高中生物选修一学案22 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数Word格式文档下载.docx
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设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。
二、实验设计
1.操作步骤:
土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。
2.土壤取样一般要铲去表层土,因为绝大多数细菌分布于距地表约3~8__cm的土壤层。
3.样品的稀释:
不同的微生物需要稀释的倍数不同,请填写下表:
微生物
稀释倍数
细菌
104、105、106
放线菌
103、104、105
真菌
102、103、104
4.微生物的培养与观察
微生物的生长受温度的影响,菌落的数目和特征是观察的主要内容。
三、操作提示
1.无菌操作:
取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌。
称取土样要在火焰旁进行。
稀释样品要在火焰旁操作。
2.做好标记:
要对平板和试管进行标记,尤其进行系列稀释时要按稀释度递增顺序将试管排列成行。
四、课题延伸
分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨,使培养基的碱性增强。
在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。
判断正误:
(1)选择培养基只允许特定的微生物生长,而抑制或阻止其他微生物的生长( )
(2)对活菌进行计数时,所做的平板越大越好( )
(3)设置对照实验可以排除一些非测试因素对实验结果的影响( )
(4)从土壤中取样时,土层越浅越好( )
(5)来自土壤的微生物稀释倍数越大越好( )
[答案]
(1)√
(2)×
(3)√ (4)×
(5)×
一、选择培养基相关问题分析
1.概念:
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,称作选择培养基。
2.原理:
根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。
例如:
用培养基选择能分解尿素的微生物的原理
培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。
缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源,而不能生长、繁殖,所以用此培养基就能够选择出能分解尿素的微生物。
3.方法
(1)在培养基中加入某种化学物质。
例如,加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌;
加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。
这里的“加入”是在培养成分的基础上加入。
(2)改变培养基中的营养成分。
例如,缺乏氮源时可以分离固氮微生物;
石油作为唯一碳源时,可以分离出能消除石油污染的微生物。
(3)改变微生物的培养条件。
例如,将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物。
1.伊红美蓝培养基为什么不是选择培养基?
[答案] 伊红美蓝只能显示有无大肠杆菌,不能实现只允许一种微生物生存而抑制或影响其他微生物的生存,所以伊红美蓝培养基不是选择培养基。
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?
[答案] 用不含有机碳源的培养基进行培养,因为自养微生物可以利用空气中的CO2而异养微生物不可以,所以能在培养基中生存的就是自养微生物。
3.2013年11月22日凌晨3点,青岛黄岛区发生石油泄漏事件,一些微生物可以有效地分解石油,如何配制选择培养基将这类微生物选择出来?
[答案] 配制的选择培养基中,石油作为唯一的碳源,然后用这种培养基培养多种微生物,凡是能在该种培养基上生存的就是能分解石油的微生物。
1.苯酚是工业生产排放的有毒污染物质,自然界中存在着降解苯酚的微生物。
某工厂产生的废水中含有苯酚,为了降解废水中的苯酚,研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株,筛选的主要步骤如图所示,①为土壤样品。
请回答下列问题。
(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入________作为唯一碳源,②中不同浓度碳源的培养基__________(填“影响”或“不影响”)细菌的数量,如果要测定②中活细菌数量,常采用______________法。
(2)④为对照,微生物在④中不生长,在⑤中生长,④与⑤培养基的主要区别在于______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________;
使用__________________________________法可以在⑥上获得单菌落。
采用固体平板培养细菌时进行倒置培养的原因是____________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)实验过程中如何防止其他微生物的污染?
______________________________________________________________________
[问题导析]
(1)题目中的目的菌株是降解苯酚的细菌,选择培养基与完全培养基相比最大的差别是碳源不同,选择培养基中苯酚是唯一的碳源。
(2)苯酚的浓度会对能分解苯酚的细菌产生影响。
能否生存取决于细菌能否利用苯酚,细菌的分解能力可以通过改变苯酚的浓度判断出来。
[答案]
(1)苯酚 影响 稀释涂布平板
(2)④的培养基没有加入苯酚作为碳源,
⑤的培养基加入苯酚作为碳源 稀释涂布平板法或平板划线 以防止冷凝后形成的水珠滴落在培养基上污染培养基 (3)培养基灭菌,接种环境灭菌,接种过程无菌操作
[解析] 根据微生物对营养的需求,在培养基中加入或不加某些物质以达到促进目的菌生长,抑制或阻止其他杂菌生长的目的,然后再用稀释涂布平板法、平板划线法或其他方法筛选出单个目的菌落,再接种培养即可获得纯目的菌。
为防止培养基中水分蒸发形成的水珠落入培养基中影响菌体生长,所以要将培养皿倒置。
在设计实验中要注意单一变量原则和对照原则,操作中要严格进行无菌操作。
[一题多变]
(1)为什么测定活菌的数量不能用平板划线法?
[答案] 由于在所划的线中,只有最后一次划线的末端才会形成由一个细菌形成的菌落,而其他一些菌落往往由两个细菌或多个细菌繁殖而成,而在计数时一个菌落对应着一个细菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目低于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量。
(2)如何判断培养基是否被污染?
[答案] 在不接种微生物的情况下将培养基在培养箱中进行培养,如果培养基中无菌落出现,则说明没有被污染,如果有菌落出现,则说明培养基被污染。
(3)两位同学在取土壤样品时,一位同学在不含苯酚的土壤中取样,另一位同学在含苯酚的土壤中取样,哪位同学做法较好?
[答案] 在含有苯酚的土壤中取样较好。
二、统计菌落的数目
1.显微镜直接计数法(总菌计数法)
(1)原理:
此法利用特定细菌计数板或血球计数板,在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。
(2)方法:
用计数板计数。
计数板是一块特制的载玻片,上面有一个特定的面积为1mm2和高为0.1mm的计数室,在1mm2的面积里又被划分成25个(或16个)中格,每个中格进一步划分成16个(或25个)小格,但计数室都是由400个小格组成的,如图所示。
(3)计算公式:
每毫升原液所含细菌数=每小格平均细菌数×
400×
10000×
(4)缺点:
不能区分细菌的死活。
2.间接计数法(活菌计数法)
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)计算公式:
每克样品中的菌株数=(C÷
V)×
M。
其中,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稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。
(3)统计方法:
统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计3个平板,计算出平板上菌落数的平均值,然后按公式进行计算。
2.自然界中的微生物往往是混杂生长的。
人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯,然后进行数量的测定。
下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验,请回答有关问题。
步骤如下:
①制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。
②为了得到更加准确的结果,应选用__________法接种样品。
③适宜温度下培养。
结果分析:
(1)测定大肠杆菌数时,在对应稀释倍数为106的培养基中,得到以下几种统计结果,与事实更加接近的是__________。
A.一个平板,统计的菌落数是230
B.两个平板,统计的菌落数是220和260,取平均值240
C.三个平板,统计的菌落数分别是400、212和256,取平均值289
D.四个平板,统计的菌落数分别是210、260、240和250,取平均值240
(2)一同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上菌落数的平均值为212,那么每毫升样品中的菌落数约是(涂布平板时所用的稀释液体积为0.2mL)__________。
(3)用这种方法测定菌体密度时,实际活菌数量要比测得的数量__________(多/少),因为_____________________________________________________________
[问题导析]
(1)因为题中操作的目的需要对大肠杆菌进行数量的测定,所以接种的方法是稀释涂布平板法。
(2)测定活菌数量时,选择的平板越多误差越小,且选择的平板要能形成30~300个菌落。
(3)所做的多个平板中,如果其中一个平板中菌落的数目
明显多于或少于其他几个平板,则说明该平板不符合要求,应重做或舍弃。
[答案] 步骤②:
稀释涂布平板
(1)D
(2)1.06×
109个
(3)多 当两个或多个细菌连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落
[解析] 若对大肠杆菌进行计数,则需要用稀释涂布平板法接种样品。
(1)应选取多个菌落数相差不大的平板进行计数,取其平均值。
(2)212÷
0.2×
106=1.06×
109(个)。
(3)因为一个菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成,所以实际活菌数量要比测得的数量多。
(1)如果某同学的稀释倍数仅为104,则测定的数值要比题中操作的数值高还是低?
为什么?
[答案] 低,因为稀释倍数太低,则大部分菌落是多个细菌繁殖而成,所以观察到的菌落的数值要低于由单一细菌形成的菌落数值。
(2)第
(1)小题C项中菌落数为400的平板不符合要求,试分析该平板中菌落数