课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学实录

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

课题：2-2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

第1课时（总第5课时）

课型：新授

【目标要求】

［学习目标］

1．研究培养基对微生物的选择作用。

2．解释微生物数量的测定。

［学习重点］

▲说明土样的选取和选择培养基的配制。

［学习难点］：

解释对分解尿素的细菌的计数。

【过程与方法】

［自学提要］

1．尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。

2．以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：

⑴ ；⑵ 。

一．研究思路

（一）筛选菌株

3．PCR（ ）是一种在体外将 。此项技术的自动化，要求使用耐高温的 。

思考：怎样找耐高温的酶呢？

4．实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于 生长的条件（包括 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。

5．选择培养基是指 。

实例：如图培养基的碳源为 和 培养基组成

提供的营养或作用

，氮源为 。绝大多数的微生物都能KH2P04

1.4g、Na2HP04

2.1 g、

无机盐

利用葡萄糖，但是，只有能合成 酶的MgS04.7H20 0.2 g 微生物才能分解尿素。想一想这种培养基 葡萄糖10．Og 碳源

（是否）具有选择作用，如果具有，可以筛 尿素1.0 g 氮源、碳源

选出可分解 的微生物。

琼脂15.08 凝固剂

（二）统计菌落数目

用蒸馏水定容至1000 mL

氢元素、氧元素

6．常用来统计样品中活菌数目的方法是 。即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 。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。另外， 也是测定微生物数量的常用方法。

7．比较教材中两位同学的操作方法，哪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呢？如需要，如何改进？

校训：拒绝平庸 追求卓越 22 校风：务实创新 和谐有序

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

8．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 。这是因为 。因此，统计结果一般用 而不是活菌数来表示。

（三）设置对照

9．设置对照实验的主要目的是 ，提高实验结果的可信度。

10.对照实验是指 。

设计原则：⑴设立重复组：统计某一稀释度下平板上的菌落数时，要至少涂布 个平板，以增强实验结果的说服力与准确性。⑵设立两种对照组①判断培养基是否有杂菌污染，要将 的培养基同时进行培养。②判断选择培养基是否具有筛选作用，要另外设置 培养基，接种后培养，观察两种培养基上的 数目，进行比较得出结论。

实验分析：教材所给实例中，A同学与其他同学的实验结果相差很大，其原因分析及进一步通过对照实验验证如图：

可能原因

实验验证

结论

请你通过设置对照，帮助A同学排除这

若结果与A同学的 两个可能影响实验结果的因素。

，则说明A同学的实验二．实验设计

所取土

其他同学用与A同学 操作没问题；若结果

11．实验设计包括的内容有： 样不同

的土样进行实验

与A同学的 ，则

对 、 、

说明A同学操作失误

、

或培养基配制有问题

和 ，具体的 以培养基被

将A同学配制的培养基

若 菌落出现，则及 等的综合考虑和安污染或操

在 土样的情况下进

说明培养基被污染；若

排。本实验的流程是：土壤 →作失误

行培养，作为 对照

菌落出现，则说制备 →样品的 与

明培养基未被污染

→微生物的 与 。取样土层为距地表 的土壤层；以牛肉膏蛋白胨的培养基作为 组，以尿素为唯一 的培养基作为 组，用来判断 培养基是否具有选择作用；将稀释倍数为 范围内的稀释液分别涂布在培养基上，每个稀释度下需要 个 培养基和 个牛肉膏蛋白胨培养基；样品稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目，按照浓度从 到 的顺序涂布平板，不必更换移液管。

12．不同种类的微生物，往往需要不同的培养 和培养 。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取 稳定时的记录作为结果，这样可以 。计数时取同一稀释度下的 个平板进行计数，求出 值，并根据所对应的 计算出样品中细菌的数目。挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含 指示剂培养基的斜面上，观察能否变 。

三．操作提示：（ 操作；做好 ； 计划）

13．无菌操作应注意什么问题？

⑴ ⑵ ⑶ 14．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是 。

思考：应标记哪些内容？怎样操作更有利于实验的进行？

校训：拒绝平庸 追求卓越 23 校风：务实创新 和谐有序

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

15．对所需的微生物进行初步筛选，只是分离纯化菌种的第一步，要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助 的方法。

思考：有哪些方法可以对菌种进行鉴定？

四．结果与分析

内容

结论分析

是否有 污染

①对照组培养基上无菌落生长→未被杂菌污染；

②实验组培养基上菌落数偏高→被杂菌污染；

③实验组培养基上菌落形态多样，菌落数偏高→培养基上可能混入其他氮源

培养基是否

牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目明显 选择培养基上的菌落数目说明能筛选出菌落

选择培养基具有筛选作用

样品的 操作

如果得到了2个或2个以上菌落数在30一300的平板一操作成功

组的结果

若选取的是同一种土样，统计的结果应该接近

［自学反馈］

［探究释疑］

（2013全国理综）临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：

(1)为了从样本中获取致病菌单菌落，可用____ 法或____ 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

(2)取该单菌落适当稀释，用 法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24 h，使其均匀生长，布满平板。

(3)为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A____；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B____；

含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明____；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的 。

(4)根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好选用抗生素 。

［精练拓展］

1．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是( )。

A．KH2P04、Na2HP04、MgS04.7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水

B．KH2P04、Na2HP04、MgS04.7H20、葡萄糖、琼脂、水

C．KH2P04、Na2HP04、MgS04.7H20、尿素、琼脂、水

D．KH2P04、Na2HP04、MgS04.7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水

2．关于测定土壤中微生物的数量，正确的叙述是( )。

37A．一般选用l0 ~10倍的稀释液分别涂布

345B．测定放线菌的数量，一般选用l0、10和10倍稀释

345C．测定真菌的数量，一般选用10、10和10倍稀释

17D．当第一次测量某种细菌的数量时，可以将10～l0倍的稀释液分别涂布到平板上培养

校训：拒绝平庸 追求卓越 24 校风：务实创新 和谐有序

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

3．在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂的目的是( )。

A．筛选出能分解尿素的细菌 B．对分离的菌种作进一步鉴定

C．培养基中还缺乏酚红指示剂作细菌的营养D．如果指示剂变蓝就能准确地认定该菌能分解尿素

4．在做土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验时，甲组实验用氮源只含尿素的培养基，乙组实验用氮源除尿素外还含硝酸盐的培养基，其他成分都相同，在相同条件下操作，培养与观察，则乙组实验属于( )。

A．空白对照 B．标准对照 C．相互对照 D．条件对照

5．在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。下列不属于厌氧细菌生存环境的是( )。

A．土壤深层 B．人或动物体内 C．真空 D．池塘淤泥

6．下列关于微生物分离和培养的有关叙述，错误的是( )。

A．微生物培养前，需对培养基进行消毒

B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法

C．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度

D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中唯一的氮源

7．请选出下列正确的操作步骤( )。

①土壤取样

②称取10 g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中

③吸取0.1 mL土壤溶液进行平板涂布

④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度

A．①一②一③—④ B．①—③一②—④ C．①—②一④一③ D．①一④一②—③

8.欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，下列实验操作中不正确的是( )。

A.将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释 B.同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板

C．可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照

D．用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌

9．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目。在某稀释浓度下某同学做了若干个平板并统计每个平板的菌落数，最接近样品中菌体数真实值的是( )。

A．菌落数量最多的平板 B．菌落数量最少的平板

C．菌落数量适中的平板 D．取若干个平板菌落数量的平均值

10.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验过程中，下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )。①土壤取样 ②l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.②③④⑤ C.③④⑤ D.②③④

11.下列说法错误的是( )。

A．因为土壤中各类微生物的数量不同，所以为获得不同类型的微生物，要按不同的稀释倍数进行分离

B．测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围不同

C．只有得到了3个或3个以上菌落数目在30~ 300的平板，才说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数

D．牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落

校训：拒绝平庸 追求卓越 25 校风：务实创新 和谐有序

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

12.下表是关于四种生物的能源、碳源、氮源、新陈代谢类型的描述，描述正确的一组生物是( )。

硝化细菌

乳酸菌

根瘤菌

衣藻

A．硝化细菌与乳酸菌 能源

氧化NH3

分解乳酸

固定N2

利用光能

B．乳酸菌与根瘤菌

碳源

C02

糖类

糖类

C02

C．根瘤菌与衣藻 氮源

NH3 N2

N2

N03

D．硝化细菌与衣藻

代谢类型

自养需氧型

异养厌氧型

异养需氧型

自养需氧型

13.下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是( )。

A．利用稀释涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数

B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落

C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌

D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少

14．[2017生物——选修1：生物技术实践]（15分） 某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：

（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生 ________________________。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是________________________，但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是________________________（打出两点即可）。 （2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择____________________（填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”）作为氮源，不选择其他两组的原因是________________________。 （3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2 HPO4，其作用有________________________（答出两点即可）。 15.某同学要分离土壤中能分解尿素的细菌，并统计每克土壤样品中的活菌数目，培养基配方如下表

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4.7H2O 蛋白胨

葡萄糖

尿素

琼脂

1.4g

2.lg

0.2g

1．Og 10.Og

1．Og 15.Og

(1)根据培养基的成分判断，该同学能否分离出土壤中分解尿素的细菌？

（填“能”或“不能”），原因是____ 。

(2)该培养基为____ 培养基（按物理状态分），因为培养基中含有 。

(3)要统计每克土壤样品中活菌数目，宜采用____ 法。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的____就能大约推测出样品中活菌数。

(4)如果把该培养基中的蛋白胨去掉，培养基上的微生物是不是一定都是能分解尿素的细菌？________ 。

为什么？ 。

17.在农业生产中发现一种被广泛使用的除草剂（含氮有机化合物）在土壤中不易降解，长期使用可导致土壤污染。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下图所示程序选育能降解该除草剂的细菌（已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明）。

校训：拒绝平庸 追求卓越 26 校风：务实创新 和谐有序

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：石磊

审核人：肖艳 授课时间：

A．制备土壤 B．培养基表 C．第2次及其后 D．培养基培养

浸出液 面连续划线 划线总从上次划 线末端开始

(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行 处理。

(2)要在长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、用途方面来看，上述培养皿中培养基的特点是____ 。不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的操作是____。

(3)在划线培养时，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是____ ，或有氧条件抑制了这些细菌的生长。

(4)在固体培养基上形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源主要是____ ，有透明带菌落利用的氮源主要是____ ，据此可筛选出目的茵。

(5)科研人员用放射线处理该细菌获得两个突变株A和B，然后对A和B进行实验，结果如下表：

接种的菌种

一般培养基

实验处理及结果

A 不生长

添加营养物质甲，能生长

B 不生长

添加营养物质乙，能生长

A+B 能生长

不添加营养物质甲、乙就能生长

突变株A不能在一般培养基上生长的原因是 。突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中就能生长的最可能原因是___ _。

【归纳整理】画出本节课的思维导图

【学/教反思】

校训：拒绝平庸 追求卓越 27 校风：务实创新 和谐有序