新教材2023版高中生物第1章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用第2课时微生物的选择培养和计数课件新人教版选择性必修3

第2课时微生物的选择培养和计数课前自主预习案课堂互动探究案课前自主预习案知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、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。70～80不能生存特定种类其他种类二、微生物的选择培养1．取样铲取土样，将样品装入纸袋中。2．稀释涂布平板法(1)系列稀释操作将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。

(2)涂布平板操作

0.1酒精冷却涂布器菌液培养基转动3．培养与观察待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板________，放入30～37℃的恒温培养箱中培养1～2d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的________菌落。倒置单三、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。(2)计数原则：一般选择菌落数为________的平板进行计数。样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养。在同一稀释度下，应至少对________个平板进行重复计数，然后求出________。(3)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30～3003平均值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四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1．土壤取样从酸碱度接近中性的潮湿土壤取样。先铲去表层土，在距地表约________cm的土壤层取样。2．样品的稀释(1)选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证获得菌落数为________的平板进行计数。(2)第一次做实验时，可以将稀释的范围放宽一点。3．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________和培养________。(2)观察：每隔________统计一次________数目，选取菌落数目________时的记录作为结果。

3～830～300温度时间24h菌落稳定4．操作提示(1)涂布器的使用：将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中_______，然后再放在火焰上灼烧。不要将_______的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。(2)无菌操作：取土样的用具在使用前都需要________。操作完成后，一定要________。(3)做好标记：本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，最好使用前就做好________。(4)制订计划：本实验耗时较长，需要事先____________，以便提高实验效率。滴尽过热灭菌洗手标记规划时间知识应用·强化落实——效果·检测·定向判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．选择分解尿素的细菌的培养基为液体培养基。(

)2．用平板划线法培养计数，应选择菌落数在10～100的平板。(

)×

提示：选择分解尿素的细菌的培养基为固体培养基，固体培养基具有分离、鉴定作用。×

提示：微生物计数采用稀释涂布平板法，为保证结果准确，应选择菌落数在30～300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。(

)×

提示：由于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，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。√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。(

)×

提示：尿素分解菌将尿素转化为氨，使培养基的pH升高。×

提示：为了防止杂菌污染，不能完全打开皿盖。课堂互动探究案课程标准1.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。2．概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。素养达成1.各类微生物都能适应其生活环境。(生命观念)2．根据微生物的代谢类型配制选择培养基。(科学思维)3．讨论土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的方法。(科学探究)设疑激趣瞧，细菌和小麦多客气！为什么细菌要感谢小麦而小麦也感谢细菌呢？我们知道，尿素是农业生产中重要的氮肥，农民会经常给农作物使用尿素，但尿素不能直接被农作物吸收，只有被土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被农作物吸收利用。单个细菌是看不见的，我们如何将土壤中分解尿素的细菌请出来，以观尊容呢？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂学习主题一选择培养基活动1阅读教材P16内容，思考回答下列问题：1．如何从大豆田土壤中分离出固氮微生物？

提示：从大豆田土壤取土样，利用缺乏氮源的培养基可分离出固氮微生物。2．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？

3．根据选择培养基的原理，如何筛选出耐酸菌？

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。提示：可将培养基的pH调至酸性，再接种培养。活动2要把某种微生物从众多微生物中筛选出来，就要利用其代谢特点选择合适的培养基。下面是分离土壤中分解尿素的细菌使用的选择培养基配方，请分析回答问题。KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL1．在该培养基的配方中，为微生物提供碳源的是________，提供氮源的是________。

2．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能利用________。

3．分析该培养基的配方，该培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，又是如何进行选择的？

葡萄糖尿素尿素提示：具有选择作用。以尿素为唯一氮源的培养基可以分离到能产生脲酶的微生物(即能分解尿素的微生物)。4．判断选择培养基是否具有筛选作用，还需同时接种到牛肉膏蛋白胨固体培养基上进行培养，观察同一稀释度的菌液接种的______________________，进行对比得出结论。提示：两种培养基上菌落的数目(其他条件相同且适宜)[特别提醒]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。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。(2)目的：从众多的微生物中分离所需要的微生物。(3)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2.尿素分解菌的鉴定在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了NH3和CO2。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。1．(学业水平一、二)分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是(

)注：“＋”表示加入，“－”表示不加选项尿素琼脂葡萄糖硝酸盐A＋＋＋＋B－－－－C＋＋＋－D＋－－＋答案：C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。分离微生物要用固体培养基，所以要加琼脂。2．(学业水平一、二)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、分解尿素的细菌答案：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。3．(学业水平三、四)“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段，下列有关技术中不能筛选成功的是(

)A．在牛肉膏蛋白胨培养基中，筛选大肠杆菌B．在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物C．用纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物D．在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体植物答案：A解析：在牛肉膏蛋白胨培养基中，几乎所有细菌都能生长，不能筛选大肠杆菌，A符合题意；在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，只有能分解尿素的微生物才能生长，B不符合题意；用纤维素为唯一碳源的培养基，只有能分解纤维素的微生物才能生长，C不符合题意；在培养基中加入不同浓度的氯化钠，能够筛选出抗盐突变体植物，D不符合题意。4．(学业水平三、四，不定项选择)原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃。土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，正确的是(

)A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上D．在选择培养基上能形成分解圈的即为所需菌种答案：ABD解析：为了筛选、获取能利用多环芳烃为碳源的菌种，首先是取材，应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用，A正确；其次配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基，B正确；然后进行接种，在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培养基上，在适宜的条件下进行培养，若将土壤稀释液进行灭菌，就不能筛选出能高效降解原油的菌株，C错误；在选择培养基上形成的菌落，若该菌落周围有分解圈，即为所需菌种，D正确。学习主题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数活动1下面是土壤中尿素分解菌的分离与计数的实验流程示意图，请结合教材提供的资料分析回答问题。样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图1．请完善下列实验流程。________取样：从肥沃、湿润的土壤中，用________铁铲铲去表层土，迅速取土壤并装入________纸袋密封

↓配制________：制备以________为唯一氮源的选择培养基

↓土壤无菌无菌培养基尿素________的稀释：在________旁称取土壤10g，放入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，振摇使土样与水充分混合，将菌分散。制成101倍土壤稀释液，从中吸取1mL土壤悬液注入盛有9mL无菌水的试管中，吹吸三次，充分混匀，制成102倍土壤稀释液，以此类推，制成103，104，105，106倍土壤稀释液

取样________：取9个上述选择培养基分成____组，并做好________，然后分别从______，______，______倍的三种土壤稀释液中吸取0.1mL对号放入已做好标记的平板中，用无菌涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀

↓培养观察：将培养基平板倒置于________℃的恒温培养箱中培养1～2d，每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目________时的记录作为结果样品火焰涂布3标记10410510630～37稳定2．请设计记录和计数的表格，以便进行结果统计。

提示：稀释度104105106123平均值123平均值123平均值每个平板上的菌落个数

每克土壤中的菌落个数

3．该实验是用____________法进行计数的。

①该方法在同一稀释度下，至少涂布3个平板作为重复组。分析结果时，需考虑重复组的结果_________，如果结果差异太大，则意味着操作有误，需要重新实验。

②为了保证结果准确，一般选择菌落数为________的平板进行计数。

4．除上述方法外，细菌的计数还可用______________法等。

稀释涂布平板是否一致30～300显微镜直接计数活动2思考回答下列问题：1．在用稀释涂布平板法对微生物进行计数时，统计菌落数目的理论依据是什么？

2．为什么一般选择菌落数为30～300的平板进行计数？

提示：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。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。3．为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？

4．稀释涂布平板法和显微镜直接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：尽量缩小统计的菌落数与实际活菌数的差值，因为繁殖慢的菌体开始看不出明显的菌落。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。[特别提醒]实验设计原则(1)设置重复组：统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布3个平板作重复组，以增强实验结果的说服力与准确性。(2)设置两种对照组：①判断选择培养基中是否有杂菌污染，需同时将未接种的选择培养基进行培养；②判断选择培养基是否具有筛选作用，需同时配制牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上的菌落数目，进行对比得出结论。[易错提醒]稀释涂布平板法的注意事项(1)稀释涂布平板法所选择的稀释度很重要，以保证菌落数为30～300适于计数的平板。(2)在分析结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，如果差别过大，则意味着操作有误，需要重新实验。[方法技巧]用稀释涂布平板法计数微生物的方法(1)稀释涂布平板操作要求：按照平行重复原则，每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板。(2)计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。(3)选择可用于计数的平板：选择菌落数在30～300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。(4)每克样品中的菌株数＝某一稀释度下平板上生长的平均菌落数÷涂布平板时所用的稀释液的体积×稀释倍数。1.统计菌落数目的方法微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等方法，但是一般使用计数法。项目显微镜直接计数法稀释涂布平板法原理利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察计数，计算一定体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复杂，有一定误差2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数结论的分析与评价

内容现象结论有无污染的判断对照的培养基中无菌落生长未被杂菌污染培养物中菌落数偏高培养物中混入其他氮源菌落形态多样，菌落数偏高被杂菌污染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筛选作用样品的稀释操作得到2个或2个以上菌落数目为30～300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3.平板划线法和稀释涂布平板法的比较(1)单菌落的获得利用平板划线法接种时，单菌落从后划线的区域挑取；利用稀释涂布平板法接种时，只有合适的稀释度才能得到单菌落。(2)两种接种方法的应用两种方法都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单菌落，达到分离纯化微生物的目的；稀释涂布平板法还能对微生物进行计数，而平板划线法不能用于微生物的计数。1．(学业水平一、二)用稀释涂布平板法测定某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212、240和250，取平均值234答案：D解析：在设计实验时，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，A、B错误。C项虽然涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与其他的相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，此时，不能简单地用3个平板的计数值来求平均值，C错误。2．(学业水平一、二)在做分离分解尿素的细菌实验时，从对应106培养基上A同学筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因可能有(

)①土样不同②培养基被污染③操作失误④没有设置对照A．①②③

B．②③④C．①③④

D．①②④答案：A解析：土样不同、培养基被污染和操作失误都会影响实验结果，对照的设置对实验结果没有影响。3．(学业水平三、四，不定项选择)如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验中样品稀释示意图。据图分析错误的是(

)A．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍B．5号试管中稀释液进行平板培养的结果表明每克该土壤中的菌株数目为1.7×106个C．当样品稀释度足够高时，一般平板上一个单菌落来源于一个活菌D．某一稀释度下至少涂3个平板，该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目高答案：BD解析：4号试管中稀释液的稀释倍数比5号试管的低10倍，如果稀释倍数适当，平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管的10倍，A正确；5号试管进行稀释涂布平板计数的结果表明，每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167)÷3×106÷0.1＝1.7×109(个)，B错误；当样品稀释度足够高时，一般平板上一个单菌落来源于一个活菌，C正确；稀释涂布平板得到的菌落可能存在两个或多个细菌细胞连在一起长成一个菌落的情况，所以该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要低，D错误。4．(学业水平三、四，不定项选择)在对自然样品(如土壤)中微生物细胞数进行评估时，显微镜直接计数法得到的菌体数远远大于平板计数法得出的菌体数。出现上述异常的原因包含(

)A．一种培养基和培养条件不能符合全部微生物的生长需求B．培养时间较短时，平板上的菌落数目没有达到最大值C．平板上两个或多个细胞连在一起形成一个菌落D．显微镜直接计数能逐一对细胞进行统计，比平板计数精确答案：ABC解析：由于一种培养基和培养条件不能符合全部微生物的生长需求，所以显微镜直接计数得到的菌体数大于平板计数得到的菌体数，A符合题意；利用平板计数法，由于培养时间较短，平板上的菌落数目没有达到最大值，可能造成显微镜直接计数得到的菌体数大于平板计数得到的菌体数，B符合题意；平板上两个或多个细胞连在一起形成一个菌落，造成显微镜直接计数得到的菌体数大于平板计数得到的菌体数，C符合题意；显微镜直接计数不能区分死菌和活菌，所以其精确度不比平板计数高，D不符合题意。强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构主干落实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30～300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。高效课堂·实践运用——随堂·巩固·达标1．分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是(

)①加尿素②不加尿素③加琼脂④不加琼脂⑤加葡萄糖⑥不加葡萄糖⑦加硝酸盐⑧不加硝酸盐A．①③⑤⑦

B．②④⑥⑧C．①③⑤⑧

D．①④⑥⑦答案：C解析：分解尿素的细菌是异养微生物，因此培养基中应该加入有机碳源，如葡萄糖；分离分解尿素的细菌的培养基从功能上分属于选择培养基，应该以尿素为唯一氮源；从物理性质上分属于固体培养基，因此应加入凝固剂琼脂。2．某同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上的菌落数的平均值为234个，那么每毫升样品中菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)(

)A．2.34×108个

B．2.34×109个C．234个

D．23.4个答案：B解析：平板上菌落数的平均值×稀释倍数÷涂布液体积＝每毫升样品中的菌落数，即234×106÷0.1＝2.34×109(个)。3．用来判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置的对照是(

)A．未接种的选择培养基B．未接种的牛肉膏蛋白胨培养基C．相同条件下接种了的牛肉膏蛋白胨培养基D．相同条件下接种了的选择培养基答案：C解析：将菌液稀释相同的倍数并接种，相同培养条件下牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目应明显多于选择培养基上的菌落数目，因此，应选择接种了的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照实验遵循单一变量原则，所以牛肉膏蛋白胨培养基要与选择培养基在相同条件下接种、培养。4．如图表示采用富集方法从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。下列有关叙述不正确的是(

)A.该实验所用的器具、培养基均需灭菌处理B．①→②→③重复培养能提高目的菌的比例C．④→⑤的培养过程可以纯化并计数目的菌D．⑥⑦的培养基中都应含有对羟基苯甲酸答案：D解析：⑥与⑦形成对照，其中一组加入对羟基苯甲酸，另一组不加，故D错。5．分解尿素的微生物广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的微生物进行分离与计数。请回答下列问题：(1)分解尿素的微生物能产生________酶；配制培养基时应以________作为唯一氮源。(2)该小组在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是__________________；然后将1mL样液稀释10000倍，在3个平板上用涂布法分别涂布0.1mL稀释液；经适当培养后，3个平板的菌落数分别为39、42和45。据此可得出每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数为________个。(3)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________和培养________。②观察：每隔24h统计一次________数目，最后选取菌落数目________时的记录作为结果。脲尿素检测平板灭菌是否合格4.2×106温度时间菌落稳定解析：(1)分解尿素的微生物能