资源简介

1.2.2微生物的选择培养和计数 导学案
一、核心素养
1.生命观念：理解微生物选择培养和计数的原理，认识微生物在不同环境中的生存策略和数量变化对生态系统的影响。
2.科学思维：通过分析选择培养基的配方和微生物计数方法的原理，培养逻辑推理、批判性思维和模型构建能力。
3.科学探究：开展微生物选择培养和计数的实验，学会实验设计、数据收集与分析，提升科学探究能力。
4.社会责任：关注微生物选择培养和计数技术在工业、农业、医疗及环境保护等领域的应用，增强对生物技术安全性和伦理问题的认识。
二、教学重难点
教学重点
1.选择培养基的作用原理及制备方法。
2.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法等微生物计数方法的操作及原理。
3.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验。
教学难点
1.理解选择培养基中特定成分对微生物的选择作用机制。
2.掌握微生物计数方法的误差分析及实验结果的正确处理。
三、自主预习
选择培养基
1.概念：在微生物学中，将允许______种类的微生物生长，同时抑制或阻止______种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
2.选择机制：
利用微生物对某种______的特殊需求，例如，在培养基中加入______，可筛选能分解尿素的细菌。因为只有能合成______的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。
参考答案：
特定；其他； 营养物质；尿素；脲酶
（二）微生物的计数
1.显微镜直接计数法
原理：利用特定的______，在显微镜下直接对微生物进行计数。计数室是一个特制的载玻片，上面有精确划分的小方格，每个小方格的体积是已知的。将稀释后的菌液滴加到计数室，通过统计小方格内的微生物数量，再根据菌液的稀释倍数和小方格的体积，计算出单位体积样品中的微生物总数。
操作步骤：
制作装片：将清洁干燥的血细胞计数板放在载物台上，用______吸取少量充分混匀的菌液，从计数板______边缘滴一小滴，让菌液自行渗入计数室，注意不可有气泡产生。
计数：在显微镜下，根据______原则，对计数室内不同位置的小方格中的微生物进行计数。对于压在小方格线上的微生物，一般只计数______的个体。
计算：若计数室的长和宽各为 1mm，深度为 0.1mm，每个小方格的面积为______mm ，菌液稀释倍数为 n，5 个中方格（每个中方格含 25 个小方格）内的微生物总数为 a，则 1mL 菌液中的微生物数量为______个。
优点与缺点：
优点：操作______，能快速得出结果，可用于观察微生物的形态和结构。
缺点：不能区分死菌与活菌，会导致计数结果比实际活菌数______。
2.稀释涂布平板法
原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个______，来源于样品稀释液中的一个______。通过统计平板上的菌落数，根据公式计算出样品中的活菌数目。统计的菌落数往往比活菌的实际数目______，因为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。
操作步骤：
样品稀释：将待分离的样品进行一系列梯度稀释，通常采用______稀释法，如 10 、10 、10 等不同稀释度。稀释度的选择要合适，一般以每个平板上出现______个菌落为宜。
涂布平板：用______将不同稀释度的菌液分别均匀涂布到固体培养基表面。涂布时，要注意将涂布器进行______灭菌，冷却后再蘸取菌液进行涂布。
培养与计数：将涂布好的平板放入适宜温度的培养箱中培养，待菌落长出后，选择菌落数在______范围的平板进行计数。统计平板上的菌落数，根据公式：每克样品中的菌株数 =（同一稀释度 3 个平板上菌落数的平均值 ÷ 涂布平板时所用稀释液体积）× 稀释倍数，计算出样品中的活菌数。
注意事项：
为保证结果准确，一般选择菌落数在 30 - 300 的平板进行计数，同时每个稀释度至少涂布______个平板，取平均值。
操作过程要严格遵循无菌技术，防止杂菌污染，影响计数结果。
参考答案：
计数板；滴管；盖玻片；“计上不计下，计左不计右”；相邻两边及其顶角；0.0025；50000a×n；简单；偏高；菌落；活菌；低；系列；30 - 300；涂布器；灼烧；30 - 300；3
（三）实验：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.实验原理：
土壤中存在着大量的微生物，其中有些细菌能产生______，将尿素分解为氨，使培养基的______升高。
在以______为唯一氮源的选择培养基上，只有能分解尿素的细菌才能生长繁殖，而其他微生物则受到抑制。
在培养基中加入______指示剂，当培养基中的尿素被分解成氨后，氨会使培养基的 pH 升高，指示剂会变红，从而可以初步鉴定该细菌能分解尿素。
2.实验步骤：
土壤取样：从肥沃、湿润的土壤中获取土样，因为这样的土壤中微生物种类和数量______。
制备培养基：制备以______为唯一氮源的选择培养基，并进行灭菌处理。
样品稀释：将采集的土壤样品进行梯度稀释，一般选用 10 、10 、10 等稀释度。
涂布平板：将不同稀释度的菌液分别涂布到选择培养基平板上，每个稀释度涂布至少______个平板。
培养：将平板放入______℃的恒温培养箱中培养 1 - 2 天。
观察与计数：观察平板上菌落的形态、颜色等特征，统计菌落数在______范围的平板，计算出每克土壤样品中的细菌数。同时，挑取平板上的单个菌落，接种到含有酚红指示剂的培养基上，进一步鉴定是否为能分解尿素的细菌。若菌落周围出现______，则说明该细菌能分解尿素。
参考答案：
脲酶；pH；尿素；酚红；较多；尿素；3；30 - 37；30 - 300；红色环带
四、习题巩固
1.下列关于选择培养基的叙述，错误的是（ ）
A. 选择培养基可以允许特定种类的微生物生长
B. 选择培养基可以抑制或阻止其他种类微生物生长
C. 选择培养基的选择作用是通过特定的营养成分或化学物质实现的
D. 所有微生物都能在选择培养基上生长
2.利用以尿素为唯一氮源的培养基筛选能分解尿素的细菌，其原理是（ ）
A. 该培养基含有尿素，其他微生物不能利用尿素作为氮源
B. 能分解尿素的细菌能产生脲酶，将尿素分解为氨，从而在该培养基上生长
C. 该培养基中不含其他氮源，只有能分解尿素的细菌才能生存
D. 以上说法都正确
3.用显微镜直接计数法对微生物进行计数时，下列操作错误的是（ ）
A. 将计数板放在载物台上，用滴管吸取菌液滴加到计数室
B. 计数时，对压在小方格线上的微生物全部进行计数
C. 计算时，要考虑菌液的稀释倍数
D. 操作过程要保持计数板的清洁
4.稀释涂布平板法用于微生物计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是（ ）
A. 培养过程中有些活菌死亡
B. 涂布过程中有些菌液没有涂布均匀
C. 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
D. 培养基营养成分不足，影响了微生物的生长
5.在土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中，下列说法错误的是（ ）
A. 选择培养基应以尿素为唯一氮源
B. 土壤取样时应选择肥沃、湿润的土壤
C. 稀释涂布平板时，每个稀释度只需涂布一个平板
D. 培养后可根据菌落周围是否出现红色环带来鉴定是否为能分解尿素的细菌
习题巩固参考答案及解析
1.答案：D
解析：A 选项：选择培养基的定义就是允许特定种类的微生物生长，该选项正确。
B 选项：同时选择培养基能抑制或阻止其他种类微生物生长，该选项正确。
C 选项：其选择作用通过特定营养成分（如以尿素为唯一氮源筛选分解尿素的细菌）或化学物质（如添加抗生素筛选抗性微生物）实现，该选项正确。
D 选项：只有特定种类微生物能在选择培养基上生长，并非所有微生物，该选项错误。
2.答案：D
解析：A 选项：其他微生物不能利用尿素作为氮源，只有能分解尿素的细菌能利用，该选项正确。
B 选项：能分解尿素的细菌产生脲酶分解尿素为氨，从而获取氮源生长，该选项正确。
C 选项：培养基以尿素为唯一氮源，只有能分解尿素的细菌能生存，该选项正确。
综合以上，D 选项正确。
3.答案：B
解析：A 选项：将计数板放载物台，用滴管滴加菌液到计数室，操作正确。
B 选项：计数时应遵循 “计上不计下，计左不计右” 原则，对压在小方格线上的微生物只计数相邻两边及其顶角的个体，并非全部计数，该选项错误。
C 选项：计算时需考虑菌液稀释倍数，才能得出准确微生物数量，该选项正确。
D 选项：操作过程保持计数板清洁，以免杂质影响计数，该选项正确。
4.答案：C
解析：A 选项：培养过程活菌死亡不是统计菌落数比活菌实际数目低的主要原因，该选项错误。
B 选项：涂布不均匀主要影响平板上菌落分布，不是导致计数偏低的原因，该选项错误。
C 选项：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，所以统计的菌落数比活菌实际数目低，该选项正确。
D 选项：培养基营养成分不足影响微生物生长，但不是计数结果偏低的原因，该选项错误。
5.答案：C
解析：A 选项：实验选择培养基以尿素为唯一氮源筛选分解尿素的细菌，该选项正确。
B 选项：肥沃、湿润土壤微生物种类和数量多，利于获取目标细菌，该选项正确。
C 选项：稀释涂布平板时每个稀释度至少涂布 3 个平板，取平均值保证结果准确，不是只涂布一个平板，该选项错误。
D 选项：分解尿素的细菌使培养基中尿素分解为氨，pH 升高，酚红指示剂变红，出现红色环带，可据此鉴定，该选项正确。

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