课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数PPT专用课堂实录内容

2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

教学设计

一、教材分析

教材从尿素在农业上的重要用途切入，介绍了土壤中能分解尿素的细菌，进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。教学中，教师可以联系生产生活实际，使学生对尿素以及分解尿素的细菌形成一定的感性认识。教材还简要地介绍了尿素的发现过程以及尿素合成的历史，这些都是“科学、技术、社会”教育的丰富素材。最后，教材明确指出了本课题的目的，有助于学生准确把握课题的方向。

二、教学目标

1．知识与技能

①简述稀释涂布平板法分离微生物和进行微生物计数的实验原理；

②说出选择性培养基和鉴别性培养基的用途；

③归纳分离纯化微生物的原理和方法。

2．过程与方法

体验无菌操作的实验过程。

3．情感、态度与价值观

①体验科学知识的形成过程，加深对科学本质的理解；

②体会在实验活动中合作学习的有效性，养成严谨的科学态度。

三、教学重点

对土样的选取和选择培养基的配制。

四、教学难点

对分解尿素的细菌的计数。

五、教学设计

1. 教学准备

①土壤样品的采集以及土壤溶液的配制 为保证实验取得预期效果，应选择经常施用尿素的农田，铲去表土后采集3～8 cm深度范围内的土壤;回实验室后，去除土壤中的植物枯枝败叶及其他杂物，用托盘天平称取样品10 g，加入到盛有90 g无菌水的锥形瓶中，震荡10 min，即制得101土壤溶液;制备完成后可置于冰箱冷藏室内备用（1～2 d）。 ②配制培养基并进行高压蒸气灭菌

配制牛肉膏蛋白胨固体培养基（配方：牛肉膏5 g，蛋白胨10 g，氯化钠5 g，琼脂20 g，加热溶解后，加水定容至1 000 mL。如条件具备可用琼脂糖代替琼脂），

分装到100 mL 带棉塞的锥形瓶中，每瓶各25 mL。 配制尿素固体培养基（配方：葡萄糖10 g，尿素1 g，KH2PO4 1.4 g，Na2HPO4 2.1g，MgSO4・7H2O 0.2 g，琼脂15 g，加热溶解后定容至1 000 mL），分装到100 mL 带棉塞的锥形瓶中，每瓶各25 mL。 将上述分装好的两种培养基、装有4.5 mL 蒸馏水的带棉塞试管、装有99 mL 蒸馏水的250 mL锥形瓶、包装好的培养皿进行高压蒸气灭菌。

2. 教学过程

教学内容

教师活动

导入课题

教师讲解：尿素是动物体内蛋白质代谢终产物，也是农业生产中常用的化肥，但农作物并不能直接吸收利用尿素，而有些土壤微生物能产生并分泌脲酶。通过分解土壤中的尿素为自身和植物生长提供氮元素，由

学生活动

学生回忆专题2微生物的实验室培养里面关于培养基及无菌操作的相关知识。

设计意图

创设情景，引入新课

此引出课题：在特定的土壤中可以分解尿素的微生物的数量是多少？如何从土壤中的众多微生物中分离出能分解尿素的微生物？

研究思路

1、筛选菌株

2、统计菌落数目

3、设置对照

1、教师让学生阅读课本P21，讲解实例：DNA多聚 1、学生阅读课本P22侧酶链式反应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，因为热泉温度70～80℃，淘汰了绝大多数微生物只有Taq细菌被筛选出来。引导学生得到启示根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找（即自然界筛选）。 2、实验室中微生物的筛选原理实验室筛选：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生长。 3、选择培养基：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。

4、培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。 5、教师让学生阅读课本Part 1图2-6，展示各种筛选菌株方法的多媒体图片

1、直接计数法：最常用的显微镜直接计数 2、间接计数法：最常用方法稀释涂布平板法。

每克样品中的菌株数＝（C÷V）×M C：某一稀释度下平板上生长的平均菌落数

V：涂布平板时所用的稀释液的体积（ml) M：稀释倍数 1、对照实验是指除了被测试的条件外，其他条件都相同的实验。满足该条件的称为对照组，未满足该条件的称为实验组。设置对照的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。

2、实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数1、学生举例血球计数板属于直接计数法。

2、学生讨论并区别：稀释涂布平板法是用来计数的，而平板划线法是用来纯化的。

学生设计实验方案：

方案一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验；

方案二：将A同学配制培养学生的怀疑精神，并根据自身设计实验方案进行验证。培养边栏关于本课题使用的培养基成分相关内容，讨论并回答提供碳源和氮源的分别是什么物质。

2、学生讨论培养基如何对微生物进行筛选。

3、学生观看教师展示的多媒体图片。

通过讲解知识点，引导学生对知识进行迁移学习，培养学生的逻辑迁移思维。

通过观看图片，使学生由感性认识过渡到理性认识。培养学生的学科素养。

知识的迁移，培养学生的知识整合能力。

目的实验时，A同学筛选出约150个菌落，但其他同学只选择出约50个菌落，分析其原因。教师要求学生设计实验方案。

的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。 小结：通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。

学生的实验设计能力。

实验设计

1、教师讲解样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图。

学生讨论思考下列问题：

1、如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

答：统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计通过实验设计，培养学生设计实验方案能力，培养学生的学科素养。体验无菌操作的实验过程。

2、土壤取样：

算。

从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左2、为什么分离不同的微右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。

生物要采用不同的稀释 3、制备培养基和样品的稀释：

制备以尿素为唯一氮源的选择培养基，并按一定倍数稀释。

4、微生物的培养与观察： 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。

1、无菌操作

a、取土用小铁铲、盛土样信封在使用前都需要灭菌。

b、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。

c、在稀释土壤溶液的过程中，每步都要在火焰旁操作。

度？

答：因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。

学生讨论实验过程的注意事项。

培养学生的创新思维。

操作提示

2、做好标记

注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等。

3、规划时间 结果分析与评价

1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落 2、样品的稀释操作是否成功

3、重复组的结果是否一致 学生交流成果，分析自己的成功之处和需要改进的地方。

培养学生学会对别人评价和自我评价的能力

课题延伸

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

。 学生了解酚红指示剂的作用，通过对比认清颜色的区别。

知识的延伸与迁移。

六、总结归纳

在总结归纳阶段，教师可设计一系列问题，引导学生回顾微生物分离纯化的方法和实验设计的思路，具体问题如下： （1）

分离纯化微生物的方法有哪些？（平板划线法、稀释涂布法、选择培养基分离、鉴别性培养基鉴别后挑取接种） （2）

本实验中，为何要设计使用牛肉膏蛋白胨培养基培养土壤微生物的步骤？（设置对照，通过比较实验组和对照组培养基上菌落的数量和形态，证明尿素固体培养基的选择效果） （3）

要想提高土壤中尿素分解微生物计数的准确性，应该怎么做？（设置重复，取均值，减少实验误差） （4）

请归纳微生物计数的方法。（稀释涂布法、血球计数板、比浊法等）

以上教学过程充分挖掘了该课题的教学价值，使课程标准中“微生物的分离与培养、微生物计数、选择性培养基的选择作用”等具体要求得到有效落实，同时，该教学过程较好地处理了知识性内容与操作性内容及课堂与课后的关系，可起到节约时间，提高教学效率的效果。