高中生物选修专题课题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

微生物培养与应用微生物培养与应用第1页课题背景课题背景1 1、尿素利用、尿素利用:尿素尿素是一个主要是一个主要农业氮肥。农业氮肥。尿素尿素不能直接不能直接被农作被农作物物吸收。吸收。土壤中细菌将尿素土壤中细菌将尿素分解成氨分解成氨之后才能被之后才能被植物利用。植物利用。2 2、细菌利用尿素原因、细菌利用尿素原因:第2页3、课题目从土壤中从土壤中分离分离出能够分解尿素细菌出能够分解尿素细菌统计统计每克土壤样品中终究含有多少这么细菌每克土壤样品中终究含有多少这么细菌一一.研究思绪研究思绪.筛选菌株筛选菌株.统计菌落数目统计菌落数目.设置对照设置对照第3页（一）筛选菌株水生耐热细菌Taq耐高温Taq DNA聚合酶选择培养基选择培养基在在微微生生物物学学中中，将将允允许许特特定定种种类类微微生生物物生生长长，同同时时抑抑制制或或阻阻止止其其它它种种类类微微生生物物生生长长培养基。培养基。启示启示?第4页15.0g15.0g琼脂琼脂1.0g1.0g尿素尿素10.0g10.0g葡萄糖葡萄糖0.2g0.2gMgSOMgSO447H7H2 2O O2.1g2.1gNaHNaH2 2POPO4 41.4g1.4gKHKH2 2POPO4 4思索：思索：从物理性质看此培养基属于哪类？从物理性质看此培养基属于哪类？固体培养基固体培养基第5页在此培养基中哪些作为碳源、氮源？在此培养基中哪些作为碳源、氮源？碳源：碳源：葡萄糖、尿素葡萄糖、尿素 氮源：氮源：尿素尿素培养基培养基氮源为尿素氮源为尿素，只有能合成，只有能合成脲酶脲酶微生物才能微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏缺乏脲酶微生物因脲酶微生物因为不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，为不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素微生物。尿素微生物。3 3、培养基选择分解尿素微生物原理？、培养基选择分解尿素微生物原理？第6页1.1.间接计数法（间接计数法（活菌计数法）活菌计数法）原理：原理：在稀释度足够高时，微生物在固体培在稀释度足够高时，微生物在固体培养基上所形成一个菌落是由一个单细胞繁殖而养基上所形成一个菌落是由一个单细胞繁殖而成，即一个菌落代表原先一个单细胞。成，即一个菌落代表原先一个单细胞。每克样品中菌落数每克样品中菌落数(CV)M(CV)M其中，其中，C C代表某一稀释度下平板上生长平均代表某一稀释度下平板上生长平均菌落数，菌落数，V V代表涂布平板时所用稀释液体积代表涂布平板时所用稀释液体积(ml)(ml)，M M代表稀释倍数。代表稀释倍数。2 2、显微镜直接计数：、显微镜直接计数：.统计菌落数目：统计菌落数目：第7页思索书思索书本本22页页问题：问题：说明说明设置重复组设置重复组主要性。主要性。第第一一位位同同学学只只涂涂布布了了一一个个平平板板，没没有有设设置置重重复复组组，所所以以结结果果不不含含有有说说服服力力。第第二二位位同同学学考考虑虑到到设设置置重重复复组组问问题题，涂涂布布了了3 3个个平平板板，不不过过，其其中中1 1个个平平板板计计数数结结果果与与另另2 2个个相相差差太太远远，说说明明在在操操作作过过程程中中可可能能出出现现了了错错误误，所所以以，不不能能简简单单地地将将3 3个个平平板板计计数数值值用用来来求求平平均均值值。这这个个实实例例启启示示学学生生，在在设设计计试试验验时时，一一定定要要涂涂布布最最少少3 3个个平平板板，作作为为重重复复组组，才才能能增增强强试试验验说说服服力力与与准准确确性性。在在分分析析试试验验结结果果时时，一一定定要要考考虑虑所所设设置置重重复复组组结结果果是是否否一一致致，结结果果不不一致，意味着操作有误，需要重新试验。一致，意味着操作有误，需要重新试验。第8页注意事项注意事项为了确保结果准确，普通选择菌落数在为了确保结果准确，普通选择菌落数在3030300300平板上进行计数。平板上进行计数。为使结果靠近真实值可将为使结果靠近真实值可将同一稀释度加到三同一稀释度加到三个或三个以上平皿中个或三个以上平皿中，经涂布，培养计算出菌，经涂布，培养计算出菌落落平均数平均数。统计菌落往往比活菌实际数目低。统计菌落往往比活菌实际数目低。第9页计数法计数法直接计数法、直接计数法、活菌平板计数法、活菌平板计数法、比浊法（比浊法（原理是在一定范围内，菌悬原理是在一定范围内，菌悬原理是在一定范围内，菌悬原理是在一定范围内，菌悬液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密液中细胞浓度与混浊度成正比，即与光密度成正比，菌越多，光密度越大。所以能度成正比，菌越多，光密度越大。所以能度成正比，菌越多，光密度越大。所以能度成正比，菌越多，光密度越大。所以能够借助于分光光度计，在一定波长下，测够借助于分光光度计，在一定波长下，测够借助于分光光度计，在一定波长下，测够借助于分光光度计，在一定波长下，测定菌悬液光密度，以光密度表示菌量。）定菌悬液光密度，以光密度表示菌量。）定菌悬液光密度，以光密度表示菌量。）定菌悬液光密度，以光密度表示菌量。）膜过滤法膜过滤法（当样品中菌数很低时，能（当样品中菌数很低时，能（当样品中菌数很低时，能（当样品中菌数很低时，能够将一定体积湖水海水或饮用水等样品经够将一定体积湖水海水或饮用水等样品经够将一定体积湖水海水或饮用水等样品经够将一定体积湖水海水或饮用水等样品经过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并过膜过滤器。然后将滤膜干燥、染色，并经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上经处理使膜透明，再在显微镜下计算膜上 (或一定面积中或一定面积中或一定面积中或一定面积中 )细菌数细菌数细菌数细菌数）第10页设置对照主要目标设置对照主要目标是排除试验组中是排除试验组中非测试原因非测试原因对对试验结果影响，提升试验结果可信度。试验结果影响，提升试验结果可信度。.设置对照：设置对照：实例：在做分解尿素细菌筛选与统计菌落数目标实例：在做分解尿素细菌筛选与统计菌落数目标试验时，试验时，A A同学从对应同学从对应10106 6倍稀释培养基中筛选出倍稀释培养基中筛选出大约大约150150个菌落，不过其它同学在一样稀释度下个菌落，不过其它同学在一样稀释度下只选择出大约只选择出大约5050个菌落。分析其原因。个菌落。分析其原因。原原因因：土土样样不不一一样样，培培养养基基污污染染或或操操作作失失误误(或者是混入了其它含氮物质或者是混入了其它含氮物质)第11页小结：经过这个事例能够看出，试验结果要有小结：经过这个事例能够看出，试验结果要有说服力，对照设置是必不可少。说服力，对照设置是必不可少。方案一：方案一：由其它同学用与由其它同学用与A同学相同土样进行试验同学相同土样进行试验 方案二：方案二：将将A同学配制培养基在不加土样情况下同学配制培养基在不加土样情况下进行培养，作为空白对照，以证实培养基是否受进行培养，作为空白对照，以证实培养基是否受到污染。到污染。结果预测：结果预测：假如结果与假如结果与A同学一致，则证实同学一致，则证实A无误；无误；假如结果不一样，则证实假如结果不一样，则证实A同学存在操作失误或培同学存在操作失误或培养基配制有问题。养基配制有问题。第12页二二.试验详细操作试验详细操作 .土壤取样土壤取样.制备培养基：制备培养基：制备以制备以尿素尿素为唯一氮源为唯一氮源选择培养基选择培养基。第13页应在火焰旁称取土壤应在火焰旁称取土壤应在火焰旁称取土壤应在火焰旁称取土壤10g10g10g10g。在稀释土壤溶液过程中，每一步都要在火焰旁进行在稀释土壤溶液过程中，每一步都要在火焰旁进行在稀释土壤溶液过程中，每一步都要在火焰旁进行在稀释土壤溶液过程中，每一步都要在火焰旁进行分离不一样微生物采取不一样稀释度原因：不一样微生物在土壤中含量不一样目标：确保获得菌落数在30300之间、适于计数平板三三 样样 品品稀释稀释第14页思思索索：为为何何分分离离不不一一样样微微生生物物要要采采取取不不一一样样稀稀释释度度？测测定定土土壤壤中中细细菌菌总总量量和和测测定定土土壤壤中中能能分分解解尿尿素细菌数量，选取稀释范围相同吗？素细菌数量，选取稀释范围相同吗？原原因因：土土壤壤中中各各类类微微生生物物数数量量（单单位位：株株/kg/kg）是不一样。是不一样。结结论论：为为取取得得不不一一样样类类型型微微生生物物，就就需需要要按按不不一一样样稀稀释释度度进进行行分分离离，同同时时还还应应该该有有针针对对性性地地提提供选择培养条件。供选择培养条件。第15页.取样涂布取样涂布试验时要试验时要对培养皿作对培养皿作好标识。注好标识。注明培养基类明培养基类型、培养时型、培养时间、稀释度、间、稀释度、培养物等。培养物等。假如得到了假如得到了假如得到了假如得到了2 2 2 2个或个或个或个或2 2 2 2个以上菌落数目在个以上菌落数目在个以上菌落数目在个以上菌落数目在30300303003030030300平板，平板，平板，平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落计数，假如则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落计数，假如则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落计数，假如则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落计数，假如同一稀释倍数三个重复菌落数相差较大，表明试验不准同一稀释倍数三个重复菌落数相差较大，表明试验不准同一稀释倍数三个重复菌落数相差较大，表明试验不准同一稀释倍数三个重复菌落数相差较大，表明试验不准确确确确，需要重新试验。，需要重新试验。，需要重新试验。，需要重新试验。第16页.微生物培养与观察微生物培养与观察在菌落计数时，每隔在菌落计数时，每隔24h24h统计一次菌落数目。统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时统计作为结果，选取菌落数目稳定时统计作为结果，以预防因以预防因培养时间不足而造成遗漏菌落数目。培养时间不足而造成遗漏菌落数目。培养不一样微生物往往需要不一样培养温度。培养不一样微生物往往需要不一样培养温度。细菌：细菌：30303737培养培养1 12d2d放线菌：放线菌：25252828培养培养5 57d7d霉菌：霉菌：25252828温度下培养温度下培养3 34d4d。第17页试验设计步骤：试验设计步骤：1、土壤取样、土壤取样2、制备培养基：、制备培养基：3、样品稀释、样品稀释4、取样涂布、取样涂布5、微生物培养与观察、微生物培养与观察第18页微微生生物物培培养养与与观察观察第19页1 1、结结合合对对照照，分分析析培培养养物物中中是是否否有有杂杂菌菌污污染染以以及选择培养基是否筛选出一些菌落。及选择培养基是否筛选出一些菌落。2 2、是是否否取取得得了了某某一一稀稀释释度度下下，菌菌落落数数目目在在3030300300平平板板。在在这这稀稀释释度度下下，是是否否最最少少有有两两个个平平板菌落数相近？板菌落数相近？3 3、你你统统计计每每克克土土壤壤中中含含有有能能分分解解尿尿素素细细菌菌菌菌落落数数是是多多少少？与与其其它它同同学学结结果果靠靠近近吗吗？假假如如差差异异很大，可能是什么原因引发？很大，可能是什么原因引发？三三.结果分析与评价结果分析与评价对照培养皿在培养中无菌落生长，对照培养皿在培养中无菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏蛋白胨培养基菌落数目显牛肉膏蛋白胨培养基菌落数目显著大于选择培养基，说明选择培著大于选择培养基，说明选择培养基含有选择作用。养基含有选择作用。第20页四四.课外延伸课外延伸 在以尿素为唯一氮源培养基中加入在以尿素为唯一氮源培养基中加入酚红指示剂酚红指示剂。培养某种细菌后，假如。培养某种细菌后，假如PHPH升高，指示剂将变红，说明该细菌能够升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素分解尿素。测定饮水中大肠杆菌数量方法是将一定体积水用细测定饮水中大肠杆菌数量方法是将一定体积水用细测定饮水中大肠杆菌数量方法是将一定体积水用细测定饮水中大肠杆菌数量方法是将一定体积水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到菌过滤器过滤后，将滤膜放到菌过滤器过滤后，将滤膜放到菌过滤器过滤后，将滤膜放到 伊红美蓝伊红美蓝伊红美蓝伊红美蓝 培养基上培养基上培养基上培养基上培养，大肠杆菌培养，大肠杆菌培养，大肠杆菌培养，大肠杆菌菌落展现黑色菌落展现黑色菌落展现黑色菌落展现黑色，经过记述得出水样，经过记述得出水样，经过记述得出水样，经过记述得出水样中大肠杆菌数量。中大肠杆菌数量。中大肠杆菌数量。中大肠杆菌数量。第21页大肠杆菌呈大肠杆菌呈 黑色中心黑色中心 ,有或无金属光泽有或无金属光泽大肠杆菌在伊大肠杆菌在伊红美蓝琼脂红美蓝琼脂(EMB)(EMB)上经典特征上经典特征 第22页本课题知识小结本课题知识小结:第23页例题解析例题解析 例例1 1对细菌群体生长规律测定正确表述是对细菌群体生长规律测定正确表述是A A在液体培养基上进行在液体培养基上进行 B B最少接种一个细菌最少接种一个细菌 C C接种一个细菌接种一个细菌 D D及时补充消耗营养物质及时补充消耗营养物质 解析：细菌群体解析：细菌群体生长规律测定生长规律测定是人们在一定条件下进行。这是人们在一定条件下进行。这些条件是：一些条件是：一种细菌、恒定容积培养基，液体培养基、定时测定种细菌、恒定容积培养基，液体培养基、定时测定细菌总数细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌生长规律。测定时只。在这些条件下，才能测定出细菌生长规律。测定时只能用一个细菌子细胞群体改变规律表示微生物生长；恒定容积是能用一个细菌子细胞群体改变规律表示微生物生长；恒定容积是给微生物提供一定生存环境；液体培养基才能经过样品推测细菌给微生物提供一定生存环境；液体培养基才能经过样品推测细菌总数。若接种各种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一个微生总数。若接种各种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一个微生物生长规律。在接种时，要确保一定接种量。物生长规律。在接种时，要确保一定接种量。答案：答案：A A第24页例例2 2在微生物群体生长规律测定中，种内斗在微生物群体生长规律测定中，种内斗争最显著最激烈时期是争最显著最激烈时期是A A调整期调整期 B B对数期对数期 C C稳定时稳定时 D D衰亡期衰亡期解析：种内斗争是一个生态原因。种内斗争反应了种内生物解析：种内斗争是一个生态原因。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源争夺。在生活空间充裕，营养充分时候，对生存空间和生活资源争夺。在生活空间充裕，营养充分时候，种内斗争程度是比较低。伴随微生物个体数目标增加，每个个体种内斗争程度是比较低。伴随微生物个体数目标增加，每个个体生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，和资源争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在在稳定时稳定时种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物数目已经开始降低，种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物数目已经开始降低，pHpH已经极度不适于微生物生存，次级代谢产物积累到很高程度，已经极度不适于微生物生存，次级代谢产物积累到很高程度，这时微生物生存斗争主要是与无机环境斗争。这时微生物生存斗争主要是与无机环境斗争。答案：答案：C C第25页3.3.使用选择培养基目标是（使用选择培养基目标是（）A.A.培养细菌培养细菌 B.B.培养真菌培养真菌 C.C.使需要微生物大量繁殖使需要微生物大量繁殖 D.D.表现某微生物特定性状与其它微生物加以区分表现某微生物特定性状与其它微生物加以区分4.4.能合成脲酶微生物所需要碳源和氮源分别是能合成脲酶微生物所需要碳源和氮源分别是()()A.CO A.CO2 2和和N N2 2 B.B.葡萄糖和葡萄糖和NHNH3 3 C.COC.CO2 2和尿素和尿素 D.D.葡萄糖和尿素葡萄糖和尿素C CD D第26页5.5.以下说法不正确是（以下说法不正确是（）A.A.科学家从科学家从70708080度热泉中分离到耐高温度热泉中分离到耐高温TaqDNATaqDNA聚合聚合酶酶 B.B.统计某一稀释度统计某一稀释度5 5个平板菌落数依次为个平板菌落数依次为M1M1、M2M2、M3M3、M4M4、M5M5，以，以M3M3作为该样品菌落数预计值作为该样品菌落数预计值 C.C.设置对照试验主要目标是排除试验组中非测试原因设置对照试验主要目标是排除试验组中非测试原因对试验结果影响，提升试验结果可信度对试验结果影响，提升试验结果可信度 D.D.同其它生物环境相比，土壤中微生物数量最大，种同其它生物环境相比，土壤中微生物数量最大，种类最多。类最多。6.6.为培养和分离出酵母菌并淘汰杂菌，常在培养基中加为培养和分离出酵母菌并淘汰杂菌，常在培养基中加入（）入（）A.A.较多氮源物质较多氮源物质 B.B.较多碳源物质较多碳源物质 C.C.青霉素类药品青霉素类药品 D.D.高浓度食盐高浓度食盐B BC C第27页利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶惯用菌种分别是（）A酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 C酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌C C第28页测定土壤中细菌数量普通选取104、105和106倍稀释液进行平板培养，而测定真菌数量普通选取102、103和104倍稀释，其原因是()A细菌个体小，真菌个体大B细菌易稀释，真菌不易稀释C细菌在土壤中数量比真菌多D随机，没有原因C第29页用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置对照是()A未接种选择培养基B未接种牛肉膏蛋白胨培养基C接种了牛肉膏蛋白胨培养基D接种了选择培养基C选选C。将菌液稀释相同倍数，在牛肉膏蛋白胨培养。将菌液稀释相同倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长菌落数目应显著多于选择培养基上数目，基上生长菌落数目应显著多于选择培养基上数目，所以，应选牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵所以，应选牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵照是单一变量标准，所以与选择培养基一样接种、照是单一变量标准，所以与选择培养基一样接种、培养。培养。第30页分离土壤中分解尿素细菌，对培养基要求是分离土壤中分解尿素细菌，对培养基要求是()加尿素加尿素不加尿素不加尿素加琼脂加琼脂不加琼脂不加琼脂加葡萄糖加葡萄糖不加葡萄糖不加葡萄糖加硝酸盐加硝酸盐不不加硝酸盐加硝酸盐A BC DC土壤中分解尿素细菌能够合成脲酶，将尿素分解生成氨，利用土壤中分解尿素细菌能够合成脲酶，将尿素分解生成氨，利用尿素中氮合成本身有机物。培养基中只加尿素，分解尿素细菌尿素中氮合成本身有机物。培养基中只加尿素，分解尿素细菌能生长，其它微生物不能生长；分离微生物要用固体培养基；能生长，其它微生物不能生长；分离微生物要用固体培养基；土壤中分解尿素细菌属于异养微生物，需要加葡萄糖作为碳源。土壤中分解尿素细菌属于异养微生物，需要加葡萄糖作为碳源。第31页依据试验原理和材料用具，设计试验确定细菌质粒抗菌素基依据试验原理和材料用具，设计试验确定细菌质粒抗菌素基因所抗抗菌素类别。因所抗抗菌素类别。试验原理：作为运载体质粒带有标识基因，这一标识基因是试验原理：作为运载体质粒带有标识基因，这一标识基因是抗菌素抗性基因，即有抗性基因质粒可用做运载体。抗菌素抗性基因，即有抗性基因质粒可用做运载体。材料用具：青霉素、四环素各材料用具：青霉素、四环素各1010万单位溶液、菌种试管、灭万单位溶液、菌种试管、灭菌含细菌培养基培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、菌含细菌培养基培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、无菌水、恒温箱。无菌水、恒温箱。方法步骤：方法步骤：第一步：分组。第一步：分组。_，用三只注射器分别向用三只注射器分别向3 3个培养基中注入个培养基中注入1 mL1 mL无菌水无菌水_、_，并使之均匀分布在整个培养基，并使之均匀分布在整个培养基表面。表面。第二步：接种。将接种环在第二步：接种。将接种环在_，_接种于接种于三个培养基。三个培养基。第三步：培养。将第三步：培养。将_。答案：方法步骤：第一步：取三个含培养基培养皿，分别编号为1、2、3青霉素液四环素液第二步：酒精灯上灼烧并在酒精灯旁取菌种第三步：接种后培养基放在37 恒温箱中培养二十四小时预期结果及结论：第32页结果结果结论结论1 12 23 3有菌落有菌落有菌落有菌落无菌落无菌落有菌落有菌落无菌落无菌落有菌落有菌落质粒上有两种抗性基因质粒上有两种抗性基因预期结果及结论：预期结果及结论：结果结果结论结论1 12 23 3质粒上有抗青霉素基因质粒上有抗青霉素基因质粒上有抗四环素基因质粒上有抗四环素基因有菌落有菌落有菌落有菌落有菌落有菌落第33页第34页