1.2.2微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù) 課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第一章發(fā)酵工程1.2.2微生物的選擇培養(yǎng)和計數(shù)科學(xué)啟發(fā)1973年，科學(xué)家從美國黃石國家公園的熱泉中篩選出水生棲熱菌，并從中提取到了耐高溫的DNA聚合酶，這種酶目前廣泛用于PCR技術(shù)。1.為什么水生棲熱菌能從熱泉中被篩選出來？因為水生棲熱菌能在70～80℃的高溫下生存，而絕大多數(shù)微生物在該條件下不能生存被淘汰。2.在實驗室中選擇培養(yǎng)特定的微生物有什么啟示?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。探究?實驗土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)尿素［CO(NH2)2］是一種重要的農(nóng)業(yè)肥料，但若不經(jīng)細菌的分解，就不能更好地被植物利用。尿素被土壤中某些細菌分解成NH3,再被轉(zhuǎn)化為NO3-、NH4+等被植物吸收。這些細菌之所以能分解尿素，是因為能合成脲酶，來催化尿素分解。1.土壤中含有眾多微生物，其中包括尿素分解菌，想一想從眾多微生物中要將尿素分解菌篩選并分離出來僅通過平板劃線或者稀釋涂布平板法能實現(xiàn)嗎？2.如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤稀釋液中能分解尿素的細菌分離出來，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計？以尿素作為唯一氮源，只有能合成脲酶的細菌才能生長發(fā)育繁殖。很難思考?討論尤其是要分離的微生物在混合菌群中不是優(yōu)勢種群時更困難。3.該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點和不同點？共同點：都有碳源（有機物）、氮源、水、無機鹽；牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g瓊脂20.0g蒸餾水定容到1000mlKH2PO41.4gNaH2PO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素CO(NH2)21.0g瓊脂15.0g蒸餾水定容到1000ml普通培養(yǎng)基一該培養(yǎng)基二4.怎么證明一個選擇培養(yǎng)基具有選擇性呢？設(shè)置基礎(chǔ)培養(yǎng)基（如牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）或完全培養(yǎng)基作為對照;若對照培養(yǎng)基中生長的菌落數(shù)多于該選擇培養(yǎng)基，則該選擇培養(yǎng)基具有選擇性。思考?討論異養(yǎng)微生物選擇培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基不同點：該培養(yǎng)基以尿素作為唯一氮源，使只有能以尿素作為氮源的微生物生長。④加高濃度食鹽⑤石油是唯一碳源③不加含碳有機物②不加氮源①加入青霉素⑥無氧環(huán)境下培養(yǎng)選擇培養(yǎng)基概述選擇培養(yǎng)基：在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基。分離酵母菌、霉菌等真菌分離固氮微生物分離自養(yǎng)型微生物分離金黃色葡萄球菌能消除石油污染的微生物厭氧型微生物兼性厭氧型(青霉素能殺死細菌)（耐鹽）探究?實驗土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)不能，菌落連成片，無法計數(shù)分離并測定1g土壤中尿素分解菌的數(shù)量。實驗?zāi)康模?1)制備培養(yǎng)基(2)接種和分離土壤微生物——接種方法(3)微生物的培養(yǎng)與觀察配制培養(yǎng)基滅菌倒平板②稀釋涂布平板法①平板劃線法稀釋涂布平板法分離原理：將菌液進行一系列稀釋，當(dāng)稀釋倍數(shù)足夠高就可以將聚集在一起的微生物分散成單個細胞，培養(yǎng)得到單菌落。稀釋涂布平板法單菌落梯度稀釋涂布平板接種稀釋度和涂布是否均勻?qū)⒅苯佑绊懫桨迳系木鋽?shù)目選擇培養(yǎng)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基3個涂布的選擇培養(yǎng)：1個不涂布的選擇培養(yǎng)基+1個不涂布的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基空白對照：1個涂布的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：各濃度重復(fù)實驗，減小實驗誤差。檢測培養(yǎng)基滅菌是否徹底，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。判斷選擇培養(yǎng)基是否具有篩選作用。微生物的數(shù)目測定1.間接計數(shù)—稀釋涂布平板法當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時，培養(yǎng)基表面生長的一個單菌落，來源于樣品稀釋液中的一個______。通過統(tǒng)計平板上的菌落數(shù)，就能推測出樣品中大約含有多少______。(2)計數(shù)原則：(1)原理：活菌活菌選擇30-300個菌落的平板進行計數(shù)；每個稀釋度至少取3個平板取其平均值；統(tǒng)計的結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是活菌數(shù)；統(tǒng)計的菌落往往比活菌的實際數(shù)目低；恰當(dāng)?shù)南♂尪?、涂布是否均勻是成功統(tǒng)計菌落數(shù)目的關(guān)鍵。因為當(dāng)兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。微生物的數(shù)目測定1.間接計數(shù)—稀釋涂布平板法三位同學(xué)用稀釋涂布平板法測定同一土壤樣品中尿素分解菌數(shù)量。在對應(yīng)稀釋倍數(shù)為106的培養(yǎng)基中，取0.1ml稀釋液涂布，得到以下統(tǒng)計結(jié)果：甲同學(xué):涂布了1個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是260；乙同學(xué):涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是210、240和230，取平均值230；丙同學(xué):涂布了三個平板，統(tǒng)計的菌落數(shù)是21、212和256，取平均值163；1g土壤中活菌數(shù)=平板上菌落數(shù)的平均值÷接種加入菌液體積×稀釋倍數(shù) 公式：=230÷0.1×106=1.15×109；微生物的數(shù)目測定2.直接計數(shù)—顯微鏡直接計數(shù)法利用特定的____________或____________在__________下觀察、計數(shù)，然后再計算__________的樣品中微生物的數(shù)量；(1)原理：細菌計數(shù)板血細胞計數(shù)板顯微鏡一定體積(2)優(yōu)點：(3)缺點：快速、直觀①不能區(qū)分死菌和活菌→偏大②不適于對運動細菌的計數(shù)。③個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察。臺盼藍染液染色，可以通過統(tǒng)計無色細胞的個數(shù)來對活菌進行計數(shù)。細菌計數(shù)板：通常較淺，約0.02毫米，適合較小的細胞（原核）血細胞計數(shù)板：通常較深，約0.1毫米，適合較大細胞（真核）25×16型A1A2A3A4A5A1A2A4A316×25型1mL培養(yǎng)液中細胞個數(shù)：=小方格的平均數(shù)×400×104×稀釋倍數(shù)1mL培養(yǎng)液中細胞個數(shù)＝中方格中平均值×25×104×稀釋倍數(shù)1mL培養(yǎng)液中細胞個數(shù)＝中方格中平均值×16×104×稀釋倍數(shù)探究?實驗土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)①取土樣用的鐵鏟和取樣袋使用前都需要滅菌。操作完成后，一定要洗手。②土壤要求：酸堿度接近中性且潮濕，距地表約3～8cm的土壤層。③測細菌數(shù)：一般用104、105、106稀釋液。④在初次實驗中，將稀釋的范圍放寬一些，以保證從中選擇出菌落數(shù)在30-300的平板

進行計數(shù)⑤細菌一般在30～37℃的溫度下培養(yǎng)1～2d。⑥觀察方法：每隔24h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié)果，這樣可以防止因培養(yǎng)時間不足而遺漏部分菌落。⑦記錄菌落的特征：包括菌落的形狀、大小和顏色等。實驗注意事項思考?討論1.在以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上生長的微生物一定是尿素分解菌嗎？為什么？原理：某些微生物雖不能直接分解尿素，但能利用尿素分解菌分解尿素產(chǎn)生的氨作為氮源生長不一定2.如何鑒定尿素分解菌？方法：在以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑。CO（NH2）2+H2O CO2+2NH3脲酶尿素分解菌產(chǎn)生脲酶，將尿素分解為氨，使培養(yǎng)基的pH升高，酚紅指示劑因此變紅。如果指示劑變紅，說明是尿素分解菌。①液體培養(yǎng)基可以直接看液體的變色情況；②固體培養(yǎng)基上可以觀察菌落周圍是否出現(xiàn)紅色環(huán)帶，紅色環(huán)帶直徑與菌落直徑比值越大，說明分解能力越強。設(shè)計實驗1.反芻動物，如牛和羊，具有特殊的器官—瘤胃。在瘤胃中生活著多種微生物，其中許多

微生物能分解尿素。請你設(shè)計一個實驗，從瘤胃中分離出能夠分解尿素的微生物。提取瘤胃中的微生物，通過平板劃線法或稀釋涂布平板法接種在以尿素作為唯一氮源的培養(yǎng)基上，在無氧條件下培養(yǎng)。方案：2.分離并鑒定纖維素的分解菌，已知剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不與水解后的纖維二糖、葡萄糖等發(fā)生這種反應(yīng)。設(shè)計實驗纖維素作為唯一碳