1、第第 2 2 课时课时 微生物的选择培养和计数微生物的选择培养和计数 选择培养基 自主梳理 提醒：原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步验证。 (1)筛选分解尿素的细菌的培养基以尿素为唯一氮源，且为液体培养基。() 提示：选择培养基一般为固体培养基。 (2)能分解尿素的细菌之所以能分解尿素，是因为其能产生脲酶。() (3)能分解尿素的细菌分解尿素生成了氨气，会导致培养基 pH 升高，所以可以通过在培养基中添加酚红指示剂(pH 升高
2、时呈红色)来分离出该细菌。() 提示：该培养基只能鉴别是否含有能分解尿素的细菌，而不能分离出该细菌。 (4)从自然界中筛选目的菌株的原理是根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。() 典型例题 (2020 合肥市高二期末)下表是微生物培养基的成分。下列有关说法错误的是( ) 编号 成分 (NH4)2SO4 KH2PO4 FeSO4 CaCl2 H2O 含量/g 0.4 4.0 0.5 0.5 100 mL 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三类，即水、无机盐、氮源 C.若除去，此培养基可培养圆褐固氮菌 D.培养基中若加入氨基酸，则它可充当碳源、氮源和生长因
3、子 解析 分析题表可知，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，A、B 正确；圆褐固氮菌同化类型为异养型，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圆褐固氮菌，C 错误。 答案 C 三种筛选目的菌株的方法 方法 特点 举例 利用营养缺陷型进行的选择培养 通过控制培养基的营养成分，使营养缺陷型微生物不能正常生长 缺乏氮源的培养基可筛选固氮微生物 利用某种化学物质进行的选择培养 在培养基中加入某种化学物质，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物 加入青霉素的培养基可抑制细菌，分离出真菌 利用培养条件进行的选择培养 改变微生物的培养条件 将培养基放在高温
4、环境中培养，可分离出耐高温的微生物 变式训练 (2020 上海高二联考)某些土壤细菌可将尿素(CH4N2O)分解为 CO2和NH3供植物吸收和利用，但分解产物 CO2不能为该菌提供营养。下列关于配制分离这一菌种的选择培养基的成分符合要求的是( ) A.仅尿素 B.尿素葡萄糖 C.仅葡萄糖 D.牛肉膏蛋白胨 解析 从土壤中分离筛选能分解尿素的细菌时， 其培养基中应以尿素为唯一氮源，此外还应有提供碳源的葡萄糖等营养成分；牛肉膏提供的主要营养是碳源、磷酸盐和维生素，蛋白胨提供的主要营养是氮源和维生素。 答案 B 联想质疑 尿素为该培养基的唯一氮源，只有能产生脲酶的微生物才能将尿素分解为氨供自身利用，
5、其他微生物由于缺少氮源而无法生长繁殖。 如何进一步鉴定选择培养基上的菌落是分解尿素的细菌？ 提示：在培养基中添加酚红指示剂，培养基变红则可以初步鉴定为分解尿素的细菌。 微生物的选择培养 自主梳理 (1)稀释涂布平板法中所用的涂布器、移液管、锥形瓶等器材都需要进行高压蒸汽灭菌，而培养基则需要干热灭菌。() 提示：移液管、锥形瓶等需要进行干热灭菌，培养基需要进行高压蒸汽灭菌，而涂布器在使用时需要进行灼烧灭菌。 (2)涂布器在使用前需要先浸在酒精中，然后再放在火焰上灼烧，待酒精燃尽后应立即进行涂布。() 提示：酒精燃尽后，待涂布器冷却后才能进行涂布。 (3)用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面后，应立
6、即将平板倒置，并放入恒温培养箱中进行培养。() 提示：用涂布器将菌液均匀涂布在培养基表面后，应待涂布的菌液被培养基吸收后再将平板倒置。 (4)所有稀释倍数的稀释菌液涂布成的培养基，都能观察到和分离出单菌落。() 提示：只有涂布有适宜稀释倍数的稀释液的平板上才能观察并分离出单菌落。 典型例题 (2020 北京高二期末)环境中的苯酚有害，研究者准备依据下图步骤操作，从处理废水的活性污泥中分离筛选能高效降解苯酚的菌株。相关叙述错误的是( ) A.苯酚降解菌富集培养基以苯酚为碳源促进目的菌大量增殖 B.将采集样品接种培养时苯酚浓度应随转接次数增加而逐渐增加 C.可采用稀释涂布平板法获得降解苯酚的单菌落
7、 D.平板上长出的菌落就是研究者所需要的目的菌株 解析 欲分离筛选能高效降解苯酚的菌株，在培养基中以苯酚为唯一碳源富集培养，可促进目的菌的大量增殖，A 正确；图示方法为稀释涂布平板法，将采集样品接种培养时苯酚浓度应随转接次数增加而逐渐增加，以达到富集苯酚降解菌的目的， B 正确； 当稀释倍数足够大时， 平板上可获得降解苯酚的单菌落， C 正确；由于活性污泥中含有多种微生物，则在平板上长出的菌落不全是研究者所需要的目的菌株，D 错误。 答案 D 选择培养基与鉴别培养基的比较 变式训练 (2020 北京高二期末)若在固体培养基上用稀释涂布平板法培养细菌，看到的结果不可能是( ) 解析 A、B、C
8、选项的固体培养基上所形成的是一个个的单个菌落，是用稀释涂布法培养细菌得到的结果，D 选项的固体培养基上所形成的不是单菌落，是平板划线分离得到的结果。 答案 D 联想质疑 要设置空白对照实验，且一定要涂布至少 3 个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性。 1.铲取土样的铁铲和纸袋是否也需要灭菌？为什么？ 提示：需要，因为也会造成杂菌污染，影响实验结果。 2.对接种环和涂布器进行灼烧灭菌，在操作上有何区别？ 提示：接种环灭菌时，应将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环的金属丝烧红；涂布器灭菌时，应先将涂布器浸在酒精中，再放在火焰上灼烧，直到酒精燃尽。 微生物的数量测定 自主梳理 1.微生物数量
9、测定的基本方法 2.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 提醒：(1)分解尿素的细菌能够合成脲酶，脲酶可将尿素分解成氨，氨会使培养基的碱性增强，pH 升高。因此，在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养分解尿素的细菌时，培养基出现红色。 (2)在含有纤维素的培养基中加入刚果红，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，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些细菌为中心的透明圈。 (1)平板划线法只能纯化细菌，不能计数；但稀释涂布平板法能分离细菌，也能计数。() (2)分离土壤中分解尿素的细菌中，从土壤中取样时，应选择酸碱度接近中性的表层土壤。() 提示：分离土壤中分解尿素
10、的细菌中，从土壤中取样时，应去除表土，选择距地表 38 cm 的酸碱度接近中性的潮湿土壤。 (3)测定土壤中微生物的数量， 一般选用 1104、 1105和 1106倍稀释的稀释液进行平板培养。() 提示：测定土壤中细菌的数量，一般选用 1104、1105和 1106倍稀释的稀释液进行平板培养。 (4)一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征；因此菌落特征是鉴别菌种的重要依据。() (5)通过培养未接种的培养基，可以判断是否存在着杂菌污染。() 典型例题 (2019 四川广安月考)培养分解尿素的细菌实验中，为了判断培养基是否被杂菌污染和选择培养基是否起到了选择作用，需要设置
11、的对照组的培养基分别是( ) A.未接种的选择培养基，未接种的牛肉膏蛋白胨培养基 B.未接种的培养基，接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 C.接种了的选择培养基，接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 D.接种了的培养基，未接种的牛肉膏蛋白胨培养基 解析 若要判断培养基是否被杂菌污染， 可将未接种的培养基放在恒温箱中培养，一段时间后若有菌落产生，说明培养基被污染，若无菌落产生，说明培养基没有被污染。 要判断选择培养基是否起到了选择作用， 接种了的选择培养基是实验组，将等量的稀释相同倍数的菌液接种到牛肉膏蛋白胨培养基上，作为对照组，在相同的条件下进行培养，观察比较对照组和实验组中的菌落数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长
12、的菌落数目应明显多于选择培养基上的菌落数目。 答案 B 微生物筛选过程中必要的两种对照培养基及其作用 变式训练 (2020 绵阳一中高二期中)下列说法错误的是( ) A.因为土壤中各类微生物的数量不同，所以为获得不同类型的微生物，要按不同的稀释倍数进行分离 B.测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同 C.只有得到了 3 个或 3 个以上菌落数目在 30300 的平板，才说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数 D.牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落 解析 样品的稀释度直接影响平板上生长的菌落数目，土壤中各
13、类微生物数量不同，所以为获得不同类型的微生物，要按不同的稀释倍数进行分离，A、B 正确；在同一稀释度下只要得到两个或两个以上的菌落数目在 30300 的平板，就说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数，C 错误；验证选择培养基是否具有选择作用，需设立牛肉膏蛋白胨固体培养基作为对照，若后者的菌落数明显大于前者，说明前者具有筛选作用，D 正确。 答案 C 素养提升 科学探究土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 甲、乙两位同学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，得到以下两种统计结果。 (1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为 230，该同学的统计
14、结果是否真实可靠？为什么？ 提示 不真实。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布 3 个平板，统计结果后计算平均值。 (2)乙同学在该浓度下涂布了 3 个平板，统计的菌落数分别为 21、212、256，该同学将 21 舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？ 提示 不合理。 微生物计数时， 如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地将结果舍弃后进行计数。 (3)某同学在三种稀释度下吸取 0.1 mL 的菌液涂布平板，统计菌落数，得到以下的数据，试计算 1 g 样品的活菌数。 平板菌落数
15、稀释度 平板 1 平板 2 平板 3 104 320 360 356 105 212 234 287 106 21 23 18 提示 105的稀释度下取 0.1 mL 的菌液涂布的三个平板上的菌落数在 30300 之间，计算其平均值为(212234287)/3244。进一步可以换算出 1 g 样品中活菌数为(244 0.1)1052.44108(个)。 (4)为什么统计的菌落数比活菌的实际数目低？ 提示 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。 典型例题 (2020 辽宁省高二期末)对酵母菌溶液计数的方法，下列描述不正确的是( ) A.可以用显微镜直接计数，需要血细胞计数板，但
16、数据可能偏大 B.也可以用培养菌落的方法间接计数，但数据可能偏大 C.无论用哪种方法计数，都必须进行浓度梯度稀释 D.无论用哪种方法计数，都必须多次计数求平均值 解析 可以用显微镜直接计数，需要血细胞计数板，由于不能区分死菌和活菌，会导致数据可能偏大，A 正确；也可以用培养菌落的方法间接计数，当 2 个或 2个以上的菌落连在一起时看到的是一个菌落，会导致数据可能偏小，B 错误；无论用哪种方法计数，都必须进行浓度梯度稀释，C 正确；无论用哪种方法计数，都必须多次计数求平均值，D 正确。 答案 B 测定微生物数量的方法的比较 变式训练 (2020 山东省高二期末)用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中
17、的细菌数，在对应稀释倍数为 106的培养基中，对该实验有关叙述正确的是( ) A.涂布了三个平板，统计的菌落数分别是 210、240 和 250，取平均值 233 B.涂布了一个平板，统计的菌落数是 230 C.设置对照实验的主要目的是排除实验组中测试因素和非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度 D.统计某一稀释度的 5 个平板的菌落数依次为 M1、M2、M3、M4、M5，以 M3作为该样品菌落数估计值 解析 用稀释涂布平板法测定同一样品中的细菌数时，为了保证结果准确，在每一个梯度浓度内，至少要涂布 3 个平板，确定对照组无菌后，选择菌落数在 30300 的平板进行计数， 求其平均值
18、， 再通过计算得出土壤中的细菌总数， A 正确，B、D 错误；设置对照实验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，C 错误。 答案 A 联想质疑 显微镜直接计数法本身不能区分细菌的死活，因此一般用来统计总菌数。但是，通过一定的辅助处理，可以实现活菌计数，如在计数前用台盼蓝染液进行染色，可以通过统计无色细胞的个数来对活菌进行计数。 脲酶可催化尿素分解为氨和二氧化碳。氨溶于水可以被微生物吸收利用。 1.为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？ 提示：土壤中各种微生物的数量是不同的，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离。 2.应如何设置对照，判断选
19、择培养基是否起到了选择作用？ 提示：在全营养培养基上接种。 3.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，为什么通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数？ 提示：当样品稀释度足够高时，平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌。 (1)样品稀释液的最佳浓度为培养后每个平板上有 30300 个菌落的浓度。细菌一般选用 104、105、106倍的稀释液进行培养。 (2)为排除非测试因素(培养基)的干扰，实验需设置不接种的全营养培养基进行空白对照。 (3)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，若其中有菌落数与其他平板差别很大的，则需要重新实验。 思维导图 晨
20、读必背 1.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。 2.一些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶能催化尿素分解产生 NH3， NH3可作为这些细菌的氮源。 3.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个细菌。 4.为了保证结果准确，一般选择菌落数为 30300 的平板进行计数；在同一稀释度下，应至少对 3 个平板进行重复计数，然后求出平均值。 随堂检测 1.分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是( ) 加尿素 不加尿素 加琼
21、脂 不加琼脂 加葡萄糖 不加葡萄糖 加硝酸盐 不加硝酸盐 A. B. C. D. 解析 要分离土壤中分解尿素的细菌，培养基中尿素应是唯一的氮源，不能加硝酸盐；在固体培养基上形成菌落，要加琼脂作凝固剂；分解尿素的细菌是异养生物，要加有机碳源(如葡萄糖)。 答案 C 2.下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是( ) A.用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板 B.取 104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各 0.1 mL，分别涂布于各组平板上 C.将实验组和对照组平板倒置，37 恒温培养 2448 h D.确定对照组无菌后，选择菌落数在 300 以上的
22、实验组平板进行计数 解析 检测细菌总数， 用蒸馏水配制培养基， 常用高压蒸汽灭菌法灭菌后， 取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各 0.1 mL，分别涂布于各组平板上，将实验组和对照组放置在适宜条件下培养，在确定对照组无菌后，选择菌落在 30300 的平板为代表进行计数，D 错误。 答案 D 3.(2019 青岛二中期末)在涂布有大肠杆菌的培养基上进行抑菌实验，在 a、b、c处分别贴浸有不同抗生素(浓度相同)的无菌滤纸片， d 处滤纸片浸有无菌水。 培养后的结果如图。以下判断错误的是( ) A.a 处抑菌效果小于 b 处 B.b 处的滤纸片没有沥干 C.c 处抗生素无效 D.d 为对
23、照 解析 a 与 b 形成的透明圈大小相近，因此 a、b 处抑菌效果相似，A 错误，B 处透明圈不规则，可说明 b 处的滤纸片没有沥干，B 正确；c 处的与 d 处相同，说明 c 处抗生素无效，C 正确；d 处用浸有无菌水的滤纸片，作为对照组，D 正确。 答案 A 4.(2019 内蒙古杭锦后旗奋斗中学高二期中)某学者欲研究被石油污染过的土壤中的细菌数并从中筛选出能分解石油的细菌。下列有关操作错误的是( ) A.利用平板划线法对细菌进行计数 B.利用以石油为唯一碳源的培养基筛选能分解石油的细菌 C.采用稀释涂布平板法分离菌种 D.称取土壤和稀释土壤溶液时应在酒精灯火焰旁操作 解析 平板划线法能
24、对细菌分离纯化但不能计数，通常将被石油污染过的土壤浸出液稀释后，采用涂布平板法分离分解石油的细菌菌种，并对菌种进行计数，A错误， C 正确； 筛选能分解石油的细菌只能利用以石油为唯一碳源的选择培养基，B 正确；称取土壤和稀释土壤溶液过程中的每一步都要在酒精灯火焰旁操作，D正确。 答案 A 5.(2019 青海省平安一中高一期中)下列有关微生物筛选的叙述中，不正确的是( ) A.利用高温条件筛选耐热的 Taq 细菌 B.加入高浓度食盐可以筛选出金黄色葡萄球菌 C.含酚红的尿素培养基初步鉴别出分解尿素的细菌 D.筛选分解尿素的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一营养物质 解析 耐热的 Taq 细菌可以
25、生存在高温环境中，所以可以利用高温条件筛选耐热的 Taq 细菌，A 正确；金黄色葡萄球菌能够生活在高渗环境下，利用添加高浓度食盐的培养基可实现对金黄色葡萄球菌的筛选，B 正确；尿素分解菌可以将尿素分解成氨使酚红指示剂呈红色，C 正确；筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源，也要加其他营养物质，D 错误。 答案 D 6.(2017 全国卷)某些土壤细菌可将尿素分解成 CO2和 NH3， 供植物吸收和利用。回答下列问题： (1)有些细菌能分解尿素， 有些细菌则不能， 原因是前者能产生_。能 分 解 尿 素 的 细 菌 不 能 以 尿 素 的 分 解 产 物 CO2作 为 碳 源 ， 原
26、因 是_ _， 但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是_ _ _(答出两点即可)。 (2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择_(填“尿素”、“NH4NO3” 或 “ 尿 素 NH4NO3”) 作 为 氮 源 ， 不 选 择 其 他 两 组 的 原 因 是_。 (3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有 KH2PO4和 Na2HPO4，其作用有_ (答出两点即可)。 解析 (1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。能分解尿素的细菌是一种分解者，属于异养型生物，不能以尿素的分解产物 CO2作为碳源。能分解尿素的细菌可以以葡萄糖作为碳源， 进入细菌体内的葡萄
27、糖的主要作用是：一方面可氧化分解为细胞生命活动提供能量，另一方面其代谢中间产物可为多种有机物的合成提供原料。 (2)为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择以尿素作为唯一氮源的选择培养基，而其他两组都含有含氮物质 NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用 NH4NO3，不能起到筛选作用。 (3)用来筛选分解尿素细菌的培养基含有 KH2PO4和 Na2HPO4，其作用：KH2PO4和 Na2HPO4构成缓冲液，可维持培养基的 pH 相对稳定；KH2PO4和 Na2HPO4能为微生物生长提供无机盐。 答案 (1)脲酶 分解尿素的细菌是异养生物， 不能利用 CO2来合成有机物 为细胞生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料 (2)尿素 其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用 NH4NO3，不能起到筛选作用 (3)为细菌生长提供无机盐离子，作为缓冲剂保持细胞生长过程中 pH稳定
