土壤中分解尿素的细菌的分离和计数..教学文案.ppt
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1、第一页,共29页。课题课题(kt)(kt)背景背景1 1、关于、关于(guny)(guny)尿素尿素 尿素是一种重要的农业氮肥。但是它不能直尿素是一种重要的农业氮肥。但是它不能直接被农作物吸收。只有接被农作物吸收。只有(zhyu)(zhyu)当土壤中的细菌当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后才能被植物利用。将尿素分解成氨之后才能被植物利用。2 2、细菌分解尿素的原因、细菌分解尿素的原因脲酶脲酶土壤中的细菌分解尿素是因为它们土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶能合成脲酶CO(NHCO(NH2 2)2 2脲酶脲酶+CO+CO2 2NHNH3 3+H2O第二页,共29页。课题课题(kt)(kt)目的
2、:目的:一、从土壤中分离出能够一、从土壤中分离出能够(nnggu)(nnggu)分解尿分解尿素的细菌素的细菌二、统计每克土壤样品中究竟二、统计每克土壤样品中究竟(jijng)(jijng)含有多少含有多少这样的细菌这样的细菌第三页,共29页。一、如何从土壤中分离出能够分解尿素一、如何从土壤中分离出能够分解尿素(nio(nio s)s)的细菌?的细菌?土壤有土壤有“微生物的天然培养基微生物的天然培养基”之称。同其之称。同其他他(qt)生物环境相比,土壤中的微生物,数量生物环境相比,土壤中的微生物,数量最大,种类最多。尤其是在富含有机质的土壤中,最大,种类最多。尤其是在富含有机质的土壤中,有更多的
3、微生物。而这些微生物中只有一小部分有更多的微生物。而这些微生物中只有一小部分能够分解尿素。那么如何能从众多的微生物中筛能够分解尿素。那么如何能从众多的微生物中筛选出能够分解尿素的细菌呢?选出能够分解尿素的细菌呢?第四页,共29页。资料资料(zlio)(zlio)一:一:思考:思考:思考:思考:1 1 1 1、科学家为什么能从热泉中筛选、科学家为什么能从热泉中筛选、科学家为什么能从热泉中筛选、科学家为什么能从热泉中筛选(shixun)(shixun)(shixun)(shixun)出耐高温的出耐高温的出耐高温的出耐高温的TaqTaqTaqTaq细菌?细菌?细菌?细菌?DNA DNA多聚酶链式反应
4、(多聚酶链式反应(PCRPCR)是一)是一种在体外将少量种在体外将少量DNADNA大量复制大量复制(fzh)(fzh)的技术,而此项技术的实施必须使用的技术,而此项技术的实施必须使用耐高温(耐高温(930C930C)的)的DNADNA聚合酶。聚合酶。美国微生物学家托马斯美国微生物学家托马斯布鲁克于布鲁克于19661966年在美国黄石国年在美国黄石国家公园的一个热泉中发现了水生耐热细菌家公园的一个热泉中发现了水生耐热细菌Taq,并从它,并从它体内分离出了耐高温的体内分离出了耐高温的TaqDNATaqDNA聚合酶。聚合酶。因为热泉温度为因为热泉温度为707080800 0C C C C,淘汰了绝大
5、多数微生物只有,淘汰了绝大多数微生物只有TaqTaq细菌被筛选出来。细菌被筛选出来。细菌被筛选出来。细菌被筛选出来。第五页,共29页。启示:寻找目的菌种时要根据启示:寻找目的菌种时要根据(gnj)(gnj)它对生存环它对生存环境的境的 要求,到相应的环境中去寻找。要求,到相应的环境中去寻找。2、从上述、从上述(shngsh)资料中你能得到什么启示?资料中你能得到什么启示?第六页,共29页。实验室中微生物的筛选,也是应用同样的原理:实验室中微生物的筛选,也是应用同样的原理:即人为提供有利于目的菌株生长即人为提供有利于目的菌株生长(shngzhng)(shngzhng)的条件的条件(包括营养、温度
6、、包括营养、温度、pHpH等等),同时抑制或阻止其他微生,同时抑制或阻止其他微生物生长物生长(shngzhng)(shngzhng)。也就是利用选择培养基筛选出。也就是利用选择培养基筛选出你想要的目的菌株。你想要的目的菌株。比如:不加氮源的培养基比如:不加氮源的培养基固氮菌固氮菌 不加碳源的培养基不加碳源的培养基自养微生物自养微生物 加入高浓度食盐的培养基加入高浓度食盐的培养基金黄色葡萄球金黄色葡萄球菌菌 允许特定种类的微生物生允许特定种类的微生物生 长,长,同时抑制或阻止其他同时抑制或阻止其他(qt)种种类微生物生长的培养基。类微生物生长的培养基。第七页,共29页。以尿素以尿素(nio s)
7、(nio s)为唯一氮源的培养基为唯一氮源的培养基能够分离尿能够分离尿素素(nio s)(nio s)的细菌的细菌 只有能分解尿素的细菌才能分解尿素,以尿素作为氮源。只有能分解尿素的细菌才能分解尿素,以尿素作为氮源。而不能分解尿素的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而而不能分解尿素的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而无法生长繁殖无法生长繁殖(fnzh)(fnzh),所以用此培养基就能够选择出能,所以用此培养基就能够选择出能够分解尿素的细菌。够分解尿素的细菌。思考:什么样的培养基能选择思考:什么样的培养基能选择思考:什么样的培养基能选择思考:什么样的培养基能选择(xunz)(xunz)培养出能够分
8、离尿素的细培养出能够分离尿素的细培养出能够分离尿素的细培养出能够分离尿素的细菌呢?菌呢?菌呢?菌呢?第八页,共29页。思考:思考:1 1、该培养基中有哪些成分?它们分别为微生物生长提供、该培养基中有哪些成分?它们分别为微生物生长提供(tgng)(tgng)了什么营养?了什么营养?2 2、从物理性质看此培养基属于哪类?从功能上看属于哪、从物理性质看此培养基属于哪类?从功能上看属于哪类?类?第九页,共29页。1 1、显微镜直接计数法、显微镜直接计数法全部细菌数全部细菌数 利用利用(lyng)(lyng)血球计数板,在显微镜下计算一定血球计数板,在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。容积里样品
9、中微生物的数量。统计统计(tngj)菌落数目的方法:菌落数目的方法:二、如何统计每克土壤二、如何统计每克土壤(trng)(trng)样品中究竟含有样品中究竟含有多少这样的细菌?多少这样的细菌?2 2、稀释涂布平板法稀释涂布平板法活活菌数菌数(最常用)(最常用)3 3、滤膜法滤膜法第十页,共29页。计算方法:计算方法:每克样品中的菌落数每克样品中的菌落数(CV)M(CV)M 其中,其中,CC某一稀释某一稀释(xsh)(xsh)度下平板上生长的平度下平板上生长的平均菌落数,均菌落数,V V涂布平板时所用的稀释涂布平板时所用的稀释(xsh)(xsh)液的液的体积体积(ml)(ml),M M稀释稀释(
10、xsh)(xsh)倍数。倍数。当样品的稀释当样品的稀释(xsh)度足够高时,培养基表面生度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释长的一个菌落,来源于样品稀释(xsh)液中的一液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样个活菌,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。品中大约含有多少活菌。原理原理(yunl):稀释涂布平板法:稀释涂布平板法:第十一页,共29页。注意事项:注意事项:为了保证结果准确,一般选择菌落为了保证结果准确,一般选择菌落数在数在3030030300的平板进行计数。的平板进行计数。设置重复组:为使结果接近真实值设置重复组:为使结果接近真实值
11、可将同一稀释度加到三个或三个以上可将同一稀释度加到三个或三个以上的培养皿中,经涂布,培养计算出菌的培养皿中,经涂布,培养计算出菌落平均数。落平均数。设置对照组:将不加土样的培养基设置对照组:将不加土样的培养基置于相同置于相同(xin tn)(xin tn)条件下进行培条件下进行培养,作为空白对照。养,作为空白对照。统计的菌落往往比活菌的实际数目统计的菌落往往比活菌的实际数目低。低。因为当两个或多个细胞因为当两个或多个细胞(xbo)连在一起时,平板上观察到的只是一连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。个菌落。第十二页,共29页。讨论题讨论题1 1:两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤两位同学用
12、稀释涂布平板法测定同一土壤(trng)(trng)样品中的细菌数。在对应稀释倍数为样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106106的的培养基中,得到以下两种统计结果。培养基中,得到以下两种统计结果。1 1、第一位同学在该浓度下涂布了一个平板,统、第一位同学在该浓度下涂布了一个平板,统计的菌落数为计的菌落数为230230。2 2、第二位同学在该浓度下涂布了三个平板,统、第二位同学在该浓度下涂布了三个平板,统计的菌落数分别为计的菌落数分别为2121、212212、256256,该同学以这三个,该同学以这三个平板上菌落数的平均值平板上菌落数的平均值163163作为统计结果。作为统计结果。分析:你认为哪位
13、同学的结果更接近真实值?分析:你认为哪位同学的结果更接近真实值?你认为这两位同学的实验需要改进吗?如果需要,你认为这两位同学的实验需要改进吗?如果需要,如何改进?如何改进?甲只涂布了一个平板,没有设置重复组,因此结果不具有说服力。甲只涂布了一个平板,没有设置重复组,因此结果不具有说服力。乙有一个平板与另外两个乙有一个平板与另外两个(lin)平板相差很大,说明操作过平板相差很大,说明操作过程可能有误,必须重做实验。程可能有误,必须重做实验。1、实验时必须设置、实验时必须设置(shzh)重重复组,至少要涂布复组,至少要涂布3个平板。个平板。2、分析结果时,一定要考虑、分析结果时,一定要考虑所设置所
14、设置(shzh)的重复组结果的重复组结果是否一致,结果不一致,意味是否一致,结果不一致,意味着操作有误,需要重做实验。着操作有误,需要重做实验。第十三页,共29页。讨论题讨论题2 2:在做本课题的实验时,在做本课题的实验时,A A 同学从对应同学从对应106106倍稀倍稀释的培养基中筛选出大约释的培养基中筛选出大约150150个菌落。但是,其他个菌落。但是,其他同学在同样的稀释度下只选择出大约同学在同样的稀释度下只选择出大约5050个菌落。个菌落。其他同学认为其他同学认为A A同学的结果有问题。他们分析同学的结果有问题。他们分析可能是可能是A A同学的培养基被杂菌污染了,或者培养基同学的培养基
15、被杂菌污染了,或者培养基中混入了其他含氮物质,因而导致不能分解尿素的中混入了其他含氮物质,因而导致不能分解尿素的细菌也能在该培养基上生长。细菌也能在该培养基上生长。但是,但是,A A同学确信自己的实验操作同学确信自己的实验操作(cozu)(cozu)准准确无误,与其他同学的结果之所以不相同,是因为确无误,与其他同学的结果之所以不相同,是因为自己所选用的土壤样品不同。但是,自己所选用的土壤样品不同。但是,A A同学在设计同学在设计实验的时候并没有设置对照,因而此时也拿了不出实验的时候并没有设置对照,因而此时也拿了不出令人信服的证据。令人信服的证据。分析:你能通过设置对照,帮助分析:你能通过设置对
16、照,帮助A A同学学排除同学学排除上述两个可能影响实验结果的因素吗?上述两个可能影响实验结果的因素吗?第十四页,共29页。通过这个事例可以看出通过这个事例可以看出(kn ch),实验,实验结果要有说服力,对照的设置是必不可少的。结果要有说服力,对照的设置是必不可少的。方案方案(fng n)(fng n)一:由其他同学用与一:由其他同学用与A A同学相同土样同学相同土样进行实验进行实验 方案二:将方案二:将A A同学配制的培养基在不加同学配制的培养基在不加(b ji)(b ji)土土样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培养基是否受到污染。养基是否受到
17、污染。如果结果与如果结果与A A同学一致,则证明同学一致,则证明A A无误;如果结果无误;如果结果不同,则证明不同,则证明A A同学存在操作失误或培养基的配制有同学存在操作失误或培养基的配制有问题。问题。对照实验是指除了被测试的对照实验是指除了被测试的条件以外,其他条件都相同条件以外,其他条件都相同的实验,其作用是比照实验的实验,其作用是比照实验组,排除任何其他可能原因组,排除任何其他可能原因的干扰的干扰第十五页,共29页。三三.实验的具体操作实验的具体操作 (一)(一).土壤取样土壤取样 从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土表层土3cm3cm左右,再取样,将
18、样品装入事先左右,再取样,将样品装入事先准备好的信封中。准备好的信封中。取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。使用前都要灭菌。(二)(二).制备培养基制备培养基 制备以尿素为唯一氮源的选择培养基制备以尿素为唯一氮源的选择培养基和牛肉膏蛋白和牛肉膏蛋白(dnbi)(dnbi)胨固体培养基。胨固体培养基。筛选出能够筛选出能够(nnggu)分解分解尿素的细菌尿素的细菌与选择培养基作对照,与选择培养基作对照,检测选择培养基是否检测选择培养基是否(sh fu)具有选择作具有选择作用用第十六页,共29页。应在火焰旁称取土壤应在火焰旁称取土壤10g10g。在稀释
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