微生物的培养技术及应用（第3课时）课件2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1章发酵工程1.2

微生物的培养技术及应用

第3课时微生物的选择培养和计数P16

一、教材分析第2小节是在第1小节的基础上进一步提高技术要求，进行选择培养、分离和计数微生物。教材在编写中以“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”为例介绍了如何巧妙的设计培养基配方有选择的培养目的菌，并利用稀释涂布的方法分离细菌并计数。介绍了有关方法后，教材中安排“探究·实践”，让学生在实践中运用有关方法。本小节的“练习与应用”中的两道拓展应用都是要求学生运用技术思维和工程思维来解答的题。二、教学目标举例说明调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物；概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法；概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。三、教学重难点教学重点：学习稀释涂布方法，设计实验思路，讨论实验方案，并实际操作练习稀释涂布平板。教学难点设计实验思路，讨论实验方案，并实际操作练习稀释涂布平板。一、选择培养基【任务一】分离特定种类的微生物【资料1】

1973年，科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌，进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶已被广泛用于体外扩增DNA片段。筛选水生栖热菌的思路是什么？美国黄石公园耐高温的酶耐高温生物体高温环境（热泉、火山口）寻找寻找为什么这个条件能让水生栖热菌“脱颖而出”？水生栖热菌能适应高温环境，而绝大多数微生物在高温下不能生存。

实验室筛选微生物原理：人为提供

的条件（包括_____、_____和_____等），同时

。

有利于目的菌生长抑制或阻止其他微生物的生长营养温度pH方法：利用选择培养基分离

选择培养基：在微生物学中，允许特别种类的微生物生长，同时

抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。思考·讨论：怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?一、选择培养基培养基中加氨苄青霉素具有抗氨苄青霉素能力的菌落长出各种各样的细菌基础培养基+氨苄青霉素

没有抗氨苄青霉素能力的菌落被淘汰怎样选择出抗氨苄青霉素能力的细菌?基础培养基怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？

应设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）作为对照，若基础培养基中生长的菌落数多于该选择培养基，则说明该选择培养基具有选择性。一、选择培养基2.方法：分离得到酵母菌、霉菌等分离固氮菌分离自养型微生物不加含碳有机物的无碳培养基不加氮源的无氮培养基加入青霉素的培养基（1）在培养基中加入某种化学物质。分离得到金黄色葡萄球菌加入高浓度食盐的培养基（2）改变培养基中的营养成分。（3）改变微生物的培养条件。耐高温微生物高温环境下培养厌氧型微生物兼性厌氧型无氧环境下培养思考：那么如果让你分离土壤中分解尿素的细菌，你应该怎么设计呢？一、选择培养基尿素［CO(NH2)2］含氮量高，化学性质稳定，是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，再被转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可以作为细菌生长的氮源。讨论：1.如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养

基的配方该如何设计？设计一种选择培养基，以尿素作为唯一氮源。尿素2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？

除以尿素作为唯一氮源外，该培养基的其他营养成分与普通培养基基本相同。一、选择培养基思考·讨论：选择培养基配方的设计(细菌生长的氮源)尿素NH3脲酶尿素分解菌1g土壤中有多少能分解尿素的细菌？分离：获得分解尿素的细菌的纯培养物计数：测定分解尿素的细菌的数量用平板划线法接种培养结果的图片如下。请结合图片分析，平板划线法能否达到对细菌进行计数的目的？为什么？不能，平板划线法最开始的划线很可能菌类会长成一片，导致无法计数，此外灼烧接种环的时候也会杀死一部分菌类。二、微生物的选择培养1.方法：

由于土壤细菌的数量庞大，要想得到特定微生物的纯培养物，必须要对土壤进行________，然后再将菌液_____到制备好的____________上。P17第一段充分稀释涂布选择培养基稀释涂布平板法2.基本操作：

和

。梯度稀释涂布平板二、微生物的选择培养

稀释涂布平板法1×101mL1mL1mL1mL1mL1mL1×1021×1031×1041×1051×1061×1079mL无菌水90mL无菌水10g

系列稀释①铲取土样，将样品装入纸袋中②将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。②取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。二、微生物的选择培养

涂布平板③取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。⑤将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布。⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表

面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。

稀释涂布平板法②操作：二、微生物的选择培养注意：多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。二、微生物的选择培养

培养P18第一段

稀释涂布平板法②操作：二、微生物的选择培养待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置（同时放一个未接种的培养基），放入30~37℃的恒温培养箱中培养1~2d。稀释103倍稀释104倍稀释105倍空白对照思考：设置空白对照组的目的是什么？检测培养基灭菌是否彻底，保证实验结果的准确性。根据实验结果，能否计算出细菌数目的是多少？原理是什么？可以方法平板划线法稀释涂布平板法纯化原理接种工具单菌落的获得用途效果图相同点连续划线梯度稀释→涂布平板接种环涂布器从最后划线区挑取稀释度合适的整个平板上都可找到单菌落分离纯化菌种，获得单菌落①分离纯化菌种，获得单菌落②用于计数①都能分离纯化菌种；②都在固体培养基上进行三、微生物的数量测定当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，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，就能推测除样品中大约含有多少活菌。一般选择菌落数在

的平板进行计数。同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后取其平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目

。

因为当两个或多个细胞连在一起，平板上观察到的只是一个菌落。

因此，统计结果一般用

而不用活菌数来表示。减少实验误差，保证实验结果更准确30~300低菌落数恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。

稀释涂布平板法三、微生物的数量测定③原

理：④计数原则：⑤缺

点：P18第二段M：代表稀释倍数；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)4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为________个⑥计算公式：每g样品中的菌落数＝(C÷V)×M1.1×108三、微生物的数量测定

稀释涂布平板法间接计数法例2.某两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。从对应稀释倍数为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；乙同学在该浓度下涂布了A、B、C三个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学以这三个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。请评价这两位同学的实验结果的有效性：1.甲同学____________________________________；原因是____________________________________。2.乙同学____________________________________；原因是____________________________________。实验操作不合理未设置重复实验组结果计算不合理21与另外两组数值相差太大，应舍去三、微生物的数量测定

方法1：稀释涂布平板法每g样品中的菌落数＝(C÷V)×M·间接计数法三、微生物的数量测定快速、直观

方法2：显微镜直接计数法直接计数法两者计数原理相同原理：利用细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数。优点：缺点：

统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌与活菌。（数值偏大）对细菌等较小的细胞进行观察和计数常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数血细胞计数板思考:为了避免上述缺点，我们该如何做？可以染色（如使用台盼蓝，死细胞会被染成蓝色）后再进行显微镜计数。三、微生物的数量测定项目显微镜直接计数法稀释涂布平板法主要用具显微镜、_____________

等培养基等计数依据菌株本身培养基上的

数优点计数方便、操作简单计数的都是活菌缺点死菌、活菌都计数在内（偏大）操作复杂、有一定误差（偏小）血细胞计数板或细菌计数板菌落一边阅读，一边完成学案上的表格比较稀释涂布平板法和显微镜直接计数法

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数1.提出问题（实验目的）（1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。（2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。2.实验原理

绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成_____的微生物才能分解尿素，利用___________________的_____培养基，可以从土壤中分离出_________的细菌。组分含量KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO4·7H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0gH2O定容至1000mL脲酶以尿素作为唯一氮源选择分解尿素CO(NH2)2+H2O脲酶2NH3+CO2

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数（1）土壤取样①取样地点要求：

酸碱度接近中性的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。②取样过程：

铲去表层土（一般3cm左右）。细菌绝大部分分布在距地表3～8cm的土壤层。③注意事项：

取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。（2）制备培养基①选择培养基：以尿素为唯一氮源②牛肉膏蛋白胨培养基：作为对照组，来判断选择培养基是否具有选择作用

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数3.样品的稀释与涂布平板选择培养基（平行重复）牛肉膏蛋白胨培养基(作为对照)①如何验证培养基中是否含有杂菌？设置2个平板作为对照：未接种的选择培养基和未接种的牛肉膏蛋白胨培养基

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数4.培养与观察待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30-37℃的恒温培养箱中，培养1-2d。内容现象结论有无杂菌污染的判断未接种的培养基中无菌落生长实验组培养基中菌落数偏高选择培养基的筛选作用牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目未被杂菌污染被杂菌污染选择培养基具有筛选作用5.结果分析与评价6.进一步探究得到的菌落一定是分解尿素的细菌吗？得到的菌落不一定就是分解尿素的细菌，如自生固氮菌或利用（分解尿素的）细菌的代谢物进行生长繁殖的微生物

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数6.进一步探究原理：脲酶催化尿素分解成氨→培养基碱性增强→酚红变红脲酶CO（NH2）2+H2O CO2+2NH3呈碱性，遇酚红指示剂呈红

色。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，说明该细菌能够分解尿素。酚红培养基——鉴定分解尿素的细菌——鉴别培养基

探究•实践：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数鉴别培养基：在培养基中加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应。从而达到鉴定目标微生物的作用。伊红-亚甲蓝琼脂培养基鉴别大肠杆菌（若有，菌落呈深紫色，有金属光泽）刚果红培养基鉴别纤维素分解菌课堂小结微生物的数量测定选择培养基的作用微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法微生物的选择培养和计数选择培养基微生物的选择培养科学实例筛选原则选择培养基的概念及举例稀释涂布平板法的操作过程间接计数法—稀释涂布平板法直接计数—计数板计数法土壤中分解尿素的细菌的分离与计数培养基的制备实验设计（1）土壤取样（2）样品的稀释（3）稀释涂布平板法接种（4）微生物的培养与观察结果分析练一练P20【练习与应用】一、概念检测1.研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌，判断下列相关表述是否正确。（1）这种培养基是一种选择培养基。（）（2）利用这种石油降解菌可以降解石油，修复土壤。（）（3）相对于未被污染的土壤，从被石油