课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优质课教案推荐

专题2微生物的培养与应用

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计

授课老师：曾婷婷

一、教学目标

1.简述尿素的作用及土壤中尿素的细菌如何分解细菌；

2.说出对土壤中分解尿素的细菌分离和计数的方法；

3.学生能进行微生物数量的测定；培养基的配置及稀释涂布平板法的操作；

通过合作学习小组养成乐于学习生物科学的态度；养成严谨、规范的实验态度。

二、教学重点与难点

课题重点：对土样的选取和选择培养基的配制。

课题难点：对分解尿素的细菌的计数。

三、教学过程

教学过程

一、

联系生活，创设情境，激趣导入

二、新课讲授

教师活动

给出本课题的标题，齐读，从标题中导出本节课的学习目标：一是分离土壤中分解尿素的细菌；二是对其进行计数。

课件展示农业氮肥尿素图片。设问：问题1：尿素是什么？

总结学生的回答：尿素最初是从人的尿液中发现的，后来德国化学家维勒通过化学反应合成了尿素，尿素是一种重要的氮肥，农作物不能直接吸收利用，但土壤中有能分泌尿素的细菌，细菌的作用是能合成分解尿素的酶，尿素只有被脲酶分解成氨之后，才能被植物吸收利用。引出细菌分解尿素的反应方程式。

抛出问题：土壤有“微生物的天然培养基”之称，那么土壤中分解尿素的细菌怎么分离出来呢？

这里有一个实例可以给我们一些启发。回顾旧知识：PCR技术。同学们，还记得PCR技术吗？就是DNA多聚酶链式反应，是一种体外将少量DNA大量复制的技术。这项技术中用到了一种耐高温的酶，去哪里找到呢？原来是在热泉中找到耐热细菌Taq，从学生活动

学生明确本节课的学习目标。

学生思考回忆，凭借自己的了解回答，

理解尿素需要经过分解尿素的细菌分解为氨之后才能被植物所吸收利用。

学生思考问题，带着问题，寻找答案。

设计意图

由图片、问题引导学生讨论，激发兴趣，引入这个专题。

通过课前阅读，培养学生自学能力。通过思考讨论，活跃课堂气氛。

培养学生独立思考问题，解决问题的能力。

初步建立形成知识体系，与所学的知识建

中分离出来的。这个实例给我们实验室筛选微生物有什么重要的启发？我们也可以通过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

。

给出培养及配方，观察土壤中分解尿素的细菌计数用到的培养基配方，小组讨论回答3个问题：

这个培养基按物理性质属于什么培养基？

这个配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？

培养基配方对微生物是否具有选:择作用？如果具有，是如何进行选择的？什么是选择培养基？

老师总结答案：

固体培养基，因为添加了琼脂，琼脂在90摄氏度的时候熔化，44摄氏度凝固，所以在常规培养条件下是固体。

在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的的是尿素；

该培养基对微生物

具有选择作用。其选择机制是

只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长

。

引出选择培养基的概念：将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其它种类微生物生长的培养基。

引出下一个内容：用配置好的培养基培养、筛选出能分解尿素的细菌，接下来，我们要如何统计每克土壤样品中究竟有多少这样的细菌？

学生会想到显微镜计数，再引导回顾上一节课的稀释涂布平板法，如果不用显微镜，直接用肉眼可以计数吗？肉眼是看不到细菌的，所以可以通过培养，再计数。

常用方法：1.稀释涂布平板法；2.显微镜直接计数。

温故知新：回顾PCR技术，一步步逻辑推理，得出要得到耐高温的酶就要寻找耐高温的细菌，就要到高温的环境（温泉）中去寻找。从而得到启发，实验室筛选目的菌株，可以通过提供特定的条件。

小组讨论，合作学习，一起解决问题。

派小组代表回答问题。加深对选择培养基概念的理解。

学生做好笔记。

立联系。学会灵活运用，培养逻辑推理能力。

培养与人合作的能力。

培养语言组织能力，表达能力。

再次理解选择培养基的作用。

让学生掌握稀释涂布平板法的相关知识。

稀释涂布平板法是统计样品中活菌数目的常用方法；显微镜直接计数也是测定微生物量的常用方法，但是不同的是统计的是总菌量，包括活菌和死菌。

我们这里用稀释涂布平板法对细菌进行统计，回顾其理论依据。稀释涂布平板法，先进行一系列稀释，再将不同稀释度的菌液涂布到培养基表面，进行培养。当样品稀释度足够高时，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。

那么每克样品中的菌落数怎么计算呢？

给出每克样品中的菌落数的计算公式：

每克样品中的菌落数=（c÷v）×M 其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落，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。

给出具体题目进行练习：

在稀释度105下求出3个平板上菌落的平均值是63，那么每克样品的菌落数是多少？

那么在进行菌落统计的时候，需要注意什么呢？组织学阅读教材22页，两位同学的操作，思考回答两个问题：

1.

哪一个同学更接近真实值？

2.

两位同学的操作有没有需要改进的？怎么改进？

老师进行总结：

1.第

二

位同学的结果接近真实值。

2.这两位同学的实验需要改进的操作是：

第一位同学需设置重复实验组；

第二位同学统计的三个菌落数第一个与后两个相差太大，说明操作有误，需重新实验。

通过上面的学习活动，引出在进行细菌菌落计数的时候该注意点：

为了保证结果准确，通常将几个稀释度下的菌液都涂布在平板上，且每个稀释度下涂布三个平板，培养后再选择菌落数在的30—

学生进一步思考怎么对细菌计数。给出自己的答案，比如显微镜直接计数，通过回顾之前想到稀释涂布平板法。

对稀释涂布平板法进行回顾，补充完成其理论依据。

动笔计算细菌的数目。

阅读教材22页，小组讨论，回答问题。

学生记好笔记

掌握计算方法

认识到计数要注意的事项

认识到对照实验的设置的重要意义。

300平板进行计数。

引导学生深入理解稀释涂布平板法。提出问题：利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是什么？为什么？

总结：恰当的稀释度。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一个菌落。因此，统计的菌落数比活菌的实际数目低。

统计结果一般用菌落数来表示。

在一个实验中，为了使实验结果更加有说服力，常常需要做什么呢？

——设置对照

让学生看书，找到对照实验的概念，以及设置对照实验的目的。

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：排除实验组非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。

下面我们来看看到底对照的设置有多重要？

小组讨论二：阅读教材23页，请你帮助A同学找到影响因素并写出相应的解决方案。使其实验结果更加有说服力，

现在我们已经找到了分离土壤中分解尿素的细菌的方法和计数方法了。你可以设计出实验过程吗？具体流程怎样呢？

让学生观察课件中样品的稀释和稀释液的

独立思考，回答：恰当的稀释度。

学生回答：设置对照。

学生看书，找到对照实验和设置对照实验的目的。并且补充完整PPT上的空。

小组讨论二：

找到原因：

1）土样不同

2）培养基污染或操作失误（或者是混入其他的含氮物质）

写出解决方案：

方案1：A同学以不接种的培养基作为空白对照；

方案2：其他同学用A同学的土样进行实验。

学生观察示意图，说出实验的流程。

加深对稀释涂布平板法的原理认识。

培养合作学习能力

培养读图能力，获取信息能力

取样培养流程示意图。用自己的语言总结实验的大概流程：土壤取样—系列稀释—涂布平板培养—菌落计数。

详细介绍每一步骤的操作和注意事项：

1.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。

2.样品的稀释与涂布平板和培养

由于初次实验，对于稀释的范围没有把握，因此选择了一个较为宽泛的范围：稀释倍数为10的三次方到10的七次方，每个稀释度下需要3个选择培养基。

将10 g土样加入盛有90mL水的锥形瓶中（锥形瓶体积为250 mL），振荡10min,即成101稀释液，依次方法制备101、102、103、104 、105、106、107土壤稀释液。并按照由107－103稀释度的顺序分别吸取0.1ml至尿素培养基的培养皿中。再将保存在70%酒精中的涂布器放在酒精灯火焰上，待涂布器上火焰熄灭，在酒精灯火焰旁打开培养皿，将菌液涂布到整个平面上，将涂布好的培养皿放在37摄氏度温度下培养24－48h，会有不同的菌落产生。

3.菌落的计数：当菌落数目稳定时，选取菌落数在30-300的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。

如果对分离的菌种想要进一步的鉴定，还需要借助生物化学的方法。

1.在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的

脲酶

将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性增强

，PH 升高

。因此，我们可以通过检测培养基中的PH来判断该化学反应是否发生。

2.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，如果培养基变红色说明该细菌能够分解尿素。

配合教材的解析，了解实验每一步骤的操作，及注意事项。

学生根据背景知识，进行填空。

学生记好笔记

观看视频，回顾整

对实验过程能把握大概流程，及注意事项

对菌种进一步鉴定的方法，对课题延伸

三、课题小结

操作提示：

一、在整个实验中，还有注意无菌操作，因为这关系到实验的成功与否。那么无菌操作在哪些方面呢？

1.取土样的小铲子和盛土样的信封在使用前都要灭菌

2 .应在火焰旁称取称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入瓶中，塞好棉塞。

3、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰附近操作。

二、因为用的的试管培养皿很多，因此要注意做好标记；

三、规划好时间

本节课小结：通过观看视频，对本节课的内容进行整理，加深理解。

理整节课的内容。

进行梳理。

规范实验操作

加强对本节课的整体把握

四、板书设计：

专题2课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

一、认识尿素

二、筛选菌株：实验室筛选—选择培养基

三、统计菌落数目

1.

显微镜直接计数

2.

稀释涂布平板法

四、设置对照

五、实验设计及操作提示

六、课题延伸