课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优质教案设计

课题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

“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”是人教版高中生物(选修1)专题2“微生物的培养与应用”的第二个课题，学生已学习了有关培养基和无菌技术的基本知识，在掌握使用平板划线法和稀释涂布法、分离和纯化微生物的实验操作的基础上，研究培养基对微生物的选择作用，并测定其数量。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。

二、教学目标

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；;说出选择性培养基和鉴别性培养基的用途；归纳分离纯化微生物的原理和方法。 2、学会制备土壤样本稀释液，学会用稀释涂布法将菌样液接种到固体培养基平板；学会用稀释涂布平板法进行微生物数量测定的方法。 3、体验科学知识的形成过程，加深对科学本质的理解;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、教学过程

创设情景，引入新课。相关知识：1、尿素不能直接被农作物吸收。土壤中的细菌将尿素分解成氨后才能被植物利用。2、土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶。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

（一）、筛选菌株

1、教师让学生阅读课本P21，讲解实例：DNA多聚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。分析相关的选择培养基筛选的菌种。

教师展示的多媒体图片。通过教师讲解知识点，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。

（二）、统计菌落数目

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、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。知识的迁移，培养学生的知识整合能力。

实例：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。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果：A同学涂布了一个平板，统计的菌落数为230；B同学涂布了三个平板，统计的菌落数分别为21、212和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。哪个同学更接近真实值？同学需要改进吗？如果需要，如何改进？

（三）、设置对照

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。

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。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。

2、土壤取样：

从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。

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。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算。

2、为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?

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。

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。

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。

脲酶的检测

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。