2024-2025学年新教材高中生物第1章发酵工程第2节第2课时微生物的选择培养和计数教案新人教版选择性必修3

PAGE8-第2课时微生物的选择培育和计数课标内容要求核心素养对接1.举例说明通过调整培育基的配方可有目的地培育某种微生物。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。1.生命观念：各类微生物都能适应其生活环境。2．科学思维：依据微生物的代谢类型配制选择培育基。3．科学探究：探讨土壤中分解尿素的细菌的分别与计数的方法。一、选择培育基1．水生栖热菌的筛选：水生栖热菌能在70～80℃的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存2．选择培育基：在微生物学中，允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻挡其他种类微生物生长的培育基。二、微生物的选择培育1．分解尿素的细菌的分别分解尿素的细菌能合成脲酶，该酶能催化尿素分解产生NH3，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别出来，培育基的配方设计思路是培育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。2．稀释涂布平板法分别分解尿素的细菌土壤中细菌的数量浩大，要想得到能分解尿素的细菌的纯培育物，必须要对土样进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培育基上，操作过程如下：采集土样→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→取0.1mL菌液，滴加到培育基表面→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→用涂布器将菌液匀称地涂布在培育基表面。涂布时可转动培育皿，使涂布匀称→涂布的菌液被培育基汲取后，将平板倒置，放入30～37℃的恒温箱中培育1～2d。三、微生物的数量测定1．稀释涂布平板法(1)原理：当样品的稀释度足够高时，培育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，就能推想出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果精确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。(2)留意问题：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，平板上视察到的只是一个菌落。2．显微镜干脆计数法(1)方法：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下视察、计数。(2)留意问题：统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。推断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．选择分解尿素的细菌的培育基为液体培育基。 (×)提示：选择分解尿素的细菌的培育基为固体培育基，固体培育基具有分别、鉴定作用。2．用平板划线法培育计数，应选择菌落数在10～100的平板。 (×)提示：微生物计数采纳稀释涂布平板法，为保证结果精确，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。 (×)提示：由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上视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。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，使得培育基的pH降低。 (×)提示：尿素分解菌将尿素转化为氨，使培育基的pH上升。6．在用涂布器涂布平板时，为了操作便利可完全打开培育皿盖。 (×)提示：为了防止杂菌污染，不能完全打开皿盖。选择培育基1．目的：从众多的微生物中分别所须要的微生物。2．三种筛选方法的特点及举例方法特点举例利用微生物的养分特点进行选择培育通过限制培育基的养分成分，使某种微生物能生长，其他微生物不能生长利用只含有尿素一种氮源的培育基，可筛选出分解尿素的细菌利用某种化学物质进行的选择培育在完全培育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别出酵母菌和霉菌利用培育条件进行的选择培育变更微生物的培育条件将培育基放在高温环境中培育可以得到耐高温的微生物合作探究：(1)如何从大豆田土壤中分别出固氮微生物？提示：从大豆田土壤取土样，利用缺乏氮源的培育基可分别出固氮微生物。(2)要分别出分解纤维素的微生物，应在什么样的环境中取土样？应配制什么样的培育基？提示：应从富含纤维素的培育基中取土样，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育基。(3)依据选择培育基的原理，如何筛选出耐酸菌？提示：可将培育基的pH调至酸性，再接种培育。1．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，在培育基中形成分解圈。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试验。下列有关试验的叙述，不正确的是()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育基C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培育基上D．在选择培育基上能形成分解圈的即为所需菌种C[为了筛选、获得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项正确；其次配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培育基，B项正确；然后进行接种，在无菌环境下，将土壤稀释液接种到选择培育基上，在相宜的条件下进行培育，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项错误；在选择培育基上形成的菌落，若该菌落四周有分解圈，即为所需菌种，D项正确。]2．从自然菌样中筛选较志向生产菌种的一般步骤：采集菌样→富集培育→纯种分别→性能测定。请回答下列问题：(1)不同微生物的生存环境不同，获得志向微生物的第一步是从适合的环境采集菌样，然后再按肯定的方法分别、纯化。培育嗜盐菌的菌样应从________(填“高盐”或“低盐”)环境采集，培育厌氧菌的菌样应从________(填“有氧”或“无氧”)环境采集。(2)富集培育指创设仅适应于该条件的微生物旺盛生长的特定的环境条件，使待分别微生物在群落中的数量大大增加，从而达到从自然界中分别到所需的特定微生物目的的微生物培育方法。对嗜盐菌富集培育的培育基应是________培育基；对含耐高温淀粉酶的微生物富集培育应选择________的培育基，并在________条件下培育。(3)试验室最常用的灭菌方法是高温处理。高温灭菌的原理是高温使微生物的蛋白质和核酸等物质发生__________。________灭菌法是微生物探讨和教学中应用最广、效果最好的湿热灭菌法。(4)下图是采纳纯化微生物培育的两种接种方法接种后培育的效果图解，请分析接种的详细方法。获得图A效果的接种方法是______________________________________；获得图B效果的接种方法是____________________________________。[解析](1)在长期自然选择的作用下，生物与其生活环境相适应，培育嗜盐菌的菌样应从高盐环境中采集，培育厌氧菌的菌样应从无氧环境中采集。(2)对嗜盐菌富集培育的培育基应是加盐培育基，对含耐高温淀粉酶的微生物富集培育应选择以淀粉为唯一碳源的培育基且在高温条件下培育。(3)高温能使蛋白质和核酸发生不行逆转的变性，高压蒸汽灭菌法是应用最广、效果最好的湿热灭菌法。(4)从培育基中菌落分布看，获得图A用的是稀释涂布平板法，获得图B用的是平板划线法。[答案](1)高盐无氧(2)加盐以淀粉为唯一碳源高温(3)变性高压蒸汽(4)稀释涂布平板法平板划线法微生物计数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，但是一般运用计数法，计数法可分为干脆计数法和间接计数法。二者的比较如下表所示：项目干脆计数法间接计数法原理利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算肯定容积的样品中微生物的数量当样品的稀释度足够高时，培育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，就能推想出样品中大约含有多少活菌主要用具显微镜、细菌计数板培育基计数数据菌体本身培育基上菌落数优点计数便利、操作简洁计数的是活菌缺点死菌、活菌都计算在内操作较困难，有肯定误差计算公式每毫升原液含菌数＝每小格平均菌体数×400×10000×稀释倍数每毫升原液含菌数＝培育基上平均菌落数×稀释倍数÷涂布液体积合作探究：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？提示：当样品的稀释度足够高时，培育基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。2．在稀释涂布平板法中，为何须要涂布3个平板？提示：作为重复试验，统计时取平均值，以削减偶然因素对试验结果的影响，增加试验结果的劝服力。3．为什么一般选择菌落数为30～300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，结果不精确，且计数较困难。若平板上菌落数过少，菌落形成的偶然性大，结果也不精确。4．为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？提示：尽量缩小统计的菌落数与实际活菌数的差值，因为繁殖慢的菌体起先看不出明显的菌落。5．稀释涂布平板法和显微计数法对微生物计数产生的试验误差如何？试分析缘由。提示：稀释涂布平板法计数的值比实际值小，缘由是当两个或多个细胞连在一起时，平板上视察到的只是一个菌落；显微计数法计数的结果比实际值大，缘由是显微镜下无法区分细胞的死活，计数时包括了死细胞。1．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的培育基中，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234D[在设计试验时，肯定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增加试验的劝服力与精确性，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，不能简洁地用3个平板的计数值来求平均值，C错误。]2．下图为“土壤中分解尿素的细菌的分别与计数”试验中样品稀释示意图。据图分析，下列叙述正确的是()A．3号试管的稀释倍数为103倍B．4号试管中稀释液进行平板培育得到的菌落平均数恰好为5号试管的10倍C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个D．该试验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要多C[3号试管的稀释倍数为104倍，A项错误；4号试管中稀释液进行平板培育得到的菌落平均数不肯定恰好为5号试管的10倍，B项错误；5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167)÷3÷0.1×106＝1.7×109（个），C项正确；在固体培育基上可能存在两个或多个菌体形成一个菌落的状况，得到的结果往往会比实际活菌数目少，D项错误。]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：依据平行重复原则，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。[课堂小结]知识网络构建核心语句背诵1.选择培育基是指允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻挡其他种类微生物生长的培育基。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育基分别能分解尿素的细菌。3.为确保结果精确，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，培育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，平板上视察到的只是一个菌落。1．分别土壤中分解尿素的细菌，对培育基的要求是()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．①④⑥⑦C[尿素和硝酸盐都能作为氮源，而培育尿素分解菌的培育基应是以尿素为唯一氮源的固体培育基。因此培育基中应不加硝酸盐，加入尿素和琼脂。葡萄糖作为碳源，也须要加入。]2．中学生物学试验中，在接种时不进行严格无菌操作对试验结果影响最大的一项是()A．将少许干酵母加入簇新的葡萄汁中B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上C．将转基因植物叶片接种到无菌培育基上D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培育基上C[不进行严格的灭菌对葡萄酒制作的影响不大，因为多数微生物不能在缺氧、酸性和含糖较高的环境中生存，A不符合题意；不进行严格的灭菌对腐乳制作的影响不大，因为腐乳制作时还需在其中放入酒精、盐和香辛料等，这些物质都具有杀菌作用，B不符合题意；植物组织培育要求严格的无菌环境，假如不进行严格无菌操作，会造成培育的幼苗生长缓慢甚至培育失败，C符合题意；选择培育基是依据要培育的微生物的代谢特点制备的，一般的杂菌在其上面也很难生存，D不符合题意。]3．尿素是一种重要的氮肥，农作物不能将其干脆汲取利用，而是通过土壤中的细菌将其分解为氨和CO2后才能被农作物利用。请回答下列问题：(1)土壤中的某些细菌能分解尿素是因为该种细菌能合成________。(2)为筛选尿素分解菌而制备的培育基中含有的养分物质除尿素外，还包括水、碳源、________等，该培育基能筛选出