土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)學(xué)案

1、課題2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：利用選擇培養(yǎng)基分離細(xì)菌，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)解決生產(chǎn)生活中有關(guān)微生物的計(jì)數(shù)。重點(diǎn)與難點(diǎn)：對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制、對分解尿素的細(xì)菌的計(jì)數(shù)自主預(yù)習(xí)1、 課題背景1、 尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物_（能，不能）直接吸收利用，而是首先通過土壤中的細(xì)菌將尿素分解為 ，這是因?yàn)榧?xì)菌能合成 。2、科學(xué)家能從熱泉中把耐熱細(xì)菌篩選出來是因?yàn)?這樣也適用于實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選，原理是 。點(diǎn)評：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用。所以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。思考1在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長提供碳源的是 ，提供氮源的的是 ，瓊脂的

2、作用是 。思考2該培養(yǎng)基對微生物 （具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機(jī)制是 。3、在統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時，常用來統(tǒng)計(jì)樣品中活菌數(shù)目的方法是 。除此之外， 也是測定微生物數(shù)量的常用方法?！狙a(bǔ)充】顯微鏡直接計(jì)數(shù)是測定微生物的方法。公式：觀察到的紅細(xì)胞平均數(shù)觀察到的細(xì)菌平均數(shù)紅細(xì)胞含量細(xì)菌含量4、 采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于 。通過統(tǒng)計(jì) ，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在 的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。思考3從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)的計(jì)算方法是 。思考4利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的關(guān)鍵是 。思考5第 位同學(xué)的結(jié)果

3、接近真實(shí)值。你認(rèn)為這兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)的操作是 。5、統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)比活菌的實(shí)際數(shù)目 。這是因?yàn)楫?dāng)兩個或多個細(xì)胞在一起時，平板上觀察到的只是 菌落。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用 來表示。6、設(shè)置對照的主要目的是 。7、對照實(shí)驗(yàn)是指除了 的條件外，其他條件都 的實(shí)驗(yàn)。滿足該條件的稱為 ，未滿足該條件的稱為 組。思考6請?jiān)O(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的對照實(shí)驗(yàn)組： 。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括 、 、 和 等。2、根據(jù)圖示27填寫以下實(shí)驗(yàn)流程：3 、土壤微生物主要分布在距地表 cm的近 性土壤中，約 為細(xì)菌。4、分離不同的微生物采用不同的稀釋度，其原因是 ，其目的是保證獲得 的平板。細(xì)菌稀釋度為 ，放線菌稀釋度為

4、，真菌稀釋度為 。5、 培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。細(xì)菌一般在 培養(yǎng)12d，放線菌一般在 培養(yǎng)57d，霉菌一般在 的溫度下培養(yǎng)34d。6、在菌落計(jì)數(shù)時，每隔 h統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目。選取 時的記錄作為結(jié)果，以防止因 而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。點(diǎn)評：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以培養(yǎng)時間要充足，使得每個菌體都能形成肉眼可觀察到的菌落。7、菌落的特征包括 等方面。思考7土壤微生物種類最多、數(shù)量最大的原因 8、 實(shí)驗(yàn)過程1）取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的信封在使用前都要 。2）應(yīng)在 旁稱取土壤 g。將稱好的土樣倒入盛有 mL無菌水的 中，塞好棉塞。3）在稀釋土壤溶液的過程中，每一步都要在

5、旁進(jìn)行。4）實(shí)驗(yàn)時要對 作好標(biāo)記。注明 等。5）為了提高效率，在操作時更加有條不紊，應(yīng)當(dāng) 。思考8在研究未知微生物時務(wù)必規(guī)范操作，以防被 感染，實(shí)驗(yàn)后一定要洗手。三結(jié)果分析與評價(jià)1、對分離的菌種作進(jìn)一步的鑒定，還需要借助 的方法。2、在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的 將尿素分解成了 。氨會使培養(yǎng)基的堿性 ，PH 。因此，我們可以通過檢測培養(yǎng)基 變化來判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。3、在以 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑。培養(yǎng)某種細(xì)菌后，如果PH升高，指示劑將變 ，說明該細(xì)菌能夠 。思考9測定飲水中大腸桿菌數(shù)量的方法是將一定體積的水用細(xì)菌過濾器過濾后，將濾膜放到 培養(yǎng)基上培養(yǎng)，大腸桿菌菌落呈現(xiàn)

6、 ，通過記述得出水樣中大腸桿菌的數(shù)量。你認(rèn)為在該實(shí)驗(yàn)中至少應(yīng)取 個水樣。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評實(shí)驗(yàn)方案土壤中尿素分解菌的分離與計(jì)數(shù)分離篩選微生物的原理有利于目的菌株生長抑制或阻止其他微生物生長人為條件微生物計(jì)數(shù)方法與原理稀釋涂布平板法顯微鏡直接計(jì)數(shù)對照設(shè)置與重復(fù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果與分析參考答案：一、基礎(chǔ)知識 1不能 氨和CO2 脲酶 2熱泉的高溫條件淘汰了絕大多數(shù)微生物 原理是：人為提供有利于目的菌株生長的條件（包括營養(yǎng)、溫度、PH等），同時抑制或阻止其他微生物生長。思考1 葡萄糖 尿素 凝固劑 思考2 具有 只有能夠以尿素作為氮源的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長 3稀釋涂布平板法 顯微鏡直接

7、計(jì)數(shù) 4樣品稀釋液中一個活菌 平板上的菌落數(shù) 30300思考3（平均菌落數(shù)÷涂布的稀釋液體積）×稀釋倍數(shù) 思考4 恰當(dāng)?shù)南♂尪人伎?二 第一位同學(xué)需設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)組；第二位同學(xué)統(tǒng)計(jì)的三個菌落數(shù)相差太大，說明操作有誤，需重新實(shí)驗(yàn) 5低 一個 菌落數(shù) 6排除實(shí)驗(yàn)組中非測試因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度 7 被測試 相同 對照組 實(shí)驗(yàn)思考6方案1：其他同學(xué)用A同學(xué)的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 方案2：A同學(xué)以不接種的培養(yǎng)基作為空白對照。二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)方案、材料用具、實(shí)施步驟和時間安排等。2根據(jù)圖示27填寫以下實(shí)驗(yàn)流程：菌落計(jì)數(shù)配制土壤溶液系列稀釋涂布平板與培養(yǎng)3 38cm 近中

8、7080 4不同微生物在土壤中含量不同， 菌落數(shù)在30300之間、適于計(jì)數(shù) 104、105、106， 103、104、105， 102、103、104。 5 3037 2528 2528 6 24 菌落數(shù)目穩(wěn)定 培養(yǎng)時間不足 7 形狀、大小、隆起程度、顏色 思考7土壤中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，環(huán)境條件適宜等。8實(shí)驗(yàn)過程 1）滅菌。 2） 火焰 10 g。 90mL 錐形瓶 3） 火焰 4） 培養(yǎng)皿 培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時間、稀釋度、培養(yǎng)物 5）事先規(guī)劃時間。 思考8致病微生物三結(jié)果分析與評價(jià)1生物化學(xué) 2脲酶 氨 增強(qiáng) 升高 pH 3尿素 酚紅 紅 分解尿素思考9伊紅美藍(lán) 黑 三 四、自測1、（2010

9、·全國1高考）下列是與微生物培養(yǎng)有關(guān)的問題，請回答：某細(xì)菌固體培養(yǎng)基的組成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、瓊脂和蒸餾水，其中凝固劑是 ，碳源是 ，氮源是 。已知只有能合成脲酶的細(xì)菌才能在該培養(yǎng)基上生長，故該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。按照化學(xué)成分分類，該培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。從同化作用類型上看，用該培養(yǎng)基培養(yǎng)的細(xì)菌屬于 。2某小組同學(xué)為了調(diào)查湖水中細(xì)菌的污染情況而進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計(jì)數(shù)。請回答與此實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題。（1）培養(yǎng)基中含有蛋白胨、淀粉分別為細(xì)菌培養(yǎng)提供了氮源和 。除此之外，培養(yǎng)基還必須含有的基本成分是 和 。（2）對

10、培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，應(yīng)該采用的方法是 。（3）為了盡快觀察到細(xì)菌培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)將接種了湖水樣品的平板置于 中培養(yǎng)，培養(yǎng)的溫度設(shè)定在37。要使該實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果可靠，還應(yīng)該同時在另一平板上接種 作為對照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（4）培養(yǎng)20小時后，觀察到平板上有形態(tài)和顏色不同的菌落，這說明湖水樣品中有 種細(xì)菌。一般說來，菌落總數(shù)越多，湖水遭受細(xì)菌污染的程度越 。（5）如果提高培養(yǎng)基中NaCl的濃度，可以用于篩選耐 細(xì)菌，這種培養(yǎng)基（按功能分）被稱為 。3.下圖是生物興趣小組為研究“某品牌酸奶中乳酸菌種類及其耐藥情況”而制定的流程圖。請分析回答：（1）與酵母菌相比，乳酸菌在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是 。（2）本研究使用的細(xì)

11、菌培養(yǎng)基中特別加入了一定量的碳酸鈣，乳酸菌在 （生理過程）中產(chǎn)生的乳酸能與不溶性的碳酸鈣生成可溶性的乳酸鈣，從而在菌落周圍形成溶鈣圈。從物理形態(tài)分析，本研究使用的培養(yǎng)基屬于 （類型）。分離的方法可用 。（3）在利用高壓蒸汽滅菌鍋對培養(yǎng)基滅菌時，鍋內(nèi)水加熱煮沸后，必須 ，以保證鍋內(nèi)氣壓上升，達(dá)到121 。滅菌后的培養(yǎng)基應(yīng)適當(dāng)冷卻后，在 附近倒平板。（4）請完善“檢測乳酸菌對青霉素、四環(huán)素耐藥性”實(shí)驗(yàn)操作步驟：步驟1：分別取 、四環(huán)素、 加入三組無菌培養(yǎng)皿中，再加入滅菌并冷卻到50 左右的培養(yǎng)基，立即混勻，靜置凝固成平板。步驟2：向三組培養(yǎng)基中分別接種待檢測的乳酸菌菌種。步驟3：將接種后的三組培養(yǎng)

12、基和一個 都置于適宜溫度等條件下培養(yǎng)若干天，觀察比較培養(yǎng)基中菌落生長情況。4.白僵菌高孢粉是國家林業(yè)局推廣的高效生物殺蟲劑之一，應(yīng)用于多種林木和農(nóng)作物害蟲的防治。白僵菌分生孢子在寄主表皮、氣孔或消化道上，遇適宜條件開始萌發(fā)，生出芽管。同時產(chǎn)生脂肪酶、蛋白酶、幾丁質(zhì)酶等溶解昆蟲的表皮，通過芽管入侵蟲體，在蟲體內(nèi)生長繁殖，消耗寄主體內(nèi)的養(yǎng)分，產(chǎn)生各種毒素，形成大量菌絲和孢子，布滿蟲體全身。請根據(jù)上述材料回答下面的問題。(1)從自然菌樣中篩選較理想的生產(chǎn)用菌種的一般步驟是：采集菌樣富集培養(yǎng) 性能測定。白僵菌的菌樣應(yīng)從 中采集。(2)分離白僵菌菌種的培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基。在配制白僵菌培養(yǎng)基時常加入蔗糖、

13、硫酸銨、硝酸鉀等成分，蔗糖屬于 (營養(yǎng)物質(zhì))。.自然界中的微生物往往是混雜生長的。人們在研究微生物時一般要將它們分離提純，然后進(jìn)行數(shù)量的測定。下面是對大腸桿菌進(jìn)行數(shù)量測定的實(shí)驗(yàn)，請回答有關(guān)問題。步驟如下：(1)制備稀釋倍數(shù)為102、103、104、105、106的系列稀釋液。(2)用“稀釋涂布平板法”接種樣品。(3)適宜溫度下培養(yǎng)。為測定大腸桿菌數(shù)，在對應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，得到以下幾種統(tǒng)計(jì)結(jié)果，正確可信的是A一個平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是23B兩個平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)是22和26，取平均值24C三個平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別為21、5和52，取平均值26D四個平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是21、30、

14、24和25，取平均值25一同學(xué)在對應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，測得平板上菌落數(shù)的平均值為23.4，那么每毫升樣品中的菌落數(shù)是(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.2 mL) 。用這種方法測定密度，實(shí)際活菌數(shù)量要比測得的數(shù)量 。某同學(xué)在測定大腸桿菌的密度時發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)基上還有其他雜菌的菌落，能否肯定該大腸桿菌的品系被污染了？ 。5.2014高考生物選修1：生物技術(shù)實(shí)踐（15分）為了調(diào)查某河流的水質(zhì)狀況，某研究小組測定了該河流水樣中的細(xì)菌含量，并進(jìn)行了細(xì)菌分離等工作?；卮鹣铝袉栴}：（1）該小組采用稀釋涂布平板法檢測水樣中細(xì)菌含量。在涂布接種前，隨機(jī)取若干滅菌后的空白平板先行培養(yǎng)了一段時間，這樣做的目

15、的是_；然后，將1mL水樣稀釋100倍，在3個平板上用涂布法分別接入0.1mL稀釋液；經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后，3個平板上的菌落數(shù)分別為39、38和37, 據(jù)此可得出每升水樣中的活菌數(shù)為_。（2）該小組采用平板劃線法分離水樣中的細(xì)菌，操作時，接種環(huán)通過_滅菌，在第二次及以后的劃線時，總是從上一次劃線的末端開始劃線，這樣做的目的是_。（3）示意圖A和B中，_表示的是用稀釋涂布平板法接種培養(yǎng)后得到的結(jié)果。（4）該小組將得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中并混勻，一部分進(jìn)行靜置培養(yǎng)，另一部分進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：振蕩培養(yǎng)的細(xì)菌比靜置培養(yǎng)的細(xì)菌生長速度快。分析其原因是：振蕩培養(yǎng)能提高培養(yǎng)液中_的含量，同時可使菌體與培養(yǎng)

16、液充分接觸，提高_(dá)的利用率。參考答案：1、瓊脂 葡萄糖 尿素 選擇 合成 異養(yǎng)型 2、（1）碳源 無機(jī)鹽 水 （2）高壓蒸汽滅菌 （3）恒溫培養(yǎng)箱 無菌水 （4）多 高 （5）鹽（或NaCl） 選擇性培養(yǎng)基 3.（1）細(xì)胞內(nèi)沒有核膜包被的細(xì)胞核（或“沒有核膜”） （2）無氧呼吸 固體培養(yǎng)基 平板劃線或稀釋涂布平板法 （3）將鍋內(nèi)冷空氣徹底排除 酒精燈火焰 （4）步驟1：等量的青霉素、 無菌水 步驟3：未接種的培養(yǎng)基4(1)純種分離 感病昆蟲 (2)選擇 碳源 D 1.17×108 多 不能5、（1）檢測培養(yǎng)基平板滅菌是否合格3.8×107 （2）灼燒將聚集的菌體逐步稀釋以便

17、獲得單個菌落 （3）B （4）溶解氧 營養(yǎng)物質(zhì)1、下列能選擇出分解尿素的細(xì)菌的培養(yǎng)基是 ( ) AKH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、瓊脂、水 BKH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、瓊脂、水 CKH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、瓊脂、水 DKH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、瓊脂、水； 2、某同學(xué)在稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為234，那么每克樣品中的菌落數(shù)是(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.1mL) ( ) A2.34&#

18、215;108 B2.34×109 C234 D23.43、在做分離分解尿素的細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時，A同學(xué)從對應(yīng)106培養(yǎng)基上篩選出大約150個菌落，而其他同學(xué)只選擇出大約50個菌落。A同學(xué)的結(jié)果產(chǎn)生原因可能有( ) 由于土樣不同 由于培養(yǎng)基污染 由于操作失誤 沒有設(shè)置對照 A B C D4、關(guān)于土壤取樣的敘述錯誤的是( ) A土壤取樣，應(yīng)選取肥沃、濕潤的土壤 B先鏟去表層土3cm左右，再取樣 C取樣用的小鐵鏟和信封在使用前不用滅菌 D應(yīng)在火焰旁稱取土壤5、下列關(guān)于從土壤中分離細(xì)菌的操作步驟中，正確的是( ) 土壤取樣 稱取10g土壤取出加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中 吸取0.1mL進(jìn)行平板涂布 依次稀釋至101、102、10