1.2微生物的培养技术及应用(二)课件--高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx
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1、 自然界中微生物数量繁多,种类庞杂,要想从中分离出需要的特定微自然界中微生物数量繁多,种类庞杂,要想从中分离出需要的特定微生物并不容易,尤其当要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群时,生物并不容易,尤其当要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群时,仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现。 资料资料 19731973年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而从这种菌中提取出耐高温的菌,进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用聚合酶。这种酶目前已被广泛用
2、于体外扩增于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应片段的聚合酶链式反应( (PCR) )。 思考:筛选水生栖热菌的条件是什么?为什么这个条件能让水生栖热思考:筛选水生栖热菌的条件是什么?为什么这个条件能让水生栖热菌菌“脱颖而出脱颖而出”? 7080的高温条件。水生栖热菌能的高温条件。水生栖热菌能适应适应高温环境,而绝大多数微生高温环境,而绝大多数微生物在此条件下不能生存,因此水生栖热菌被筛选出来。物在此条件下不能生存,因此水生栖热菌被筛选出来。 二二、微生物的选择培养和计数、微生物的选择培养和计数 1 1选择选择培养基培养基 在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同在微生物学中,将允许特定种类
3、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。时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。思考思考讨论讨论?选择培养基配方的设计选择培养基配方的设计 尿素尿素CO(NH2)2含氮量高,化学性质相对稳定,是现代农业生产中一含氮量高,化学性质相对稳定,是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土壤后,会被土壤中的某些细菌分解成种重要的氮肥。尿素施入土壤后,会被土壤中的某些细菌分解成NH3,NH3再转化为再转化为NO3-、NH4+等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素,等被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素,是因为它们能合成脲酶,脲酶催化尿素分解产生是因为它们能合成脲酶,脲酶催化尿素分解产生
4、NH3 ,NH3可作为细菌生可作为细菌生长的氮源。长的氮源。 讨论讨论1 1如果让你配制一种培养基,将土壤稀释液中能分解尿素的细如果让你配制一种培养基,将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来,培养基的配方该如何设计?菌分离出来,培养基的配方该如何设计? 培养基的配方中应含有微生物生长所需的营养要素培养基的配方中应含有微生物生长所需的营养要素碳源、氮源、碳源、氮源、水、无机盐等。由于绝大多数微生物都能利用葡萄糖,分解尿素的细菌也水、无机盐等。由于绝大多数微生物都能利用葡萄糖,分解尿素的细菌也能利用葡萄糖,可以用葡萄糖作为碳源,但是,只有能合成脲酶的微生物能利用葡萄糖,可以用葡萄糖作为碳源,但是,
5、只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,在培养基中加入尿素提供氮源,使培养基具有了选择作用。才能分解尿素,在培养基中加入尿素提供氮源,使培养基具有了选择作用。该培养基以尿素作为唯一氮源,只允许以尿素作为氮源的微生物生长。该培养基以尿素作为唯一氮源,只允许以尿素作为氮源的微生物生长。 讨论讨论2 2该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点?该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点? 该培养基与普通培养基相比较,共同点是都以有机碳(如葡萄糖)作该培养基与普通培养基相比较,共同点是都以有机碳(如葡萄糖)作为碳源,都有水和无机盐;不同点是该培养基以尿素作为唯一氮源,使只为碳源,都有水和无机盐;不同点是该培
6、养基以尿素作为唯一氮源,使只有能以尿素作为氮源的微生物生长。有能以尿素作为氮源的微生物生长。 拓展应用拓展应用1 1 反刍动物,如牛和羊,具有特殊的器官反刍动物,如牛和羊,具有特殊的器官瘤胃。在瘤胃中生活着多瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物,其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验,从瘤胃中分种微生物,其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验,从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。离出能够分解尿素的微生物。 提示:反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物,其中也包括分解尿素的提示:反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物,其中也包括分解尿素的微生物。瘤胃中的微生物多为微生物。瘤胃中的微生物多为厌氧厌氧微生物,
7、接触空气后会死亡,因此分离微生物,接触空气后会死亡,因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外,还应参照厌氧微生其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外,还应参照厌氧微生物的培养方法进行实验设计。物的培养方法进行实验设计。 拓展应用拓展应用2 2 地球上的植物每年产生的纤维素超过地球上的植物每年产生的纤维素超过7070亿吨,其中亿吨,其中40%60%40%60%能被土壤能被土壤中某些微生物分解利用,这是因它们能够产生纤维素酶。已知刚果红是一中某些微生物分解利用,这是因它们能够产生纤维素酶。已知刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水种染料,它
8、可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素中加入刚果红时,刚果红与纤维素形成红色复合物;而当纤维素被纤维素分解菌分解后,复合物无法形成,培养基中会出现以这被纤维素分解菌分解后,复合物无法形成,培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈。请回答下列问题。些菌为中心的透明圈。请回答下列问题。 (1 1)现在要从土壤中分离纤维素分解菌,请你给出详细的实验方案。)现在要从土壤中分离纤维素分解菌,请你给出详细的实验方
9、案。 在富含纤维素的环境中进行土壤取样在富含纤维素的环境中进行土壤取样用梯度稀释法制备一系列稀释用梯度稀释法制备一系列稀释液液制备刚果红选择培养基(纤维素为唯一碳源、含有刚果红)制备刚果红选择培养基(纤维素为唯一碳源、含有刚果红)用稀释用稀释涂布平板法接种稀释后的菌液涂布平板法接种稀释后的菌液适宜条件下培养适宜条件下培养挑选产生透明圈的菌落。挑选产生透明圈的菌落。 (2 2)你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌?为什么?)你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌?为什么? 打算到富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌。因为根据生物与环境打算到富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌。因为根据生物与环境的相互
10、依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提高,因此从这种土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境。因此从这种土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境。 (3 3)有同学说,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从已腐烂)有同学说,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。 这一做法可行,通过人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境,使纤维这一做法可行,通过人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境,使纤维素分解菌聚集。滤纸富含纤维素,
11、将滤纸埋在土壤中,纤维素分解菌就会素分解菌聚集。滤纸富含纤维素,将滤纸埋在土壤中,纤维素分解菌就会在滤纸上聚集分解纤维素,可以从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。在滤纸上聚集分解纤维素,可以从腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。鉴别培养基鉴别培养基选择培养基和鉴别培养基选择培养基和鉴别培养基 选择培养基和鉴别培养基是按培养基用途区分的,两者在很多方面具选择培养基和鉴别培养基是按培养基用途区分的,两者在很多方面具有不同的特点,两者比较如下表:有不同的特点,两者比较如下表:项目项目选择培养基选择培养基鉴别培养基鉴别培养基特殊特殊成分成分添加(或缺少)某种化学成分添加(或缺少)某种化学成分加入某种指示剂或化学
12、药品(不影响微生物正常生长)加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)机理机理抵制其他微生物的生长,促进目标微抵制其他微生物的生长,促进目标微生物的生长生物的生长微生物的某种代谢物与培养基中的特定指示剂或化学微生物的某种代谢物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应,使目标菌落出现特定的特征药品发生反应,使目标菌落出现特定的特征平板的平板的菌落菌落只出现目标菌落(其他微生物被抑制)只出现目标菌落(其他微生物被抑制)出现多种菌落,但目标菌落出现特定的特征出现多种菌落,但目标菌落出现特定的特征用途用途培养、分离出目标微生物培养、分离出目标微生物鉴别出目标微生物鉴别出目标微生物举例举例不加氮源
13、,可分离固氮微生物;不加不加氮源,可分离固氮微生物;不加碳源,可分离自养微生物;加青霉素,碳源,可分离自养微生物;加青霉素,可分离酵母菌等真菌。可分离酵母菌等真菌。用伊红亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用水或乳制品中是用伊红亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌(若有,则菌落呈深紫色,并有金属否含有大肠杆菌(若有,则菌落呈深紫色,并有金属光泽);在以纤维素为唯一碳源的培养基上加入刚果光泽);在以纤维素为唯一碳源的培养基上加入刚果红可鉴别纤维素分解菌(有透明圈的菌落即为纤维素红可鉴别纤维素分解菌(有透明圈的菌落即为纤维素分解菌菌落)分解菌菌落) 如果想知道如果想知道1g1g土壤中有多少能分解
14、尿素的细菌,仅有选择培养基是不土壤中有多少能分解尿素的细菌,仅有选择培养基是不够的,还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法。够的,还需要对土样进行适当的处理以及科学的测定微生物数量的方法。 二、微生物的选择培养和计数二、微生物的选择培养和计数 2 2微生物的选择培养(分离)微生物的选择培养(分离)稀释涂布平板法稀释涂布平板法 由于土壤中细菌的数量庞大,要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物,由于土壤中细菌的数量庞大,要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物,必须要对土样进行充分稀释,然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上,必须要对土样进行充分稀释,然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上
15、,也就是要采用稀释涂布平板法。也就是要采用稀释涂布平板法。 稀释涂布平板法的操作步骤:土壤取样稀释涂布平板法的操作步骤:土壤取样梯度稀释梯度稀释取菌液滴加到培取菌液滴加到培养基表面养基表面涂布器消毒、灭菌涂布器消毒、灭菌涂布平板。涂布平板。 待待涂布的菌液被培养基吸收后,将涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置平板倒置,放,放3037的恒温培养箱中培养的恒温培养箱中培养12d。在涂布有合适浓度。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。菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。 二、微生物的选择培养和计数二、微生物的选择培养和计数 3 3微生物的数量测定微生物的数量测定稀释涂布平板法稀释
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