课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优质课一等奖教案

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

教学目标

知识目标

①利用选择培养基分离微生物

②选择培养基配制

③掌握生活中有关微生物的分离和计数的原理

能力目标

①分析研究思路的形成过程,学会设计选择培养基

情感目标 ①形成保护生态环境的意识，养成讲究卫生的习惯

教学重难点

①对土样的选取和选择培养基的配制

②掌握尿素分解菌计数方法及应用

教学课时安排 1课时

教具准备

多媒体课件、板书、实验视频收集

教学过程

一、引入新课

今天我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为

氨和CO2

，这是因为细菌能合成

脲酶

。

我们将这些微生物成为尿素分解菌,常见的有芽孢杆菌、棒状杆菌、假单胞杆菌、梭状芽孢杆菌等,分解尿素原理为: CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3

二、筛选菌株思路----选择培养基

提供有利于目的菌生长的条件,同时抑制其他微生物的生长。

本课题以尿素为唯一氮源,选择原理:只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长，回顾培养基的各成分的作用,该培养基为固体培养基。

三、菌落数统计

在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是

稀释涂布平板法

。除此之外，

显微镜直接计数

也是测定微生物数量的常用方法。【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。

公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量

1.采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于

样品稀释液中一个活菌

。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活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30～300 的平板进行计数。

2.从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是

（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数 ,即C/V*M。

3.利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是

恰当的稀释度

。让学生阅读P24资料上介绍的分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板。细菌稀释度为104、105、106，放线菌稀释度为103、104、105，真菌稀释度为102、103、104。

4.培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在30～37℃培养1～2d，放线菌一般在25～28℃培养5～7d，霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。

5.每隔24h统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。

【思考】P23两位同学的实验,分析可知第

二

位同学的结果接近真实值。你认为这两位同学的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。所以通常要设置对照组,即空白培养基,用以判断培养基灭菌是否彻底，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。

6.统计的菌落数比活菌的实际数目

低

。这是因为当两个或多个细胞在一起时，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

来表示。

【思考】请设计P23本实验的对照实验组：

方案1：其他同学用A同学的土样进行实验。

方案2：A同学以不接种的培养基作为空白对照。

四、微生物计数实验设计

1.实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。

2. 根据图示2－7填写以下实验流程：

配制土壤溶液

系列稀释

涂布平板与培养

菌落计数

3.土壤微生物主要分布在距地表3～8cm的近中性土壤中，约70％～80％为细菌。

4.注意培养温度、氧气要求、稀释倍数合理性等因素。

在菌落计数时，点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。

5.菌落的特征包括

形状、大小、隆起程度、颜色

等方面。

6.实验过程

1）取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。

2）应在火焰旁称取土壤 10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。

3）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。

4）实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。

5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。

【注】在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。

6）．结果分析与评价

对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助

生物化学

的方法。在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的

脲酶

将尿素分解成了

氨

。氨会使培养基的碱性

增强

，PH 升高

。因此，我们可以通过检测培养基 pH 变化来判断该化学反应是否发生。在以

尿素

为唯一氮源的培养基中加入

酚红

指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变

红

，说明该细菌能够

分解尿素

。

【思考】测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到

伊红美蓝

培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现

黑

色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取

三

个水样。

五、实验视频播放

六、随堂练习

1．抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。

⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。

⑵在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。

⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。

解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。

答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘干后的重量）

2.在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱中，保温处理24h后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：（C）

淀粉圆点

①

②

③

④

⑤

实验处理方法

新鲜唾液与盐酸混合

经过煮沸的新鲜唾液

接种面包霉

只有新鲜的唾液

只有一定浓度的蔗糖溶液

碘液处理后的颜色反应

蓝黑色

蓝黑色

棕黄色

？

？

请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是

A．棕黄色、棕黄色、淀粉酶

B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶

C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶

七、课后作业

D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶

某生物小组以空气中细菌含量为指标，调查校园内不同区域（教室、草场、校长室、卫生间）的空气质量状况。请你写出完整的实验调查方案。