课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计和教学实录

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

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。教材还简要地介绍了尿素的发现过程以及尿素合成的历史，这些都是“科学、技术、社会”教育的丰富素材。最后，教材明确指出了本课题的目的，有助于学生准确把握课题的方向。

二、教学目标

1.研究培养基对微生物的选择作用。

2.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。

3.关注我们身边周围都存在细菌，养成讲究卫生的良好习惯。

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

（一）回顾知识

让学生回忆专题2微生物的实验室培养里面关于培养基及无菌操作的相关知识。创设情景，引入新课

（二）筛选菌株

1、教师让学生阅读课本P21，讲解实例：PCR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

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大多数微生物只有Taq细菌脱颖而出。在寻找目的菌时，启示学生根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。

2、展示各种筛选菌株方法的多媒体图片：

大肠杆菌显色培养基

实验室筛选金黄色葡萄球菌菌株

等

3、实验室中微生物的筛选原理：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。

4、培养基成分如下表所示，讨论并回答：（展示多媒体图片）

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

尿素

琼脂

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL 1.4 g 2.1 g 0.2 g 1 g 10 g 15 g

(1)

“目的菌”生长所需的氮源和碳源分别来自培养基中的___________和__________。

(2)该培养基能筛选出目的菌的原因是___________________。

(3)培养基中加入尿素的目的是筛选目的菌，这种培养基属于______培养基。

5、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，称做选择培养基

6、培养基选择分解尿素的微生物的原理：培养基的氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素，缺乏氮源而不能生长发育繁殖，而受到抑制，所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。

学生观看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。

（三）、统计菌落数目（如何推测出每克样品中菌株数）

1、直接计数法：最常用的显微镜直接计数

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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

3、

学生讨论并区别：①稀释涂布平板法是用来纯化或计数的，而平板划线法只能用来纯化的。②一般来说，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。

（五）、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。设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素（无关变量）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同学在106倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落。但是，其他同学在同样的稀释度下只选择出约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接种无菌水的情况下进行培养，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。

（六）、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。

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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。样品按103、104、105、106、107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。

③、为什么选取菌落数目稳定时的记录作为结果？

答：可以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目(菌落的形成需要一定时间)。

（七）、操作提示

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1、无菌操作

a、取土用的小铁铲、盛土样信封在使用前都需要灭菌。

b、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。

c、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。

2、做好标记

为了避免混淆，最好在使用前就做好标记

注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等——标在培养皿的皿底上。

3、规划时间

学生讨论实验过程的注意事项。

培养学生的创新思维。

（八）、结果分析与评价

1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落

2、样品的稀释操作是否成功

3、重复组的结果是否一致

学生交流成果，分析自己的成功之处和需要改进的地方。培养学生学会对别人评价和自我评价的能力

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

（九）、板书设计

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