高中生物第一章无菌操作技术实践第2课时分离特定的微生物并测定其数量同步备课课件苏教版选修1

第2课时分离特定的微生物并测定其数量 第一章无菌操作技术实践 学习导航1 认识各种微生物形成的菌落特征 2 学会利用涂布平板法分离 培养微生物 并能测定其数量 3 掌握利用选择培养基分离特定微生物的方法 重难点击简述分离 培养微生物的方法及数量测定 一 微生物分离和培养的基本理论 二 以尿素为唯一氮源的土壤微生物的分离 培养与数量测定 内容索引 当堂检测 三 分离土壤中能分解纤维素的微生物 一 微生物分离和培养的基本理论 1 纯培养物培养在实验室中利用培养基可以筛选和分离某种微生物 然后在 的条件下 在培养基上培养该微生物形成单个菌落 即由一个微生物 如某种细菌 形成的单个菌落 即为纯培养物 可用于科学研究 2 分离特定的微生物 1 平板分离法 概念 能将微生物分离和固定在固体培养基表面或里面 每个孤立的活微生物体经过生长 繁殖均可形成 分离 培养微生物最常用的培养基是培养基 基础梳理 选择 高度稀释 固体 单个菌落 单个 单个菌落 琼脂固体 类型 平板分离法有多种 如平板法 平板法等 a 涂布平板法分离细菌 将待分离的样品进行10倍系列 取一定稀释度的样品0 1mL倒入预先制备好的培养基平板中 用无菌 将样品均匀 恒温培养一段时间 以获得单个菌落的方法 b 混合平板法分离细菌 将待分离的样品进行10倍系列稀释 取一定稀释度的样品0 1mL与的培养基 将混合液倒入无菌培养皿中制成平板 培养一段时间 以获得单个菌落的方法 涂布 混合 稀释 玻璃涂布器 涂布 熔化冷却至50 左右 混合均匀 2 选择培养分离 概念 科学家针对某种微生物的 设计一个特定的环境 使之这种微生物的生长 而其他微生物的生长 这种通过进行微生物纯培养分离的技术称为选择培养分离 依据原理 不同的微生物有不同的或对有不同的敏感性 特别适合 抑制 选择培养 特性 营养需求 某种化学物质 举例a 要分离耐高温菌 可在条件下进行培养 b 要分离对某种抗生素具有抗性的菌种 可在加有 如链霉素或青霉素 的平板上进行分离 c 在培养基中加入质量分数为10 的酚 可以抑制的生长 d 运用将作为唯一碳源和能源的培养基 可以有效地分离能分解纤维素的细菌 e 运用培养基 培养基完全不含氮元素 可选择能固氮的细菌 f 运用只含尿素而不含其他氮元素的培养基 可以选择 的微生物 能合成脲酶的微生物可以分解尿素 高温 该抗生素 细菌和霉菌 纤维素 无氮 能分解尿素以获取氮 3 观察各种微生物形成的菌落 1 菌落 指微生物在适宜的表面或内部生长 繁殖到一定程度 形成 有一定的子细胞生长群体 2 菌落特征 微生物在培养基上生长形成的一般都具有稳定的特征 如菌落的大小 形状 边缘特征 隆起程度 颜色等 这些可以作为对微生物进行 的重要依据 单个 固体培养基 肉眼可见的 形态结构 不同 特定 菌落 分类 鉴定 问题探究 1 如何从众多微生物中分离某种微生物 所利用的原理是什么 答案 答案根据微生物所需营养物质 氧气 pH不同利用选择培养基选择 2 结合教材完善下图中两种分离和纯化微生物的平板分离法并思考 涂布 涂布均匀 混合 表面 表面和 内部 培养基 1 涂布平板法的实质是什么 答案在稀释度足够高的菌液里 聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞 从而能在培养基表面形成单个菌落 答案 2 试比较两种分离和纯化方法 涂布 先制作平板后加入菌液 平板表面 菌液与培养基混合 共同倒平板 平板表面和内部 3 选择培养分离所利用的培养基是什么培养基 它利用的原理是什么 答案选择培养分离所利用的培养基是选择培养基 它利用的原理是不同的微生物有不同的营养需求或对某种化学物质有不同的敏感性 4 通常以菌落的哪些表观特征来对微生物进行分类 鉴定等 答案菌落的大小 形状 边缘特征 隆起程度 颜色等 答案 1 菌落的特征 菌落形态包括菌落的大小 形状 边缘 光泽 质地 颜色和透明程度等 每一种细菌在一定条件下形成固定的菌落特征 这些特征对菌种识别 鉴定有一定意义 2 选择培养基筛选微生物的方法 在培养基中加入某种化学物质 改变培养基中的营养成分 改变微生物的培养条件 3 平板划线法和涂布平板法的比较 拓展应用 1 下列有关涂布平板法 叙述错误的是A 首先将菌液进行一系列的梯度稀释B 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面C 在适宜条件下培养D 结果都可在培养基表面形成单个的菌落 答案 解析 解析涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释 然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面 进行培养 用不同稀释度的菌液接种 只有在稀释度足够高的菌液里 聚集在一起的微生物被分散成单个细胞 才能够在培养基表面形成单个菌落 而不是所有培养基上均可出现单个菌落 1 移液时需要注意哪些问题 答案移液管也需经过灭菌 操作时 试管口和移液管应在离火焰1 2cm处 吸管头不要接触任何其他物体 2 如何处理涂布器 答案将涂布器浸在盛有70 酒精的烧杯中 取出时 让多余的酒精在烧杯中滴尽 然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃 答案 2 从自然菌样中筛选较理想生产菌种的一般步骤是 采集菌样 富集培养 纯种分离 性能测定 1 不同微生物的生存环境不同 获得理想微生物的第一步是从适合的环境采集菌样 然后再按一定的方法分离 纯化 培养嗜盐菌的菌样应从 填 高盐 或 低盐 环境采集 培养厌氧菌的菌样应从 填 有氧 或 无氧 环境采集 解析在长期自然选择的作用下 生物与其生活环境相适应 培养嗜盐菌的菌样应从高盐环境中采集 培养厌氧菌应从无氧环境中采集 答案 解析 高盐 无氧 2 富集培养指创设仅适应于该条件的微生物旺盛生长的特定的环境条件 使待分离微生物在群落中的数量大大增加 从而达到从自然界中分离到所需的特定微生物目的的微生物培养方法 对嗜盐菌富集培养的培养基应是培养基 对含耐高温淀粉酶的微生物富集培养应选择 的培养基 并在条件下培养 解析对嗜盐菌富集培养的培养基应是加盐培养基 对含耐高温淀粉酶的微生物富集培养应选择以淀粉为唯一碳源的培养基且在高温条件下培养 答案 解析 加盐 以淀粉 为唯一碳源 高温 3 实验室最常用的灭菌方法是利用高温处理达到杀菌的效果 高温灭菌的原理是高温使微生物的蛋白质和核酸等物质发生 灭菌法是微生物研究和教学中应用最广 效果最好的湿热灭菌法 解析高温能使蛋白质和核酸发生不可逆转的变性 高压蒸汽灭菌法是应用最广 效果最好的湿热灭菌法 答案 解析 变性 高压蒸汽 4 如图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图解 请分析接种的具体方法 获得图A效果的接种方法是 获得图B效果的接种方法是 解析从培养基中菌落分布看 获得图A用的是涂布平板法 获得图B用的是平板划线法 答案 解析 涂布平板法 平板划线法 二 以尿素为唯一氮源的土壤微生物的分离 培养与数量测定 基础梳理 1 原理 采用唯一氮源为的选择培养基来培养 分离出能在此培养基中生长 繁殖的微生物 2 实验流程采集土壤 制备悬液 制备系列稀释液 选择培养 采用选择培养基培养 接种 涂布平板 培养与观察 计数菌落 选取菌落数为的一组为样本进行统计 尿素 30 300 3 显微镜直接计数法 1 原理 此法利用血球计数板 在显微镜下计算的样品中微生物数量 但不能区分细菌的 血球计数板是一块特制的载玻片 上面有一个特定的容积为mm3的计数室 计数室的规格有两种 分别是25 16个小方格或16 25个小方格 但两种规格的计数室都是由个小格组成的 具体如右图 一定容积 死活 1 1 0 1 400 2 操作 将清洁干燥的血球计数板盖上盖玻片 用无菌的毛细滴管吸取摇匀的土壤微生物培养液 在滴一小滴 让培养液沿着缝隙通过毛细渗透作用自动进入计数室 加样后静置min 然后将血球计数板置于显微镜载物台上 先用 找到计数室所在位置 再换成进行观察和计数 3 计数 若规格为16 25型的血球计数板 则在计数室内选个中方格 如图中加黑点的左上 右上 左下 右下四个角 中的菌体进行计数 盖玻片的边缘 5 低倍镜 高倍镜 4 若使用规格为25 16型的血球计数板 则在计数室内选个中方格 四个角和中央的方格 中的菌体进行计数 对位于格线上的菌体 一般只统计格线上的 求出每个所含细菌的平均数 再按下面公式求出样品中所含的细菌数 计算公式如下 每mL原液所含细菌数 400 104 4 使用完毕后 将血球计数板用水反复冲洗干净 切勿用硬物洗刷 洗完后自然即可 5 上方和右边 小格 每毫升 每小格平均细菌数 稀释倍数 晾干 问题探究 1 筛选分解尿素的细菌的选择培养基下面是筛选分解尿素的细菌使用的培养基的配方 请分析 1 在培养基的配方中 为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质 答案碳源是葡萄糖 氮源是尿素 2 分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择的 答案该选择培养基的配方中 尿素是培养基中的唯一氮源 因此 只有能够利用尿素的微生物才能够生长 3 为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长 答案分解尿素的微生物能合成脲酶 而脲酶可将尿素分解成氨 从而为微生物生长提供氮源 答案 2 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下列问题 1 试写出分离土壤中分解尿素的细菌的实验流程 答案 答案土壤取样 样品稀释 取样涂布 微生物培养 观察并记录结果 细菌计数 2 统计菌落数目甲 乙两位同学用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 得到以下两种统计结果 甲同学在该浓度下涂布了一个平板 统计的菌落数为230 该同学的统计结果是否真实可靠 为什么 答案不真实 为增加实验的说服力与准确性 应设置重复实验 在同一稀释度下涂布3个平板 统计结果后计算平均值 答案 乙同学在该浓度下涂布了3个平板 统计的菌落数分别为21 212 256 该同学将21舍去 然后取平均值 该同学对实验结果的处理是否合理 为什么 答案不合理 微生物计数时 如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况 应分析实验过程中可能的影响因素 找出差异的原因 而不能简单地舍弃后进行计数 答案 某同学在三种稀释度下吸取0 1mL的菌液涂布平板 统计菌落数 得到以下的数据 试计算1g样品的活菌数 答案105的稀释度下取0 1mL涂布的三个平板上的菌落数在30 300之间 计算其平均值为 212 234 287 3 244 进一步可以换算出1g样品中活菌数为 244 0 1 105 2 44 108 答案 为什么统计的菌落数比活菌的实际数目低 答案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 答案 分离尿素分解菌操作中的注意事项 1 在实验操作中 每个步骤都要注意无菌操作 以防培养基被污染 影响实验效果 2 样品稀释液的最佳浓度为获得每个平板上有30 300个菌落 这个稀释度细菌一般为104 105 106倍稀释液 放线菌一般为103 104 105倍稀释液 真菌一般为102 103 104倍稀释液 3 为排除非测试因素 培养基 的干扰 实验需设置牛肉膏蛋白胨培养基进行空白对照 4 每一稀释倍数的菌液都至少要涂布3个平板 作为重复实验 求其平均值 若其中有菌落数与其他平板悬殊过大的 需要对该平板重新制作 拓展应用 3 下列有关微生物筛选的叙述中 不正确的是A 用全营养牛肉膏蛋白胨培养基筛选大肠杆菌B 用高NaCl的培养基筛选抗盐突变菌株C 含酚红的尿素培养基筛选鉴别出分解尿素的菌株D 利用高温条件筛选耐热的Taq细菌 答案 解析 解析全营养牛肉膏蛋白胨培养基常用于大肠杆菌的培养 该培养基对微生物无选择作用 A项错误 抗盐突变菌株具有耐高盐的能力 因此可以利用高NaCl的选择培养基进行选择培养 B项正确 分解尿素的菌株会分解尿素形成氨 使培养基pH升高 因此可以利用含酚红的尿素培养基筛选鉴别出分解尿素的菌株 C项正确 利用高温条件可以筛选耐热的Taq细菌 D项正确 解析若对大肠杆菌进行计数 则需要用涂布平板法接种样品 4 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 请回答下列有关问题 1 实验步骤 制备稀释倍数为102 103 104 105 106的系列稀释液 为了得到更加准确的结果 应选用法接种样品 适宜温度下培养 答案 解析 涂布平板 2 结果分析 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 与事实更加接近的是 A 一个平板 统计的菌落数是230B 两个平板 统计的菌落数是220和260 取平均值240C 三个平板 统计的菌落数分别是400 212和256 取平均值289D 四个平板 统计的菌落数分别是210 260 240和250 取平均值240 答案 解析 解析应选取多个菌落数相差不大的平板进行计数 取其平均值 一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值为212 那么每毫升样品中的菌落数约是 涂布平板时所用的稀释液体积为0 2mL 用这种方法测定菌体密度时 实际活菌数量要比测得的数量 填 多 或 少 因为 答案 解析 解析212 0 2 106 1 06 109 个 1 06 109个 多 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 解析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 1 如果某同学的稀释倍数仅为104 则测定的数值要比题中测定的数值高还是低 为什么 答案低 因为稀释倍数太低 则大部分菌落是由多个细菌繁殖而成 所以测定的菌落的数值要偏低 2 第 2 问第 小题C项中菌落数为400的平板不符合要求 试分析该平板中菌落数目多于其他平板的可能的原因 答案a 培养基被污染 一些菌落是由杂菌繁殖而成的 b 接种过程中由于操作不当感染了杂菌 c 取菌液时没有摇晃 导致所取菌液中细菌个体浓度偏大等 答案 用涂布平板法计数微生物的注意事项 1 涂布平板操作要求 按照平行重复的原则 每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板 2 计数的时机 当各平板上菌落数目稳定时进行计数 3 选择可用于计数的平板 选择菌落数在30 300之间的平板 相同稀释度的平板均符合该特点 进行计数 然后取平均值 三 分离土壤中能分解纤维素的微生物 基础梳理 1 原理 1 土壤中能分解纤维素的微生物 都能分泌 将纤维素分解成小分子糖类物质以满足自身生命活动的需要 2 培养基 以为唯一碳源的选择培养基 2 纤维素分解菌的鉴定 刚果红染色法 即通过是否产生来说明菌落是由能分解纤维素的细菌形成的 其原理是 纤维素分解菌 刚果红纤维素 红色消失 出现 纤维素酶 纤维素 透明圈 红色复合物 透明圈 1 鉴别纤维素分解菌的培养基 1 鉴别纤维素分解菌时需在培养基中添加什么物质 答案刚果红染色剂 2 鉴别培养基和选择培养基在目的和物理性质方面的区别是什么 答案 鉴别培养基是在培养基中加入某些特定的作用底物和指示剂 观察微生物生长过程中分解底物所释放的不同产物 通过指示剂的反应不同来鉴别微生物 选择培养基是在培养基中加入某些物质 以促进目的菌的生长繁殖 同时抑制其他杂菌的生长繁殖 选择培养的培养基中没有加入琼脂 所以属于液体培养基 而鉴别培养基一般为固体培养基 问题探究 答案 2 透明圈的形成 1 对分离的纤维素分解菌作进一步的鉴定的原因是什么 答案产生透明圈的菌落可能是能产生纤维素酶的微生物 也可能是能降解刚果红的菌种 所以需要进一步鉴定 2 简要概述筛选纤维素分解菌时透明圈是如何形成的 答案纤维素分解菌分解纤维素产生的纤维二糖和葡萄糖 不能与刚果红形成红色复合物 而出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 3 向含有分解尿素的细菌的培养基中加入酚红指示剂 会出现类似的圈吗 答案分解尿素的细菌能够将尿素分解成氨 加入酚红指示剂后会变红 也会形成以尿素分解菌为中心的红色的圈 答案 5 分析下表培养基的配方 请回答下面的问题 纤维素分解菌的选择培养基 将物质溶解后 用蒸馏水定容到1000mL 1 此培养基配方中为微生物提供碳源的主要是 氮源是 2 此配方为培养基 根据物理状态 配方 3 此培养基选择出的微生物主要是 拓展应用 答案 解析 纤维素粉 NaNO3 酵母膏 水解酪素 液体 纤维素 分解菌 问题导析 问题导析 1 该培养基中是主要的碳源 所以可以用于筛选 2 由于该培养基中没有加入 所以为培养基 该培养基中微生物与营养成分的接触更充分 可以提高微生物的代谢效率 纤维素 纤维素分解菌 琼脂 液体 答案 返回上页 解析该培养基的主要碳源是纤维素粉 氮源有NaNO3 酵母膏 水解酪素 因没有凝固剂成分 因此 该培养基从物理状态上看属于液体培养基 因该培养基仅以纤维素粉为主要碳源 因此 可用于选择培养纤维素分解菌 返回上页 1 从土壤中分离纤维素分解菌时 哪种情况下可以省略选择培养 答案当土壤中纤维素分解菌的浓度很高时 可以省略选择培养这一步骤 2 本题中的培养基配方中的酵母膏可以为微生物提供什么成分 答案可以提供碳源 氮源和生长因子 3 该培养基中纤维素是否为唯一的碳源 答案不是 纤维素是主要的碳源 另外 酵母膏和水解酪素也可以提供少量的碳源 答案 解析刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入 也可以在菌落形成后加入 若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红 则所加刚果红要进行灭菌 以防杂菌的侵入 影响纤维素分解菌菌落的形成 若在菌落形成后加入刚果红 则不需要灭菌 6 下列有关刚果红染色法的叙述 不正确的是A 刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入B 刚果红可以在菌落形成后加入C 刚果红在菌落形成前倒平板时加入 加入的刚果红不需要灭菌D 在菌落形成后加入刚果红时 刚果红不需要灭菌 答案 解析 关于纤维素分解菌筛选的三个易错警示 1 纤维素分解菌的选择培养基中的碳源并不只有纤维素 其中酵母膏和水解酪素也可起碳源的作用 2 在纤维素分解菌的选择培养基中生长的不只有纤维素分解菌 因此 选择培养后要进行鉴别培养 才能获得纤维素分解菌 3 出现透明圈的菌落也不一定是纤维素分解菌 课堂小结 涂布平板 当堂检测 1 菌种鉴定的重要依据是A 细菌的大小 形状和颜色B 菌落的大小 形状和颜色C 有无鞭毛D 培养基的不同 2 3 4 1 解析不同种类的微生物所形成的菌落在大小 形状 边缘特征 隆起程度 颜色等方面具有一定的差异 所以 在一定条件下所形成的菌落 可以作为微生物鉴定的重要依据 单个的细菌用肉眼是看不见的 故细菌的个体特征不能作为菌种鉴定的依据 答案 解析 解析在设计实验时 一定要涂布至少3个平板 作为重复组 才能增强实验结果的说服力与准确性 C项虽涂布了三个平板 但是 其中一个平板的计数结果与另两个相差太远