1、课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数【自主预习【自主预习】一、研究培养基对微生物的选择作用一、研究培养基对微生物的选择作用1.1.筛选菌株：筛选菌株：(1)(1)自然界中目的菌株的筛选。自然界中目的菌株的筛选。原理：根据目的菌对原理：根据目的菌对_的要求，到相应的的要求，到相应的环境中去寻找。环境中去寻找。生存环境生存环境实例：能产生耐高温的实例：能产生耐高温的TaqDNATaqDNA聚合酶的聚合酶的_就就是从热泉中筛选出来的。是从热泉中筛选出来的。(2)(2)实验室中目的菌株的筛选。实验室中目的菌株的筛选。原理：人为提供有利于原理：人为提供有利于_生长的条件生长的条件( (包括营包括营养、
2、温度、养、温度、pHpH等等) )，同时，同时_其他微生物生长。其他微生物生长。实例：从土壤中筛选能分解尿素的细菌。实例：从土壤中筛选能分解尿素的细菌。方法：利用方法：利用_培养基进行微生物的筛选。培养基进行微生物的筛选。TaqTaq细菌细菌目的菌株目的菌株抑制或阻止抑制或阻止选择选择2.2.选择培养基：选择培养基：(1)(1)概念：允许概念：允许_种类的微生物生长，同时种类的微生物生长，同时_其他种类微生物生长的培养基。其他种类微生物生长的培养基。(2)(2)举例：筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培养基举例：筛选土壤中分解尿素的细菌的选择培养基特点是以特点是以_为唯一氮源，按物理性质归类为固体
3、为唯一氮源，按物理性质归类为固体培养基。培养基。特定特定抑制抑制或阻止或阻止尿素尿素二、进行微生物数量的测定二、进行微生物数量的测定1.1.统计菌落数目：统计菌落数目：(1)(1)方法：方法：_法和法和_法。法。活菌计数活菌计数显微镜直接计数显微镜直接计数(2)(2)活菌计数法。活菌计数法。方法：方法：_法。法。原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于的一个菌落，来源于_。通。通过统计平板上的过统计平板上的_，就能推测出样品中大约含有，就能推测出样品中大约含有多少活菌。多少活菌。稀释涂布平板稀释涂布平板样品稀释液中的一个活菌样品
4、稀释液中的一个活菌菌落数菌落数活菌计数原则：在同一稀释度下涂布活菌计数原则：在同一稀释度下涂布3 3个平板，并个平板，并选择菌落数在选择菌落数在_的平板进行计数。的平板进行计数。样品中活菌数的计算公式：样品中活菌数的计算公式：每克样品中的菌株数每克样品中的菌株数=_=_其中，其中，C C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V V代表涂布平板时所用的稀释液的体积代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL(mL) )，M M代表稀代表稀释倍数。释倍数。3030300300(C(CV)V)M M2.2.增加实验说服力的措施：增加实验说服力的措施：措施措施设置重
5、复设置重复设置对照设置对照方法方法培养过程中设置重培养过程中设置重复组，同一稀释度复组，同一稀释度下应涂布下应涂布_个平个平板，才能增加实验板，才能增加实验的说服力与准确性的说服力与准确性设置空白对照，观察培设置空白对照，观察培养物中是否有杂菌污染；养物中是否有杂菌污染；设置完全培养基，观察设置完全培养基，观察选择培养基是否具有选选择培养基是否具有选择作用择作用意义意义排除偶然性因素对排除偶然性因素对实验结果的影响实验结果的影响排除实验组中排除实验组中_对实验结果的影响，对实验结果的影响，提高实验结果的可信度提高实验结果的可信度3 3非测试因非测试因素素3.3.实验操作流程：实验操作流程：无菌
6、水无菌水涂布平板涂布平板4.4.实验操作注意事项：实验操作注意事项：(1)(1)土壤取样。土壤取样。土壤取样时一般要铲去表层土，因为细菌适宜在土壤取样时一般要铲去表层土，因为细菌适宜在_的潮湿土壤中生长。的潮湿土壤中生长。取样时用的铲子和盛土样的信封在使用前都需要取样时用的铲子和盛土样的信封在使用前都需要_。取样时选择富含取样时选择富含_的土壤。的土壤。酸碱度接近中性酸碱度接近中性灭菌灭菌有机质有机质(2)(2)样品的稀释。样品的稀释。称取土壤要在火焰旁，并在火焰附近将称好的土样称取土壤要在火焰旁，并在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。倒入锥形瓶中，塞好棉塞。稀释土壤溶液的过程，每一
7、步都要在稀释土壤溶液的过程，每一步都要在_旁操作。旁操作。火焰火焰筛选的微生物种类不同，样品的稀释度也不同。如：筛选的微生物种类不同，样品的稀释度也不同。如：筛选微生物种类筛选微生物种类稀释倍数稀释倍数细菌细菌_放线菌放线菌_真菌真菌_10104 4、10105 5、10106 610103 3、10104 4、10105 510102 2、10103 3、10104 4(3)(3)微生物的培养与观察。微生物的培养与观察。连线：连线：观察指标：观察菌落的观察指标：观察菌落的_、大小、隆起程度和、大小、隆起程度和_等方面。等方面。(4)(4)菌种鉴定。菌种鉴定。原理：细菌合成的原理：细菌合成的_
8、能够将尿素分解成氨，使能够将尿素分解成氨，使培养基中的培养基中的pH_pH_。方法：加入方法：加入_，如果指示剂变红，则可，如果指示剂变红，则可以初步鉴定该细菌为尿素分解菌。以初步鉴定该细菌为尿素分解菌。形状形状颜色颜色脲酶脲酶升高升高酚红指示剂酚红指示剂【判断正误【判断正误】1.1.只要培养基中有尿素即可筛选出分解尿素的细菌。只要培养基中有尿素即可筛选出分解尿素的细菌。( )( )【分析【分析】只有以尿素为唯一氮源的培养基，才能筛只有以尿素为唯一氮源的培养基，才能筛选出分解尿素的细菌。选出分解尿素的细菌。2.2.选择培养基筛选出的微生物只有一种。选择培养基筛选出的微生物只有一种。( )( )
9、【分析【分析】只要能利用选择培养基中特定营养物质的微只要能利用选择培养基中特定营养物质的微生物都可在培养基上生长，从而被一同选出。生物都可在培养基上生长，从而被一同选出。3.3.对照实验可以提高实验结果的可信度。对照实验可以提高实验结果的可信度。( )( )【分析【分析】设置对照能排除实验组中非测试因素对实验设置对照能排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，使实验结果更加可信。结果的影响，使实验结果更加可信。4.4.统计样品中的活菌数目一般使用平板划线法。统计样品中的活菌数目一般使用平板划线法。( )( )【分析【分析】使用平板划线法能分离微生物，但不能对使用平板划线法能分离微生物，但不能对微
10、生物进行计数。微生物进行计数。5.5.显微镜直接计数法统计的都是活菌。显微镜直接计数法统计的都是活菌。( )( )【分析【分析】显微镜直接计数法统计的是活菌和死菌。显微镜直接计数法统计的是活菌和死菌。6.6.土壤中的微生物大多生活在富含有机质的土壤表土壤中的微生物大多生活在富含有机质的土壤表层。层。( )( )【分析【分析】土壤是微生物的天然培养基，在富含有机土壤是微生物的天然培养基，在富含有机质的土壤表层，有更多的微生物生长。质的土壤表层，有更多的微生物生长。7.7.土壤样品稀释时不同的微生物应该选择不同的稀释土壤样品稀释时不同的微生物应该选择不同的稀释度。度。( )( )【分析【分析】土壤
11、中不同微生物的数量不同，应该选择不土壤中不同微生物的数量不同，应该选择不同的、合适的稀释度，以得到菌落数在同的、合适的稀释度，以得到菌落数在3030300300的平板。的平板。8.8.伊红美蓝培养基可用来鉴定大肠杆菌。伊红美蓝培养基可用来鉴定大肠杆菌。( )( )【分析【分析】大肠杆菌在伊红美蓝培养基上的菌落呈现大肠杆菌在伊红美蓝培养基上的菌落呈现黑色，可以此来鉴定大肠杆菌。黑色，可以此来鉴定大肠杆菌。主题主题1 1研究培养基对微生物的选择作用研究培养基对微生物的选择作用【互动探究【互动探究】1.1.筛选分解尿素的细菌的选择培养基：筛选分解尿素的细菌的选择培养基：教材教材P22P22左上方侧栏
12、是本课题使用的培养基配方，请分左上方侧栏是本课题使用的培养基配方，请分析：析：(1)(1)在培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮在培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？源的分别是什么物质？提示：提示：碳源是碳源是葡萄糖葡萄糖，氮源是，氮源是尿素尿素。(2)(2)分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择的？的？提示：提示：该选择培养基的配方中，该选择培养基的配方中，尿素尿素是培养基中的唯是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。长。(3)(3)为什么只
13、有能分解尿素的微生物才能在该培养基上为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？生长？提示：提示：分解尿素的微生物能合成分解尿素的微生物能合成脲酶脲酶，而，而脲酶脲酶可将尿可将尿素分解成素分解成氨氨，从而为微生物提供氮源。，从而为微生物提供氮源。2.2.设计对照实验：设计对照实验：(1)(1)如何验证该选择培养基的确筛选到了能分解尿素的如何验证该选择培养基的确筛选到了能分解尿素的细菌？细菌？提示：提示：增设增设牛肉膏蛋白胨牛肉膏蛋白胨基础培养基并进行涂布平板基础培养基并进行涂布平板操作，如果操作，如果牛肉膏蛋白胨牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显培养基上的菌落数明显多于多于选择培养基上的菌
14、落数，则说明选择培养基的确起到选择培养基上的菌落数，则说明选择培养基的确起到了筛选能分解尿素的细菌的作用。了筛选能分解尿素的细菌的作用。(2)(2)如何验证所用的选择培养基没有受到污染？如何验证所用的选择培养基没有受到污染？提示：提示：设置一个设置一个未涂布平板的未涂布平板的能筛选分解尿素的细菌能筛选分解尿素的细菌的选择培养基。的选择培养基。【探究总结【探究总结】1.1.培养基中有无杂菌污染的判断方法：培养基中有无杂菌污染的判断方法：(1)(1)若对照的培养皿中无菌落生长，说明未被杂菌污染。若对照的培养皿中无菌落生长，说明未被杂菌污染。(2)(2)若培养基中菌落数偏高，说明被杂菌污染。若培养基
15、中菌落数偏高，说明被杂菌污染。(3)(3)若菌落形态多样，菌落数偏高，说明培养基中混入若菌落形态多样，菌落数偏高，说明培养基中混入其他杂菌。其他杂菌。2.2.选择培养基的筛选作用：若牛肉膏蛋白胨培养基上选择培养基的筛选作用：若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，说明选择培养的菌落数目大于选择培养基上的数目，说明选择培养基具有筛选作用。基具有筛选作用。主题主题2 2进行微生物数量的测定进行微生物数量的测定【互动探究【互动探究】1.1.统计菌落数目：统计菌落数目：甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品甲、乙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。在对应稀释倍数
16、为中的细菌数。在对应稀释倍数为10106 6的培养基中，得到的培养基中，得到以下两种统计结果。以下两种统计结果。(1)(1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为为230230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？提示：提示：不真实不真实。为增加实验的说服力与准确性，应设。为增加实验的说服力与准确性，应设置置重复实验重复实验，在同一稀释度下涂布，在同一稀释度下涂布3 3个平板，统计结果个平板，统计结果后计算后计算平均值平均值。(2)(2)乙同学在该浓度下涂布了乙同学在该浓度下涂布了3 3个平板，统计的
17、菌落数个平板，统计的菌落数分别为分别为2121、212212、256256，该同学将，该同学将2121舍去，然后取平均舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？提示：提示：不合理不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的实验的结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的影响因素影响因素，找出差异的原因，需，找出差异的原因，需重新实验重新实验，而不能简，而不能简单地舍弃后进行计数。单地舍弃后进行计数。(3)(3)某同学在三种稀释度下吸取某同学在三种稀释度下吸取0
18、.1 mL0.1 mL的菌液涂布平板，的菌液涂布平板，统计菌落数，得到了以下的数据，试计算统计菌落数，得到了以下的数据，试计算1 g1 g样品的活样品的活菌数。菌数。平板平板稀释度稀释度平板平板1 1平板平板2 2平板平板3 310104 432032036036035635610105 521221223423428728710106 6212123231818提示：提示：10105 5的稀释度下取的稀释度下取0.1 mL0.1 mL涂布的三个平板上的菌涂布的三个平板上的菌落数在落数在3030300300，计算其平均值为，计算其平均值为(212+234+287)/3(212+234+287)
19、/3244244。进一步可以换算出。进一步可以换算出1 g1 g样品中活菌数为样品中活菌数为(244(2440.1)0.1)10105 5=2.44=2.4410108 8。(4)(4)统计的菌落数比活菌的实际数目低，原因是统计的菌落数比活菌的实际数目低，原因是_。当两当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落菌落2.2.对照实验设计的分析：对照实验设计的分析：分析分析“设置对照设置对照”中的实例，探讨下列问题：中的实例，探讨下列问题：(1)(1)在在A A同学确定自己操作无误的情况下，同学确定自己操作无误的情况下，A A同学得出的同学得出
20、的菌落数多于其他同学的原因可能有哪些？菌落数多于其他同学的原因可能有哪些？提示：提示：可能是他选择的可能是他选择的土壤样品土壤样品不同于其他同学；可不同于其他同学；可能是能是培养基培养基受到了污染。受到了污染。(2)(2)如何设计对照实验帮助如何设计对照实验帮助A A同学排除上述两个可能影同学排除上述两个可能影响实验结果的因素：响实验结果的因素：提示提示：其他同学取与其他同学取与A A同学一样的土壤进行实验，如同学一样的土壤进行实验，如果统计结果果统计结果与与A A同学同学一致，则可以确定是一致，则可以确定是土壤样品土壤样品不同不同于其他同学；于其他同学；将将A A同学配制的培养基在同学配制的
21、培养基在不加土样不加土样的情况下培养作为的情况下培养作为空白对照，以判断培养基是否受到污染。空白对照，以判断培养基是否受到污染。3.3.微生物数量测定的实验设计：微生物数量测定的实验设计：(1)(1)分离不同的微生物要采用不同的稀释度，原因是分离不同的微生物要采用不同的稀释度，原因是：_。土壤中各种微生物的数量是不同的，为获得不同类型土壤中各种微生物的数量是不同的，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离(2)(2)怎样根据结果判断样品稀释操作是否成功？怎样根据结果判断样品稀释操作是否成功？提示：提示：若得到了若得到了2 2个或个或2 2个以上
22、菌落数目在个以上菌落数目在3030300300的平的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。数。(3)(3)本实验中应如何统计培养基上生长的菌落数？本实验中应如何统计培养基上生长的菌落数？提示：提示：每隔每隔2424 h h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。定时的记录作为结果。【探究总结【探究总结】稀释涂布平板法的三个易错提醒稀释涂布平板法的三个易错提醒(1)(1)稀释涂布平板法所选择倒平板的稀释度很重要，一稀释涂布平板法所选择倒平板的稀释度很重要，一般以般以3 3个稀释度中的第二个稀释
23、度倒平板所出现的平均个稀释度中的第二个稀释度倒平板所出现的平均菌落数在菌落数在5050个左右的最好。个左右的最好。(2)(2)在设计实验时，一定要涂布至少在设计实验时，一定要涂布至少3 3个平板作为重复个平板作为重复组。组。(3)(3)在分析结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果在分析结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，如果差别过大，则意味着操作有误，需要是否一致，如果差别过大，则意味着操作有误，需要重新实验。重新实验。二者比较如下二者比较如下: :内容内容直接计数法直接计数法间接计数法间接计数法主要用具主要用具显微镜、细菌计数板显微镜、细菌计数板培养基培养基计数依据计数依据菌株本
24、身菌株本身培养基上菌落培养基上菌落数数优点优点计数方便、操作简单计数方便、操作简单计数的是活菌计数的是活菌内容内容直接计数法直接计数法间接计数法间接计数法缺点缺点死菌、活菌都计算死菌、活菌都计算在内在内操作较复杂操作较复杂, ,且有且有一定误差一定误差计算公式计算公式每毫升原液含菌株每毫升原液含菌株数数=400=4001 0001 000每每小格平均菌株数小格平均菌株数稀释倍数稀释倍数每毫升原液含菌株每毫升原液含菌株数数= = 稀释倍数稀释倍数平均菌落数所用涂布液的体积（mL）2.2.实验结果分析实验结果分析: :内容内容现象现象结论结论有无杂有无杂菌污染菌污染的判断的判断对照的培养皿中无菌落
25、对照的培养皿中无菌落生长生长未被杂菌污染未被杂菌污染培养基中菌落数偏高培养基中菌落数偏高被杂菌污染被杂菌污染菌落形态多样菌落形态多样, ,菌落数偏菌落数偏高高培养基中混入其培养基中混入其他杂菌他杂菌选择培养选择培养基的筛选基的筛选作用作用牛肉膏蛋白胨培养基上牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培的菌落数目大于选择培养基上的数目养基上的数目选择培养基具有选择培养基具有筛选作用筛选作用内容内容现象现象结论结论样品的样品的稀释操作稀释操作得到得到3 3个或个或3 3个以上菌落数个以上菌落数目在目在3030300300的平板的平板操作成功操作成功重复组的重复组的结果结果若选取同一种土样若选取同一种土
26、样, ,统计结果应接近统计结果应接近2 2(2017(2017全国卷全国卷)某些土壤细菌可将尿素分解成某些土壤细菌可将尿素分解成COCO2 2和和NHNH3 3，供植物吸收和利用。回答下列问题：供植物吸收和利用。回答下列问题：(1)(1)有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生_。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物COCO2 2作为碳源，原因是作为碳源，原因是_，但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_ ( (答出两点即可答出两点即可) )。脲酶脲酶分解尿素的细菌是异养生物，不能利用分解尿素的细菌是异养生物，不能利用CO2CO2合成有机物合成有机物为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原材料为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原材料
