选修一专题二-微生物的培养与应用幻灯片

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1、考纲要求： 1、微生物的分离和培养 2、某种微生物数量的测定 3、培养基对微生物的选择作用,专题2 ： 微生物的培养与应用,课题1 微生物的实验室培养,一、基础知识：,（一）培养基,按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质培养基。,固体培养基和液体培养基,概念,按用途分为,成分,pH、特殊营养物质、氧气,种类,选择培养基和鉴别培养基,有的有特殊要求：,碳源、氮源、水、无机盐,例如，培养乳酸杆菌加维生素，培养霉菌PH酸性， 细菌中性或微碱性，培养厌氧微生物要无氧。,按物理状态分,（二）无菌技术,1、无菌技术是围绕什么展开的？包括哪些方面？,避免杂菌污染,主要包括以下几个方面：

2、,(1) 空间、衣着、手，清洁和消毒。,(2) 器皿、接种用具和培养基等灭菌。,(3) 实验操作在酒精灯火焰附近进行。,(4) 避免已灭菌的材料用具与周围物品接触。,方法,2、消毒和灭菌,用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。,用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。,煮沸消毒法 巴氏消毒法 化学药剂消毒法：70%酒精、氯气、石炭酸、 紫外线消毒 煤酚皂,消毒,概念,灭菌,方法,概念,灼烧灭菌,干热灭菌：160-170 1-2h。,高压蒸汽灭菌：100kPa、121 15-30min,避免操作者自身被微生物感染。,（1）、（2）需要灭菌

3、；（3）需要消毒。,1、无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来 微生物污染外，还有什么目的？,2、请你判断以下材料或用具是否需要消毒或灭菌。如 果需要，请选择合适的方法。 （1） 培养基与培养皿 （2） 玻棒、试管、烧瓶和吸管 （3） 实验操作者的双手,高压蒸汽灭菌,干热灭菌,70%酒精,思考：,二、实验操作：,用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养。,（一）制备牛肉膏蛋白胨固体培养基,1.计算,2.称量,3.溶化,4.灭菌：,培养基放入锥形瓶，塞上棉花塞，包上牛皮纸，高压蒸汽灭菌锅中灭菌 培养皿用干热灭菌箱灭菌。,5.倒平板：,培养基冷却到50左右，在酒精灯附近倒平板。（倒平板

4、操作见课本）2d后观察平板，无杂菌污染才可用来接种。,（二）纯化大肠杆菌,平板划线法：,微生物的接种方法：,稀释 涂布平板法：,用接种环在固体培养基表面连续划线，将聚集的菌种逐步稀释分散，分离到一个细胞繁殖的一个菌落。,三、结果分析评价,若有菌落，说明被污染，若无未被污染。,可观察到。若相似，符合要求；不相似，不合要求。,应不同；培养24h，菌落大、灰色深，光泽度强。由于培养时间长。,1、未接种的培养基表面是否有菌落生长？如果有菌落 生长说明了什么？,2、在接种大肠杆菌的培养基上，你是否观察到独立的 菌落？这些菌落的颜色、大小、形状相似么？,3、培养12h和24h，观察到的实验结果相同吗？如果

5、不 同，请分析产生差异的原因。,无土栽培,营养成分,无菌条件,植物组织培养,微生物培养,无机物和有机物,无机物,无机物和有机物,需要,不需要,需要,4、若在培养基中观察到不同形态的菌落，原因可能 是什么？,菌液不纯，或操作过程被杂菌污染。,课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数,课题背景,尿素CO(NH2)2是一种重要的农业化肥。但是尿素 并不能直接被农作物吸收。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。尿素最初是从人 的尿液中发现的，1828年，德国化学家维勒通过无机 物的化学反应合成了尿素这种有机物，此后尿素的生产 走向

6、了工业化，尿素逐步成为农业生产中重要的氮肥。,本课题以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到两个主要目的： 从土壤中分离出能够分解尿素的细菌； 统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。,结构简式,立体结构,1、尿素能直接被植物吸收吗？,不能。土中细菌将尿素分解成氨才能,2、土壤中的细菌为什么能利用尿素呢？,能合成脲酶,CO(NH2)2,脲酶,+ CO2,NH3,+ H2O,3、本课题的目的是什么呢？,从土壤中分离出能够分解尿素的细菌,统计每克土壤中分解尿素的细菌的数目,启示：寻找目的菌株，到相应的环境中去找。,原因：热泉温度高，淘汰不耐热的，选出耐热的,.筛选菌株,2、实验室中微生物的筛选

7、原理是什么？,1、为什么Taq细菌能从热泉中被筛选出来呢？这对 我们寻找目的菌株有何启示？,用选择培养基,一、研究思路：,3.分析本课题培养基配方，回答下列问题：,在此培养基中哪些作为碳源、氮源？,碳源：葡萄糖、尿素 氮源：尿素,有。氮源只有尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素得到氮源。,该培养基对微生物是否具有选择作用？如果有，是 如何进行选择的？,什么是选择培养基？,只允许特定种类的微生物生长，同抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基。,以尿素为 唯一氮源,牛肉膏 蛋白胨,接种,实验组,对照组,培养基类型,土壤稀释液,结果,只生长分解尿素的细菌，菌落数少。,生长多种微生物，菌落数多。,接

8、种,怎样证明此培养基具有选择性呢？,活菌计数法（常用：稀释涂布平板法） 显微镜直接计数法（抽样检测法）,稀释度足够高时，一个菌落，来源于一个活菌。菌落数=活菌数,将几个稀释度下的菌液都涂布在平板上，选择菌落数30300的平板计数 。,1、测定样品中的微生物数量有哪些方法？,2、稀释涂布平板法的原理是什么?,3、为了确保结果准确，一般选择菌落数是多少的平板 计数？,.统计菌落数目：,统计菌落数，最好统计3个平板，计算平均值，按课本公式计算。,4、如何从平板上的菌落数推测每克样品中的菌落数？,其中，C平均菌落数，V稀释液体积(ml)，M代表稀释倍数。,每克样品中的菌落数(CV)M,分析课本案例：两

9、位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌的数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。 第一位同学在该浓度下涂布了一个平板，统计菌落数为230。 第二位同学在该浓度下涂布了三个平板，统计菌落数分别为21、212和256，该同学以这三个平板的平均数163作为统计结果。,5、,你认为哪个同学的结果更接近真实值？你认为实验需 要改进吗？如何改进？,第二位同学涂布了3个平板，1个平板的计数结果与另2个相差太远，说明操作过程中可能出现了错误。,第一位同学更接近,第一位同学只涂布了一个平板，没有设置重复组，结果不具有说服力。,改进：涂布至少3个平板。分析结果时，一定要考虑所设置的重复

10、组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要重新实验。,6、统计的菌落数与真实活菌数有何关系？为什么？,统计的菌落数往往比活菌的实际数低。因为当两个或 多个细胞连在一起时，平板上观察的只是一个菌落。,1、什么是对照实验？设置对照的主要目的是什么？,.设置对照：,对照实验是除被测试条件外，其它条件都相同的实 验。目的是排除非测试因素的影响，提高实验结果 的可信度。,2、分析实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落 数目的实验时，A同学从对应的106倍稀释的培养基中 筛选出大约150个菌落，但是其他同学在同样的稀释 度下只选择出大约50个菌落。分析其原因。,土样不同 培养基污染或操作失误 (

11、或者是混入了其他的含氮物质),方案一：其他同学用与A同学相同土样实验,方案二：将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养。,结果预测：如果结果与A同学一致，证明A无误；如果结果不同，证明A同学有操作失误或培养基的配制有问题。,3、如何设置对照排除上述两个影响因素呢？,结果预测：如果有菌落，被杂菌污染；如没有菌落，则无污染。,样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图,二、实验设计：,土壤中各类微生物的数量不同的,1、为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释液？,分析教材回答：,2、培养不同的微生物时温度和时间一样吗？,不一样,3、菌落特征有哪些？,形状、大小、隆起程度和颜色,2、制备培养基 牛肉

12、膏蛋白胨培养基和选择培养基 （牛肉膏蛋白胨培养基作对照）,3、培养液的稀释：稀释倍数为103107,根据流程图和三个资料设计详细实验方案：,6、细菌的计数 当菌落数目稳定时，选取菌落数在 30300的平板进行计数。求出平均值，计算出样 品中细菌的数目。,4、涂布平板,1、土壤取样,5、微生物的培养与观察,三、操作提示,1、本课题的无菌操作要注意哪些问题？,2、做好标记,取土工具灭菌。 火焰旁操作。,3、制定计划,如果得到了2个或2个以上菌落数目在30300的平板， 成功；如果菌落数相差较大，不成功。,2、如何判断样品的稀释操作是否成功？,1、如何分析培养物中是否有杂菌污染及选择培养基是 否筛选

13、出一些菌落？,设置对照。,选择培养基,牛肉膏蛋白胨,接种,不接种,无菌落,菌落明显多于实验组,四、结果分析与评价,课题3 分解纤维素的微生物的分离,3、纤维素在生物圈的分布状况？,4、纤维素酶的组成及作用？,含量最丰富的多糖类物质。棉花、木材、作物秸秆富含纤维素。,是复合酶，有三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。,1、纤维素是构成植物细胞什么结构的主要组成成分？,2、土壤中的某些微生物为什么能分解植物产生的纤维素？,细胞壁。葡萄糖。,产生纤维素酶。,一、基础知识,（一）纤维素与纤维素酶,纤维素的基本组成单位是什么？,请你设计实

14、验来证明纤维素酶的作用。,材料用具：滤纸条 、缓冲液、纤维素酶,实验步骤：,(1)取2支20mL的试管,分别放入1cm6cm的滤纸条 。,(2)再分别加入pH为4.8，物质的量浓度为0.1 molL-1 的醋酸醋酸钠缓冲液10mL、11mL。,(3)在加入lOmL缓冲液的试管中加入1mL纤维素酶。,(4)将2支试管固定在摇床上，振荡反应1。结果： 加纤维素酶的滤纸条被分解，另一支中的未分解。 则证明：纤维素酶有分解纤维素的作用 。,1、筛选方法,刚果红染色法,刚果红能与纤维素这样的多糖类物质形成 红色复合物，不与纤维二糖、葡萄糖发生 此反应。纤维素被酶分解，复合物就无法 形成，培养基中会出现以

15、纤维素分解菌为 中心的透明圈 。通过是否产生透明圈来 筛选纤维素分解菌。,（二）纤维素分解菌的筛选,原理：,2、用刚果红染色法筛选纤维素分解菌常用的两种 方法是什么？各有哪些优点与不足？,一是先培养微生物，再加入刚果红，一是在倒平板 时就加入刚果红。,二、实验设计,土壤取样,选择培养,梯度稀释,挑选产生透明圈的菌落,将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,思考与讨论：,1、本实验流程与课题2中的实验流程有什么异同？,多了选择培养。其他步骤基本一致。,纤维素分解菌的含量高,2、为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？,3、将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应埋入 土壤多深？,使纤维素分

16、解菌相对聚集。10cm左右,4、选择培养的目的是什么？,增加纤维素分解菌的浓度,5、区别选择培养基和鉴别培养基,三、结果分析与评价：,1、你选了哪种实验样品来分离纤维素分解菌？取样的 环境有哪些特点？做出这种选择的理由是什么？,在富含腐殖质的土中取样，环境潮湿、枯枝落叶多，分解纤维素菌的数量多。,2、如果你的分离结果和其他同学的不同，分析产生不 同结果的可能原因。,分解纤维素的微生物有很多，有真菌、放线菌及细菌。,课题延伸：,进行发酵产纤维素酶的实验。 测定方法：一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后 产生的葡萄糖进行定量测定。,为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行什么实验？ 用什么方法测定纤维素酶？,结束,倒平板：,用手触摸锥形瓶，刚刚不烫手时,2、为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？,防止瓶口的微生物污染,1、培养基灭菌后，需要冷却到50 左右时，才能用 来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度？,3、平板冷凝后，为什么要将平板倒置？,使水分更好挥发，防止皿盖上的水珠落