2024-2025学年高中生物第1章无菌操作技术实践第2节分离特定的微生物并测定其数量学案苏教版选修1

PAGE8-其次节分别特定的微生物并测定其数量[学习目标]1.相识各种微生物形成的菌落特征。2.学会利用涂布平板法分别、培育微生物，并测定其数量。(重难点)3.驾驭利用选择培育基分别特定微生物的方法。(重点)学问点一|微生物的分别1．分别原理在试验室中利用选择培育基可以筛选和分别出某种微生物，然后在高度稀释的条件下，在固体培育基上培育该微生物形成的单个菌落，即为纯培育物。2．分别方法(1)平板分别法：包括涂布平板法和混合平板法。能将单个微生物分别和固定在固体培育基表面或里面，每个孤立的活微生物体经过生长、繁殖均可形成单个菌落。(2)选择培育分别：科学家针对某种微生物的特性，设计一个特定的环境，使之特殊适合这种微生物的生长，而抑制其他微生物的生长。这种通过选择培育进行微生物纯培育分别的技术，称为选择培育分别。(3)依据菌落特征初步分别：①菌落的含义：是指单个微生物在相宜的固体培育基表面或内部生长、繁殖到肯定程度，形成肉眼可见的、有肯定形态结构的子细胞生长群体。②菌落特征：不同微生物在特定培育基上生长形成的菌落一般都具有稳定的特征，如菌落的大小、形态、边缘特征、隆起程度、颜色等，这些可以成为对微生物进行分类、鉴定的重要依据。eq\o([合作探讨])探讨eq\o(1)：在琼脂固体培育基上长出的单个菌落含有多种细菌吗？提示：标准的单个菌落中只含有一种细菌。探讨eq\o(2)：假如要分别厌氧菌，应在什么条件下培育？提示：在无氧条件下培育。探讨eq\O(3)：在选择培育分别微生物的过程中，“选择培育”的培育基按物理性质划分属于什么培育基？为什么？提示：固体培育基。便于选择、分别所须要的微生物。eq\o([思维升华])1．涂布平板法与混合平板法的比较比较操作特点结果涂布平板法取肯定稀释度的样品涂布平板用无菌玻璃涂布器将样品涂布匀称先制作琼脂平板后加入菌液细菌菌落通常仅在平板表面生长混合平板法取肯定稀释度的样品与熔化的培育基混合将混合液倒入无菌培育皿菌液与琼脂混合，共同倒平板细菌菌落出现在平板表面及内部2.选择培育基的选择作用(1)原理：依据不同微生物的特殊养分要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培育基。(2)方法：①在培育基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分别出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。②变更培育基中的养分成分。例如，缺乏氮源时可以分别固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分别出能消退石油污染的微生物；用含无机碳源的培育基分别自养型微生物。③变更微生物的培育条件。例如，将培育基放在高温环境中培育可以得到耐高温的微生物；用一般培育基在无氧条件下分别厌氧型和兼性厌氧型微生物。1．微生物的接种方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，关于两者的区分下列说法正确的是()比较方面平板划线法稀释涂布平板法①需在无菌条件下操作不需无菌操作②培育基中不加琼脂培育基中加有琼脂③不行计算菌液中的活菌数可计算菌液中的活菌数④须要接种环须要玻璃涂布器A.②、④ B．③、④C．①、④ D．②、③B[平板划线法和稀释涂布平板法都须要进行无菌操作，避开杂菌污染；平板划线法和稀释涂布平板法都运用固体培育基，培育基中都加有琼脂；平板划线法采纳接种环或接种针进行接种，而稀释涂布平板法采纳玻璃涂布器进行接种；稀释涂布平板法可计算菌液中的活菌数，平板划线法不能计算出菌液中的活菌数。]2．(2024·全国卷Ⅰ)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。某小组用三种培育基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。Ⅰ号培育基：在牛肉膏蛋白胨培育基中加入X(5g/L)。Ⅱ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(15g/L)。Ⅲ号培育基：氯化钠(5g/L)，硝酸铵(3g/L)，其他无机盐(适量)，X(45g/L)。回答下列问题。(1)在Ⅰ号培育基中，为微生物供应氮源的是________________，Ⅱ、Ⅲ号培育基中为微生物供应碳源的有机物是________。(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培育基中，培育一段时间后，不能降解X的细菌比例会__________，其缘由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Ⅱ号培育基加入琼脂后可以制成固体培育基，若要以该固体培育基培育目标菌并对菌落进行计数，接种时，应采纳的方法是__________________。(4)假设从Ⅲ号培育基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长供应________和________。[答案](1)牛肉膏、蛋白胨X(2)下降不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降解X的细菌能够增殖(3)稀释涂布平板法(4)能量合成其他物质的原料学问点二|土壤微生物的分别、培育与数量测定1．涂布平板法培育和计数土壤微生物(1)过程：(2)计数：每克土壤样品的细菌数＝某一稀释度几次重复培育后的菌落平均数×稀释倍数(涂布所用稀释液为1mL)。2．显微镜干脆计数法(1)原理：利用血球计数板，在显微镜下计算肯定容积的样品中微生物的数量。(2)血球计数板：血球计数板是一块特制的载玻片。其上有特定面积为1mm2、高为0.1mm的计数室，一个计数室又被分成25个(或16个)中方格，每个中方格再被划分成16个(或25个)小方格，每个计数室都由400个小方格组成。(3)操作过程：①将清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片，用无菌的毛细滴管吸取摇匀的土壤微生物培育液，在盖玻片的边缘滴一小滴，让培育液沿着缝隙靠毛细渗透作用自动进入计数室。②加样后静止5min，然后在显微镜下计数4～5个中格中的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按计算公式求出每毫升样品中所含的菌体总数。(4)计算公式：1mL悬液所含菌体总数＝每小格平均菌体数×400×104×稀释倍数。3．分别土壤中能分解纤维素的微生物(1)试验目的：分别以纤维素为唯一碳源的微生物。(2)培育基配方特点：纤维素是唯一的碳源。(3)基本步骤：制备培育基→制备土壤悬液→接种培育→视察。eq\o([合作探讨])探讨eq\o(1)：你认为涂布平板法计数的菌落数与实际活菌数之间存在什么样的关系？提示：实际活菌数大于计数的菌落数目。缘由是有的菌落不只由一个细菌生长而成。探讨eq\o(2)：常见的菌数计数的方法有哪些？它们所利用的原理分别是什么？提示：(1)显微镜干脆计数法。原理：利用特定的血球计数板，在显微镜下计算肯定容积的样品中微生物的数量。(2)间接计数法(活菌计数法)。原理：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。eq\o([思维升华])1．干脆计数法与间接计数法的比较微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等，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。二者比较如下：项目干脆计数法间接计数法主要用具显微镜、细菌计数板培育基计数依据菌株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，且有肯定误差计算公式每毫升原液含菌株数＝400×104×每小格平均菌株数×稀释倍数每毫升原液含菌株数＝培育基上平均菌落数×稀释倍数(涂布所用稀释液为1mL)2.筛选能分解纤维素的微生物流程图1．某同学在稀释倍数为106的培育基上测得平板上的菌落数的平均值为215，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．2.15×108 B．2.15×109C．215 D．21.5B[稀释倍数为106,0.1mL稀释液的菌落数的平均值为215，则每毫升样品中菌落数为215÷0.1×106＝2.15×109。]2．图甲是从土壤中筛选产脲酶细菌的过程，图乙是脲酶基因转录的mRNA部分序列。(1)图中选择培育基应以________为唯一氮源；鉴别培育基还需添加________作指示剂，产脲酶细菌在该培育基上生长一段时间后，其菌落四周的指示剂将变成________色。(2)在5个细菌培育基平板上，均接种稀释倍数为105的土壤样品溶液0.1mL，培育一段时间后，平板上长出的细菌菌落数分别为13、156、462、178和191。该过程实行的接种方法是________________，每克土壤样品中的细菌数量为________×108个；与血细胞计数板计数法相比，此计数方法测得的细菌数较________。(3)现有一菌株的脲酶由于基因突变而失活，突变后基因转录的mRNA在图乙箭头所示位置增加了70个核苷酸，使图乙序列中出现终止密码(终止密码有UAG、UGA和UAA)。突变基因转录的mRNA中，终止密码为________，突变基因表达的蛋白质含________个氨基酸。[解析](1)脲酶能够催化尿素水说明放出氨和二氧化碳，因此选择培育基中应以尿素为唯一氮源。挑取单菌落接种到加有酚红指示剂的鉴别培育基中，培育一段时间后，菌落四周的氨增加，pH上升，酚红指示剂将变红。(2)该过程实行的接种方法为稀释涂布平板法。利用稀释涂布平板计数法对细菌进行计数时，应选择菌落数在30～300的平板，因此平板上长出的细菌菌落平均数为(156＋178＋191)÷3＝175(个)。每克土壤样品中的细菌数为175÷0.1×105＝1.75×108。血细胞计数板计数法能将死细胞计算在内，而稀释涂布平板计数法只能计数活细胞(只有活细胞才能在平板上生长)，故一般血细胞计数板计数法要比稀释涂布平板计数法的结果大。(3)箭头处插入70个核苷酸，箭头后密码子的解读方式为*AG，UGA，GAA……对比3种终止密码可发觉，此处的终止密码为UGA。从起始密码到终止密码之前共有273＋72个碱基，因此突变基因表达的蛋白含115个氨基酸。[答案](1)尿素酚红红(2)稀释涂布平板法1.75少(3)UGA115[课堂小结]学问网络构建核心语句归纳1.试验室中分别微生物的方法有平板分别法和选择培育分别，平板分别法常用的有涂布平板法和混合平板法。2.针对某种微生物的特性，设计一个特定的环境，使之特殊适合这种微生物的生长，而抑制其他微生物的生长。这种通过选择培育进行微生物纯培育分别的技术称为选择培育分别。3.测定微生物数量的常用方法有涂布平板法和显微镜干脆计数法。涂布平板法计数的结果与待测样品中真正的含菌数量相比往往偏低。4.涂布平板法培育和计数微生物的流程为：打算试验器材→采集土壤，制备悬液→选择适于分别特定微生物的培育基→接种→培育与视察→计数菌落。5.涂布平板法计数微生物的公式：每克土壤样品的细菌数＝某一稀释度几次重复培育后的菌落平均数×稀释倍数(涂布所用稀释液为1mL)1．下列关于微生物分别和培育的有关叙述，错误的是()A．微生物培育前，需对培育基进行消毒B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法C．分别土壤中不同的微生物，要采纳不同的稀释度D．分别能分解尿素的细菌，要以尿素作为培育基中唯一的氮源A[微生物培育前，需对培育基进行灭菌，而不是消毒；测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法而一般不用活菌计数法；分别土壤中不同的微生物，要采纳不同的稀释度以便能从中选择出菌落数在30～300间的平板进行计数；分别能分解尿素的细菌，要以尿素作为培育基中唯一的氮源。]2．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[要分别土壤中分解尿素的细菌，培育基中尿素应是唯一的氮源，不能加硝酸盐；在固体培育基上形成菌落，要加琼脂作凝固剂；分解尿素的细菌是异养生物，要加有机碳源(如葡萄糖)。]3．用涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推想出样品中的活菌数，缘由是()A．平板上的一个菌落就是一个细菌B．菌落中的细菌数是固定的C．此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌D．此方法统计的菌落数肯定与活菌的实际数相同C[当稀释倍数相宜时，培育基上的一个菌落可能来源于样品稀释液中的一个活菌，但也可能由2个或2个以上活菌生长而成，因此菌落数往往比活菌的实际数低。]4．将马铃薯去皮切块，加水煮沸肯定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入肯定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培育基。回答下列问题：(1)M培育基用于真菌的筛选，则培育基中应加入链霉素以抑制________的生长，加入了链霉素的培育基属于________培育基。(2)M培育基中的马铃薯浸出液为微生物生长供应了多种养分物质，养分物质类型除氮源外还有________________(答出两点即可)。氮源进入细胞后，可参加合成的生物大分子有________________(答出两点即可)。(3)若在M培育基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培育，平板上长出菌落后可通过加入显色剂选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是________，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是_______________________________。(4)甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物