课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数名师教学设计2

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

教学目标：

（一）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

（二）过程与方法

分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性

（三）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

教学重点：对土样的选取和选择培养基的配制

教学难点：对分解尿素的细菌的计数

教学流程

教学流程

环节一：

课程导入

环节二：

讲授新课

从教材课题背景导入

背景材料：

1.尿素的利用:尿素[CO(NH2)2]——重要的农业氮肥。只能被土壤中细菌分解为NH3才能被植物吸收利用。

2.细菌利用尿素的原因：土壤中的含脲酶的细菌能够分解尿素。

一、研究思路

（一）筛选菌株

1.实例

以PCR技术为例，引导学生探究问题的解决方法。

PCR技术：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的DNA聚合酶。

提出的问题—如何寻找耐高温的DNA聚合酶？

解决问题的思路—寻找耐高温环境。

原因：高温条件淘汰了绝大多数微生物。

获得启示：寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。

2.实验室微生物的筛选原理

阅读、思考、

了解选择培养教师活动

学生活动

阅读、倾听。

设计意图

情景导入本节目标。

回答。

基相

关知识。

引导学生根据上面实例归纳实验室微生物的筛选原理：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

（1）让学生分析本课题使用的培养基成分，回答问题。

KH2PO4

1.4g NaHPO4

2.1g MgSO4 .7H2O

0.2g 葡萄糖

10.0g 尿素

1.0g 琼脂

15.0g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。

问题1：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什么物质？

碳源：葡萄糖、尿素；氮源：尿素。

问题2：此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？

能。只有产生脲酶的细菌才能利用尿素作为氮源而生存。

（2）共同归纳选择培养基概念

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，称做选择培养基。

（3）举例说明选择培养基作用

分析、

回答。

用涂布平板计数法加入青霉素的培养基：细菌不生长，酵母菌、霉菌等真菌能生长。

不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物。

（二）统计菌落数目

1.显微镜直接计数

引导学生回忆血细胞计数板计数相关知识，讲解显微镜直接计数的原理、做法、优缺点。

2.间接计数（活菌计数法）

回忆、分析、引导学生回忆稀释涂布平板法相关知识，讲解稀释涂布平板法计回答。

对分数的原理，以例题讲解计数方法和设置重复组的重要性。

（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。

（2）计数：计算公式：每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M

解尿素细菌计数。

C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mＬ)，M代表稀释倍数。

【例2】两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。从对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。

1、甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230。

2、乙同学在该浓度下涂布了A、B、C三个平板，统计的菌

设计对照

落数分别为21、212、256，该同学以这三个平板上菌落数的平均

值163作为统计结果。

你认为这两位同学的作法正确吗？如果有问题，错在哪？

甲：没有重复实验（至少涂布3个平板）。

乙：A组结果误差过大，不应用于计算平均值。

（三）设置对照

1.目的

讲解设置对照目的：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.实例分析

让学生分析教材实例，设置对照。

A同学认为自己选用土壤样品不同导致结果不同，但是A同学没有设计对照，拿不出让同学信服的证据。你能通过设置对照，帮助A同学排除上述两个可能影响因素吗？

方案1：其他同学用与A同学一样的土样进行实验。如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。

演练、回答、归纳。

实验。

方案2：将A同学配制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。

二、实验设计

根据图示2－7填写以下实验步骤：

1.土壤取样；2.制备培养基；

3.样品稀释、取样涂布；4.微生物的培养、观察并记录结果；5.细菌的计数。

讲解各个步骤方法和注意事项。

1、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、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。

3、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。

4、在菌落计数时，每隔24h统计一次菌落数目。选取菌落数目

阅读、归纳

进行实验设计。

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。

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。

〖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。

三、操作提示

指导学生阅读教材操作提示部分，明确目的。

(一)无菌操作

1.取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。

2.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。

3.在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。

(二）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。

（三）规划时间

提高效率，在操作时更加有条不紊。

【典型例题】

[生物——选修1：生物技术实践]（15分）

空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配置培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）;

②制作无菌平板；

③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；

④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

思考、

阅读、倾听、回答。

回答下列问题: （1）该培养基中微生物所需的氮来源于_________________。若要完成步骤②，该培养基中的成分X通常是_________________。

（2）步骤③中，实验组的操作是_________________。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/

平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说

明在此次调查中出现了_________________现象。若将30（即

36-6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法_______________

（填“正确”或“不正确”）。

【答案】（1）牛肉膏、蛋白胨琼脂（2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间（3）污染不正确

四、结果分析与评价

以三个问题为例，让学生进行结果分析与评价。

（一）培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落。

对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已经筛选出一些菌落。

（二）样品的稀释操作是否成功。

如果得到了2个或2个以上菌落数目在30 ～300平板，说明稀释比较成功，并能够进行菌落的计数。

（三）重复组的结果是否一致。

如果选取的是同一种土样，统计结果应该相近。如果结果相差太远，需要分析产生差异原因。

环节三：

课堂小结

共同回顾本节要点：

一、选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源。

二、鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素。

三、统计菌落数目的方法

（1）显微镜直接计数法

（2）间接计数法（稀释涂布平板计数法）

①计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M

②操作：设置重复组，选择菌落数30～300的平板进行计数。

呼应、突出回答。

演练、回答

阅读、回答。

本节重点。

（3）设置对照

①证明培养基未被污染，用空白培养基作对照。

②证明选择培养基的选择作用：用牛肉膏蛋白胨培养基接种等量同种菌液作对照。

教学反思

由于本节课新课标要求的容量较大，并没有在40min的课堂上完成全部的教学设计内容，部分内容在呈现时偏快，一些同学未能及时加以巩固；虽然在课前布置让每一个同学都要先根据导学案做好相关的预习，但是依然有个别同学没有做。这就提醒我们：对课前预习的监督要加强，比如可以把导学案发下去后定个时间再收起来进行检查等。

在课堂教学时注意激发学生学习生物的兴趣，并适当将问题的设计更贴近理解能力较低的学生，拉近教师与学生之间的距离，并通过师生互动、生生互动来提高课堂效率。