。　 　　　　　　　　。 (3)实验过程中如何防止其他微生物的污染?  　　　　　　　　。 
答案:(1)增加目的微生物的数量,保证能分离出目的微生物　影响　稀释涂布平板　(2)⑥的培养基没有加入对羟基苯甲酸作为碳源,⑦的培养基加入对羟基苯甲酸作为碳源　不能,菌落是微生物在固体培养基上生长、繁殖形成的肉眼可见的微生物群体,而⑦为液体培养基　(3)培养基灭菌,接种环境灭菌,接种过程在酒精灯火焰附近进行等
解析:(1)不同微生物在土壤中的数量不同,为确保得到目的微生物,有时需要对土壤样品进行富集培养,以增加目的微生物的数量,然后再用稀释涂布平板法、平板划线法或其他方法筛选出单个目的菌落,再接种培养即可获得纯培养物。碳源的浓度会对目的微生物的数量产生影响。要对微生物进行活菌计数,应该采用稀释涂布平板法。(2)题中的目的微生物是能降解对羟基苯甲酸的微生物,选择培养基与完全培养基相比最大的差别是碳源不同,选择培养基中对羟基苯甲酸是唯一的碳源。要观察菌落特征,必须用固体培养基,而⑦为液体培养基,不能用于观察目的微生物的菌落特征。(3)操作中要严格进行无菌操作,包括培养基灭菌,接种环境灭菌,接种过程在酒精灯火焰附近进行等。
【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细菌D.利用高温条件筛选嗜热细菌答案: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,该培养基对微生物无选择作用,A项错误。抗盐突变菌株具有耐高盐的能力,因此可以利用高NaCl的选择培养基进行选择培养,B项正确。分解尿素的细菌能将尿素分解成氨,因此可以利用以尿素为唯一氮源的培养基筛选出分解尿素的细菌,C项正确。利用高温条件可以筛选嗜热细菌,D项正确。
2.在农田土壤的表层自生固氮菌较多。将用表层土制成的稀泥浆接种到特制的培养基上培养,可将自生固氮菌与其他细菌分开。下列关于对培养基的要求的叙述,正确的是(　　)。①加抗生素　②不加抗生素　③加氮素　④不加氮素　⑤加葡萄糖　⑥不加葡萄糖　⑦37 ℃恒温箱中培养　⑧28~30 ℃温度下培养A.①③⑤⑦　　　　　B.②④⑥⑧C.②④⑤⑧D.①④⑥⑦答案:C
解析:自生固氮菌是一种细菌,对抗生素敏感,容易被抗生素杀死,所以培养基中不能加入抗生素,①错误,②正确。自生固氮菌是一类能够独立进行固氮的微生物,能将空气中的N2固定,并用于自身的生长繁殖,为了选择出自生固氮菌,培养基中不添加氮源,③错误,④正确。自生固氮菌的代谢类型是异养需氧型,培养基必须添加葡萄糖作为碳源和能源,⑤正确,⑥错误。自生固氮菌是一种细菌,其生长繁殖的最适宜温度是28~30 ℃,⑦错误,⑧正确。
【问题引领】1.微生物数量的测定为什么不用平板划线法,而用稀释涂布平板法?提示:一般平板划线法最后一次划线的末端才会形成只由一个细菌形成的菌落,最开始的划线很可能菌落会长成一片,导致无法计数,此外灼烧接种环的时候也会杀死一部分微生物。常用来统计活菌数目的方法是稀释涂布平板法。稀释涂布平板法是按照一定浓度梯度稀释,当样品的稀释度足够高时,分散开的单个活菌能够在固体平板上生长繁殖形成肉眼可见的单菌落,通过统计单菌落的数量计算出样品中活菌的数量。
2.在各种操作都规范的前提下,显微镜计数法与稀释涂布平板法统计的微生物数目与实际值有什么差别?提示:显微镜计数法不能区分死菌和活菌,得到的微生物数目往往比实际值偏高;稀释涂布平板法对于两个细胞连在一起形成的菌落,往往当成一个活菌计数,得到的数值往往比实际值偏低。
【归纳提升】1.显微镜计数法的注意事项(1)取样要均匀,在用无菌滴管取样时,应先将菌悬液摇匀,以保证目的菌均匀分布。(2)先盖盖玻片后加菌液。在菌悬液摇匀后,应先在血细胞计数板上盖上盖玻片,再用滴管吸取少许菌悬液,滴于盖玻片边缘与血细胞计数板中间平台的缝隙处,利用液体的表面张力一次性充满计数室。(3)静置片刻再计数。静置5 min,待菌悬液不再漂浮流动,目的菌全部沉降后再将血细胞计数板放到显微镜下进行计数。
(4)如果使用16×25型规格的计数室,要按对角线位,取左上,右上,左下,右下4个中格(即100个小格)计数;如果使用25×16型规格的计数室,除了取其4个对角方位外,还需再取中央的1个中格(共80个小格)进行计数。(5)对于位于方格边线上的目的菌,一般采用“计上不计下,计左不计右”的原则。(6)对每个样品计数三次,取其平均值,按下列公式计算:每毫升菌液的总菌数=A÷4×16÷10-4×B或每毫升菌液的总菌数=A÷5×25÷10-4×B(A为显微镜下统计到的总菌数,B为稀释倍数)。
2.用稀释涂布平板法计数微生物(1)稀释涂布平板操作要求: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:选择一个平板上长有30~300个单菌落的稀释度进行计数,且相同稀释度的3个平板的菌落数接近,然后取平均值。(3)如果某稀释度下得到的3个平板,菌落数都在30~300个的范围内,但菌落数差距较大,说明实验的重复性差,结果误差较大,需要重新实验。如果3个连续稀释度的平板菌落数都不在30~300个的范围内,则需要调整稀释度,重新实验。
3.两种计数方法的优缺点(1)显微镜计数法的优点是能够简便、快速地实时监测发酵过程中微生物的生长、繁殖情况,随时掌握发酵的进程;缺点是不能很好地区分死菌和活菌,在各项操作规范的情况下得到的数值往往比实际活菌数偏高。(2)稀释涂布平板法计数的优点是能检测活菌数,缺点是检测周期长,不能实时检测微生物的生长、繁殖情况,对于两个细胞连在一起形成的菌落只能按一个活菌计数,得到的数值往往比实际值偏低。
【典型例题】某研究小组分离纯化葡萄皮上的野生酵母菌时,选取了从自然界中采集到的葡萄,用无菌水将葡萄皮上的微生物冲洗到无菌的三角瓶中进行培养。回答下列问题。
(1)配制酵母菌培养液时,需加入一定剂量的青霉素等抗生素,其目的是 　　　　　　　　　　。 (2)该研究小组成功分离出某品种的酵母菌后,用等量菌液分别接种于3个盛有等量液体培养基的锥形瓶中,并分别置于转速为150 r/min、200 r/min、250 r/min的摇床上培养,检测结果如图Z1-2-2所示,摇床转速为250 r/min的酵母菌种群密度最大的原因是　　　　　　　　　　　　。 
(3)图Z1-2-3是采用显微镜计数法和稀释涂布平板法两种方法计数培养液中酵母菌数量时得到的结果,其中采用稀释涂布平板法计数得到的是曲线　　　。下列判断依据正确的是　　(多选)。 
A.稀释涂布平板法只计数活的酵母菌,死菌无法形成菌落B.采用显微镜计数法计数时,可能会将死菌与活菌一起计数C.采用稀释涂布平板法计数时,两个或多个细胞连在一起长成一个菌落D.采用稀释涂布平板法计数时,因培养时间不足而遗漏部分菌落
(4)通过图Z1-2-4所示的方法进行纯化培养时,用移液枪取最终的酵母菌稀释液0.1 mL滴在培养基表面,然后用无菌涂布器进行涂布。在恒温培养箱中培养一段时间后,其中某组的3个平板上菌落数分别为69个、52个、44个,则可以推测原酵母菌液中活菌数为　　　　　　　　CFU/mL。 
(5)某同学在利用显微镜进行酵母菌计数时,先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,然后吸取摇匀的培养液,滴在盖玻片边缘,让培养液自行渗入。图Z1-2-5是在显微镜下观察到的一个中格的酵母菌分布情况,下列相关叙述正确的是　　　　　　。 A.一块血细胞计数板中央有一个计数室B.该计数板的一个计数室中有16个中格C.未对酵母菌染色会导致计数值比实际值偏低D.需要对该酵母菌培养液稀释后再重新计数
答案:(1)抑制细菌和放线菌的生长(只答出抑制细菌生长也可)　(2)摇床转速越高,提供的O2越充足,酵母菌代谢越旺盛,增殖越快　(3)乙　AB　(4) 5.5×107　(5)D
解析:(1)分离野生酵母菌时需要加入青霉素等抗生素的原因是酵母菌对抗生素不敏感,而细菌、放线菌对抗生素敏感,所以培养基中加入青霉素可以抑制细菌、放线菌的生长。(2)由题图Z1-2-2可知,摇床转速越高,提供的O2越充足,酵母菌代谢越旺盛,增殖越快,因此在摇床转速为250 r/min时酵母菌种群密度最大。
(3)由题图Z1-2-3可知,由于稀释涂布平板法只计数活的酵母菌,显微镜计数法会将死菌一起计数,这使得稀释涂布平板法计数获得的菌落数目比显微镜计数法计数获得的微生物数目少,因此采用稀释涂布平板法计数得到的是曲线乙,判断依据有A项和B项。(4)由题图Z1-2-4可知,菌液的稀释度为10-5,同时选择菌落数目为30~300个的平板进行计数,所以活菌数为(69+52+44)÷3÷0.1÷10-5=5.5×107(CFU/mL)。(5)一块血细胞计数板的中央平台上有上、下两个计数室,A项错误。由题图Z1-2-5可知,该血细胞计数板的一个中格分成16个小格,因此该计数板的规格是25×16,有25个中格,B项错误。未进行染色处理就直接进行计数,会将死菌和活菌均计数在内,导致计数值高于实际值,C项错误。由题图Z1-2-5可知,计数室内酵母菌数量过多,难以数清,需要对该酵母菌培养液稀释后再重新计数,D项正确。
【变式训练】 1.下列有关血细胞计数板的叙述,错误的是(　　)。　A.利用血细胞计数板计数的方法属于显微镜计数法B.血细胞计数板的一个方格网中有九个大方格C.血细胞计数板上的双线用于区分大方格,单线用于区分中方格D.将血细胞计数板放在载物台中央,待酵母菌沉降到计数室底部后,在显微镜下观察、计数答案:C
解析:显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法,利用血细胞计数板计数的方法属于显微镜计数法,A项正确。血细胞计数板的一个方格网中有九个大方格,中间的大方格为计数微生物的计数室,B项正确。血细胞计数板上的双线用于区分中方格,单线用于区分小方格,C项错误。血细胞计数板加样后,需静置片刻再使用显微镜计数,这是因为计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1 mm),需要让细胞沉降到计数室底部,避免细胞分布在不同液层,导致计数时被遗漏,D项正确。
2.下列关于统计菌落数目方法的叙述,错误的是(　　)。A.采用稀释涂布平板法获得的菌落数往往少于实际的菌落数B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落C.为了保证结果准确,一般采用密度较大的平板进行计数D.在某一稀释度下涂布3个平板,若3个平板的菌落数接近且都在30~300个的范围内,则应以它们的平均值作为统计结果答案:C解析:为了保证结果准确,一般选取菌落数为30~300个的平板进行计数。
【问题引领】1.土壤中分解尿素的细菌有什么特点?利用什么培养基才能把土壤中分解尿素的细菌与其他微生物分离?提示:分解尿素的细菌能够产生脲酶,将尿素分解生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,吸收利用其中的 。利用以尿素为唯一氮源的选择培养基,可从土壤中分离筛选出能够产生脲酶的尿素分解细菌。2.“土壤中尿素分解细菌的分离纯化和计数”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。
【归纳提升】1.实验原理(1)分离的原理:分解尿素的细菌能够产生脲酶,将尿素分解生成(NH4)2CO3或NH4HCO3,吸收利用其中的 。因此,在培养基中添加唯一的氮源——尿素,可从土壤中分离筛选出能够产生脲酶的尿素分解细菌。(2)鉴定的原理:尿素分解细菌分解尿素产生的(NH4)2CO3或NH4HCO3为碱性物质,可在培养基中添加酸碱指示剂——酚红,使尿素分解细菌周围的培养基呈现红色。
2.实验中的无菌操作(1)培养基、锥形瓶、试管、烧杯、移液管等,需要进行灭菌。(2)配制培养基时,葡萄糖和尿素溶液采用过滤除菌法单独灭菌,然后再与其他灭菌后的成分混合,避免高温的影响。(3)称取土壤要在火焰旁进行。(4)稀释土壤溶液的每一步操作都要在火焰旁进行。
3.分离尿素分解细菌操作中的注意事项(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)分别取10-4、10-5、10-6三个稀释度,每个稀释度各取0.2 mL稀释液接入固体平板,用无菌涂布器涂布均匀。(3)样品稀释液的最佳浓度为培养后每个平板上长有30~300个单菌落的浓度。(4)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。
(5)每一稀释度的菌液都至少要涂布3个平板,作为重复实验,求其平均值;只有3个平板的菌落数都在30~300个的范围内且3个平板的菌落数比较接近的稀释度才能用于计数,若其中某稀释度下3个平板的菌落数都为30~300个,但某个平板的菌落数与其他平板差距较大,则不能用于计数,需要重新实验。4.计算公式每克土壤样品中的菌数=同一稀释度的菌落平均数÷平板的涂布体积(0.2 mL)÷稀释度×10。
【典型例题】某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照图Z1-2-6所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和物质Y。回答下列问题。
(1)实验时,盛有水或培养基的锥形瓶通常采用　　　　的方法进行灭菌。乙培养基中的物质Y是　　　。甲、 乙培养基均属于　　　　培养基。 (2)实验中初步估测锥形瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL,若要在每个平板上涂布100 μL稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将锥形瓶M中的菌液稀释　　　　倍。 (3)在步骤⑤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时, 某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是　　　　　　(答出1点即可)。 (4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数,请写出主要实验步骤:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即　　　　　　　　　　　　　　。 
答案:(1)高压蒸汽灭菌　琼脂　选择(2)104(3)S超过某一浓度时会抑制菌株的生长(4)取淤泥加入无菌水中,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数(5)水、碳源、氮源和无机盐
解析:(1)培养基的灭菌通常采用高压蒸汽灭菌。由题图可知,乙培养基用来挑选单菌落,菌种分离培养所用的培养基为固体培养基,因此需要添加凝固剂——琼脂。甲、乙两培养基都起筛选作用,因此甲、乙培养基都属于选择培养基。(2)根据1 mL=1 000 μL,可将100 μL转化为0.1 mL,设菌液的稀释倍数为x倍,可得(2×107/x)×0.1≤200,解得x≥104。(3)当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,原因可能是该浓度的S抑制菌株的正常生命活动,导致菌株对S的降解量下降。(4)对微生物进行计数时,一般将菌液稀释后涂布到固体培养基上,培养后进行计数。测定淤泥中能降解S的细菌细胞数时,应取淤泥加入无菌水中,然后涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数。(5)不同微生物的培养基的配方不完全相同,但一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐。
【变式训练】 1.(不定项选择题)关于“土壤中尿素分解细菌的分离纯化和计数”实验,下列操作错误的是(　　)。A.将土壤用无菌水稀释,取10-4、10-5、10-6三个稀释度的土壤稀释液B.将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同平板上,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个、220个、224个,则以160个作为记录结果D.培养基应以尿素为唯一氮源答案:BC
2.图Z1-2-7表示从土壤中筛选产生脲酶细菌的过程。下列叙述错误的是(　　)。
图Z1-2-7A.能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素B.图中逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量C.培养基中可添加KH2PO4、Na2HPO4以提供无机盐和作为缓冲剂D.培养基①应以尿素为唯一氮源,培养基②中加入酚红会变蓝答案:D
解析:酶具有专一性,能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素,A项正确。稀释度越低,细菌培养基上的菌落数越少;稀释度越高,细菌培养基上的菌落数越多;所以逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量,B项正确。细菌的生长繁殖需要无机盐作为营养物质,培养基中添加KH2PO4、Na2HPO4可提供无机盐,同时也可以作为缓冲剂,C项正确。培养基①为选择培养基,应以尿素作为唯一氮源,培养基②中加入酚红指示剂,可使菌落周围培养基变红,D项错误。
选择培养基的制作方法
为了研究微生物的耐药性突变是自发产生的还是在环境因素的作用下产生的,科学家利用大肠杆菌设计了一个影印培养法实验。影印培养法的实验原理是把长有数百个菌落的细菌母种培养皿倒置于包有一层灭菌丝绒布的木质圆柱体(直径略小于培养皿平板)上,使其均匀地沾满来自母种培养皿平板上的菌落,然后通过这一“印章”把此平板上的菌落相对应接种到不同的其他培养基上。图Z1-2-8表示利用影印培养法研究大肠杆菌产生抗链霉素突变基因的实验。
具体方法如下所示。①首先将大量对链霉素敏感的大肠杆菌涂布在不含链霉素的培养基平板1的表面,待其长出密集的小菌落后,用影印法接种到不含链霉素的培养基平板2上,随即再影印到含有链霉素的培养基平板3上。经培养后,在平板3上出现了个别抗链霉素的菌落。②对培养皿2和3进行比较,在平板2上找到与平板3上相对应的耐药性菌落,挑取其中一个菌落接种至不含链霉素的培养液4中,经培养后,再涂布在平板5上。③重复以上各步骤,最后在试管12中获得了较纯的耐药性菌落。
根据以上材料回答下列问题。(1)若要仅获得抗链霉素的大肠杆菌,则该如何操作?  　　　　　　　　。 (2) 3号、7号、11号培养皿中加入链霉素的作用是　　　　　。3号培养皿中的菌落比1号、2号中的菌落少很多,这说明了　  　　　　　　　　。 (3)该实验最关键的设计思路是 　　　　　　　　。该实验设计的巧妙之处是　　　　　　　　 　。 (4)通过该实验得到的结论是 　　　　　　　　。 
答案:(1)将原始菌种涂布到含有链霉素的培养基中进行选择培养,生长出的菌落即为抗链霉素的大肠杆菌(2)进行选择　通过链霉素的选择作用,具有耐药性的大肠杆菌被保留下来,数量较少(3)设计了对照实验　最终获得的耐药性大肠杆菌一直没有接触链霉素(4)微生物的耐药性突变是自发产生的,而不是在环境因素作用下产生的
解析:(1)抗链霉素的大肠杆菌对链霉素具有耐药性,而其他的菌类则无此作用,利用此特性可配制含链霉素的选择培养基培养大肠杆菌,其他微生物在此培养基上无法生长,获得的菌类均为抗链霉素的大肠杆菌。(2)3号、7号、11号培养皿中含有链霉素,对影印后的大肠杆菌进行了逐次选择,使具有耐药性的大肠杆菌得以生存,无耐药性的大肠杆菌因不适应环境而被淘汰。(3)题图中不含链霉素的2号、6号、10号培养皿与含链霉素的3号、7号、11号培养皿分别进行对照,可以看出最终获得的耐药性大肠杆菌始终未接触药物。(4)此实验中大量耐药性大肠杆菌的获得是由于药物的选择作用,而大肠杆菌的耐药性突变则与药物无关,因为试管12中的大肠杆菌始终未接触药物,即耐药性突变是自发产生的。