课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学实录

专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

一、【课题目标】

1、知识与技能

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

2、过程与方法

分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性

3、情感、态度与价值观

形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯

二、【课题重点】

对土样的选取和选择培养基的配制

三、【课题难点】

对分解尿素的细菌的计数

四、【教学方法】

问题引领，开展探究活动，采用“351”教学模式进行教学。

五、【教学工具】

多媒体课件

六、【教学过程】

（一）创设问题情境，引入新课

1、介绍细菌分解尿素的原理和过程

2、结合微生物的实验室培养讨论分析如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。

（二）自主学习，落实基础

1、让学生了解本课题学习目标，明确学习方向和目的。

2、依据导学案，以问题引领学生自主学习。

3、自主完成导学案基础知识，落实基础知识。

4、分析讨论学习中的疑点问题。

基础知识自主学习

一、理论基础

1．筛选菌株

(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 和 其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。

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

。

（3）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

- 1 -

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 __________的微生物.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

（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。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。此外，测定微生物数量的常用方法还有 直接计数。

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

关于土壤中某样品细菌的分离与计数实验操作步骤如下：

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 根据图示填写以下实验流程：

2．3 土壤微生物主要分布在距地表

cm的近中性土壤中，约

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

，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

。

2．5 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。

2．6 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。

2．7菌落的特征包括

等方面。

（三）合作探究，典例分析，知识拓展

题型一

选择培养基的特点与应用

【例题1】

（2009·上海高考）氯苯化合物是重要的有机化工原料，因其不易降解，会污染环境。某研究小组依照下列实验方案（图1）筛选出能高效降解氯苯的微生物SP1菌。培养基配方如下表。

图1 培养基的组成

液体培养基

蛋白胨

牛肉膏

氯苯

氯化钠

硝酸铵

无机盐蒸馏水

（无碳）

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5 mg 5 g —

—

1 L 50 mg 5 g 3 g 1 L 适量

20～80 —

—

5 g 3 g 1 L Ⅲ号

适量

mg （1）配制Ⅱ号固体培养基时，除添加Ⅱ号培养基成分外，还应添加1%的________。

（2）培养基配制时，灭菌与调pH的先后顺序是________________________________ ________________________________________________。

（3）从用途上来说，Ⅰ号培养基和Ⅱ号培养基分别属于________培养基和________培养基。在Ⅱ号培养基中，为SP1菌提供氮源的成分是________。

（4）在营养缺乏或环境恶劣时，SP1的菌体会变成一个圆形的休眠体，这种休眠体被称为________。

（5）将SP1菌接种在含不同浓度氯苯的Ⅲ号培养液中培养，得到生长曲线（如图2）。从图2可知，SP1菌在________培养条件下最早停止生长，其原因是____________________ _____________________________________________________________________________。

Ⅰ号

Ⅱ号

10 g —

5 g —

图2 解析：（1）固体培养基必须含有适量的琼脂。（2）配制培养基时应先调pH后灭菌。（3）Ⅰ号培养基是为了获得更多的菌株，属于通用培养基，Ⅱ号培养基是为了选择出SP1菌株，属于选择培养基，Ⅱ号培养基成分中含N物质为硝酸铵，则应由它为SP1菌株提供氮源。（4）在恶劣环境下一些菌体会形成芽孢休眠体，来度过不良环境。（5）SP1菌株是以氯苯为碳源，当氯苯消耗尽菌株因缺少碳源而不能继续生存，故氯苯含量越少，SP1菌株越早停止生长。

答案：（1）琼脂

（2）先调pH，后灭菌

（3）通用

选择

硝酸铵

（4）芽孢

（5）－120 mg·L氯苯

碳源最早耗尽

题型二

测定细菌数量的原理与方法

【例题2】

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106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 解析：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以A、B两项不正确。C项虽涂布了3个平板，

但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地用3个平板的计数值求平均值。

答案：D 反思领悟：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组；在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，如果结果差别过大，则意味着操作有误，需重新实验。

题型三

设计微生物的选择方案

【例题3】

用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是（

）。

A．未接种的选择培养基

B．未接种的牛肉膏蛋白胨培养基

C．接种了的牛肉膏蛋白胨培养基

D．接种了的选择培养基

解析：将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，以牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的是单一变量原则，所以与选择培养基一样接种、培养。

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答案：C 反思领悟：对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。

（四）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

（五）课堂检测：

1．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

D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶

C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶

2．实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是

（

）

A．链霉素能阻止结核菌的生长

B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效

C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D．链霉素可以用于治疗伤寒病人

3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是

A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌

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4．下列操作不属于微生物的分离步骤的是

A．

稀释 B．划线或涂布 C．接斜面 D．培养

5．影响微生物生长的主要环境因素是

A．阳光、温度、水分 B．温度、水分、PH C．水分、PH、氧 D．温度、PH、氧

6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是

A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸

C．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 D．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸

7．微生物代谢的人工控制是指

A.改变微生物的遗传特性 B.控制发酵时的温度

C.调节发酵过程中的pH，氧气通入量 D.包括A、B、C三项

8．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是

A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争

9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是

①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大

A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧

10．微生物群体生长善的测定方法可以是

①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量

③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量

⑤测定初级代谢产物的总产量

A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④

答案：1—5

CDCCD

6—10 DDCCB

【教学反思】

本节课可以从尿素在农业上的重要应用切入，介绍能分解尿素的细菌，进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。在教学过程中，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。同时通过课题背景的介绍，可以进行STS教育。对于实验中的对照原则，可以指导学生分组讨论，在掌握微生物分离技术的同时巩固实验设计的基本原则。

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