专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（讲义）-2020-2021学年高二生物下学期教学设计（人教版选修1）

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专题 2 微生物的是培养与应用
课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计
【学习目标】
1、明确用培养基对微生物进行选择的原理。(重点)
2、学会统计微生物数量的方法。(重点)
3、能进行实验设计与操作，并对实验结果进行分析和评
价。(难点)
一、筛选菌株的思路
1、自然界中目的菌株的筛选
（1）原理：根据对生存环境的要求，到相应的环境中
去寻找。
（2）实例：PCR 技术过程中用到的耐高温的 TaqDNA
聚合酶，就是从热泉中筛选出来的 Taq 细菌中提取出来的。
DNA 多聚酶链式反应(PCR)是一种在体外将少量 DNA 大
量复制的技术，此项技术要求使用耐高温(93℃)的DNA 聚
合酶。
1966 年美国微生物学家布鲁克在美国黄石国家公园的一个
热泉中发现了水生耐热细菌 Taq，从该细菌中分离得到了耐
高温的 DNA 聚合酶。因为热泉温度 70～80℃，淘汰了绝大
多数微生物，而使耐热的 Taq 细菌被筛选出来。
2、实验室中目的菌株的筛选
（1）原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件(包
括营养、温度、pH 等)，同时抑制或阻止其他微生物的生长。
（2）方法：利用选择培养基分离。
1
选择培养基：允许特定种类的微生物生长，同时阻止
或抑制其他种类微生物生长的培养基。
（3）实例：
① 以尿素作为唯一氮源的培养基可以分离出分解尿素的细
菌，因为只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用其
中的氮元素；
② 加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
③ 加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
④ 无氮源培养基可以分离固氮微生物。
⑤ 石油是唯一碳源的培养基，可以分离能消除石油污染的
微生物。
⑥将培养基放在高温环境中培养，分离耐高温的微生物。
二、统计菌落数目
1、常用方法：稀释涂布平板法。
（1）原理：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的活菌数
（2）计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M。
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的稀释液的体积(mL)。
2
M：代表稀释倍数。
（3）注意事项
a．为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌
落数在 30～300 的平板进行计数，并取平均值。
b．统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。原因是当
两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌
落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
c．设置对照：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。
设置对照的方法：①空白对照：不给对照组任何处理
因素；②条件对照：给对照组施以部分实验因素，但不是
所要研究的处理因素；③自身对照：对照组和实验组都在
同一研究对象上进行；④相互对照：不单设对照组，而是
几个实验组相互对照。
教材实例分析：
教材中两位同学的统计结果中，第二位同学的结果接
近真实值。实验需要改进的操作是第一位同学需设置重复
实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操
作有误，需重新实验。
教材提供的案例中 A同学的结果与其他同学不同，可
能的解释有两种。一是由于土样不同，二是由于培养基污
染或操作失误。如何设置对照实验来确定原因？
方案一：其他同学用与 A同学一样的土样进行实验，
如果结果与 A同学一致，则证明 A操作无误；如果结果不
同，则证明 A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。
3
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