课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数特级教师教学实录

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

教学目标

利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。

重点与难点

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

自主预习

一、课题背景

1、尿素是一种重要的氮肥，农作物

_________（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

，这是因为细菌能合成

。

2、科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为

这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是

。

点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

〖思考1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是

，提供氮源的的是

，琼脂的作用是

。

〖思考2〗该培养基对微生物

（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是

。

3、在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是

。除此之外，

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

4、

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

。通过统计

，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。

〖思考3〗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

。

〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是

。

〖思考5〗第

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

。

5、统计的菌落数比活菌的实际数目

。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

菌落。因此，统计结果一般用

来表示。

1

6、设置对照的主要目的是

。

7、对照实验是指除了

的条件外，其他条件都

的实验。满足该条件的称为

，未满足该条件的称为

组。

〖思考6〗请设计本实验的对照实验组：

。

二、实验设计

1、实验设计的内容包括

、

、

和

等。

2、根据图示2－7填写以下实验流程：

3 、土壤微生物主要分布在距地表

cm的近

性土壤中，约

为细菌。

4、分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是

，其目的是保证获得

的平板。细菌稀释度为

，放线菌稀释度为

，真菌稀释度为

。

5、

培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在

℃培养1～2d，放线菌一般在

℃培养5～7d，霉菌一般在

℃的温度下培养3～4d。

6、在菌落计数时，每隔

h统计一次菌落数目。选取

时的记录作为结果，以防止因

而导致遗漏菌落的数目。

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。

7、菌落的特征包括

等方面。

〖思考7〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？

土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。

8、

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

。

2）应在

旁称取土壤

g。将称好的土样倒入盛有

mL无菌水的

中，塞好棉塞。

3）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在

旁进行。

4）实验时要对

作好标记。注明

等。

2

5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当

。

〖思考8〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被

感染，实验后一定要洗手。

3．结果分析与评价

1、对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助

的方法。

2、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

，PH

。因此，我们可以通过检测培养基

变化来判断该化学反应是否发生。

3、在以

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，指示剂将变

，说明该细菌能够

。

〖思考9〗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

培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现

，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

个水样。

（三）课堂总结、点评

土壤中尿素分解菌的分离与计数

分离筛选微生物的原理

人为

条件

有利于目的菌株生长

抑制或阻止其他微生物生长

稀释涂布平板法

显微镜直接计数

微生物计数方法与原理

对照设置与重复设置

实验设计

实验方案

实验操作

结果与分析

预习自测

1、下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是 ( ) A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水

B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水

C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水

D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水； 2、某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL) ( ) A．2.34×108 B．2.34×109 C．234 D．23.4 3、在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因可能有( ) ①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有对照

A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④

3

4、关于土壤取样的叙述错误的是( ) A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3cm再取样

C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤

5、下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的是( ) ①土壤取样 ②称取10g土壤取出加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1mL进行平板涂布

④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度

A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→②→③

6、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103～107倍的稀液分别涂布

B．测定放线菌的数量，一般选用103、lO 4和105倍稀释

345 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101～107倍的稀释液分别涂布到平板上培养

7、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1～2 d B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7 d C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4 d 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

8、下列操作需要在火焰旁进行的一组是( ) ①土壤取样

②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板

⑤微生物的培养

A．①②③④⑤ B．②③④⑤④⑤ C．③④⑤ D．②③④

9、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人酚红指示剂

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

10、土壤取样时最好选择哪种环境中的土壤做分离细菌的实验( ) A．街道旁 B．花盆中 C．农田中 D．菜园里

11、分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是(

) ①加尿素

②不加尿素

③加琼脂糖

④不加琼脂糖

⑤加葡萄糖

⑥不加葡萄糖

⑦加硝酸盐

⑧不加硝酸盐

A．①③⑤⑦ B．②④⑥⑧

C．①③⑤⑧

D．①④⑥⑦

12、（2010·全国1高考）下列是与微生物培养有关的问题，请回答：

某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是＿＿＿＿＿＿＿，碳源是＿＿＿＿＿＿＿，氮源是＿＿＿＿＿＿＿。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于＿＿＿＿培养基。按照化学成分分类，该培养基属于＿＿＿培养基。从同化作用类型上看，用该培养基培养的细菌属于＿＿＿＿。

4

答案：1．基础知识

1．1 不能

氨和CO2

，

脲酶

。

1．2

热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物

，原理是

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

。

〖思考1〗

葡萄糖

，提供氮源的的是

尿素

，琼脂的作用是

凝固剂

。

〖思考2〗

具有

（具有，不具有）选择作用。选择机制是

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

。

1．3 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。

1．4 来源于

样品稀释液中一个活菌

。通过统计

平板上的菌落数

，选择菌落数在

30～300 的。

〖思考3〗计算方法是

（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数

。

〖思考4〗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

。

〖思考5〗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。

1．5比活菌的实际数目

低

。只是

一个

菌落。因此，统计结果一般用

菌落数

来表示。

1．6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。

1．7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。

〖思考6〗请设计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。

2．实验设计

2．1 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。

2．2 根据图示2－7填写以下实验流程：

配制土壤溶液

菌落计数

系列稀释

涂布平板与培养

2．3 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。

2．4 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。

2．5 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。

2．6 在菌落计数时，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。

2．7菌落的特征包括

形状、大小、隆起程度、颜色

等方面。

〖思考8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。

2．9 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。

5

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。

〖思考9〗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。

3．结果分析与评价

3．1

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。

3．2

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。

3．3

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10〗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。

1A 2．B 3．A 4．C 5．C 6．B 7．D 8．D 9．A 10．D 11C 12 琼脂 葡萄糖 尿素 选择 合成 异养型

6