2018高考生物复习：微生物数量的测定与其他应用

1、2018高考生物复习：微生物数量的测定与其他应用微生物数量的测定及其他应用谭家学(湖北省十堰市郧阳区第二中学442500)2017年考试说明增加了 “某种微生物数量的测定”和“微生物在其他方面的应用”两方面内容，本文对该考点进行解读。一、某种微生物数量的测定微生物数量的测定方法有两种：间接计数法(活菌计数法)和显微镜直接计数法。1 间接计数法(活菌计数法)(1) 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。(2) 计算公式：每克样品中的菌株数=(C十V) X M其中，C代表某一稀释度下平板上生

2、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。(3) 操作：设置重复组，增强实验的说服力与准确性。将待测样品经一系列10倍稀释，选择三个稀释度的菌液， 分别取0.1mL接种到已制备好的平板上，用无菌涂布器将菌液涂布于整个平板表面，放在适宜的温度下培养，计算菌落数。计数：为使结果接近真实值，可将同一稀释度的菌液加到3个或3个以上的平板上，进行涂布、培养，一般选择菌落数为30300的平板进行计数，最后计算出菌落平均数。(4 )实验误差：利用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。这是因为当 两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。但不能区分

3、死菌和活菌。【误区警示】“选择菌落数在30300的平板”的两个提醒：用稀释涂布平板法计数微生物 时，要求选择菌落数在 30300的平板进行计数。解题时易出现以下误解：(1) 只得到1个菌落数在30300的平板是错误的。原因是不符合实验的重复原则，易受到 偶发因素的影响。(2) 得到3个或3个以上菌落数在 30300的平板，也不一定正确，这可能有两种情况：不同平板间差异较大，如得到3个平板，菌落数分别为230、34、240,虽然菌落数均在“ 30 300”之间，但“ 34”与“ 230”“ 240”差异太大，应重新实验找出原因。不同平板之间 差异不大，是符合要求的，用其平均值作为估算的最终结果。

4、可见，并不是只要得到3个“菌落数在30300的平板”即可，而应该是涂布的同一稀释度的平板均符合“菌落数在30300的平板”且无较大差异，说明实验操作合格，才能按照计算公式进行计算。2 显微镜直接计数法(1) 原理：此法利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量，但不能区分细菌的死活。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面 积为1mm和高为0.1 mm的计数室，在1mrn的面积里又被划分成 25个(或16个)中格，每个 中格进一步划分为16个(或25个)小格，但计数室都由 400个小格组成。(2) 操作：将清洁干燥的血细胞计数板盖上盖玻片，再将稀释的样品滴

5、在盖玻片边缘，稍等片刻，待细菌全部沉降到计数室底部，再在显微镜下统计45个中格中的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按公式求出每毫升样品中所含的细菌数。(3) 计算公式：每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数X400 X 10000 X稀释倍数。【例1】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

6、是210、240和250,取平均值233【解析】选D。只涂布一个平板，不符合实验的重复原则，易受到偶发因素的影响。要求选 择菌落数在30300的平板进行计数，且 3个数据应无较大差异。【例2】下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。32.4个，那么每毫升(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，选用适宜的方法接种样品：下图是利用法进行微生物接种，把聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面，为达到这一目的，操作上应注意 。(3) 适宜温度下培养。结果分析：甲同学在稀释倍数为 105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为样品中的

7、细菌数是(接种时所用稀释液的体积为0.1 mL) 个。用这种方法所得的数量比实际活菌数量要 ,因为<(4) 乙、丙同学用稀释涂布平板法测定同一样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果：乙同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230;丙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为31、212、256，然后取其平均值 163作为统计结果。请评价这两位同学的实验结果的有效性 乙同学的结果 ，原因是。 丙同学的结果，原因是。(5) 丁同学采用血细胞计数板计数，统计4个中格中的细菌数，计算出每个小格所含细菌的平均数为2个，则每毫升样品中的细菌数是(稀释倍数为

8、103)个。【答案】(2)平板划线第二次及以后每次划线前接种环要灼烧，冷却后从上一区划线末端开始划，首尾区不重叠(33.24 X107少 当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落(4) 无效没有设置重复组实验，结果不具有说服力无效一个平板上的菌落计数结果与另外两个相差太大(5) 8 X109【解析】(2)题图为平板划线法分散培养基表面的菌种，操作时应注意保持无菌，第二次及以后每次划线前接种环要灼烧，冷却后从上一区划线末端开始划，首尾区不重叠以便于分散菌种。(3)根据公式每克样品中菌株数=(C说/) W 知：每毫升样品中菌株数为32.4 -0.1 X105= 3.24 X107。由于

9、当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此，统计结果往往少于实际菌株数。(4)实验时，至少要涂布3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力和准确性，丙同学虽然涂布了3个平板，但其中一个平板上的菌落数与另外两个平板上的菌落数相差甚远，故不能取这3个平板上的菌落数的平均值作为统计结果。(5)利用公式：每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数X400 X10000 X稀释倍数=2 X400 X10000 X03 = 8 X09。二、微生物的其他应用微生物除了在人们生活中有广泛应用外， 在工、农业生产中也有很多应用，如农业生产 中利用微生物进行生物固氮、利用微生物防治害虫、利用微生物制菌

10、肥等，在工业生产中利 用微生物采油、除污、环保等。1.微生物的鉴别：利用鉴别培养基，根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品，用以鉴别不同种类的微生物。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌，如果有大肠杆菌，其代谢产物就与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽；如分解尿素的细菌的鉴别，培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后， 培养基变红说明该种微生物能够分解尿素；如分解纤维素的微生物的鉴别，利用刚果红染色法，根据具有不变红的透明圈的菌落鉴别能分解纤维素的微生物。2微生物的筛选方法(1 )筛选菌株的方法。从自然界中寻找目的菌株的方

11、法：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，如要获得耐高温的微生物， 应该在热泉或火山口附近寻找。 实验室里筛 选菌株的方法：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。主要途径是利用选择培养基进行选择培养。(2) 筛选微生物的方法。利用不同培养基进行筛选。营养缺陷型选择培养基：通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长。例如，无氮培养基可以分离自生固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物；以尿素为唯一氮源的培养基可以分离尿素分解菌等。在培养基中加入某种化学物质的选择培养基：在完全培养基中加入某些化学物质

12、，利用加入的化学物质对微生物产生的影响，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物。 例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌等真菌，同时抑制细菌的生长；加入高浓度的食盐可以选择培养金黄色葡萄球菌。(3) 纯化微生物的方法。单菌落挑取法：利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物。选择培养法：利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物。鉴定培养法：利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微生物。【例3】有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从含原油的土壤中筛选出高效降解原油的菌

13、株。回答问题：（1） 在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以 为唯一碳源的固体培养基上，从功能上讲，该培养基属于 培 养基。（2） 纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即和（3）为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力。（4）若利用不同的接种方法纯化该菌种，培养一段时间后，从平板上获得高效菌株的方法。【答案】（1 ）原油 选择 （2）平板划线法稀释涂布平板法（3 ）强（4）从菌落稀少的区域，周围分解圈大的菌落中挑取菌体。【解析】（1）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，使某一微生物正常生长，而其他微生物则被杀灭或抑制

14、，从而选出所需要的微生物。利用该细菌能高效降解原油的特性，用选择培养基将其筛选出来的。（2）纯化菌种的方法包括平板划线法和稀释涂布平板法。（3）菌落周围的分解圈是微生物分解原油形成的，因此分解圈大的菌株具有 较强的降解原油的能力。（4）利用不同的接种方法纯化菌种，培养一段时间后，应从菌落 稀少的区域，从周围分解圈大的菌落中挑取菌体。【例4】一种广泛使用的除草剂（含氮有机物）在土壤中不易被降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌（已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明）。扎制备 土填浸出谨出培养基表面.第二次朋菇陌。培养基培菲

15、 连续划线划线总从上左則线末端开始无遴明有邊明（1）制备土壤浸出液时， 为避免菌体浓度过高， 需将浸出液进行稀释处理。 现有1L 土壤浸出液，用无菌吸管吸取 1mL至盛有9mL无菌水的试管中，依次稀释至 103倍。各取0.1mL已稀 释103倍的水样分别接种到 3个培养基上培养，记录的菌落数分别为 55、56、57，则每升原 土壤浸出液中菌体数为 。（2）要从长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从用途方面来看，上述培养基的特点（3）接种技术的核心是 。接种时，连续划线的目的是将聚集的菌种逐步，培养时，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是或有氧条件抑制了这些细菌的生长。在

16、培养基上形成的菌落中，无透明圈菌落利用的氮源主要是，有透明圈菌落利用的氮源主要是 ，据此可筛选出目的菌。实验结果如下图，显示的 AE五种菌株中， 是最理想菌株。(5 )如果目的菌不能表现特有的菌落特征应怎样选择目的菌？【答案】(1 ) 5.6 X108(2)在无氮培养基中添加了该除草剂(3) 防止杂菌污染，保证培养物的纯度稀释分散到培养基的表面培养基中缺少这 些细菌可利用的氮源(4) 氮气该除草剂E每毫升原土壤浸出液中菌体5.6 X108o (2)该因此选育能降解该除草剂的细菌应以)作为选择培养基。(3)微生物(3)人为提供条件让目的菌的菌落表现出特有的特征【解析】(1)根据稀释涂布平板法对微生物计数的计算公式：数=(C说/) W = 56 P.1 X103= 5.6 X105，则每升原土壤浸出液中菌体数为 除草剂是含氮元素的有机物，可以为微生物提供氮源，平板划线法接种是通过连续划线将微由于培养基以该除草剂为唯一氮源，因有些自生固氮微生物可以利用大气中的氮该除草剂为唯一氮源的培养基(无氮培养基中添加了该除草剂 接种技术的核心是防止杂菌污染