廣東省佛山市高中生物 第二章 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 2.2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)學(xué)案 新人教版選修1 .doc

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課題2 土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.通過(guò)閱讀教材P21～22“能利用選擇培養(yǎng)基分離細(xì)菌?！? 2.結(jié)合教材P22～26能運(yùn)用活菌計(jì)數(shù)法測(cè)定土壤中分解尿素細(xì)菌的數(shù)量 【預(yù)習(xí)案】 一、研究思路 1.篩選菌株 (1)PCR技術(shù)要用到一種關(guān)鍵酶—— ，這種酶只能在耐 環(huán)境的微生物中獲得。 (2)微生物篩選的原理是：人為提供有利于 生長(zhǎng)的條件(包括 、 、pH等)，同時(shí) 或阻止其他微生物的生長(zhǎng)，該類培養(yǎng)基是 。 2.(1)在稀釋涂布平板法和平板劃線法兩種方法中， 適合統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目。該方法要求對(duì)樣品的稀釋度要 ，確保一個(gè)菌落來(lái)源于 。 (2)用于活菌計(jì)數(shù)的平板要形成 個(gè)菌落。所統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)值要 ，原因是 連在一起時(shí)觀察到的僅是一個(gè)菌落。 3.設(shè)置對(duì)照：目的是排除實(shí)驗(yàn)組中 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.操作步驟：土壤取樣→ →微生物的 。 2.土壤取樣一般要鏟去 ，因?yàn)榻^大多數(shù)細(xì)菌分布于距地表約 的土壤層。 3.樣品的稀釋：不同的微生物需要稀釋的倍數(shù)不同，請(qǐng)?zhí)顚懴卤? 微生物 稀釋倍數(shù) 細(xì)菌 放線菌 真菌 4.微生物的培養(yǎng)與觀察 微生物的生長(zhǎng)受 的影響，菌落的數(shù)目和 是觀察的主要內(nèi)容。 三、操作提示 1.無(wú)菌操作：取土樣用的 和盛土樣的 在使用前都需要滅菌。稱取土樣要在 旁進(jìn)行。稀釋樣品要在 旁操作。 2.做好標(biāo)記：要對(duì) 和試管進(jìn)行標(biāo)記，尤其進(jìn)行系列稀釋時(shí)要按 順序?qū)⒃嚬芘帕谐尚小? 四、課題延伸 分解尿素的細(xì)菌合成的 將尿素分解成了氨，使培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)。在以 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入 指示劑培養(yǎng)細(xì)菌，若指示劑變 ，可以初步鑒定該種細(xì)菌能夠分解 。 （一）、選擇培養(yǎng)基 1.選擇培養(yǎng)基的制作方法 (1)在培養(yǎng)基全部營(yíng)養(yǎng)成分具備的前提下，依據(jù)某些微生物對(duì)某些物質(zhì)的抗性，在培養(yǎng)基中加入某些物質(zhì)，以抑制不需要的微生物，促進(jìn)所需要的微生物生長(zhǎng)，如培養(yǎng)基中加入高濃度食鹽時(shí)可抑制多種細(xì)菌的生長(zhǎng)，但不影響金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，從而可將該菌分離出來(lái)；而在培養(yǎng)基中加入青霉素時(shí)可抑制細(xì)菌、放線菌的生長(zhǎng)，從而分離得到酵母菌和霉菌等。 (2)通過(guò)改變培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分達(dá)到分離微生物的目的：培養(yǎng)基中缺乏氮源時(shí)，可分離自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而無(wú)法生存；培養(yǎng)基中若缺乏有機(jī)碳源則異養(yǎng)微生物無(wú)法生存，而自養(yǎng)微生物可利用空氣中的CO2制造有機(jī)物生存。 (3)利用培養(yǎng)基的特定化學(xué)成分分離特定微生物：如當(dāng)石油是唯一碳源時(shí)，可抑制不能利用石油的微生物的生長(zhǎng)，使能夠利用石油的微生物生存，從而分離出能消除石油污染的微生物。 (4)通過(guò)某些特殊環(huán)境分離微生物：如在高鹽環(huán)境中可分離耐鹽菌，其他菌在鹽濃度高時(shí)易失水而不能生存；在高溫環(huán)境中可分離得到耐高溫的微生物，其他微生物在高溫環(huán)境中因酶失活而無(wú)法生存。 2.結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 內(nèi)容 現(xiàn)象 結(jié)論 有無(wú)雜菌污染的判斷 對(duì)照的培養(yǎng)皿中無(wú)菌落生長(zhǎng) 未被雜菌污染 對(duì)照的培養(yǎng)皿中有菌落生長(zhǎng) 被雜菌污染 選擇培養(yǎng)基的篩選作用 牛肉膏培養(yǎng)基上的菌落數(shù)目大于選擇培養(yǎng)基上的數(shù)目 選擇培養(yǎng)基具有篩選作用 樣品的稀釋操作 得到兩個(gè)或兩個(gè)以上菌落數(shù)目在30～300的平板 操作成功 重復(fù)組的結(jié)果 若選取同一種土樣，統(tǒng)計(jì)結(jié)果應(yīng)接近 應(yīng)用示例 1.苯酚是工業(yè)生產(chǎn)排放的有毒污染物質(zhì)，自然界中存在著降解苯酚的微生物。某工廠產(chǎn)生的廢水中含有苯酚，為了降解廢水中的苯酚，研究人員從土壤中篩選獲得了只能降解利用苯酚的細(xì)菌菌株，篩選的主要步驟如圖所示，①為土壤樣品。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)②中培養(yǎng)目的菌株的選擇培養(yǎng)基中應(yīng)加入 作為唯一碳源，②中不同濃度碳源的培養(yǎng)基 (A.影響；B.不影響)細(xì)菌的數(shù)量，如果要測(cè)定②中活細(xì)菌數(shù)量，常采用 法。 (2)④為對(duì)照，微生物在④中不生長(zhǎng)，在⑤中生長(zhǎng)，④與⑤培養(yǎng)基的主要區(qū)別在于 ； 使用 法可以在⑥上獲得單菌落。采用固體平板培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)進(jìn)行倒置培養(yǎng)的原因是 。 (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如何防止其他微生物的污染？ 。 答案　(1)苯酚　A　稀釋涂布平板　 (2)④的培養(yǎng)基沒(méi)有加入苯酚作為碳源，⑤的培養(yǎng)基加入苯酚作為碳源　稀釋涂布平板法或平板劃線　以防止冷凝后形成的水珠滴落在培養(yǎng)基上污染培養(yǎng)基　 (3)培養(yǎng)基滅菌，接種環(huán)境滅菌，接種過(guò)程無(wú)菌操作 一題多變 (1)為什么測(cè)定活菌的數(shù)量不能用平板劃線法？ 答案　由于在所劃的線中，只有最后一次劃線的末端才會(huì)形成由一個(gè)細(xì)菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由兩個(gè)細(xì)菌或多個(gè)細(xì)菌繁殖而成，而在計(jì)數(shù)時(shí)一個(gè)菌落對(duì)應(yīng)著一個(gè)細(xì)菌，這樣在劃線所得的平板中，菌落數(shù)目低于活菌的實(shí)際數(shù)值，所以不能用平板劃線法測(cè)定活菌數(shù)量。 (2)如何判斷培養(yǎng)基是否被污染？ 答案　在不接種微生物的情況下將培養(yǎng)基在培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，如果培養(yǎng)基中無(wú)菌落出現(xiàn)，則說(shuō)明沒(méi)有被污染，如果有菌落出現(xiàn)，則說(shuō)明培養(yǎng)基被污染。 (3)兩位同學(xué)在取土壤樣品時(shí)，一位同學(xué)在不含苯酚的土壤中取樣，另一位同學(xué)在含苯酚的土壤中取樣，哪位同學(xué)做得較好？ 答案　在含有苯酚的土壤中取樣較好。 二、統(tǒng)計(jì)菌落的數(shù)目 1.顯微鏡直接計(jì)數(shù)法(總菌計(jì)數(shù)法) (1)原理：此法利用特定細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下計(jì)算一定容積的樣品中微生物的數(shù)量。 (2)方法：用計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)板是一塊特制的載玻片，上面有一個(gè)特定的面積為1 mm2和高為0.1 mm的計(jì)數(shù)室，在1 mm2的面積里又被劃分成25個(gè)(或16個(gè))中格，每個(gè)中格進(jìn)一步劃分成16個(gè)(或25個(gè))小格，但計(jì)數(shù)室都是由400個(gè)小格組成的，如圖所示。 (3)計(jì)算公式：每毫升原液所含細(xì)菌數(shù)＝每小格平均細(xì)菌數(shù)40010 000稀釋倍數(shù) (4)缺點(diǎn)：不能區(qū)分細(xì)菌的死活。 2.間接計(jì)數(shù)法(活菌計(jì)數(shù)法) (1)原理：當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。 (2)計(jì)算公式：每克樣品中的菌株數(shù)＝(CV)M。其中，C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)，V代表涂布平板時(shí)所用稀釋液的體積(mL)，M代表稀釋倍數(shù)。 (3)統(tǒng)計(jì)方法：統(tǒng)計(jì)某一稀釋度下平板上的菌落數(shù)，最好能統(tǒng)計(jì)3個(gè)平板，計(jì)算出平板上菌落數(shù)的平均值，然后按公式進(jìn)行計(jì)算。 【小結(jié)提升】 【典題訓(xùn)練】 1.可以分離并鑒定出分解尿素的細(xì)菌的方法是(　　) A.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅指示劑 B.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入二苯胺試劑 C.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入剛果紅試劑 D.以尿素為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入雙縮脲試劑 2.選擇培養(yǎng)基是根據(jù)某一種或某一類微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或?qū)σ恍┪锢?、化學(xué)抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基。利用這種培養(yǎng)基可以將所需要的微生物從混雜的微生物中分離出來(lái)。為選擇酵母菌和硝化細(xì)菌，應(yīng)選用的培養(yǎng)基分別為(　　) A.伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基、含青霉素培養(yǎng)基 B.含青霉素培養(yǎng)基、含氨的無(wú)機(jī)培養(yǎng)基 C.含氨的無(wú)機(jī)培養(yǎng)基、含青霉素培養(yǎng)基 D.含青霉素培養(yǎng)基、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基 3.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.因?yàn)橥寥乐懈黝愇⑸锏臄?shù)量不同，所以為獲得不同類型的微 生物，要按不同的稀釋倍數(shù)進(jìn)行分離 B.測(cè)定土壤中細(xì)菌的總量和測(cè)定土壤中能分解尿素的細(xì)菌的數(shù)量， 選用的稀釋范圍不同 C.只有得到了3個(gè)或3個(gè)以上菌落數(shù)目在30～300的平板，才說(shuō)明 稀釋操作比較成功，并能夠進(jìn)行菌落的計(jì)數(shù) D.牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的菌落數(shù)明顯大于選擇培養(yǎng)基的數(shù)目，說(shuō) 明選擇培養(yǎng)基已篩選出一些細(xì)菌菌落 4.某同學(xué)要分離土壤中能分解尿素的細(xì)菌，并統(tǒng)計(jì)每克土壤樣品中的活菌數(shù)目，培養(yǎng)基配方如下表： KH2PO4 Na2HPO4 MgSO47H2O 蛋白胨 葡萄糖 尿素 瓊脂 1.4 g 2.1 g 0.2 g 1.0 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g (1)根據(jù)培養(yǎng)基的成分判斷，該同學(xué)能否分離出土壤中分解尿素的細(xì)菌？ (能/不能)，原因是 。 (2)該培養(yǎng)基為 培養(yǎng)基(按物理狀態(tài)分)，因?yàn)榕囵B(yǎng)基中含有 。 (3)要統(tǒng)計(jì)每克土壤樣品中活菌數(shù)目，宜采用 法。根據(jù)土壤樣品的稀釋倍數(shù)和接種稀釋液的體積，統(tǒng)計(jì)平板上的 就能大約推測(cè)出樣品中的活菌數(shù)。 (4)如果把該培養(yǎng)基中的蛋白胨去掉，培養(yǎng)基上的微生物是不是一定都是能分解尿素的細(xì)菌？ 。為什么？ 。 答案　(1)不能　培養(yǎng)基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源，不能選擇出只以尿素為氮源的微生物　 (2)固體　凝固劑瓊脂　 (3)稀釋涂布平板　菌落數(shù)目　 (4)不一定　因?yàn)橛行┪⑸锟梢岳媚蛩胤纸饩暮x產(chǎn)物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖