课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数名师课堂实录

《土壤中分解尿素的细菌的分离和计数》导学案

【情景导学】抬望眼——让梦想腾飞！

瞧，细菌和小麦多客气！为什么细菌要感谢小麦而小麦也感谢细菌呢？我们知道，尿素是农业生产中重要的氮肥，农民会经常给农作物使用尿素，但尿素不能直接被农作物吸收，只有被土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被农作物吸收利用。因为你我才

能吃得下大餐

单个细菌是看不见的，我们如何将土壤中分解尿素的细菌请出来，因为你我

已观尊容呢？

才有大餐吃

【重点和难点】

CO（NH）

重点：对土样的选取和选择培养基的配制。

难点：对分解尿素的细菌的计数。

NH

NH

【课前预习】起步稳——夯实基础促发展！

1.实验室中微生物筛选的原理是人为提供 ① 目的菌株生长的条件(包括 ② 等)，同时 ③ 其他微生物生长。根据该原理所设计的培养基，称作 ④ 培养基。

答案1.①有利于②营养、温度、pH③抑制或阻止④选择

2.测定微生物数量的常用方法有 ① 和显微镜直接计数法。当样品的 ② 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 ③ 。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。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 ④ 的平板进行计数。每克样品中的菌株数= ⑤ 。一般情况下统计的菌落数比活菌的实际数目 ⑥ 。

2.①稀释涂布平板计数法②稀释度③活菌④30～300⑤（C÷V）×M⑥少

3.在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增强实验的 ① 。设置对照的主要目的是排除实验组中 ② 对实验结果的影响，提高实验结果的 ③

。

3.①说服力与准确性②非测试因素③可信度

4.绝大多数的细菌分布在距地表约3～8cm的土壤中，因此取样时一般要 ① 。对土壤样品液需要进行稀释，测定土壤中细菌、放线菌和真菌的数量，分别选用 ② 、 ③ 和 ④ 倍的稀释液进行平板培养。要将1mL样品稀释10倍的做法是 ⑤ 。

4563452344.①铲去表层土②10、10和10③10、10和10④10、10和10⑤在1mL样品中加9mL的无菌水

5.不同种类的微生物，往往需要不同的培养

①

和培养培养时间。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而导致

②

。要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助生物化学的方法，即在以

③

为唯一氮源的培养基中加入

④

，在培养某细菌后指示剂变

⑤

，可以初步鉴定该细菌能够分解尿素。

5.①培养温度②遗漏菌落的数目③尿素④酚红指示剂⑤红

【课堂探究】走得欢——探索中收获，收获中提升！

一、研究思路

1.以下是分离土壤中分解尿素的细菌的培养基成分表，据表分析：

成分

KH2PO4

NaHPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

尿素

琼脂

水

含量

1.4g 2.1g 0.2g 10.0g 1.0g 15.0g 适量

2233

（1）表中的KH2PO4、NaHPO4和MgSO4为细菌提供 ① ，葡萄糖为细菌提供 ② ，尿素为微生物提供 ③ 。从物理性质上看该培养基属于 ④ 培养基。

（2）如果将利用蛋白质和多肽为唯一氮源的微生物培养在该培养基上，能否长出相应的菌落？ ① 。能够在该培养基上生长繁殖的微生物只能是 ② 。所以从功能上看该培养基属于 ③ 培养基。

答案一、1.（1）①无机盐②碳源③氮源④固体（2）①不能②能够分解利用尿素的微生物③选择

62.三位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中细菌数量。在对应稀释倍数为10的培养基中，得到以下统计结果：

甲同学涂布了一个平板，统计的菌落数是260；

乙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是210、240和250，取平均值233；

丙同学涂布了三个平板，统计的菌落数是21、212和256，取平均值163；

（1）一个菌落就是一个细菌吗？ ① 。一个菌落可以代表样品中的一个活菌吗？ ② 。事实上，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是 ③ 。

（2）在三位同学的统计中，只有一位同学的统计是正确的，另两位同学的统计不正确的原因是： ① 。

（3）除了上述方法外还可以用显微镜直接测定微生物的数量，通过显微镜直接计数法得到的一定是活菌数吗？ ① 。要得到活菌数应该采取的措施是 ② 。

2.（1）①不是②可以③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（2）①甲同学只涂布了一个平板，实验数据说服力不够；丙同学虽然涂布了三个平板，但其中一个平板的计数结果与另两个相差太远，说明操作过程出现错误，实验数据缺乏正确性（3）①不一定②用活体染色剂染色

63.在做本课题实验时，A同学从对应10倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落，而其他同学在同样的稀释度下只选择出大约50个菌落。

（1）你认为出现A同学这种结果的原因可能是什么？ ① 。针对你提出的可能原因，设计对照实验，帮助A同学排除影响实验结果的因素： ② 。

（2）在探究实验中，实验设计要遵循 ① 等原则，即实验组和对照组只有 ② 不同，其它条件都相同。这样可以排除任何其他可能原因的干扰，确保实验结果是 ③ 引起的，从而提高实验结果的 ④ 。

3.（1）①培养基被污染或混入了其他含氮物质、选用的土壤样品不同②对照一：将甲同学配制的培养基在不加土的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染对照；二：其他同学用与A同学一样的土壤进行实验。（2）①对照原则和单一变量原则②自变量③所测试的条件（自变量）④可信度

二、实验设计

以下是土壤中某样品细菌的分离与计数实验流程：

菌落计数

土壤取样

配制土壤溶液

涂布平板与培养

系列稀释

配制培养基

（1）土壤取样前应对小铁铲和盛土的纸袋进行 ① 处理，取土样时要铲除表层土的原因是 ② 。

（2）实验流程中， ① 等操作都要在火焰旁进行。

（3）分离不同的微生物其稀释度相同吗？为什么？ ① 。

但稀释的结果都要保证获得菌落数在30～300之间。测定土壤中分解尿素的细菌时，一般选用的稀释度是 ② 。

（4）涂布平板时，每个稀释度下需要涂布 ① 个选择培养基和 ② 个牛肉膏蛋白胨培养基，前者遵循了 ③ 原则，后者起 ④ 作用。计数时对选择培养基中的菌落数计数并取其

⑤

。

（5）某同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，他在三个培养基表面分别涂6布稀释10倍的0.1mL菌液，经培养后得到的菌落数分别是222、212和241。则该相机的种群密度是 ① 个/L。

（6）为进一步确定得到的是能够分解尿素的细菌，可以在选择培养基中加入 ① ，如果 ② ，我们就可以准确地鉴定该种细菌能够分解尿素。

二、（1）①灭菌②细菌绝大多数分布在距地表约3～8cm的土壤层（2）①称取土壤、将称好的土样倒入锥形瓶、稀释土壤溶液和涂布平板（3）①不相同，因为不同微生物的数量不同45612②10、10和10（4）①3②1③平行重复④对照⑤平均值（5）①2.25×10（6）①酚红指示剂②指示剂变红

【难点突破】点得准——破解心中之惑！

1.稀释涂布平板法是计数固体培养基上微生物数目的主要方法，这种方法是根据微生物的单个细胞在固体培养基上繁殖形成的肉眼可见的子细胞群体——菌落进行的，即一个菌落代表一个单细胞。实际操作时要根据不同微生物采取不同的稀释梯度，以保证能从中筛选出菌落数在30～300间的平板进行计数，低于30个菌落或多于300个菌落的平板都要舍去。计算时将符合要求的平板上的菌落数取平均值，按照公式（C÷V）×M进行计算。

2.影响菌落数目的原因分析

（1）菌种来源的影响：如土壤中分解尿素的细菌的分离实验中所选土壤不同，实验结果不同。

（2）培养基制备是否合格：如果培养基被污染，培养的结果是菌落数将会偏多；如果培养基中缺少营养成分，实验结果是菌落数将会偏少。

（3）稀释涂布平板操作失误：如果没有严格无菌操作，培养的结果是菌落数将会偏多；如果灼烧的涂布器未经充分冷却即进行涂布平板操作，实验结果是菌落数可能会偏少。

（4）培养条件的影响：如果培养的环境条件不适宜，实验结果是菌落数可能会偏少。

【课堂巩固】跑得快——活学活用，学以致用！

1.下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是(

) A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、水

B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、水

C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、水

D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水

【解析】分解尿素的细菌能利用尿素，因此选择培养基中应只有尿素这一种氮源。此外,培养基中还应含有碳源。A项符合上述要求，B项缺少以尿素为唯一的氮源，C项缺少碳源，D项的氮源不是尿素。

【答案】A 2.下列关于微生物分离和培养的叙述,错误的是(

) A.微生物培养前需对培养基进行消毒

B.测定土壤样品中的细菌数目常用菌落计数法

C.分离土壤中不同的微生物要采用不同的稀释度

D.分离能分解尿素的细菌要以尿素作为培养基中唯一的氮源

【解析】微生物培养前需对培养基进行灭菌，而不是消毒，A项错误；测定土壤样品中的细

菌数目，常用菌落计数法而一般不用活菌计数法，B项错误；分离土壤中不同的微生物要采用不同的稀释度，以便能选择出菌落数在30~300的平板进行计数，C项正确；分离能分解尿素的细菌要以尿素作为培养基中唯一的氮源，D项正确。

【答案】A 3.下列关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述,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

456B.取10,10，10倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，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24~48h D.确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数

【解析】检测土壤中细菌总数时，用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后456倒平板，取10，10，10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，将实验组和对照组平板倒置，37℃恒温培养24~48h，在确定对照组无菌后，选择菌落数在30~300的平板进行计数。

【答案】D 4.某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样品中活菌数目，培养基配方如下表。将各种物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL，再经高温灭菌，制成固体培养基备用。

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H2O 蛋白胨

葡萄糖

尿素

琼脂

1.4g 2.1g 0.2g 1.0g 10.0g 1.0g 15.0g （1）根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？ (填“能”或“不能”)，原因是 。

（2）培养基用 法灭菌，培养皿用 法灭菌，待培养基冷却到 ℃(填“20”“30”“40”或“50”)左右时，在 附近倒平板，等平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，可以防止 ，以免造成污染。 (3) 培养分解尿素的细菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是 。

(4) 实验中使用过的培养基及其培养物必须经过 处理后才能丢弃，以防止培养物的扩散。 4.(1)不能

培养基含蛋白胨，尿素不是唯一氮源，不能选择出只以尿素为氮源的微生物(培养基含蛋白胨，蛋白胨中含有氮元素) (2)高压蒸汽灭菌

干热灭菌

50 酒精灯火焰

培养皿盖上的水珠落入培养基

(3)将未接种的培养基在适宜温度下放置适宜的时间，观察培养基上是否有菌落产生

(4)灭菌