1、返回目录 微生物的培养与应用 专题2 返回目录 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数返回目录 学习要求 1.分析培养基对微生物的分离作用。2.进行土壤中微生物的分离、计数和鉴定。返回目录 课前 教材预案课堂 深度拓展课末 随堂演练课后 限时作业目录Contents 返回目录 1筛选菌株(1)PCR 技 术 要 用 到 一 种 关 键 酶 _，这种酶只能在耐_环境的微生物中获得。课前教材预案要点一 研究思路Taq DNA聚合酶 高温 返回目录(2)微 生 物 筛 选 的 原 理 是：人 为 提 供 有 利 于_生长的条件(包括_、_、pH等)，同时_或阻止其他微生物的生长，该类培养基是_。目
2、的菌株 营养 温度 抑制 选择培养基 返回目录 2统计菌落数目(1)在稀释涂布平板法和平板划线法两种方法中，_适合统计样品中活菌的数目。该方法要求样品的稀释度要_，确保一个菌落来源于_。稀释涂布平板法 足够高 一个活菌 返回目录(2)用于活菌计数的平板要形成_个菌落。所统计的菌落数往往比活菌的实际数值要_，原因是_连在一起时观察到的仅是一个菌落。3 设 置 对 照：目 的 是 排 除 实 验 组 中_对实验结果的影响，提高实验结果的_。30300 低 两个或多个细胞 非测试因素 可信度 返回目录 1操作步骤：土壤取样_微生物的_。2土壤取样：一般要铲去_，因为绝大多数细菌分布于距地表约_的土壤
3、层。要点二 实验设计样品的稀释 培养与观察 表层土 38 cm 返回目录 3样品的稀释：不同的微生物需要稀释的倍数不同，请填写下表。4 微 生 物 的 培 养 与 观 察：微 生 物 的 生 长 受_的影响，菌落的数目和_是观察的主要内容。微生物稀释倍数细菌_放线菌_真菌_104、105、106 103、104、105 102、103、104 温度 特征 返回目录 1无菌操作：取土样用的_和盛土样的_在使用前都需要灭菌，称取土样要在_旁进行，稀释样品要在_旁操作。2做好标记：要对_和试管进行标记，尤其进行系列稀释时要按_的顺序将试管排列成行。要点三 操作提示小铁铲 信封 火焰 火焰 平板 稀释
4、度递增 返回目录 分解尿素的细菌合成的_将尿素分解成了氨，使培养基的碱性增强。在以_为唯一氮源的培养基中加入_指示剂培养细菌，若指示剂变_，可以初步鉴定该种细菌能够分解_。要点四 课题延伸脲酶 尿素 酚红 红 尿素 返回目录 课堂深度拓展考点一 筛选菌株的原理与方法1原理人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。返回目录 2实例从热泉中筛选出Taq细菌。热泉7080 的高温条件淘汰了绝大多数微生物，而使耐热的Taq细菌脱颖而出。返回目录 3方法：利用选择培养基分离(1)选择培养基的制备原理：根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性
5、不同而制备培养基。(2)选择培养基的制备方法：在培养基中加入某种允许特定种类微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的化学成分。返回目录 4土壤中分解尿素的细菌的分离与计数所需培养基培养基组成提供的营养或作用KH2PO4 1.4 g、Na2HPO4 2.1 g、MgSO47H2O 0.2 g无机盐葡萄糖10.0 g碳源尿素1.0 g氮源、碳源琼脂15.0 g凝固剂用蒸馏水定容至1 000 mL氢元素、氧元素返回目录 本培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长。所以，用该培养基能够筛选出分解尿素的微生物。返回目录 能在选择培
6、养基上生长的不一定是所筛选的目的细菌原则上选择培养基只允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步的验证。返回目录【例题1】应用选择培养基分离菌种的主要原理是()A使微生物大量增殖B显现某微生物的特征，以区别于其他微生物C抑制不需要的微生物的生长D适宜野生型微生物的生长返回目录 思维导引：答案 C 返回目录 解析 选择培养基是在培养基中加入某一化学物质或改变某一理化性质，使需要的微生物正常生长，同时抑制或阻止其他微生物生长。返回目录【变式1】分离土壤中分解
7、尿素的细菌，对培养基的要求是()加尿素 不加尿素 加琼脂糖 不加琼脂糖 加葡萄糖 不加葡萄糖 加硝酸盐 不加硝酸盐A BC D返回目录 答案 C 解析 分解尿素的细菌是异养微生物，因此培养基中应该加入有机碳源，如葡萄糖；分离分解尿素的细菌的培养基从功能上分属于选择培养基，应该以尿素为唯一氮源；从物理性质上分属于固体培养基，因此应加入凝固剂琼脂糖，正确。返回目录 1统计菌落数目的方法微生物生长量的测定有计数法、重量法、生物指标法等方法，但是一般使用计数法，计数法可分为直接计数法和间接计数法。二者的比较如表所示：考点二 统计菌落数目的方法及设置对照返回目录 项目直接计数法间接计数法原理利用特定血细
8、胞计数板，在显微镜下直接计数一定容积的样品中微生物的数量当样品的稀释度足够高时，培养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，就能推测出样品中大约含有多少活菌返回目录 项目直接计数法间接计数法主要用具 显微镜、血细胞计数板培养基计数依据 菌体本身培养基上菌落数优点计数方便、操作简单计数的是菌落缺点死菌、活菌都计算在内操作较复杂，有一定误差计算公式每毫升原液含菌数400104每小格平均菌体数稀释倍数每克样品的菌株数培养基上平均菌落数涂布液体积稀释倍数返回目录 2实验设计原则(1)设立重复组：统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布3个平板作为重复组，增强实验
9、结果的可信度与准确性。返回目录(2)设立两组对照组判断培养基中是否有杂菌污染，需将未接种的选择培养基同时进行培养。判断选择培养基是否具有筛选作用，需同时设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上的菌落数目，通过对比得出结论。返回目录 3实验结果分析教材所给实例中，A同学与其他同学的实验结果相差很大的原因分析及进一步实验验证如下：可能原因实验验证结论所取土样不同其他同学用与A同学一样的土样进行实验若结果与A同学的一致，则说明A同学操作正确；若结果与A同学的不一致，则说明A同学操作失误或培养基配制有问题返回目录 可能原因实验验证结论培养基污染或操作失误将A同学配制的培养基在不加土样菌液
10、的情况下进行培养，作为空白对照若有菌落出现，则说明培养基污染；若无菌落出现，则说明未被污染返回目录【例题2】某同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上的菌落数的平均值为234，那么每克样品中的细 菌 数 是(涂 布 平 板 时 所 用 稀 释 液 的 体 积 为 0.1mL)()A2.34108 B2.34109C234 D23.4返回目录 思维导引：题干中提供了明确的稀释液的体积、稀释倍数及菌落数的平均值，据公式简单计算即可。答案 B 解析 稀释倍数为106,0.1 mL稀释液涂布平板后形成的菌落数的平均值为234，则每克样品中的细菌数为2340.11062.34109个。返回目录【变式2
11、】下列关于统计菌落数目的方法的叙述，不正确的是()A采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数B当样品的稀释度足够高时，一个活菌会形成一个菌落返回目录 C为了保证结果准确，一般采用密度较大的平板进行计数D在某一浓度下涂布三个平板，若三个平板统计的菌落数差别不大，则应以它们的平均值为统计结果答案 C 返回目录 解析 当两个或多个细菌连在一起时，平板上形成的只是一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。一般选择菌落数在30300的平板计数，密度过大会使计数结果偏小，影响结果的准确性。涂布三个平板作为重复组，取其平均值计数能增强实验结果的说服力和准确性。返回目录 1细菌分离与计数流程考点
12、三 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数返回目录 返回目录 104105106稀释度1 23 平均值123 平均值12 3 平均值菌落数/平板菌数/克土壤返回目录 2结果分析与评价内容现象结论有无杂菌污染的判断空白对照的培养皿中无菌落形成未被杂菌污染菌落形态多样，菌落数偏高培养物中混入其他杂菌返回目录 内容现象结论选择培养基的筛选作用实验对照培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目选择培养基具有筛选作用样品的稀释操作得到三个或三个以上菌落数目在30300的平板操作成功重复组的结果若选取同一种土样，统计结果应接近返回目录 3对分解尿素细菌的鉴定(1)原理：CO(NH2)2H2O脲酶CO22NH3。可
13、通过检测培养基 pH 的变化来判断该化学反应是否发生。(2)方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则 pH 升高，说明该种细菌能分解尿素。返回目录【例题3】尿素是一种重要的农业肥料，但若不经细菌的分解，就不能更好地被植物利用。生活在土壤中的微生物种类和数量繁多，同学们试图探究土壤中微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能高效降解尿素的细菌(目的菌)。培养基成分如下表所示，实际步骤如图所示。请分析回答问题：返回目录 KH2PO4Na2HPO4MgSO47H2O葡萄糖尿素琼脂1.4 g2.1 g0.2 g10.0 g1.0 g15.0 g将
14、上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL返回目录(1)此培养基能否用于植物组织培养？_，理由是_。(2)培 养 基 中 加 入 尿 素 的 目 的 是_，这种培养基属于_培养基。(3)实验需要振荡培养，目的是_。返回目录(4)转为固体培养时，常采用_(方法)接种，获得单菌落后继续筛选。(5)下列材料或用具中，需要灭菌的是_，需要消毒的是_。(填序号)培养细菌用的培养基与培养皿 玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管 实验操作者的双手返回目录(6)在进行分离分解尿素的细菌的实验时，A同学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。A同学的实验结果产生的原因可能有_(填序号)。土
15、样不同 培养基被污染 操作失误 没有设置对照返回目录(7)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入_，细菌合成的_将尿素分解为氨，培养基pH增高，使指示剂变红色。思维导引：返回目录 解析(1)微生物与植物生长所需的营养物质不完全相同，培养微生物的培养基不能用于植物组织培养。(2)培养基中加入尿素作为唯一氮源，分解尿素的微生物可以生长，这种培养基属于选择培养基。(3)由于分解尿素的细菌是需氧微生物，实验中振荡培养，可以增加培养基中的氧气含量，促进目的菌的有氧呼吸大量繁殖。返回目录(4)在固体培养基上接种可用稀释涂布平板法或平板划线法。(5)灭菌是彻底消灭微生物及其芽孢和孢子，如和；实验操作者的双手要消毒
16、。(6)A同学的培养基上筛选出的菌落数与其他组相比多一些，原因可能是土样不同、培养基被污染、操作失误等，与是否设置对照无关。(7)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，由于细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，培养基pH升高，指示剂将变红。返回目录 答案(1)不能 缺少植物激素(或缺少植物需要的多种营养)(2)筛选目的菌 选择(3)为目的菌提供氧气(4)稀释涂布平板法(或平板划线法)(5)(6)(7)酚红指示剂 脲酶返回目录【变式3】下列关于分解尿素的细菌的说法，正确的是()A能分解尿素的原因是能合成分泌蛋白酶B以尿素作为唯一的碳源C环境中含有大量的尿素诱导该细菌产生了分解尿素的特性D以尿素为唯
17、一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基培养该菌后不会使酚红指示剂变红返回目录 答案 D 解析 能分解尿素是因为可以分泌脲酶；筛选分解尿素的细菌时以尿素为唯一氮源；该细菌分解尿素的特性是基因控制的；以尿素为唯一氮源的培养基中，只有能分解尿素的微生物可以生长，该微生物可以分泌脲酶，但由于缓冲液的存在，培养基的pH可以维持稳定，故不会使酚红指示剂变红。返回目录 1下列培养基配方中，能作为选择培养基、鉴别培养基的依次是()课末随堂演练原料蛋白胨10 g10 g10 g10 g乳糖5 g5 g5 g5 g返回目录 原料蔗糖5 g5 g5 g5 gK2HPO42 g2 g2 g2 g伊红0.4 g美蓝0.065
18、 g琼脂10 g20 gNaCl20 g蒸馏水(定容)1 000 mL 1 000 mL 1 000 mL 1 000 mL返回目录 A B C D答案 D 返回目录 解析 高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将金黄色葡萄球菌分离出来，有高浓度NaCl的培养基为选择培养基；在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌，因而有伊红和美蓝的培养基为鉴别培养基。返回目录 2下列关于土壤取样的叙述，错误的是()A土壤取样应选择肥沃、湿润的土壤B先铲去表层土3 cm左右，再取样C取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌D应在酒精灯火焰旁称取土壤答
19、案 C 返回目录 解析 土壤中的微生物大多分布在距地表38 cm处，一般铲除表层土3 cm后取样；取样用的小铁铲和信封等在使用前要灭菌；称取土壤时也应在火焰旁，以防止空气中杂菌的污染。返回目录 3用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目，其结果()A比实际值高B比实际值低C和实际值一致D可能比实际值高，也可能比实际值低返回目录 答案 B 解析 当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，故计数结果比实际值低。返回目录 4下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是()A用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板B取104、105、106倍的土壤稀释液和无
20、菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上返回目录 C将实验组和对照组平板倒置，37 恒温培养2448小时D确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数答案 D 解析 确定对照组无菌后，应选择菌落数在30300间的进行计数，求其平均值，再通过计算得出土壤中细菌总数。返回目录 5下列有关微生物的利用的叙述，正确的是()A用于制果酒、果醋的微生物都含有线粒体B分离能分解尿素的细菌，尿素应作为培养基中唯一的氮源C可采用干热灭菌法对微生物培养基进行灭菌D平板计数法是测量微生物数量唯一且准确的方法答案 B 返回目录 解析 果醋制作利用的是醋酸菌，醋酸菌为原核生物，无线粒体，A项错误；所用选择
21、培养基里尿素是唯一的氮源，这样才能分离出能分解尿素的细菌，B项正确；培养基灭菌通常用的是高压蒸汽灭菌法，而干热灭菌法适用于玻璃器皿、金属用具等耐高温且不适合其他方法灭菌的物品，C项错误；平板计数法计数的是活菌数，而且有一定的误差，D项错误。返回目录 6(2017全国卷)某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生_。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是_。但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_(答出两点即可)。返回目录(2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应
22、 选 择 _(填“尿 素”“NH4NO3”或“尿素NH4NO3”)作为氮源，不选择其他两组的原因是_。(3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有_(答出两点即可)。返回目录 解析(1)土壤中的某些细菌之所以能够分解尿素，是因为它们能产生脲酶。尿素分解菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物，必须利用现成的有机物(如葡萄糖)作为碳源。葡萄糖通过呼吸作用被分解时，能为细胞生命活动提供能量；同时，葡萄糖还可以转化成脂肪、某些氨基酸等物质，所以进入细菌体内的葡萄糖能为其他有机物的合成提供原料。返回目录(2)选择培养基是只允许特定种类的微生物(目的微生物)生长，同时抑制
23、或阻止其他种类微生物生长的培养基。本实验的目的菌是可分解尿素的细菌，因此，配制的培养基应只允许尿素分解菌生长，NH4NO3 可以作为所有细菌的氮源，培养基中如果含有 NH4NO3 将不能起到筛选作用。(3)KH2PO4和 Na2HPO4能为细菌生长提供钾盐、钠盐和磷酸盐，而 H2PO4/HPO24 可以使培养基中 pH 保持相对稳定。返回目录 答案(1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量；为其他有机物的合成提供原料(2)尿素 其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用(3)为细菌生长提供无机营养；作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定返回目录 课后限时作业