课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数ppt课件配套教案内容

番禺区实验中学高中生物选修一导学案

专题2课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（预习学案）

执笔：黄春燕 备课组审核

班级 姓名 学号 完成情况

【学习目标】1．阐述选择培养基的应用原理；能根据各种微生物的代谢特征，配制选择培养

基；2．阐述土壤中分解尿素的细菌的分离与计数过程，列举其中涉及的相关技

术并会用这些技术解决生产生活中的相关问题。3．学会运用无菌技术完成微生

物的分离、培养和技术各个环节。

【学习重点】对土样的选取和选择培养基的配制；对分解尿素的细菌的计数

【使用说明及学法指导】

1.阅读课本第21—26页，独立完成基础知识梳理和预习自测，用时10~15分钟；

2.不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决；

3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。

【学习任务】阅读课本P21-26页，完成以下基础知识梳理。

序号

预习任务

教材p21-22 教材p22

教材p22-23 教材p23-25 教材p25-26 [来源:学科网ZXXK]要求

1.掌握什么叫选择培养基。

2.掌握测定微生物数量的常用方法。

3.设置对照的概念,目的，及方法。

4.掌握实验设计步骤，及操作要求。

5.掌握结果分析与评价的方法。

来源:Z+xx+k.Com]自学合作不能完成

完成

完成

1 2 3 4 5

【基础知识梳理】

一、理论基础

1．筛选菌株：阅读教材P21 “（一）筛选菌株”，

整理归纳出筛选菌株的基础知识。

(1)实验室中微生物筛选的原理

人为提供有利于________________生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时________或________其他微生物生长。

(2)选择培养基

在微生物学中，将允许__________种类的微生物生长，同时________或________其他种类微生物生长的培养基，称做选择培养基。

(3)分离分解尿素的细菌的选择培养基

①在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是____________，提供氮源的是________，琼脂的作用是凝固剂。

②该培养基对微生物具有选择作用。其选择机制是_____________________才能在该培养

1

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基上生长。

③土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们体内能合成________，将尿素分解的反应式是________________________________________________________。

Taq细菌能忍受93℃左右的高温，是在美国黄石国家公园的一个热泉中发现的，这说明，在寻找目的菌株时，要根据________________________________。

（4）配制选择培养基的依据

根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养 微生物。加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。

2．统计菌落数目的方法：阅读教材P22 “（二）统计菌落数目”的内容，整理归纳统计菌落数目的方法。

（1）测定微生物数量的常用方法有 和 。

（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理

当样品的 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 。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 的平板进行计数。

3．设置对照

设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的 。例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养 的培养基作为空白对照。

二、实验设计（结合课题1学过的知识）

1．土壤取样

（1）取样原因：土壤有“微生物的 ”之称，同其他生物环境相比，土壤中的微生物数量 ，种类 。

（2）土壤要求：富含 ，pH接近 且潮湿。

（3）取样部位：距地表约 的土壤层。

2

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2、样品稀释

（1）稀释原因：样品的 直接影响平板上生长的 。

（2）稀释标准：选用一定稀释范围的样品液进行培养，保证获得菌落数在 ，便于计数。

3、微生物的培养与观察

（1）培养：根据不同微生物的需要，控制适宜的培养 和培养时间。

（2）观察

①观察方法：每隔24h统计一次菌落数目，最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。

②菌落的特征：菌落的特征包括菌落的 、 、隆起程度和 等。

4、操作注意事项：

（1）无菌操作

①取土样的用具在使用前都需要 。

②实验操作均应在 进行。

（2）做好标记：本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，使用前应标明培养基

的 、 以及平板上培养样品的 等。

（3）制定计划：对于耗时较长的生物实验，要事先制定计划，以便提高 。

（4）菌种鉴定：细菌合成的 将尿素分解成氨，使培养基的 增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，培养某种细菌后，若指示剂变 ，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

【预习检测】

1．下列哪种成分是选择分解尿素的细菌的培养基的特有成分（ ）

A.葡萄糖 B.琼脂 C.尿素 D.脲酶

2.下列关于测定土壤中细菌数量的叙述，正确的是 ( ) A．一般选用10～10倍的稀液分别涂布

B．测定放线菌的数量，一般选用10、lO和10倍稀释

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C．测定真菌的数量，一般选用10、10和10倍稀释

D．当第一次测量某种细菌的数量，可以将10～10倍的稀释液分别涂布到平板上培养

3.下列关于微生物的培养叙述错误的是( ) A．细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2d B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7d C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d D．不同种类的微生物，一般需要相同的培养温度和培养时间

4.下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 ( ) A．以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂

B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂

C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂

D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂

5．某同学为了调查水中细菌的污染情况而进行了实验。实验包括制备培养基、灭菌、接种及培养、菌落观察与计数。请回答于此实验有关的问题：

（1）培养基中含有的蛋白质、淀粉分别为细菌培养提供了 和 。除此之外，培养基还必须含有的基本成分是 和 。 （2）对培养基进行灭菌，应该采用的方法是 。

（3）为了尽快观察到细菌培养的实验结果，应将接种了湖水样品的平板置于 中培养，培养的温度设定在37℃，要使该实验所得结果可靠，还应该同时在另一平板上接种

作为空白对照进行实验。

（4）培养20小时后，观察到平板上有形态和颜色不同的菌落，这说明湖水样品中有 种细菌。一般来说，菌落总数越多，湖水遭受细菌污染的程度越 。

（5）如果提高培养基中NaCl的浓度，可以用于筛选耐 细菌，这种培养基被称为 。

5、

（1）氮源 碳源 水 无机盐 （2）高压蒸汽灭菌法 （3）恒温培养箱 无菌水 （4）多 大 （5）盐 选择培养基

4 17345

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专题2课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（课堂学案）

执笔：黄春燕 备课组审核

班级 姓名 学号 完成情况

【学习重点】对土样的选取和选择培养基的配制；对分解尿素的细菌的计数

【知识点睛】

【课堂合作探究】

一、筛选菌株

(1) 自然界中目的菌株的筛选

①原理：根据目的菌对 的要求，到相应的环境中去找。

②实例：DNA多聚酶链式反应（PCR）是一项 的技术，要求使用 。

能产生耐高温的TaqDNA聚合酶的 就是从热泉中筛选出来的

(2)实验室中微生物筛选的原理

人为提供有利于________生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时________或________其他微生物生长。

（3）分解尿素的细菌的培养基配方（分析P22左侧培养基配方）

①该培养基中含有微生物生长所需的 等营养，从物理性质划分该培养基属于 ，从功能划分该培养基属于 ②在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。

③想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用?如果具有，又是如何进行选择的? 具有，以尿素为唯一氮源的培养基可以分离得到产生脲酶的微生物（即分解尿素的微生物。）

2．统计菌落数目的方法

(1)稀释涂布平板法(也叫活菌计数法)

5

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①原理：当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____________，通过统计平板上的________，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

②操作

第一，设置重复组，增强实验的说服力与准确性。将待测样品经一系列10倍稀释，然后选择________稀释度的菌液，分别取0.1 mL接种到已制备好的平板上，然后用无菌涂布器将菌液涂布整个平板表面，放在适宜的温度下培养并计算菌落数。为使结果接近真实值，可将同一稀释度涂布到三个或三个以上的平板上，培养并计算出__________。

第二，为了保证结果准确，一般选择菌落数在________的平板进行计数，若设置的重复组中结果相差太远，意味着操作有误，需重新实验。

C③计算公式：每克样品中的菌株数＝×M，其中C代表___________________________，VV代表________________________________(mL)，M代表____________。

(2)显微镜直接计数法

①原理：此法利用特定的____________或______________，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量，但不能区分细菌的死活。计数板是一块特制的载玻片，上面有一个特定的面积1 mm和高0.1 mm的计数室，在1 mm的面积里又被划分成25个(或16个)中格，每个中格进一步划分成16个(或25个)小格，计数室由________个小格组成。

②操作：将稀释的样品滴在计数板上，盖上盖玻片，然后在显微镜下计数4～5个中格中的细菌数，并求出每个小格所含细菌的平均数，再按公式求出每毫升样品中所含的细菌数。

③计数公式：每毫升原液所含细菌数＝每小格平均细菌数×400×10 000×稀释倍数。

(3)设置重复和对照

①设置重复：培养过程中应设置重复组，同一稀释度下应涂布________个平板，才能增强实验的说服力与准确性。

②设置对照：实验中应设置对照，主要目的是________________________对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。如__________对照组，观察培养物中是否有杂菌污染；设置________培养基，观察选择培养基是否具有________作用。

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【能力提升】比较显微镜直接计数与稀释涂布平板法计数

项目

原理

显微镜直接计数法

利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量

主要用具

计数依据

优点

缺点

血细胞计数板

计数方便，操作简单

、活菌都计数在内

稀释涂布平板法

当样品的

时，培养基表面生长的 ，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的 ，就能推测出样品中大约含有多少活菌。

固体 培养基

计数的是 操作较复杂，有一定误差

【针对训练1】下表为本课题使用的培养基，分析培养基配方，回答下面的问题。

KH2PO4

1.4 g Na2HPO4

2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖

10.0 g 尿素

1.0 g 琼脂

用蒸馏水定容到1 000 mL

(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是_________________。

(2)按物理性质划分该培养基属于________培养基，理由是培养基中含有________________；该类培养基常用于微生物的______________________等。

(3)由于____________________________________________________________________，

所以该培养基只能用于能够合成________的微生物的培养。用此培养基培养土壤浸出液能够从土壤中筛选出________的细菌。

(4)在微生物学中，将___________________________________________________的培养基，称作选择培养基。

7 15.0 g

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答案：（1）葡萄糖、尿素；（2）固体；琼脂；纯化、分离和计数；（3）培养基中只有尿素一种氮源；脲酶；分解尿素；（4）允许特定种类的微生物生长，并能抑制或阻止其他种类微生物的生长。

【针对训练2】广东省是我国甘蔗生产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)。

(1)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：

步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。

步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意________________和____________，加琼脂后灭菌，制成固体平板。

步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。

步骤4：根据________________________________________________________________，筛选出突变菌。

(2)上述步骤2、3和4的依据分别是 。

答案：

步骤2：添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH 是否能在选择培养基上生长(3)提供高糖和酸性的筛选环境

获得单菌落

能生长代表该茵落具有耐高糖和耐酸的特性

二、实验设计

实验步骤

1．土壤取样：从肥沃、湿润的土壤中，用无菌小铁铲铲去表层土3 cm左右，迅速取土壤并装入____________密封或事先准备好的________中。

2．制备培养基：①制备________________培养基作为对照组，尿素为唯一氮源的培养基作为________，用来判断选择培养基是否具有____________。

②放宽稀释范围，如稀释倍数为10～10范围内的要分别涂布，而每个稀释度下需要______个选择培养基、________个牛肉膏蛋白胨培养基，因此需要15个选择培养基和5个牛肉膏蛋

8 37

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白胨培养基。

③两种培养基应各有一个作为________对照，此外还需准备8个灭菌的试管和1个灭菌的移液管。

3．样品的稀释与涂布平板：参考下面的实验流程示意图，将10 g土样加入盛有90 mL无菌生理盐水的锥形瓶中(锥形瓶体积为250 mL)，充分摇匀，吸取上清液1 mL，转移至盛有________ mL生理盐水的无菌大试管依次等比稀释至10稀释度，并按照由10～10稀释度的顺序分别吸取______mL进行平板涂布操作。按照浓度从低到高的顺序涂布平板，不必更换移液管。

说明：图中的1、2、3平板是____________，4为____________________作对照，判断选择培养基是否具筛选作用，还有两个空白对照，即不涂布稀释后菌液的选择培养基和牛肉膏蛋白胨培养基，验证培养基中是否____________。

4．将涂布好的培养皿放在30℃温度下培养，及时观察和记录。

5．挑选选择培养基上不同形态的菌落接入含____________培养基的斜面中，观察能否产生颜色反应。

6．细菌的计数

当菌落数目稳定时，选取菌落数在________的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出____________，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。同时仔细观察所分离到的菌落，并记录菌落特征。

7．统计表格

表一

平板上的菌落数记录表

稀释倍数

10

377310

410

510

610

71

3412341234123412349

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1 2 3 ⋮

表二

菌落特征记录表

菌落隆起程度

形状

大小

种类

1

2

3

⋮

颜色

……

注：一般来说，在一定的培养条件下(相同的培养基、温度及培养时间)，____________表现出________的菌落特征。

三、操作提示

1．取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要________。

2．应在________旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入________中，塞好棉塞。

3．在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在________旁操作。

4．实验时要对________做好标记。注明________________________________________等。

5．为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当________________。

四、结果分析与评价

内容

有无杂菌污染的培养物中菌落数________→被杂菌污染

判断

菌落形态多样，菌落数偏高→培养物中混入____________ 选择培养基的筛选作用

结论分析

对照的培养皿中________菌落生长→未被杂菌污染

牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数目________选择培养基的数目→选择培养基具筛选作用，已筛选出一些菌落

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得到3个或3个以上菌落数目在________的平板→操作成功，能进行菌样品的稀释操作

落的计数

若选取同一种土样，统计结果应________；如果结果相差太远，说明实重复组的结果

验操作过程中出现操作失误，需要找出产生差异的原因

五、课题延伸

在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的________将尿素分解成了________。氨会使培养基的碱性增强，________升高。因此，我们可以通过检测培养基____________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________指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将________，这样，我们就可以准确地鉴定该种细菌能够分解尿素。

【针对训练3】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10的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是(

) A．涂布了1个平板，统计的菌落数是230 B．涂布了2个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238 C．涂布了3个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163 D．涂布了3个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233 【针对训练4】在本实验操作中对使用的平板和试管要进行标记，以下说法正确的是(

) A．对培养皿仅需注明培养基的种类即可

B．一般在使用之后进行标记

C．由于试管用的较多，只需对试管进行标记即可

D．标记的目的主要是为了防止实验中平板、试管等的混淆

【针对训练5】某研究所对受污染的某水库中的大肠杆菌进行了数量的测定。

（1）研究人员首先配制了如下表所示的培养基，其中的蛋白胨主要为大肠杆菌的生长提供________。

(2)研究人员取污水10mL加无菌水________mL制备稀释倍数为10的稀释液，并依次制备10、10、10、10、10的系

11 1234566

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列稀释液。

(3)在每个稀释倍数的液体中均取出0.1mL用________法接种样品至少________个培养皿。为避免杂菌污染，接种时要对实验者和实验室进行________，并且要在________附近进行操作。

(4)培养后在稀释倍数为10的4个平板上菌落数分别为24、27、21、3，那么每m3中约含大肠杆菌________个。 (5)用这种方法测定的细菌数量比实际活菌数量要少，这是因为________________ 答案(1)碳源、氮源和维生素(2)90(3)稀释涂布平板

3 消毒

酒精灯火焰(4)2.4×10

(5)当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落

【课堂检测】

1、下列有关微生物培养的叙述，不正确的是（ ）

A．测定土壤样品中的细菌数目，常用稀释涂布平板法进行菌落计数

B．在对微生物进行培养前，需要对微生物和培养基进行灭菌

C．酵母菌发酵过程产生的酒精，对其他微生物生长有一定的抑制作用

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

2、欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，下列实验操作中不正确的是

A．将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释

B．同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板

C．可将未接种的培养基在相同条件下作为对照进行培养

D．用加入双缩脲试剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌

3、下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是（ ）

A．利用稀释涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数

B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落

C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌

D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少

4、下面是分离分解尿素的细菌所用的培养基，据表回答下列问题。

（1）该培养基中含有的碳源是________________。该培养基除了能够提供碳源外，还可以提供

。

12 102

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（2）该培养基按物理性质划分属于___________培养基，该培养基具有选择作用的原因是________________________________________________。

（3）在该培养基中，可以通过检测pH的变化来判断尿素是否被分解，所依据的原理是______________________________________________________。方法是在培养基中加入___________，若尿素被分解，则培养基变成_______色。

（4）如果将此培养基改为用来培养分离分解纤维素的微生物的培养基，则提供碳源的物质应改为________________。

答案：BDA 4、（1）葡萄糖

氮源、水和无机盐

（2）固体

该培养基中唯一的氮源是尿素，只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖

（3）在分解尿素的过程中，微生物产生的脲酶能将尿素分解成氨，氨会使培养基的PH升高

酚红指示剂

红

纤维素

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专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案参考答案

P1：1.(1)目的菌株

抑制

阻止

(2)特定

抑制

阻止

(3)①葡萄糖

尿素

②只有能够以尿素作为氮源的微生物

脲酶P2：③脲酶

CO(NH2)2＋H2O――→CO2＋2NH3

它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找（4）自养；固氮；2、（1）显微镜直接计数法和稀释涂布平板法；（2）稀释度；活菌；30-300；3、实验组中非测试因素；可信度；牛肉膏蛋白胨；二、1、（1）天然培养基；最大；最多；（2）有机物的土壤表层；中性；（3）3-8cm；

P3：2、（1）稀释程度；菌落数目；（2）30-300；3、（1）温度；（2）形状、大小；颜色；4、（1）霉菌；酒精灯火焰旁；（2）种类、培养日期、稀释度；（3）工作效率；（4）脲酶；践行；酚红；红；【预习检测】1-4：CBDA; 5、（1）氮源

；碳源；水；无机盐；

（2）高压蒸汽灭菌法

；

（3）恒温培养箱；无菌水

；（4）多；

大；（5）盐；选择培养基；

P5：一、（1）①生长条件；②体外将少量DNA大量复制；耐高温的DNA聚合酶；Taq细菌；（2）目的菌株；抑制或阻止；（3）①碳源、氮源、水和无机盐；固体培养基；选择培养基；②葡萄糖和尿素；③有，以尿素为唯一氮源的培养基可以分离得到产生脲酶的微生物；

P6:2、①一个活菌；菌落数；②10；菌落数；30-300；③某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；涂布平板时所用的稀释液的体积；稀释倍数；（2）400（3）①三个或三个以上；②排除实验组中非测试因素；空白；牛肉膏蛋白胨；选择；

P7：

项目

原理

主要用具

计数依据

优点

缺点

显微镜直接计数法

显微镜

菌体本身

死菌；

稀释涂布平板法

稀释度足够高；一个菌落；菌落数；

选择

培养基上的菌落数

活菌

6【针对1】（1）葡萄糖、尿素；（2）固体；琼脂；纯化、分离和计数；（3）培养基中只有尿素一种氮源；脲酶；分解尿素；（4）允许特定种类的微生物生长，并能抑制或阻止其他种类

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微生物的生长。

P8：步骤2：添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH 是否能在选择培养基上生长(3)提供高糖和酸性的筛选环境

获得单菌落

能生长代表该茵落具有耐高糖和耐酸的特性

P8-10：二、1.(1)无菌信封;烧杯;(2)①牛肉膏蛋白胨;实验组;选择作用

②3;1;③空白; (3)9;0.1 选择培养基;牛肉膏蛋白胨培养基;含有杂菌;(5)酚红指示剂;(6)30～300;平均值;(7)同种微生物

稳定三、1.灭菌

2.火焰

锥形瓶

3.火焰

4.培养皿

培养基类型、培养时间、稀释度、培养物

5.事先规划时间 四、无；偏高；其他杂菌；大于；30～300；接近；五、脲酶

氨；pH；pH的变化；酚红；变红；

P11：【针对3】D；【针对4】D；【针对5】（1）碳源、氮源和维生素；（2）90；（3）稀释涂布平板法；3；消毒；酒精灯火焰；（4）2.4X10；（5）当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的是一个菌落。

P12：【课堂检测】BDA 4、（1）葡萄糖；氮源、水和无机盐；

（2）固体；该培养基中唯一的氮源是尿素，只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖

（3）在分解尿素的过程中，微生物产生的脲酶能将尿素分解成氨，氨会使培养基的PH升高；酚红指示剂；红；纤维素；

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