二、微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)
微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)
我們?nèi)绾螐姆N類(lèi)龐雜微生物中分離出需要的特定微生物呢？
依據(jù)水生棲熱菌的什么特點(diǎn)可以把它從熱泉中篩選出來(lái)呢？
人為提供有利于目的菌生長(zhǎng)的條件（包括營(yíng)養(yǎng)、溫度和pH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物的生長(zhǎng)。
在微生物學(xué)中，將允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制或阻止其他種類(lèi)微生物生長(zhǎng)的培養(yǎng)基，稱(chēng)為選擇培養(yǎng)基。
【思考·討論】選擇培養(yǎng)基配方的設(shè)計(jì)
尿素[CO(NH2)2]含氮量高，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種重要的氮肥。尿素施入土壤后，會(huì)被土壤中的某些細(xì)菌分解成NH3，NH3再轉(zhuǎn)化為NO3－、NH4＋等被植物吸收。而這些細(xì)菌之所以能分解尿素，是因?yàn)樗鼈兡芎铣呻迕?，脲酶催化尿素分解產(chǎn)生NH3，NH3可作為細(xì)菌生長(zhǎng)的氮源。
如果讓你配制一種培養(yǎng)基，將土壤稀釋液中能分解尿素的細(xì)菌分離出來(lái)，培養(yǎng)基的配方該如何設(shè)計(jì)？
該培養(yǎng)基與普通培養(yǎng)基有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)？
由于土壤中細(xì)菌的數(shù)量龐大，要想得到能分解尿素的細(xì)菌的純培養(yǎng)物，必須要：土樣處理：對(duì)土樣進(jìn)行充分稀釋?zhuān)粶y(cè)定微生物數(shù)量：將菌液涂布到制備好的選擇培養(yǎng)基上。
鏟取土樣，將樣品裝入紙袋中。
取0.1mL菌液，滴加到培養(yǎng)基表面。
將涂布器浸在盛有酒精的燒杯中
涂布器在火焰上灼燒，待酒精燃盡
用涂布器將菌液均勻地涂布在培養(yǎng)基表面。涂布時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)皿，使涂布均勻。
分離微生物統(tǒng)計(jì)樣品中活菌的數(shù)目
微生物的數(shù)量測(cè)定——稀釋涂布平板法
當(dāng)樣品的稀釋度足夠高時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)單菌落，來(lái)源于樣品稀釋液中的一個(gè)活菌。通過(guò)統(tǒng)計(jì)平板上的菌落數(shù)，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。
為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)為30~300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。
通常選用一定稀釋范圍的樣品液進(jìn)行培養(yǎng)
同一稀釋度下至少對(duì)3個(gè)平板進(jìn)行重復(fù)計(jì)數(shù)，然后求出平均值。
統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)往往比活菌的實(shí)際數(shù)目少。原因：因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，平板上觀(guān)察到的只是一個(gè)菌落。表示方法：統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù)而不是用活菌數(shù)來(lái)表示。
C代表某一稀釋度下平板上生長(zhǎng)的平均菌落數(shù)；V為代表涂布平板時(shí)所用的稀釋液的體積(mL)；M代表稀釋倍數(shù)，則：
( C ÷ V ) × M
微生物的數(shù)量測(cè)定——顯微鏡直接計(jì)數(shù)
是一種常用的、快速直觀(guān)的測(cè)定微生物數(shù)量的方法。
該方法利用特定的細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下觀(guān)察、計(jì)數(shù)，然后再計(jì)算一定體積的樣品中微生物的數(shù)量。
統(tǒng)計(jì)的結(jié)果一般是活菌數(shù)和死菌數(shù)的總和。
相同點(diǎn)：計(jì)數(shù)原理相同。不同點(diǎn)：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板比細(xì)菌計(jì)數(shù)板厚，常用于相對(duì)較大的酵母菌細(xì)胞、霉菌孢子等的計(jì)數(shù)。用細(xì)菌計(jì)數(shù)板可對(duì)細(xì)菌等較小的細(xì)胞進(jìn)行觀(guān)察和計(jì)數(shù)。
【探究·實(shí)踐】土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)
土壤中含有能分解尿素的細(xì)菌，我們?nèi)绾畏蛛x它們？每克土壤樣品究競(jìng)含有多少這樣的細(xì)菌？
絕大多數(shù)微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基，可以從土壤中分離出分解尿素的細(xì)菌，該選擇培養(yǎng)基的配方見(jiàn)下表：
請(qǐng)你根據(jù)前面學(xué)過(guò)的微生物的選擇培養(yǎng)、數(shù)量測(cè)定的知識(shí)以及下面的資料，思考有關(guān)問(wèn)題，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并寫(xiě)出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案?！举Y料一】土壤取樣：細(xì)菌適宜在酸堿度接近中性的潮濕土壤中生長(zhǎng)，絕大多數(shù)分布在距地表3～8cm的土壤層。因此，取樣時(shí)一般要鏟去表層土。在城市，常見(jiàn)的是公園里、街道旁、花盆中的土壤；在農(nóng)村，則容易收集到農(nóng)田或菜園里的土壤。你打算選擇什么樣的土壤做實(shí)驗(yàn)?zāi)兀俊举Y料二】樣品的稀釋?zhuān)簻y(cè)定土壤中細(xì)菌的數(shù)量，一般選用1×104、1×105和1×106倍稀釋的稀釋液進(jìn)行平板培養(yǎng)。測(cè)定土壤中細(xì)菌的總量和能分解尿素的細(xì)菌的數(shù)量，選用的稀釋范圍相同嗎？如果不同，你打算選用多大的稀釋范圍？
第1次進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以選取較為寬泛的稀釋范圍，如1×103～1×107，可以選取當(dāng)?shù)氐湫偷耐寥肋M(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，縮小稀釋范圍。
【資料三】微生物的培養(yǎng)與觀(guān)察：不同種類(lèi)的微生物，往往需要不同的培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間。細(xì)菌一般在30~37℃的溫度下培養(yǎng)1~2d。本實(shí)驗(yàn)中，我們可以每隔24h統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目，選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果?！　∫话銇?lái)說(shuō)，在相同的培養(yǎng)條件下，同種微生物表現(xiàn)出穩(wěn)定的菌落特征。請(qǐng)仔細(xì)觀(guān)察你所分離到的菌落，最好以表格的形式將不同菌落的特征（如形狀、大小和顏色等）記錄下來(lái)。
將涂布器從酒精中取出時(shí)，要讓多余的酒精在燒杯中滴盡，然后再放在火焰上灼燒。不要將過(guò)熱的涂布器放在盛有酒精的燒杯中，以免引燃酒精。要按照前面學(xué)習(xí)過(guò)的無(wú)菌操作的方法，進(jìn)行規(guī)范操作。取土樣時(shí)用的鐵鏟和取樣紙袋在使用前都需要滅菌。操作完成后，一定要洗手。本實(shí)驗(yàn)使用的平板和試管較多，為了避免混淆，最好在使用前做好標(biāo)記。例如，在標(biāo)記培養(yǎng)皿時(shí)應(yīng)該注明組別、培養(yǎng)日期和平板上培養(yǎng)樣品的稀釋度等。本實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)，需要事先規(guī)劃時(shí)間，以便提高實(shí)驗(yàn)效率，在操作時(shí)有條不紊。
結(jié)合對(duì)照組，分析培養(yǎng)物中是否有雜菌污染以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出一些菌落。
你是否獲得了某一稀釋度下菌落數(shù)為30~300的平板？在這一稀釋度下，是否至少有2個(gè)平板的菌落數(shù)接近？
你統(tǒng)計(jì)的每克土樣中能分解尿素的細(xì)菌的菌落數(shù)是多少？與其他同學(xué)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果接近嗎？如果差異很大，可能是什么原因引起的？
本活動(dòng)只是初步篩選了能分解尿素的細(xì)菌，對(duì)分離的菌種進(jìn)行鑒定還需要借助生物化學(xué)的方法。你可以查閱相關(guān)資料，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)鑒定自己分離的菌種。

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二 微生物的選擇培養(yǎng)和計(jì)數(shù)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修3

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