2022-2023学年新教材高中生物 第1章 发酵工程 第2节 微生物的培养技术及应用 二 微生物的选择培养和计数课件 新人教版选择性必修3

1、第1章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用二微生物的选择培养和计数学霸记忆素养积累训练巩固课堂达标新知预习双基夯实课内探究名师点睛指点迷津拨云见日新知预习双基夯实一、选择培养基1水生栖热菌的筛选：水生栖热菌能在_ 的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下_。2选择培养基：在微生物学中，允许_的微生物生长，同时抑制或阻止_微生物生长的培养基。7080不能生存特定种类其他种类二、微生物的选择培养1分解尿素的细菌的分离分解尿素的细菌能合成_酶，该酶能催化尿素分解产生_，以此作为细菌生长的氮源。要将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方设计思路是_ _。2稀释涂布平板法分离分解尿素的细

2、菌土壤中细菌的数量庞大，要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物，必须要对土样进行_，然后再将菌液_到制备好的_。脲NH3培养基中除含有细菌必需的碳源、水、无机盐外，只含有尿素一种氮源充分稀释涂布选择培养基上操作过程如下：采集土样将10 g土样加入盛有90 mL_的锥形瓶中，充分_。取1 mL上清液加入盛有_mL无菌水的试管中，依次_取_ mL菌液，滴加到_表面将涂布器浸在盛有_的烧杯中将涂布器放在_上灼烧，待酒精燃尽、涂布器_后，再进行涂布用涂布器将菌液均匀地涂布在_表面。涂布时可转动_，使涂布均匀涂布的菌液被培养基吸收后，将平板_，放入_的恒温箱中培养12 d。无菌水摇匀9等比稀释0.1培养基酒

3、精火焰冷却培养基培养皿倒置3037三、微生物的数量测定1稀释涂布平板法(1)原理：当样品的_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_。通过_，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为_的平板进行计数。(2)注意问题：统计的菌落数往往比活菌的实际数目_。这是因为_。稀释度一个活菌统计平板上的菌落数30300少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2显微镜直接计数法(1)方法：利用特定的_或_，在显微镜下观察、计数。(2)注意问题：统计的结果一般是_和_的总和。细菌计数板血细胞计数板活菌数死菌数1选择分解尿素的细菌的培养基为液体培养基

4、。()2用平板划线法培养计数，应选择菌落数在10100的平板。()3统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数目。()4统计菌落数目的理论依据是一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。()5分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的pH降低。()6在用涂布器涂布平板时，为了操作方便可完全打开培养皿盖。()活学巧练思考：1要分离出分解纤维素的微生物，应在什么样的环境中取土样？应配制什么样的培养基？提示：应从富含纤维素的培养基中取土样，如树林中多年落叶形成的腐殖土。应配制以纤维素为唯一碳源的培养基。2根据选择培养基的原理，如何筛选出耐酸菌？提示：可将培养基的pH调至酸性，再接种培

5、养。3为什么一般选择菌落数为30300的平板进行计数？提示：若平板上菌落数过多，说明稀释度过低，菌体的密度大，就会出现更多的两个或两个以上的菌体形成的菌落，结果不准确，且计数较困难。若平板上菌落数过少，菌落形成的偶然性大，结果也不准确。4稀释涂布平板法和显微计数法对微生物计数产生的实验误差如何？试分析原因。提示：稀释涂布平板法计数的值比实际值小，原因是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；显微计数法计数的结果比实际值大，原因是显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死细胞。学霸记忆素养积累1选择培养基是指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。2只

6、有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素为唯一氮源的选择培养基分离能分解尿素的细菌。3为确保结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。4当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。5统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是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。课内探究名师点睛知识点1选择培养基的选择作用(1)原理：根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。选择培养基与鉴别培养基(2)三种方法的比较方法特点举例一利用营养缺陷进行的选择培养通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷的微生物不能正常生

7、长缺乏氮源时可以分离固氮微生物二利用某种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对微生物产生的影响，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌三利用培养条件进行的选择培养改变微生物的培养条件将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物能在选择培养基上生长的不一定是所需要的目的菌。原则上选择培养基只允许特定种类的微生物生长，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，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步的鉴定。2尿素分解菌的鉴定在细菌分解尿素的化学反应中，细

8、菌合成的脲酶将尿素分解成了NH3。NH3会使培养基的碱性增强，pH升高。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，则可初步说明该种细菌能够分解尿素。3鉴别培养基(1)特点：根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品。(2)用途：鉴别不同种类的微生物(如可用伊红亚甲蓝琼脂培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌。若有，菌落呈现深紫色)。选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物，通过不含有机物的培养基、缺氮培养基、含尿素(不含其他氮源)的培养基，可从土壤中分离出的微生物依次是()A硝化细菌、放线菌、根瘤菌B根瘤菌、青霉菌、固氮

9、菌C异养细菌、放线菌、硝化细菌D自养细菌、固氮菌、分解尿素的细菌典例1典例剖析D解析：不含有机物的培养基可以选择自养微生物，缺少氮元素的培养基可以选择固氮微生物，含尿素(不含其他氮源)的培养基可以选择能分解尿素的微生物。1分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是()变式训练C选项尿素琼脂葡萄糖硝酸盐ABCD注：“”表示加入，“”表示不加解析：分离土壤中分解尿素的细菌，培养基中要有碳源，且以尿素作为唯一的氮源，故不能添加硝酸盐。知识点1微生物数量测定方法微生物数量测定的常用方法有稀释涂布平板法、显微镜直接计数法等。二者的比较如下表所示：微生物数量测定方法分析项目显微镜直接计数法稀释涂布平板法(

10、间接计数法)原理利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计数一定容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有多少活菌项目显微镜直接计数法稀释涂布平板法(间接计数法)主要用具显微镜、细菌计数板(或血细胞计数板)培养基计数数据菌体本身培养基上的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40010 000稀释倍数每毫升原液含菌数培养基上平均菌落数稀释倍数 涂布液体积稀释涂布平板法计数的几个注意事项(1)为了保

11、证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。(2)要设置对照实验，且一定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性。(3)计数时机：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，这样可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。(4)用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低。这是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。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。2平板划线法与稀释涂布平板法的比较项目平板划线法稀释涂布平板法工具接种环涂布器分离单菌落的原理通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散

12、到培养基表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细菌细胞繁殖而来的肉眼可见的细胞群体，即菌落将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细菌细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落特点可以分离得到单菌落，且操作简单，但不宜计数可以分离得到单菌落，可以计数，但操作复杂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培养基中得到以下几种统计结果，正确的是()A涂布1个平板，统计菌落数是230B涂布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

13、别是21、212、256，取平均值163D涂布了3个平板，统计的菌落数分别为210、240、250，取平均值233典例2典例剖析D解析：在设计用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数的实验时，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。A、B项中只涂布了1个和2个平板，所以A、B不正确。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两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，数据重复性差，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。D项涂布了3个平板，并且数据接近，可重复性强，D正确。2测定土壤中细菌数量一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养，而测定真菌的

14、数量一般选用102、103和104倍稀释，其原因是()A细菌个体小，真菌个体大B细菌易稀释，真菌不易稀释C细菌在土壤中数量比真菌多D随机的，没有原因变式训练C解析：土壤中的微生物大约70%90%是细菌，真菌的数量要比细菌少。样品的稀释度越高，在平板上生成的菌落数目就越少。在实际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30300之间，适于平板计数，所以细菌的稀释倍数要高于真菌的稀释倍数。综上分析，C项正确。知识点1原理绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但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，从土壤中分离出分解尿素的细菌。土壤中分解尿素的细菌的分

15、离与计数的实验操作2实验设计流程3结果分析与评价内容现象结论有无杂菌污染的判断对照的培养皿中无菌落生长未被杂菌污染选择培养基中菌落数偏高被杂菌污染菌落形态多样，菌落数偏高培养基中混入其他氮源选择培养基的筛选作用牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目选择培养基具有筛选作用样品的稀释操作得到3个或3个以上菌落数目在30300的平板操作成功重复组的结果若选取同一种土样，统计结果应接近分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是()加尿素不加尿素加琼脂不加琼脂加葡萄糖不加葡萄糖加硝酸盐不加硝酸盐ABCD典例3典例剖析A解析：要分离分解尿素的细菌应以尿素为唯一氮源，正确、 错误；分离土壤中分

16、解尿素的细菌用固体培养基，需加入琼脂，正确，错误；培养基中需要加碳源即葡萄糖，正确，错误；不需要氮源，故不加硝酸盐，错误，正确。故符合题意的有，A正确。3在做分离分解尿素的细菌实验时，甲同学从对应稀释倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。下列有关叙述，出现科学性错误的是()A甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同，也可能是操作过程出了问题B可以将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，以证明培养基是否受到污染C让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，如果结果与甲同学一致，则可以证明甲同学无误DB、C选项的实验思路都遵循了实验的对照原则

17、变式训练D解析：甲同学获得的菌落数远大于其他同学，可能是由于所取的土样不同，也可能是由于操作过程中被污染，A正确；被污染可能是因为培养基灭菌不彻底，或操作过程中没有保证无菌操作，将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，可以证明培养基是否受到污染，B正确；若题述结果是土样不同造成的，让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，如果结果与甲同学一致，则可以证明甲同学操作正确，C正确；B选项的实验思路遵循了实验的对照原则，C选项的实验思路遵循了实验的重复原则，D错误。指点迷津拨云见日选择培养基和鉴别培养基是按培养基用途区分的，两者在很多方面具有不同的特点，很容易混淆，现将两者比较如下

18、：项目选择培养基鉴别培养基特殊成分加入允许目标微生物生长，而抑制或阻止其他微生物生长的化学物质加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)机理抑制其他微生物的生长，促进目标微生物的生长微生物的某种代谢物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应，使目标菌落出现特定的特征项目选择培养基鉴别培养基平板的菌落只出现目标菌落(其他微生物被抑制)出现多种菌落，但目标菌落出现特定的特征用途培养、分离出目标微生物鉴别出目标微生物举例培养酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌的生长；利用以尿素为唯一氮源的培养基来培养可分解尿素的细菌；利用高盐培养基选择耐盐微生物等用伊红亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用水或

19、乳制品中是否会有大肠杆菌(若有，则菌落呈深紫色)；在以纤维素为唯一碳源的培养基上加入刚果红可鉴别纤维素分解菌(有透明圈的菌落即为纤维素分解菌菌落)下列培养基配方中，能作为选择培养基、鉴别培养基的依次是()典例4典例剖析B原料蛋白胨10 g10 g10 g10 g乳糖5 g5 g5 g5 g蔗糖5 g5 g5 g5 gK2HPO42 g2 g2 g2 g伊红0.4 g亚甲蓝0.065 g琼脂10 g20 gNaCl20 g蒸馏水1 000 mL1 000 mL1 000 mL1 000 mLA B C D解析：中加入了20 g NaCl，从而抑制了不耐盐微生物生长，促进了耐盐微生物的生长，属于选

20、择培养基；中加入伊红亚甲蓝，只是使大肠杆菌菌落呈现深紫色，不会抑制其他微生物生长，属于鉴别培养基，B项正确。解疑答惑思考讨论P161提示：培养基的配方中应含有微生物生长所需的营养要素碳源、氮源、水、无机盐等。由于绝大多数微生物都能利用葡萄糖，分解尿素的细菌也能利用葡萄糖，因此可以用葡萄糖作为碳源，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，在培养基中加入尿素提供氮源，使培养基具有了选择作用。该培养基以尿素作为唯一氮源，只允许能以尿素作为氮源的微生物生长。2提示：该培养基与普通培养基相比较，共同点是都以有机碳(如葡萄糖)作为碳源，都有水和无机盐；不同点是该培养基以尿素作为唯一氮源，使只有能以尿素作

21、为氮源的微生物生长。探究实践P18结果分析与评价1提示：对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。2提示：如果得到了2个或2个以上菌落数目在30300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。3提示：如果选取的是同一种土样，统计的结果应该接近，如果相差太大，可能培养基污染或混入了其他含氮物质，也可能是操作失误。进一步探究提示：由于细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高。因此，可通过检测培养基中pH的变化来判断该反应是否发生。鉴定方法可以在以尿素为唯一氮

22、源的培养基中加入酚红指示剂，培养某细菌后，若pH升高，指示剂将变红，从而鉴定该细菌能分解尿素。到社会中去P20提示：教材中几个实验都可采用稀释涂布平板法进行活菌计数，实验流程相似，大致都可分为以下几个步骤：在相应环境中取样制备培养基梯度稀释与涂布平板培养与观察菌落计数。在对照实验设置方面，都需要设置一个未接种的普通培养基作为对照，以检测培养基是否被杂菌污染。第4个实验由于是土壤中真菌的分离与计数，可能要用到选择培养基，所以还需设置一个接种的普通培养基作对照，以检测选择培养基是否有选择作用。练习与应用P20一、概念检测1(1)(2)(3)2D二、拓展应用1提示：反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物，

23、其中也包括分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外，还应参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。2(1)提示：首先进行土壤取样。在富含纤维素的潮湿土壤中用无菌小铁铲铲去表层土，迅速铲取土样，装入无菌信封内密封。其次，进行选择培养。将土壤稀释液接种到选择培养基中进行培养，以增加纤维素分解菌的浓度。然后进行梯度稀释，将稀释后的样品涂布到鉴别纤维素分解菌的固体培养基上，在培养的过程中，纤维素分解菌产生纤维素酶，将纤维素分解成纤维二糖、葡萄糖。这些产物不能与刚果红结合形成红色复合物，在培养基上就形成了以纤维素分解菌为中心的透明圈

24、，用接种环或接种针挑选产生透明圈的菌落就是纤维素分解菌的菌落。(2)提示：打算到富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌。因为根据生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境。(3)提示：这一做法可行，通过人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境，使纤维素分解菌聚集。滤纸富含纤维素，将滤纸埋在土壤中，纤维素分解菌就会在滤纸上聚集，分解纤维素，可以从腐烂滤纸筛选纤维素分解菌。训练巩固课堂达标1在培养基中加入尿素(唯一氮源)，以分离出能分解尿素的细菌，这种加入尿素的培养基在功能上属于()A选择培养基B固体培养基C液体培养基D半固

25、体培养基解析：在培养基中加入某种物质促进所需要微生物生长，抑制不需要微生物生长的培养基为选择培养基。A2从土壤中分离分解纤维素的微生物，进行选择培养的主要原因是()A杀灭不需要的微生物B除去杂菌，获得能分解纤维素的纯种菌C浓缩目标菌种D在微生物的菌落上获得纤维素分解菌菌种解析：在进行纤维素分解菌的培养时，常常进行选择培养，进行选择培养的目的是增加纤维素分解菌的浓度，以确保能从样品中分离得到所需的微生物，即浓缩目标菌种。C3(2021吉林省实验中学高二期中)从土壤中分离获得某种微生物的步骤是()土壤取样梯度稀释选择培养菌悬液涂布平板挑选出单个菌落ABCD解析：从土壤中筛选分离目的微生物的一般步骤

26、是：土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布培养和筛选菌株，B正确。B4(不定项)稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关叙述正确的是()A操作中需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释B需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面C不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落D操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格的灭菌处理ABD解析：稀释涂布平板法包括系列稀释和涂布平板两个过程，涂布平板之前需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释，A正确；涂布平板时，需要将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面，B正确；只有稀释度足够大的菌液才能在培养基表面形成单个的菌落，C错误；操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染，D正确。5为调查某地土质状况，某研究小组对该地土壤中分解尿素的细菌进行了分离和纯化。请回答下列问题：(1)分解尿素的细菌能分解尿素，而其他微生物不能，其根本原因是前者具有_。为筛选出分解尿素的细菌，在配制培养基时应以_作为唯一氮源。分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，但可用葡萄糖作为碳