高中生物 专题2 微生物的培养与应用 2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课件 新人教版选修1.ppt

目标导航 预习导引 1 研究培养基对微生物的选择作用 2 进行微生物数量的测定 目标导航 预习导引 一 二 三 一 研究思路1 筛选菌株尿素是一种重要的农业氮肥 但不能直接被农作物吸收利用 只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后 才能被植物利用 土壤中的细菌之所以能分解尿素 是因为它们能合成脲酶 1 实验室中微生物筛选的原理 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 2 选择培养基 在微生物学中 将允许特定种类的微生物生长 同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基 称做选择培养基 目标导航 预习导引 一 二 三 2 统计菌落数目 1 常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法 即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 为了保证结果准确 一般选择菌落数在30 300的平板进行计数 该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数低 这是因为当两个或多个细胞在一起时 平板上观察到的只是一个菌落 因此 统计结果一般用菌落数来表示 2 显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法 目标导航 预习导引 一 二 三 3 设置对照 1 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响 提高实验结果的可信度 2 对照实验是指除了被测试的条件以外 其他条件都相同的实验 其作用是比照实验组 排除任何其他可能原因的干扰 证明确实是所测试的条件引起相应的结果 目标导航 预习导引 一 二 三 二 实验设计实验设计包括对实验方案 所需仪器 材料 用具和药品 具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排 某土壤样品中细菌的分离与计数实验的操作步骤如下 1 土壤取样土壤中的微生物70 90 是细菌 绝大多数分布在距地表3 8cm的近中性的潮湿土壤中 2 样品的稀释样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目 通常选用一定稀释范围的样品液进行培养 以保证获得菌落数在30 300之间 适于计数的平板 测定土壤中细菌的数量 一般选用104 105和106倍的稀释液进行平板培养 第一次实验时 可将稀释范围放宽一点 以保证能从中选择出适于计数的平板 目标导航 预习导引 一 二 三 3 微生物的培养与观察不同种类的微生物 往往需要不同的培养温度和培养时间 细菌一般在30 37 的温度下培养1 2d 放线菌一般在25 28 的温度下培养5 7d 而霉菌一般在25 28 的温度下培养3 4d 每隔24h统计一次菌落数目 选取菌落数目稳定时的记录作为结果 以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目 一般来说 在一定的培养条件下 相同的培养基 温度及培养时间 同种微生物表现出稳定的菌落特征 菌落的特征包括菌落的形状 大小 隆起程度和颜色等方面 土壤有 微生物的天然培养基 之称 为什么 提示 土壤具备了各种微生物生长所需的营养 水分 空气 酸碱度 渗透压和温度等条件 是微生物生活的良好环境 目标导航 预习导引 一 二 三 三 对分离得到的分解尿素的细菌的鉴定1 检测ph的变化在细菌分解尿素的化学反应中 细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨 氨会使培养基的碱性增强 ph升高 因此 可以通过检测培养基ph的变化来判断该化学反应是否发生 2 利用指示剂在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂 培养某种细菌后 如果ph升高 指示剂将变红 说明该种细菌能够分解尿素 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 一 选择培养基1 选择培养基的制作 1 依据某些微生物对某种物质的抗性 在培养基中加入此种物质 以抑制对该物质不具抗性的微生物生长 而不影响对该物质具有抗性的微生物生长 如培养基中加入高浓度食盐溶液 可抑制多种细菌的生长 但不影响金黄色葡萄球菌的生长 从而可将该菌分离出来 在培养基中加入青霉素 可抑制细菌 放线菌的生长 从而分离得到酵母菌和霉菌 2 通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的 培养基中缺乏氮源时 可分离固氮微生物 非固氮微生物因缺乏氮源而无法生存 培养基中若缺乏有机碳源 则异养微生物无法生存 而自养微生物可利用空气中的co2制造有机物 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 3 利用培养基的特定化学成分分离特定微生物 如当石油是唯一碳源时 可抑制不能利用石油的微生物生长 使能够利用石油的微生物生存 从而分离出能消除石油污染的微生物 4 通过某些特殊环境分离微生物 如在高盐环境中可分离得到耐盐微生物 其他微生物在盐浓度高时因易失水而不能生存 在高温环境中可分离得到耐高温的微生物 其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存 2 利用选择培养基分离能分解尿素的微生物的原理分离能分解尿素的微生物所用的选择培养基的氮源只有尿素 只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 缺乏脲酶的微生物不能分解尿素 因缺乏氮源而不能生长 繁殖 所以用此培养基就能够分离出能分解尿素的微生物 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 二 显微镜直接计数法与稀释涂布平板法的比较显微镜直接计数法是利用血球计数板在显微镜下直接计数 是一种常用的微生物计数方法 此法是将经过适当稀释的菌悬液置于血球计数板的载玻片与盖玻片之间的计数室中 在显微镜下进行计数 由于计数室的容积是一定的 所以可以根据在显微镜下观察到的微生物数目来换算单位体积内的微生物总数目 由于此法计得的是活菌和死菌数目的总和 故又称为总菌计数法 此法的优点是直观 快速 但需要与血球计数板配套使用 且计数随机性大 所以不能较为宏观 全面地反映菌体数量 稀释涂布平板法通常要做梯度稀释 所以计数的线性范围大 由于是菌悬液涂布 所以比较均匀 能较好地反映菌落的疏密程度 具有重复性 平行性 是经典的计数方法 但需要平板上长出菌落后才能计数 因此速度慢是该方法最大的缺点 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 三 在土壤中采集菌样的方法与要点由于在土壤中几乎可找到任何微生物 所以土壤往往是首选的采集目标 土壤采样必须考虑以下几个问题 1 土壤中有机物的含量通常 有机物含量高 土质较肥的土壤中微生物数量较多 反之 微生物数量较少 2 采土的深度土壤的深度不同 其通气 养分和水分的分布情况也不同 表层的土壤直接受日光暴晒 故较干燥 微生物不易大量繁殖 在离地面3 8cm处的土壤中 微生物含量最高 3 植被情况植被的种类与微生物的分布有着密切的关系 例如 在冬天灌水的水稻田土壤中 真菌分布得较多 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 4 采土的季节以春 秋两季为宜 这时土壤中的养分 水分和温度都较适宜 微生物的数量也较多 采土时尤其应注意土壤的含水量 水分过多会造成厌氧环境 不利于放线菌的生长繁殖 真菌虽需要较高的相对湿度 但水分不宜过多 因此 要避免在雨季采集土样 此外 还要考虑土壤的ph 细菌和放线菌在中性或微碱性土壤中居多 而真菌则在偏酸性的土壤中较丰富 5 采土方法选择好适当地点后 用小铲子除去表土 取3 8cm深处的土样几十克 盛入事先灭过菌的防水纸袋内 并在上面记录采土时间 地点和植被等情况 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 四 实验设计注意事项1 设置重复组实验要有足够的次数 才能避免结果的偶然性 使结论更有说服力与准确性 在该实验中 可在每个稀释度下设置3个选择培养基平板 计数时在同一稀释度下 至少对3个平板进行重复计数 求平均值 这样也可以为实验是否成功提供参考 如重复组结果差别较大 则意味着操作有误 需要重新实验 知识梳理 典例透析 一 二 三 四 2 设置对照对照的设置也会增加实验结果的可信度和说服力 在该实验中 可在配制培养基时 准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基两种培养基 牛肉膏蛋白胨培养基作为对照 用来判断选择培养基是否起到了选择作用 在相同的稀释度下 牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数应明显多于选择培养基上生长的菌落数 另外 要设置空白对照 即在培养基中不加土样 如果空白对照的培养基上没有菌落生长 则说明培养基没有被杂菌污染 知识梳理 典例透析 题型一 题型二 题型三 题型一选择培养基的特点与应用 例题1 甲 乙 丙是三种微生物 下表 是用来培养微生物的三种培养基 甲 乙 丙都能在 中正常生长繁殖 甲能在 中正常生长繁殖 而乙和丙都不能 乙能在 中正常生长繁殖 甲 丙都不能 下列说法正确的是 注 表示培养基中加入了这种物质 表示培养基中没有加入这种物质 知识梳理 典例透析 题型一 题型二 题型三 a 甲 乙 丙都是异养型微生物b 甲 乙都是自养型微生物 丙是异养型微生物c 甲是异养型微生物 乙是固氮微生物 丙是自养型微生物d 甲是固氮微生物 乙是自养型微生物 丙是异养型微生物解析 培养基缺少n元素 培养基缺少有机物 培养基营养全面 n是微生物生长的必需元素 每一种微生物正常生长都需要n 只有自己能够固氮的微生物才可以生活在无氮培养基上 甲能在 中生长繁殖 而乙 丙都不能 说明甲是能够固氮的微生物 乙能在 中生长繁殖 甲 丙不能 说明乙不需要培养基为它的正常生命活动提供能源物质 乙一定为自养型微生物 甲 丙都为异养型微生物 答案 d 知识梳理 典例透析 题型一 题型二 题型三 题型二测定细菌数量的原理与方法 例题2 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 得到以下几种统计结果 正确的是 a 涂布了1个平板 统计的菌落数是230b 涂布了2个平板 统计的菌落数是215和260 取平均值238c 涂布了3个平板 统计的菌落数分别是21 212和256 取平均值163d 涂布了3个平板 统计的菌落数分别是210 240和250 取平均值233 知识梳理 典例透析 题型一 题型二 题型三 解析 在设计实验时 一定要涂布至少3个平板 作为重复组 才能增强实验的说服力与准确性 所以a b两项不正确 c项虽涂布了3个平板 但是 其中1个平板的计数结果与另2个相差太远 说明在操作过程中可能出现了错误 因此 不能简单地用3个平板的计数值求平均值 答案 d反思领悟在设计实验时 一定要涂布至少3个平板作为重复组 在分析实验结果时 一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致 如果结果差别过大 则意味着操作可能有误 需重新实验 知识梳理 典例透析 题型一 题型二 题型三 题型三筛选微生物的方案设计 例题3 为了判断选择培养基是否起到了选择作用 需要设置的对照是 a 未接种菌液的选择培养基b 未接种菌液的牛肉膏蛋白胨培养基c 接种了菌液的