微生物的培养技术及应用(2)课件【高中新教材备课精研】高二下学期生物人教版选择性必修3

第2节微生物的培养技术及应用(2)第一章发酵工程 发酵工程发酵工程是指利用微生物的特定功是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术，规模化生产对能，通过现代工程技术，规模化生产对人类有用的产品。它涉及菌种的选育和人类有用的产品。它涉及菌种的选育和培养、产物的分离和提纯等方面。培养、产物的分离和提纯等方面。第二节微生物的培养技术及应用1.1.概述概述培养基的配制方法培养基的配制方法和和微生物纯培养微生物纯培养的基本操作要求的基本操作要求,进行酵母菌的纯培养。进行酵母菌的纯培养。2.2.阐明微生物阐明微生物选择培养的原理选择培养的原理。3.3.进行进行土壤中分解尿素的细菌土壤中分解尿素的细菌的的分离和计数分离和计数。第一章 发酵工程从社会中来第二节 微生物的培养技术及应用要想从自然界中分离出需要的特定微生物并不容易，尤其当需要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群时，仅通过一般的微生物纯培养很难实现。PCR需要耐高温的需要耐高温的DNA聚合酶。由于存聚合酶。由于存在各种变异类型，理论上自然界微生物中也在各种变异类型，理论上自然界微生物中也可能存在耐高温的可能存在耐高温的DNA聚合酶。但是这样的聚合酶。但是这样的微生物类型并不常见。微生物类型并不常见。一一 选择培养基选择培养基第二节 微生物的培养技术及应用I.微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基，称为选择培养基加入青霉素：不加氮源：不加含碳有机物：分离出酵母菌、霉菌分离出酵母菌、霉菌等真菌等真菌分离出固氮菌分离出固氮菌分离出自养型微生物分离出自养型微生物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？第二节 微生物的培养技术及应用思考.讨论-选择培养基配方的设计尿素CO（NH2）2含氮量高，化学性质相对稳定，是现代农业产生中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解为NH3，NH3再转化为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可作为细菌生长的氮源。思考 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？【答案】设计一种选择培养基,用尿素作为唯一氮源,可以将分解尿素的细菌分离出来。2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？【答案】这种培养基与普通培养基相比，只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本相同。二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用I.微生物的选择培养即通过选择培养基（液体/固体）培养微生物，使特定菌群的比例提高，从而引向纯培养II.纯培养物的获取除了采用平板划线法接种还可以采用稀释涂布平板法接种二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用1取样将10g土样加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。如有如有必要必要，可在选择培养基，可在选择培养基中先培养中先培养，再进行稀释，再进行稀释铲取土样，将样品装入纸袋中。2梯度稀释二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用取0.1mL菌液，滴加到培养基表面。将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。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。用涂布器将菌液均匀地涂布在选择培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀。3涂布平板（接种）二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用二二 微生物的选择培养微生物的选择培养第二节 微生物的培养技术及应用待涂布的菌液被选择培养基吸收后，将平板倒置，放入3037培养12d。在适宜稀释度的平板上可以分离得到单菌落。4培养5观察三三 微生物的数量测定微生物的数量测定第二节 微生物的培养技术及应用I.用稀释涂布平板法进行纯培养，可用来统计样品中活菌的数目1.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，推测出样品中大约有多少活菌统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上看到的只是一个菌落提示：用于计数时，梯度稀释前不需要选择培养。三三 微生物的数量测定微生物的数量测定第二节 微生物的培养技术及应用2.一般选择菌落数为30300的平板进行计数样品稀释度直接影响平板上的菌落数目同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求平均值若105倍稀释下三个平板上的菌落数依次为26、30、31。此时可以设置新的稀释倍数5 104，以使平板上的菌落计数结果更加准确。若105倍稀释下三个平板上的菌落数依次为38、42、195。由于数据偏差过大，此时应考虑重新实验。稀释稀释10103 3倍倍稀释稀释10104 4倍倍稀释稀释10105 5倍倍空白对照空白对照三三 微生物的数量测定微生物的数量测定第二节 微生物的培养技术及应用II.借助血细胞/细菌计数板，利用显微镜直接计数血细胞计数板（厚、深）细菌计数板（薄、浅）探究.实验-土壤中分解尿素的细菌的分离与计数第二节 微生物的培养技术及应用提出问题土壤中含有能分解尿素的细菌，我们如何分离它们？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？基础知识只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离处分解尿素的细菌。组分含量KH2PO41.4gNa2HPO42.1gMgSO47H2O0.2g葡萄糖10.0g尿素1.0g琼脂15.0gH2O定容至1000 mL设计实验探究.实验-土壤中分解尿素的细菌的分离与计数第二节 微生物的培养技术及应用土壤取样细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表38cm的土壤层。因此，取样时，一般要铲去表层土。你打算在什么样的土壤中取样？样品稀释测定土壤中细菌的数量，一般需要1104、1105和1106倍稀释进行平板培养。第一次做实验适当放宽，以保证能选取菌落数为30300之间的平板。接种涂布平板的方法进行接种。设置对照。培养3037培养12d，每隔24h菌落计数一次，选择菌落数目稳定时的记录作为结果观察相同的培养条件下，同种微生物会表现出稳定的菌落特征。观察你分离得到的菌落，记录菌落特征（如形状、大小和颜色等）防止培养时间不足导致的菌落遗漏。探究.实验-土壤中分解尿素的细菌的分离与计数第二节 微生物的培养技术及应用进一步实验对分离的菌株进行生化鉴定。若土样稀释105倍，取0.1mL涂布在三个平板上，培养后三个平板上的菌落数依次为46、47、54。求每克土样中有多少分解尿素的细菌。解：三个平板上的菌落数平均值=（464754）个/3=49个；105倍稀释后菌液的种群密度=49个0.1mL=490/mL；高倍稀释后1mL1g，因此可记作490个/g；未稀释前菌液的种群密度=490个/g105=4.9107个/g探究.实验-土壤中分解尿素的细菌的分离与计数第二节 微生物的培养技术及应用1.结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落。【答案】如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。2.你是否获得了某一稀释度下菌落数 为30300的平板？在这一稀释度下，是否至少有2个平板的菌落数接近？【提示】如果得到了两个或多个菌落数为30 300的平板，说明稀释度合适，操作比较成功，能够进行菌落的计数。3.你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落数是多少？与其他同学统计的结果接近吗？如果差异很大，可能是什么原因引起的？【提示】如果是用同一土样进行的操作，数据应该比较接近。如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。第二节 微生物的培养技术及应用到社会中去活菌计数广泛应用于食品卫生、水源污染度的检验和土壤含菌量的测定等方面。如果你感兴趣，可以从下列项目中选做一个，并走访相关部门或企业，了解它们是如何进行检测的。1空气中微生物总数的检测2水中细菌总数的检测3牛奶中细菌的分离与计数4土壤中真菌（或放线菌）的分离与计数。第二节 微生物的培养技术及应用思维导图练习与应用一、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，从被石油污染的土壤中更容易分离到石油降解菌。（）2.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数，原因是（）A.菌落中的细菌数目是固定的B.平板上的一个菌落就是一个细菌C.通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同D.平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌第二节 微生物的培养技术及应用D二、拓展应用1.反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验，从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。【提示】反刍动物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基，还应该参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。2.地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈（如下图所示）。练习与应用第二节 微生物的培养技术及应用请回答下列问题。（1）现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请 你给出详细的实验方案。【提示】可以参考本节“探究实践”中的设计思路进行设计。（2）你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌？为什么？【提示】纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，采集土样时，可以选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土等。（3）有同学说，可以把滤纸埋在土壤中，经过一段时间后，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。【提示】这是人工设置适合纤维素分解菌生存的环境,腐烂的滤纸上很可能有纤维素分解菌。练习与应用第二节 微生物的培养技术及应用