高中生物 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.pptVIP

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 二 一 一 研究思路 二 一 二 一 二 一 二 实验设计 二 一 探究点一 探究点二 问题导引什么样的培养基能把土壤中分解尿素的细菌筛选出来 对筛选出的菌种如何作进一步的鉴定 要把某种微生物从众多微生物中筛选出来 就要利用其代谢特点选择合适的培养基 下面是本课题使用的选择培养基配方 请分析回答问题 探究点一 探究点二 1 在该培养基的配方中 为微生物提供碳源的是葡萄糖 提供氮源的是尿素 2 绝大多数微生物都能利用葡萄糖 但是 只有能合成脲酶的微生物才能利用尿素 3 分析该培养基的配方 该培养基对微生物是否具有选择作用 如果具有 又是如何进行选择的 答案 具有 以尿素为唯一氮源的培养基可以分离到能产生脲酶的微生物 即能分解尿素的微生物 4 判断选择培养基是否具有筛选作用 还需同时接种到牛肉膏蛋白胨固体培养基上进行培养 观察同一稀释度的菌液接种的两种培养基上菌落的数目 其他条件相同且适宜 进行对比得出结论 5 分解尿素的细菌能通过合成的脲酶 将尿素分解成氨 使培养基ph升高 故若在上述培养基中加入酚红指示剂 培养某种细菌后 指示剂变红 则可以说明该种细菌能分解尿素 探究点一 探究点二 归纳提升选择培养基 探究点一 探究点二 问题导引给你一把无菌铁铲 到哪里去取土样能得到分解尿素的细菌 统计菌落数目时应注意什么 下面是土壤中尿素分解菌的分离与计数的实验流程示意图 请结合教材提供的资料分析回答问题 探究点一 探究点二 探究点一 探究点二 1 请完善下列实验流程 土壤取样 从肥沃 湿润的土壤中 用无菌小铁铲铲去表层土 迅速取土壤并装入无菌信封密封 制备培养基 制备以尿素为唯一氮源的选择培养基 样品的稀释 在火焰旁称取土壤10g 放入盛有90ml无菌水的三角烧瓶中 振摇使土样与水充分混合 将菌分散 制成101倍土壤稀释液 用一支1ml无菌吸管从中吸取1ml土壤悬液注入盛有9ml无菌水的试管中 吹吸三次 充分混匀 制成102倍土壤稀释液 以此类推 制成103 104 105 106倍土壤稀释液 探究点一 探究点二 取样涂布 取9个上述选择培养基分成三组 并做好标记 然后用三支1ml无菌吸管分别从104 105 106倍的三种土壤稀释液中吸取0 1ml对号放入已做好标记的平板中 用无菌涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀 培养观察 将培养基平板倒置于30 37 温室中培养1 2天 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 菌落计数 探究点一 探究点二 2 请设计记录和计数的表格 以便进行结果统计 答案 探究点一 探究点二 3 该实验是用活菌计数法进行计数的 该方法在同一稀释度下 至少涂布3个平板作为重复组 分析结果时 需考虑重复组的结果是否一致 如果结果差异太大 则意味着操作有误 需要重新实验 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 4 除上述方法外 细菌的计数还可用显微镜直接计数法等 探究点一 探究点二 归纳提升细菌的计数方法 1 显微镜直接计数法利用特定细菌计数板或血细胞计数板 在显微镜下对细菌进行直接计数 计算一定容积的样品中细菌的数量 2 稀释涂布平板法 间接计数法 活菌计数法 原理 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 计算公式 每克样品中的菌株数 c v m 其中c代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 v代表涂布平板时所用的稀释液的体积 ml m代表稀释倍数 类型一 类型二 类型三 类型一选择培养基的特点和应用 例1 现有两种固体培养基 已知其配制时所加的成分和含量 单位 g 如下表 除水 琼脂外 用这两种培养基分别去分离土壤中的两种微生物 下列叙述正确的是 类型一 类型二 类型三 a 甲培养基适于分离自养型自生固氮菌 乙培养基适于分离异养型自生固氮菌b 甲培养基适于分离异养型自生固氮菌 乙培养基适于分离自养型自生固氮菌c 甲培养基适于分离酵母菌 乙培养基适于分离真菌d 甲培养基适于分离自养型共生固氮菌 乙培养基适于分离异养型共生固氮菌解析 固氮菌中能独立生存的是自生固氮菌 甲培养基中含有有机碳源 葡萄糖和淀粉 无氮源 由此推出该培养基适于分离异养型的自生固氮菌 乙培养基中不含有机碳源 也不含氮源 所以可用来分离自养型的自生固氮菌 答案 b 类型一 类型二 类型三 方法点拨自养微生物可以利用无机碳源 异养微生物只能利用有机碳源 固氮菌能利用空气中的氮气 非固氮菌不能利用空气中的氮气 培养基中需加入氮源 类型一 类型二 类型三 变式训练1甲 乙 丙是三种微生物 表中 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 类型一 类型二 类型三 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 类型一 类型二 类型三 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 培养基缺少氮源 培养基缺少碳源 培养基营养全面 氮元素是微生物生长的必需元素 每一种微生物正常生长都需要氮元素 但固氮的微生物可以生活在无氮培养基上 甲能在 上生长繁殖 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碳源物质 乙一定为自养型微生物 丙只能在 上生长繁殖 为异养型微生物 答案 d 类型一 类型二 类型三 类型二微生物的分离与计数 例2 自然界中的微生物往往是混杂生长的 人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯 然后进行数量的测定 下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验 请回答有关问题 实验步骤 1 制备稀释倍数为102 103 104 105 106的系列稀释液 2 为了得到更加准确的结果 你选用法接种样品 3 适宜温度下培养 类型一 类型二 类型三 结果分析 1 测定大肠杆菌数目时 在对应稀释倍数为106的培养基中 得到以下几种统计结果 正确可信的是 其理由是 a 一个平板 统计的菌落数数值是230b 两个平板 统计的菌落数数值是220和260 取平均值240c 三个平板 统计的菌落数数值分别是210 50和520 取平均值260d 三个平板 统计的菌落数数值分别是230 240和250 取平均值240 2 用这种方法测定的大肠杆菌密度比实际活菌数量要 因为 类型一 类型二 类型三 解析 稀释涂布平板法可以统计样品中的活菌数目 1 在同一稀释度下 选取多个菌落数相差不大的平行组平板进行计数 取其平均值 2 因为一个菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成 所以实际活菌数量要比测得的数量多 答案 实验步骤 2 稀释涂布平板结果分析 1 d在设计实验时 在同一个稀释度下 一定要涂布至少三个平板作为重复组 才能增强实验的说服力与准确性 在分析实验结果时 要考虑所设置的重复组的结果是否相当 2 少当两个或多个细菌连在一起时 平板上观察到的是一个菌落 类型一 类型二 类型三 变式训练2下面是探究如何从土壤中分离自生固氮菌与计数的实验 实验原理 农田的表层土壤中 自生固氮菌的含量比较多 将用表土制成的稀泥浆 接种到无氮培养基上进行培养 在这种情况下 只有自生固氮菌才能生长繁殖 用这种方法 可以将自生固氮菌与其他细菌分离开来 材料用具 农田的表层土壤 无氮培养基 牛肉膏蛋白胨培养基 盛9ml无菌水的试管 无菌吸管 无菌涂布器 无菌培养皿 盛90ml无菌水的锥形瓶 恒温箱 类型一 类型二 类型三 方法步骤 1 倒平板 分别将无氮培养基 牛肉膏蛋白胨培养基倒平板 应在操作 2 制备土壤稀释液 取土样10g加入盛有90ml无菌水的锥形瓶中 充分摇匀 用无菌吸管吸取上清液1ml 转至9ml的无菌水的大试管中 依次稀释到107倍稀释度 3 涂布 按照由101 108倍稀释度的顺序分别吸取0 1ml进行平板涂布 每个稀释度下 无氮培养基应至少涂布个平板 牛肉膏蛋白胨培养基涂布个 类型一 类型二 类型三 4 培养 放入恒温箱内 在28 30 下培养3 4d 5 细菌的计数 当菌落数目稳定时 选取菌落数在的平板进行计数 如果测试的平均值为50 则每克样品中的菌落数是 稀释度是105倍 个 预期结果 相同稀释度下 牛肉膏蛋白胨平板上的菌落数 填 多于 或 少于 无氮培养基上的数目 原因是 类型一 类型二 类型三 解析 方法步骤 1 倒平板应在酒精灯火焰旁进行 防止杂菌污染 3 按照由101 108倍稀释度的顺序分别吸取0 1ml进行平板涂布 每个稀释度下 无氮培养基应至少涂布3个平板 牛肉膏蛋白胨培养基涂布1个平板作为对照 5 当菌落数目稳定时 选取菌落数在30 300的平板进行计数 如果测试的平均值为50 则每克样品中的菌落数是 稀释度是105倍 50 105 0 1 5 107 个 预期结果 牛肉膏蛋白胨平板上的菌落数多于无氮培养基上的数目 原因是无氮培养基上能生存繁殖的仅是土壤中的固氮菌 而牛肉膏蛋白胨培养基上几乎允许土壤中所有菌类生存 答案 方法步骤 1 酒精灯火焰旁 3 31 5 30 3005 107预期结果 多于无氮培养基上能生存繁殖的仅是土壤中的固氮菌 而牛肉膏蛋白胨培养基上几乎允许土壤中所有菌类生存 类型一 类型二 类型三 类型三实验设计与操作 例3 在现代农业中 常在饲料中加入一定量的尿素饲养牛等牲畜 因其有特殊的器官 瘤胃 在瘤胃中生活着多种微生物 其中许多微生物以尿素为唯一氮源 某同学设计了如下实验 对能分解尿素的细菌进行分离和计数 取样 到屠宰场从刚宰杀的牛的瘤胃中取样 将样品装入事先准备好的锥形瓶中密封 制备培养基 制备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基 相同的接种 培养条件下 在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的数目 由于是初次实验 选择了一个较宽的稀释范围 103 107倍 并且每个稀释度下需要3个选择培养基 1个牛肉膏蛋白胨培养基 类型一 类型二 类型三 微生物的培养与观察 按稀释度的顺序分别吸取0 1ml菌液进行平板涂布操作 将涂布好的培养皿放在30 37 下培养 并且需要无氧条件 比较两种培养基中菌落的数量 形态等 并做好记录 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含酚红指示剂的培养基中 观察是否发生颜色反应 细菌的计数 当菌落数目稳定时 选取平板计数 类型一 类型二 类型三 请回答下列问题 1 制备牛肉膏蛋白胨培养基的目的是 2 每个稀释度下需要3个选择培养基 原因是 3 应用含酚红的培养基的目的是 原理是 4 计数时应选平板进行计数 写出计算样品中细菌数目的方法 类型一 类型二 类型三 解析 1 制备牛肉膏蛋白胨培养基的目的是将其中的菌落数目与相同条件下接种及培养的选择培养基上的菌落数目相比较 看选择培养基是否起到了选择作用 2 设立3个培养基的目的是作为重复组 取3个培养基上菌落数的平均值 以减小误差 3 尿素在分解尿素的细菌产生的脲酶的作用下发生的反应为co nh2 2 h2oco2 2nh3 其产物中的nh3可使培养基碱性增强 ph升高 使酚红指示剂呈现红色 4 选择菌落数在30 300的平板计数 结果会较准确 类型一 类型二 类型三 答案 1 作为对照 用来判断选择培养基是否起到了选择作用 2 涂布3个平板作为重复组 以增强实验结果的说服力与准确性 3 起鉴别作用 看是否有分解尿素的细菌存在分解尿素的细菌产生脲酶 催化尿素分解并产生nh3 使培养基的ph升高 酚红指示剂呈红色 4 菌落数在30 300的根据平板所对应的稀释度 对3个平板进行计数 然后求出平均值 以此估算样品中细菌的数目 类型一 类型二 类型三 变式训练3有机农药苯磺隆是一种除草剂 长期使用会污染环境 研究发现 苯磺隆能被土壤中某些微生物降解 分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图甲 乙所示 类型一 类型二 类型三 1 微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源 水 四类 该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源 其目的是 2 为探究苯磺隆的降解机制 将该菌种的培养液过滤离心 取上清液做图乙所示实验 该实验的假设是 该实验设计是否合理 为什么 类型一 类型二 类型三 解析 1 微生物生长繁殖所需营养物质有碳源 氮源 水和无机盐四类 该实验是要分离能降解苯磺隆的菌株 所以以苯磺隆作为唯一碳源 2 据图可知 该实验的假设为该微生物产生的分解苯磺隆的物质是蛋白质 该实验的设计不合理 因为缺少空白对照实验 答案 1 氮源和无机盐只允许能利用苯磺隆的微生物正常生长繁殖 2 目的菌株能分泌降解苯磺隆的蛋白质不合理 缺少空白对照 1 2 3 4 1 从土壤中分离能分解尿素的细菌 可以利用选择培养基 其成分中一定有 尿素 含氮有机物 无机盐 含碳有机物 水 含碳无机物a b c d 解析 培养分解尿素的细菌一般用选择培养基 氮源只有尿素 同时还应有水 无机盐和碳源 由于分解尿素的细菌属于异养型微生物 所以碳源只能是含碳有机物 答案 a 1 2 3 4 2 在做分离分解尿素的细菌实验时 从对应106稀释倍数的培养基上 a同学筛选出大约150个菌落 而其他同学只选择出大约50个菌落 a同学的结果产生的原因不可能是 a 土样不同b 培养基污染c 操作失误d 没有设置对照解析 实验结论是否正确与是否设置对照有直接关系 但实验结果与是否设计对照无关 答案 d 1 2 3 4 3 将土壤稀释液涂布于选择培养基上 若要判断选择培养基是否起到了选择作用 还需要设置的对照是 a 未接种的选择培养基b 未接种的牛肉膏蛋白胨培养基c 相同条