微生物的培养技术及应用（第2课时）-【堂堂清】高二生物下学期课件（2019人教版选择性必修3）

1.2.2微生物的选择培养和计数本节聚焦：1.怎样运用生物与环境相适应的观点

来理解选择培养的原理？2.如何通过调整培养基的配方来有目

的地培养某种微生物？3.测定微生物数量的常用方法有哪些？

情境导入

某研究小组想在土壤样品中分离得到能分解尿素的细菌，但是土壤中还有许多其他微生物，仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现，该怎么办呢？稀释涂布平板法呈现的杂菌群选择培养基1.概念：在微生物学中，将

特定种类的微生物生长，

同时

其他种类的微生物生长的培养基。2.原理：人为提供有利于

生长的条件(包括营养、温度和pH等)，

同时

其他微生物的生长。允许抑制或阻止目的菌抑制或阻止选择培养基·自然界中目的菌的筛选01【资料1】聚合酶链式反应（PCR）是一种在体外进行DNA复制的技术，此项技术要求使用耐高温的DNA聚合酶。【资料2】美国黄石国家公园的热泉中有一种水生栖热菌，能在70～80℃的高温条件下生存。水生栖热菌如果让你寻找一种耐高温的DNA聚合酶，该如何寻找？思考提示：从热泉中筛选出的

中提取出来。水生栖热菌思路：耐高温的酶←耐高温生物体←高温环境；选择培养基·实验室中目的菌的筛选01【资料】尿素[CO(NH2)2]含氮量高，化学性质相对稳定，是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，NH3再转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可以作为细菌生长的氮源。尿素分子模型如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设计？思考提示：设计一种

的选择培养基，可以将分解尿素的细菌分离出来。尿素为唯一氮源选择培养基·实验室中目的菌的筛选01尿素分子模型怎么证明一个选择培养基具有筛选作用呢？思考选择培养基基础培养基应设置

培养基(基础培养基)作为对照，若基础培养基中生长的菌落数菌

该选择培养基，则该选择培养基具有筛选作用。牛肉膏蛋白胨多于选择培养基·随堂小练01判断以下条件，可以筛选出什么微生物？①不加氮源,筛选出

；②不加碳源,筛选出

；③加青霉素,筛选出

；④加高浓度食盐,筛选出

；⑤高pH的生存环境,筛选出

；⑥70~80℃的培养温度,筛选出

；⑦不提供氧气的生存环境,筛选出

；⑧只提供石油为唯一碳源,筛选出

；⑨只提供纤维素为唯一碳源,筛选出

；水生栖热菌石油降解菌纤维素分解菌耐高pH的细菌厌氧微生物自养型微生物固氮菌真菌金黄色葡萄球菌水生栖热菌石油降解菌纤维素分解菌耐高pH的细菌厌氧微生物自养型微生物固氮菌真菌（注：抗生素能杀死细菌）金黄色葡萄球菌微生物的选择培养021g土壤中含有多少能分解尿素的细菌？选择培养基以尿素为唯一氮源选择培养基稀释涂布平板法+对样品进行充分稀释，然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上。微生物的选择培养·稀释涂布平板法02具体操作：（一）系列稀释操作90mL无菌水①铲取土样，将样品装入纸袋中。②将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶，充分摇匀。铲取土样的铁铲和纸袋是否也需要灭菌？为什么？思考需要；因为也会造成杂菌污染，影响实验结果。将10g土样加入盛有90mL无菌水，代表稀释多少倍？思考10倍。微生物的选择培养·稀释涂布平板法02②取1mL上清液加入盛有9mL

的试管中，依次

稀释。90mL无菌水①②③④⑤⑥具体操作：（一）系列稀释操作无菌水等比表述：①稀释

倍的稀释液；②稀释

的稀释液；10n10-n微生物的选择培养·稀释涂布平板法02具体操作：（二）涂布平板操作⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在

表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。④将涂布器放在盛有

的烧杯中。⑤将涂布器放在火焰上灼烧，待

、涂布器

后，再进行涂布。0.1酒精酒精燃尽冷却培养基③取

mL菌液，滴加到培养基表面。微量移液器注：多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。→灼烧灭菌视频·稀释涂布平板法02恒温培养箱微生物的选择培养·稀释涂布平板法02【培养】待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板

，放入30～37℃的

中培养1～2d。在涂布有合适浓度菌液的培养基上就可以观察到分离的单菌落。倒置恒温培养箱分离纯化方法：平板划线法和稀释涂布平板法02项目平板划线法稀释涂布平板法纯化原理通过接种环在琼脂固体培养基的表面

操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。将菌液进行一系列的

,稀释度足够高时,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞。主要步骤接种工具连续划线梯度稀释平板划线操作梯度稀释和涂布平板操作接种环涂布器接种环灭菌时，应将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红。涂布器灭菌时，应先将涂布器浸在酒精中，再放在火焰上灼烧，直到酒精燃尽。分离纯化方法：平板划线法和稀释涂布平板法02请结合图片分析，平板划线法能否达到对细菌进行计数的目的？为什么？思考不能。请结合图片分析，稀释涂布平板法能否达到对细菌进行计数的目的？为什么？思考原因：①最开始的划线很可能菌类会长成一片，导致无法计数。

②灼烧接种环的时候也会杀死一部分菌类。原因：在合适的稀释倍数下，均匀涂布得到的菌落互不接触，可以确定菌落的密度，再通过计算可以得知原液中的活细菌数。能。微生物的数量测定·稀释涂布平板法031.原理：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

。注：通过统计平板上的

，就能推测出样品中大约含有多少活菌。活菌菌落数2.计数原则：①一般选择菌落数为

的平板进行计数②在同一稀释度下，应至少对

个平板进行重复计数，然后求出

。30～3003平均值→重复实验的目的：减小实验误差，增强实验的说服力和准确性。107108√微生物的数量测定·稀释涂布平板法03【思考】4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为

个。每克样品中的菌株数=某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1.1×108101倍102倍103倍104倍105倍平均数：110个微生物的数量测定·稀释涂布平板法03通过稀释涂布平板法统计的菌落的数目就是活菌实际数目吗？是否存在误差？思考提示：统计的菌落数往往比活菌的实际数目

。原因：

.

。少两个或多个细胞连在一起，平板上观察到的只是一个菌落注：统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。微生物的数量测定·显微镜直接计数法031.原理：利用特定的

板或

板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。注：统计的结果一般是

的总和。2.特点：

，能观察微生物的形态特征。细菌计数血细胞计数活菌数和死菌数【相关信息】细菌计数板和血细胞计数板的计数原理相同。①血细胞计数板比细菌计数板厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。②细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数。有什么方法可以帮助我们通过显微镜直接计数法统计活菌？思考加入台盼蓝染液(活菌-无色)；快速、直观微生物的数量测定·稀释涂布平板法和显微镜直接计数法03项目稀释涂布平板法显微镜直接计数法主要用具培养基等显微镜、血细胞计数板或细菌计数板等计数依据培养基上的

数

.优点计数方便、操作简单缺点操作复杂、有一定误差结果比实际值偏

.比实际值偏

.菌落计数的都是活菌菌株本身死菌、活菌都计数在内小大微生物的选择培养与计数·判断正误P12(1)以尿素为唯一氮源的培养基是选择培养基()(2)脲酶能催化尿素分解产生N2，N2可作为细菌生长的氮源()(3)利用显微镜直接计数法统计的细菌数量就是活菌的数量()√×NH3,NH3可作为细菌生长的氮源。×死菌和活菌的总数。微生物的选择培养与计数·落实思维方法P121.研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是()A．a点时取样、尿素氮源培养基B．b点时取样、角蛋白氮源培养基C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基D．c点时取样、角蛋白氮源培养基D2．如图是纯化微生物时采用的两种

接种方法接种后培养的效果图，

下列相关叙述正确的是()A．图甲三个平板中所用培养液的稀释倍数相同B．图甲、乙均适合分离微生物，但乙不适合对微生物进行计数C．图甲、图乙所用的接种工具分别是接种环和涂布器D．图乙每次划线应从同一起点开始，以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落微生物的选择培养与计数·落实思维方法P12B菌落密度不同，稀释倍数应该不同，×；稀释涂布平板法平板划线法图甲-涂布器，图乙-接种环，×；图乙每次划线应从上一次划线的末端开始，×；实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04提出问题土壤中含有能分解尿素的细菌，我们如何分离它们？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？①绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成

的微生物才能分解尿素。②利用

的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。组分含量KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0gH2O定容至1000mL实验原理脲酶尿素作为唯一氮源实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04实验设计(1)土壤取样：①土壤要求：酸碱度接近

且潮湿。②取样部位：距地表约

的土壤层。中性3～8cm取样时一般要铲去表层土实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04实验设计(2)样品的稀释：测定土壤中细菌的数量，一般选用

倍稀释的稀释液进行平板培养。1×104、1×105、1×106测定土壤中细菌的总量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？思考提示：

；因为土壤中能分解尿素的细菌的数量比细菌的总量要

。不相同少注：第一次做这个实验时可以将稀释的范围放宽一点。如：将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养，以保证能从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数。实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04实验设计(3)微生物的培养与观察：①培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养温度和培养时间。细菌一般在

℃的温度下培养

d。②观察：每隔

h统计一次菌落数目，选取

时的记录作为结果，这样可以防止

。另外，还需要记录菌落的特征：包括菌落的

、

和

等。30～371～224菌落数目稳定因培养时间不足而遗漏部分菌落形状大小颜色实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04实验结果未接种以尿素为唯一氮源的选择培养基牛肉膏蛋白胨培养基1×1041×1051×106牛肉膏蛋白胨培养基中的菌落数大于选择培养基中的菌落数，说明

.

；该选择培养基有筛选作用未接种的培养基上无菌落的生长，说明：

；

；培养基没有被杂菌污染实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04数据分析甲、乙两位同学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的培养基中，得到以下两种统计结果。(1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果

(填“可靠”或“不可靠”)。若不可靠，应如何改进？

。(2)乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理

(填“合理”或“不合理”)。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应.

。不可靠没有重复实验（至少涂布3个平板，统计结果后计算平均值）不合理分析实验过程中可能的影响因素，从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数04利用尿素作为唯一氮源的培养基分离出的微生物都是能分解尿素的微生物吗？并说明理由。思考不一定；因为有些微生物可以利用能分解尿素的细菌的代谢物进行生长繁殖。扩展应用04依据以上资料，思考如何对分离得到的微生物是否是分解尿素的细菌作进一步鉴定？思考【资料1】细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高。【资料2】酸碱指示剂酚酞变色反应区段：8.2-10.0，无色→红色；酚红变色反应区段：6.8-8.0，黄色→红色；提示：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入

，

若菌落周围出现

，则可说明该菌种能够分解尿素。酚红指示剂(更灵敏)红色环带补充：红色环带直径与菌落直径比值越大，说明分解能力越

。强扩展应用04

培养基

在培养基中加入某种指示剂或化学药品，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应，从而达到鉴定的作用。鉴别刚果红培养基鉴别纤维素分解菌【资料】在含有纤维素的培养基中加入刚果红,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。原理①：刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。原理②：地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨,其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用,这是因为它们能够产生纤维素酶，分解纤维素。扩展应用04

培养基

在培养基中加入某种指示剂或化学药品，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应，从而达到鉴定的作用。鉴别伊红亚甲蓝培养基鉴别大肠杆菌【资料】可用伊红—亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌。若有，菌落呈深紫色，并有金属光泽。原理①：伊红是一种酸性染料，亚甲蓝是一种碱性染料。在酸性环境下，伊红和亚甲蓝会结合形成复合物。原理②：大肠杆菌能分解伊红亚甲蓝培养基中的乳糖产生有机酸，使培养基的pH值降低。根据用途划分：选择培养基和鉴别培养基04【旧知识回顾】培养基的作用：用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。项目

培养基

培养基特殊成分加入某种化学物质加入某种指示剂或化学药品目的抑制或阻止其他微生物生长，促进目的微生物生长与微生物的代谢物或培养基中的成分发生特定反应用途

、

出特定微生物

不同的微生物举例①培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素，抑制细菌生长；②用以尿素作为唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌；①可用伊红亚甲蓝琼脂培养基鉴定大肠杆菌。②可用刚果红培养基鉴定纤维素分解菌。选择培养分离鉴别鉴定实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数·判断正误P1304(1)测定不同微生物数量时，接种的土壤稀释液的稀释度相同()(2)利用稀释涂布平板法统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数

()(3)菌落特征是鉴别菌种的重要依据()××√土壤中各种微生物的数量不同，因此分离不同的微生物要采用不同的稀释度；当两个或多个菌落连在一起时，只能观察计为一个菌落，因此利用稀释涂布平板法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目少。实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数·落实思维方法P14043．下列关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙述，

不正确的是()A．利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度B．若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置未接种的

牛肉膏蛋白胨培养基作为对照C．该实验应采用稀释涂布平板法D．用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来培养该细菌

后不会使酚红指示剂变红B接种，×；实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数·落实思维方法P14044．在做“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验时，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．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D．B、C选项的实验思路都遵循了实验的对照原则D遵循了实验的对照原则，√；遵循了实验的重复原则，D×；练习与应用·书本P201.研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌。判断下列相关表述是否正确。(1)这种培养基是一种选择培养基。(2)利用这种石油降解菌可以降解石油,修复土壤。(3)相对于未被污染的土壤，从被石油