《2020-2021年新教材高中生物第1章发酵工程2.2微生物的选择培养和计数学案+练习含解析新人教版选择性必修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021年新教材高中生物第1章发酵工程2.2微生物的选择培养和计数学案+练习含解析新人教版选择性必修（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微生物的选择培养和计数 必备知识素养奠基一、选择培养基1.实验室中微生物筛选的原理:人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物的生长。2.选择培养基概念:在微生物学中,允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。3.选择培养基配方的设计:(1)原理:分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解产生NH3。(2)培养基配方设计:以尿素为唯一氮源的选择培养基。 如果要从土壤中分离出固氮微生物,那么对培养基有什么要求呢?提示:固氮微生物能利用空气中的N2,因此培养基中不应添加氮源,这样就只有固氮微生物才能生存。 二、微生物的选择培养1.方法:对样
2、品进行充分稀释,然后将菌液涂布到制备好的选择培养基上。2.稀释涂布平板法的操作过程:(1)系列梯度稀释操作: (2)涂布平板操作。取菌液:取0.1_mL菌液,添加到培养基表面。涂布器灭菌:取出浸在酒精中的涂布器,放在火焰上燃烧,酒精燃尽后,冷却涂布器。涂布过程: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,使菌液分布均匀。3.培养:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入恒温培养箱中培养,观察。 在进行稀释操作时,需要在酒精灯火焰附近操作吗?解释原因。提示:需要。在进行稀释操作时,如果不在酒精灯火焰附近进行,就有可能造成杂菌污染。 三、微生物的数量测定1.稀释涂布平板法:(1)
3、统计依据。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)操作。一般选择菌落数为30300的平板进行计数。选用一定稀释范围的样品液进行培养,在同一稀释度下,应至少对3个平板进行重复计数,然后求平均值。2.显微镜直接计数:利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下观察、计数,然后再计算一定体积的样品中微生物的数量。四、探究实践土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.提出问题:如何分离土壤中分解尿素的细菌?每克土壤样品中含有多少分解尿素的细菌?2.基础知识:组分含量提供的主要营养KH2PO41.4 g无
4、机盐Na2HPO42.1 gMgSO47H2O0.2 g葡萄糖10.0 g碳源尿素1.0 g氮源琼脂15.0 g凝固剂H2O定容至1 000 mL水3.实验设计:(1)土壤取样:先铲去表层土,取距地表38 cm的土壤层,将样品装入纸袋中。(2)样品稀释:一般选用1_104、1_105、1_106倍的稀释液进行平板培养。(3)微生物的培养与观察:一般在3037_的温度下培养12天,每隔24_h统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果。4.操作提示:选出下列关于实验操作的正确说法。本实验耗时长,应提前制订好计划,提高效率。本实验用到的器材比较多,应该对试管和平板做好标记。取土样的铁铲和取
5、样纸袋使用前都要经过消毒。为了防止杂菌污染,从酒精中取出的涂布器应该直接在酒精灯火焰上充分燃烧灭菌。过热的涂布器不能直接放在盛有酒精的烧杯中。5.结果分析与评价:结合实验过程,判断下列实验分析的正误:(1)由于使用了选择培养基,因此本实验不需要设置对照组。()提示:应该设置未接种的平板和接种在牛肉膏蛋白胨培养基的平板作为对照。(2)在同一稀释度下,至少要涂布3个平板。 ()(3)当菌落数目稳定时,选取菌落数在 30300 的平板进行计数。()(4)应该仔细观察培养基上菌落的形状、大小、颜色等特征,并要做好记录。()(5)统计的分解尿素的细菌菌落数目就是样品中分解尿素的活菌数目。()提示:统计的
6、菌落数目还要经过计算才能代表样品中的活菌数目,而且数目偏低,因为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。 选择培养基上生长分解尿素的细菌之后,pH会发生变化吗?解释原因。提示:会升高。分解尿素的细菌可以将尿素分解成NH3,导致培养基的pH升高。 关键能力素养形成知识点一微生物的选择培养与计数方法1.选择培养的目的:从众多微生物中分离出需要的特定微生物。2.筛选微生物常用培养基选择培养基和鉴别培养基:选择培养基鉴别培养基特殊成分控制某一条件(如唯一氮源)或加入某种物质(如青霉素)加入某种指示剂或化学药品目的抑制其他微生物生长,促进目的微生物的生长与微生物的代谢产物或培养基中的成分
7、发生特定反应用途培养、分离出特定微生物鉴别不同的微生物举例培养酵母菌和霉菌,可在培养基中加入青霉素,抑制细菌生长;用以尿素为唯一氮源的培养基来培养尿素分解菌可用伊红美蓝培养基鉴定饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,菌落呈深紫色,并带有金属光泽)3.稀释涂布平板法:(1)主要操作环节:系列梯度稀释和涂布平板。(2)系列梯度稀释和涂布平板后培养结果如图所示: (3)计算公式:每克样品中的菌株数=稀释倍数(4)计数结果:由于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,计算结果比实际值偏小。4.稀释涂布平板法操作注意问题:(1)稀释操作时:每支试管及其中的9 mL水、移液管等均需灭菌;操
8、作时,试管口和移液管应在离火焰12 cm 处。(2)涂布平板时。涂布器浸在体积分数为70%的酒精中,取出时,让多余酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃。不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中,以免引燃其中的酒精。酒精灯与培养皿距离要合适,移液管管头不接触任何物体。(3)同一稀释度的样液加到三个或三个以上的平板上,经涂布、培养,计算出菌落平均数。5.两种纯化方法的比较:主要方法平板划线法稀释涂布平板法主要步骤接种环在固体培养基表面连续划线系列梯度稀释操作和涂布平板操作接种工具接种环涂布器菌体获取在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体能否用于计数
9、不能计数可以计数,但是操作复杂,需涂布多个平板共同点都能将微生物分散到固体培养基表面,以获得单细胞菌落,达到分离纯化微生物的目的,也可用于观察菌落特征6.显微镜直接计数:(1)原理:此法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板,在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量。 (2)方法:显微镜下观察,细菌计数板或血细胞计数板计数。(3)计算公式:每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数40010 000稀释倍数(4)缺点:统计的结果一般是活细菌和死细菌的总和,计算结果比实际值偏大。 (2020全国卷)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解,会对环境造成污染,只有某些细菌能降解S。研究人员按照下
10、图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基,甲的组分为无机盐、水和S,乙的组分为无机盐、水、S和Y。 回答下列问题:(1)实验时,盛有水或培养基的摇瓶通常采用_的方法进行灭菌。乙培养基中的Y物质是_。甲、乙培养基均属于_培养基。(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2107 个/mL,若要在每个平板上涂布100 L 稀释后的菌液,且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个,则至少应将摇瓶M中的菌液稀释_倍。(3)在步骤的筛选过程中,发现当培养基中的S超过某一浓度时,某菌株对S的降解量反而下降,其原因可能是_(答出1点即可)。(4)若要测定淤泥中能降解S的
11、细菌细胞数,请写出主要实验步骤_。(5)上述实验中,甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同,但都能为细菌的生长提供4类营养物质,即_。【解析】本题主要考查培养基的类型及其应用、无菌技术和微生物的分离与计数。(1)常用高压蒸汽灭菌法处理盛有水或培养基的摇瓶。由图中过程可知,甲为液体培养基,乙为固体培养基,所以乙培养基中需要加入的Y为琼脂。甲和乙培养基可以用于筛选能降解S的菌株,因此均属于选择培养基。(2)若要在每个平板上涂布100 L稀释后的菌液,且每个平板上长出的菌落数不超过200个,根据计算公式:细菌细胞数=(CV)M可知,稀释倍数M=2107VC=21071000100200=104(倍)。
12、(3)当培养基中的S超过某一浓度后,可能会抑制菌株的生长,从而造成其对S的降解量下降。(4)要测定淤泥中能降解S的细菌的细胞数,可以取淤泥加无菌水制成菌悬液,稀释涂布到乙培养基上,培养后进行计数。(5)甲和乙培养基均含有水、无机盐、碳源、氮源等成分。答案:(1)高压蒸汽灭菌琼脂选择(2)104(3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长(4)取淤泥加入无菌水,涂布(或稀释涂布)到乙培养基上,培养后计数(5)水、碳源、氮源和无机盐【误区警示】稀释涂布平板法分离微生物常见误区(1)误认为不用涂布均匀:用涂布器涂布平板时一定要涂布均匀,否则难以得到单菌落。(2)误认为不用冷却:涂布器使用前应进行酒精浸
13、泡,然后灼烧灭菌,冷却之后再涂布,否则会由于温度过高杀死菌种。 【素养迁移】(2020枣庄高二检测)筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段,下列有关技术中不能筛选成功的是()A.在全营养的LB培养基(普通培养基)中,筛选大肠杆菌B.在尿素固体培养基中,筛选能够分解尿素的微生物C.用纤维素为唯一碳源的培养基,筛选能分解纤维素的微生物D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠,筛选抗盐突变体的微生物【解析】选A。在全营养的LB培养基中,几乎所有细菌都能生长,不能筛选出大肠杆菌,A错误;在尿素固体培养基中,只有能分解尿素的微生物才能生长,不能分解尿素的微生物因缺乏氮源不能生长,能够筛选分解尿素的微生物,B正
14、确;在纤维素为唯一碳源的培养基上,只有能分解纤维素的微生物才能生长,不能分解纤维素的微生物因缺乏碳源不能生长,能筛选分解纤维素的微生物,C正确;在培养基中加入不同浓度的氯化钠,能筛选抗盐突变体微生物,D正确。【补偿训练】下列关于测定土壤中微生物数量的叙述,不正确的是()A.显微镜直接计数计算的结果比实际值偏大B.当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落C.采用平板计数法获得的菌落数往往少于实际的活菌数D.统计菌落数目时,只要菌落数目在30300的平板都可以计数,并以它们的平均值作为统计结果【解析】选D。显微镜直接计数统计的结果一般是活细菌和死细菌的总和,计算结果比实际值偏大,A正确;当样品的稀释度足够高时,一个活菌会形成一个菌落,B正确;采用平板计数法获得的菌落有可能是由多个细菌形成的,所以往往少于实际的活菌数,C正确;统计菌落数目时,应选择同一稀释倍数下涂布的菌落数量为30300之间的平板进行计数,D错误。知识点二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数1.分离菌种的原理:在以尿素为唯一氮源的选择培养基上,只有能产生脲酶的微生物才能
