资源简介

(共53张PPT)
第1章
第2节
第2课时　微生物的选择培养和计数
生 物
2026
内容索引
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
自主预习 新知导学
一、选择培养基
1.筛选微生物的原理: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:在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称为选择培养基。
二、微生物的选择培养
1.目的菌:土壤中能分解尿素的细菌。
2.接种方法:稀释涂布平板法。
3.操作步骤
将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀
↓
取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中,依次等比稀释至107倍
↓
取0.1 mL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培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀
↓
待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入30~37 ℃的恒温培养箱中培养1~2 d。在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落
三、微生物的数量测定
1.测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和利用显微镜进行直接计数。
2.用稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目
(1)原理
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,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
(2)注意事项
①为了保证结果准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。
②同一稀释度下应至少对 3 个平板进行重复计数,然后求出平均值。
③统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
四、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.探究目的
(1)从土壤中分离出能分解尿素的细菌。
(2)计算每克土壤样品中能分解尿素的细菌的数目。
2.基础知识:只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
3实验设计
【预习检测】
1.判断正误。
(1)利用选择培养基可以将目的菌株筛选出来。(　　)
(2)在培养基中加入青霉素,则该培养基允许酵母菌、霉菌生长,阻止一般的细菌生长,故为选择培养基。(　　)
(3)当样品稀释度足够高时,一般平板上一个菌落来源于一个活菌。(　　)
(4)统计结果一般用活菌数来表示。(　　)
(5)利用稀释涂布平板法统计的菌落数目一般远远多于活菌的实际数目。
(　 　)
√
√
√
×
×
(6)常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。(　　)
(7)显微镜直接计数法也适用于统计活菌数目。(　　)
(8)判断培养基中是否有杂菌污染,需将空白培养基和接种的培养基同时进行培养,再进行对照。(　　)
√
×
√
2.某生物科技小组的同学从土壤中分离得到了能够分解尿素的微生物。下列有关叙述错误的是(　　)
A.本实验用到选择培养基,且以尿素为唯一氮源
B.分解尿素的微生物会产生脲酶
C.涂布平板时,应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,使涂布均匀
D.应只选择平板中较大的菌落进行计数
答案:D
3.下列有关用平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌的叙述,正确的是(　　)
A.都需要用液体培养基
B.都需要使用接种环进行接种
C.都需要在酒精灯火焰附近进行接种
D.都可以用菌落数来测定活菌数
答案:C
解析:平板划线法和稀释涂布平板法纯化培养大肠杆菌都需要用固体培养基,都需要在酒精灯火焰附近进行接种,以防止杂菌污染。平板划线法需要使用接种环进行接种,只能分离微生物,不能测定活菌数;稀释涂布平板法需要用涂布器接种,可根据菌落数来测定活菌数。
4.用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数,在对应稀释倍数为106的培养基中, 得到以下几种统计结果,正确的是(　　)
A.涂布了1个平板,统计的菌落数是230
B.涂布了2个平板,统计的菌落数是216和260,取平均值238
C.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是21,212和256,取平均值163
D.涂布了3个平板,统计的菌落数分别是210,240和249,取平均值233
答案:D
解析:在设计实验时,每个稀释度要至少涂布3个平板作为重复组,才能增强实验的说服力与准确性,A、B两项错误。C项虽涂布了3个平板, 但是,其中 1个平板的计数结果与另外2个相差太远,说明在操作过程中可能出现了错误,因此,不能简单地用3个平板的计数值求平均值。
合作探究 释疑解惑
[问题引领]
知识点一　微生物的选择培养
1.下面是筛选分解尿素的细菌的选择培养基的配方,请分析并回答下列问题。
KH2PO4 1.4 g
Na2HPO4 2.1 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
葡萄糖 10.0 g
尿素 1.0 g
琼脂 15.0 g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容至1 000 mL (1)在该培养基的配方中,为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质
提示:为微生物的生长提供碳源的是葡萄糖,提供氮源的是尿素。
(2)根据该培养基的配方分析其对微生物是否具有选择作用。如果具有,是如何进行选择的
提示:是。以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离到能产生脲酶的微生物(即能分解尿素的微生物)。
2.一种自养微生物与多种异养微生物混合在一起,如何将自养微生物选择出来
提示:用不含碳源的培养基进行培养,自养微生物可以利用空气中的CO2,而异养微生物不可以,能在不含碳源的培养基中生存的就是自养微生物。
[归纳提升]
1.选择培养的原理
根据不同微生物的特殊营养需求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。这样的培养基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的生长,从而起到选择目的菌的作用。
2.选择培养基的选择作用
选择培养原理 具体处理 分离菌种
利用营养缺陷型选择培养基进行的选择培养 不加含碳有机物的无碳培养基 分离自养型微生物
无氮培养基 分离固氮微生物
利用微生物(目的菌)对某种营养物质的特殊需求,使该营养物质成为某类微生物的唯一供给者 石油作为唯一碳源的培养基 分离出能降解石油的微生物
尿素作为唯一氮源的培养基 分离能分解尿素的微生物
选择培养原理 具体处理 分离菌种
在完全培养基中加入某些化学物质,利用加入的化学物质抑制某些微生物生长或利于某些微生物生长 加入青霉素等抗生素 能分离出酵母菌和霉菌等真菌,同时抑制细菌的生长
加入高浓度的食盐 分离金黄色葡萄球菌
利用培养条件进行的选择培养 在高温环境中培养 分离耐高温的微生物
将培养基pH调至较低水平 分离耐酸的微生物
在无氧环境中培养 分离厌氧微生物和兼性厌氧微生物
[典型例题]
下表所示为某微生物培养基的配方,下列有关叙述错误的是(　　)
成分 含量
NaNO3 3 g
K2HPO4 1 g
琼脂 15 g
MgSO4·7H2O 0.5 g
FeSO4 0.01 g
葡萄糖 30 g
青霉素 0.1万单位
H2O 定容至1 000 mL
A.依物理性质划分,该培养基属于固体培养基;依用途划分,该培养基属于选择培养基
B.由培养基的成分可知,该培养基所培养微生物的同化作用类型是异养型
C.该培养基中添加的青霉素满足了微生物生长对特殊营养物质的要求
D.若用该培养基分离能分解尿素的细菌,应除去青霉素和NaNO3,并应加入尿素
答案:C
解析:由题表可知,该培养基中含有凝固剂——琼脂,因此从物理性质上看属于固体培养基;该培养基中含有青霉素,因此从用途上看属于选择培养基,A项正确。培养基中加入的葡萄糖属于有机碳源,因此所培养微生物的同化作用类型是异养型,B项正确。培养基中添加的青霉素是为了筛选具有青霉素抗性的微生物,C项错误。若用该培养基分离能分解尿素的细菌,应以尿素为唯一氮源,且青霉素能抑制细菌的生长,故应除去培养基中的青霉素和NaNO3,并加入尿素,D项正确。
【变式训练】
1.选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。利用不含有机物的培养基、缺氮培养基、含尿素(不含其他氮源)的培养基,可从土壤中分离出的微生物依次是(　　)
A.硝化细菌、放线菌、根瘤菌
B.根瘤菌、青霉菌、固氮菌
C.异养型细菌、放线菌、硝化细菌
D.自养型细菌、固氮菌、分解尿素的细菌
答案:D
解析:不含有机物的培养基中能筛选出自养微生物,如硝化细菌;缺氮培养基可以筛选出固氮微生物,如固氮菌;含尿素(不含其他氮源)的培养基能筛选出合成脲酶的微生物,如分解尿素的细菌。
2.下表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是(　　)
A.此培养基可用来培养自养型微生物
B.此表中的营养成分共有3类,即水、无机盐、氮源
C.若除去①,此培养基可培养异养的固氮菌
D.培养基中若加入氨基酸,则它可充当碳源和氮源
答案:C
编号 ① ② ③ ④ ⑤
成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O
含量 0.4 g 4.0 g 0.5 g 0.5 g 定容至
100 mL
解析:由题表可知,该培养基成分中含有水、无机盐、氮源,但不含含碳有机物,可用来培养自养型微生物。培养异养固氮菌的培养基中必须存在含碳有机物,所以该培养基不能用来培养异养的固氮菌。氨基酸中既含碳元素,又含氮元素,故可以充当碳源和氮源。
[问题引领]
知识点二　微生物的数量测定
1.在用稀释涂布平板法对微生物进行计数时,统计菌落数目的理论依据是什么
提示: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。
2.在稀释涂布平板法中,为何需要涂布3个平板
提示:作为重复实验,统计时取平均值,以减少偶然因素对实验结果的影响,增强实验结果的说服力。
3.微生物数量的测定为什么用稀释涂布平板法,而不用平板划线法
提示:平板划线法只有最后一次划线的末端才会形成只由一个微生物形成的菌落,最开始划线的区域微生物很可能长成一片,导致无法计数。此外,灼烧接种环的时候也会杀死一部分微生物。稀释涂布平板法是按照一定浓度梯度稀释样品,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,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
4.稀释涂布平板法和显微镜直接计数法对微生物计数的结果比实际值大,还是比实际值小 试分析原因。
提示:稀释涂布平板法计数的结果比实际值小,原因是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;显微镜直接计数法计数的结果比实际值大,原因是显微镜下无法区分活菌和死菌,计数时包括了死菌。
[归纳提升]
1.用稀释涂布平板法计数微生物的方法
(1)稀释涂布平板法的操作要求:按照平行重复的原则,每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板。
(2)选择可用于计数的平板:选择菌落数为30~300的平板(相同稀释度的平板均符合该特点)进行计数,然后取平均值。
2.平板划线法与稀释涂布平板法的比较
比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法
原理 通过接种环在固体培养基的表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面 将菌液进行一系列的梯度稀释,当样品的稀释度足够高时,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞
主要 步骤 平板划线操作 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
方法 平板划线法 稀释涂布平板法
平板示 意图
优点 可以观察菌落特征,对混合菌进行分离 可以计数,可以观察菌落特征
缺点 不能计数,一般用于菌种的分离纯化 若平板不干燥,则效果不好,容易蔓延
[典型例题]
下列关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述,错误的是(　　)
A.取104、105、106倍稀释的土壤稀释液和无菌水各1 mL,分别涂布于各组平板上
B.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,经高压蒸汽灭菌后倒平板
C.统计的菌落数往往比活菌的实际数目少
D.确定对照组无菌后,选择菌落数为30~300的实验组平板进行计数
答案:A
解析:取104、105、106倍稀释的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL,分别涂布于各组平板上,A项错误。用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基,培养基经过高压蒸汽灭菌后倒平板,B项正确。用稀释涂布平板法统计菌落数目时,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,所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,C项正确。确定对照组无菌后,通常选择菌落数为30~300的实验组平板进行计数,D项正确。
【变式训练】
为了比较手机屏幕与马桶按钮上微生物的多少,两个兴趣小组分别进行了下图所示的实验。下列分析错误的是(　　)
A.通过观察菌落的形态、大小,
可知手机屏幕和马桶按钮上都
存在多种微生物
B.以上两组实验在接种过程中
均需要用到酒精灯、接种环等
C.若两组实验操作均正确且完全一致,则结果截然不同的原因可能是取样部位不同
D.该实验对照组可以设置为取相同培养基接种等量无菌水进行培养
答案:B
解析:由实验结果可知,两组实验均采用稀释涂布平板法,在接种过程中均需要用到酒精灯、涂布器等。
[问题引领]
知识点三　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1.如何设计对照实验验证该选择培养基的确起到了筛选分解尿素的细菌的作用
提示:增设牛肉膏蛋白胨基础培养基并进行涂布平板操作,如果牛肉膏蛋白胨基础培养基上的菌落数明显多于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分解尿素的细菌的作用。
2.下图是土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验中稀释与涂布平板的操作示意图。每个浓度至少设计4个平板,1~3为选择培养基,4为牛肉膏蛋白胨培养基,在本实验中如何探究培养基中是否有杂菌
提示:设置2个平板作为对照:不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基。
3.“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中应如何统计培养基上生长的菌落数
提示: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。
[归纳提升]
1.统计菌落数目
(1)方法:统计样品中微生物数量的方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。常用来统计活菌数目的方法是稀释涂布平板法。
(2)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,就能推测出样品中大约含有多少活菌。
(3)操作
①设置重复组,至少要涂布3个平板,增强实验的说服力与准确性。
②为保证结果准确,一般选择菌落数为30~300的平板进行计数。若某稀释度下得到的3个平板的菌落数不满足均为30~300,则该稀释度不合格;若某稀释度下得到的3个平板上的菌落数差别很大,则说明实验存在问题,应重新进行实验。
③统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
2.实验中的无菌操作
(1)培养基、锥形瓶、试管、铲子、信封等,需要进行灭菌。
(2)称取土壤要在酒精灯火焰附近进行。
(3)稀释土壤溶液的每一步操作都要在酒精灯火焰附近进行。
3.本实验的注意事项
(1)在实验操作中,每个步骤都要注意无菌操作,以防培养基被污染,影响实验效果。
(2)样品稀释液的最佳浓度为培养后每个平板上的菌落数均为30~300的浓度。细菌一般选104、105、106倍稀释的稀释液进行培养。
(3)为排除非测试因素(培养基)的干扰,实验需设置不涂布稀释液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基进行对照。
(4)每一稀释倍数的菌液都至少要涂布3个平板,作为重复实验,求其平均值,若有的平板的菌落数与其他平板相差太大,则需要重新实验。
4.计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M。
C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
[典型例题]
为了解鲜奶中细菌的数量,某兴趣小组尝试对某品牌鲜奶中细菌的含量进行测定。他们用无菌吸管从锥形瓶中吸取1 mL鲜奶稀释液加入盛有9 mL无菌水的试管中,混合均匀,如此再重复2次,操作如下图所示。请回答有关问题。
(1)鲜奶常采用　　　　　　　　　　　　　消毒,这种消毒方法使鲜奶的营养成分不被破坏。
(2)为了对鲜奶中的细菌进行计数,常采用　　　　　　　法。使用该方法时,在取最终的鲜奶稀释液0.1 mL滴在培养基上后,应选择下列工具中的
　　　　(填序号)进行实验操作。若其中一个平板经培养后的菌落分布如图甲所示,则导致该结果的失误操作可能是　　　　　　　。
(3)若用上述方法培养设置3个培养皿,菌落数分别为35、33、34,则可以推测每毫升鲜奶中含细菌　　　　个。运用这种方法统计的结果往往较实际值　　　　(填“偏高”或“偏低”),原因是　　　　　　　　　　。
(4)消毒后的鲜奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用该方法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应做什么改动 　　　　　　　 　。
答案:(1)巴氏消毒法
(2)稀释涂布平板　B　涂布不均匀
(3)3.4×106　偏低　个别菌落可能是由两个或多个细菌形成的
(4)稀释次数减少或稀释倍数减小
解析:(1)巴氏消毒法是指在63~65 ℃消毒30 min或72~76 ℃处理15 s或80~85 ℃处理10~15 s。使用这种方法对鲜牛奶进行消毒的好处是牛奶的营养成分不被破坏。(2)常用稀释涂布平板法对鲜奶中的细菌进行计数。由题图可知,图B为稀释涂布平板法中使用的涂布器。图甲中菌落分布不均匀,可能是涂布不均匀导致的。(3)根据题意可知,每毫升鲜奶中细菌的数量=(35+34+33)÷3÷0.1×104=3.4×106(个)。运用稀释涂布平板法统计时,个别菌落可能是由两个或多个细菌形成的,所以结果往往较实际值偏低。 (4)消毒后的牛奶中绝大部分细菌被杀死,若继续用稀释涂布平板法检测消毒后的牛奶中细菌的数量,则在操作步骤上应减少稀释次数或减小稀释倍数。
【变式训练】
1.从土壤中分离分解尿素的细菌并计数,下列实验操作错误的是(　　)
A.将土壤用无菌水稀释,制备103、104、105、106倍稀释的土壤稀释液
B.将不同浓度的土壤稀释液涂布于不同的平板上,每个稀释度至少涂布3个平板,避免偶然性
C.某稀释度下涂布的3个平板上的菌落数分别为36、220、224,则以160作为记录结果
D.培养基应以尿素为唯一氮源
答案:C
2.在做分离能分解尿素的细菌的实验时,A同学从对应106稀释倍数的培养基上筛选出大约150个菌落,而其他同学在进行规范操作的情况下只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生的原因不可能是(　　)
A.稀释土壤溶液时,未在酒精灯火焰附近进行
B.培养基被污染
C.培养基未进行灭菌处理
D.在酸性土壤中取样
答案:D
课堂小结

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