课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优秀教学设计内容

课题2

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

峨眉二中

李卫东

教材解读

在学习了“课题1微生物的实验室培养”的基础知识后，本课题可以看作是微生物的实验室培养的基本技能在具体实例中的应用。将无菌技术、培养基的的配制、接种微生物的方法等应用在分解尿素的细菌的分离与计数中。

课题目标

（一）知识与技能

根据微生物的生长与环境的关系获取目的菌株，利用选择培养基分离目的菌株，运用微生物的实验室培养技术解决生产生活中有关微生物的计数和分离。

（二）过程与方法

探究学习的过程中，形成实验设计的原理和思路。微生物培养过程中怎样控制好无关变量，使实验结果更准确。

（三）情感、态度与价值观

形成微生物的生理特征与环境相适应的观点。

课题重点

1．筛选菌株

（1）实验室中微生物的筛选应用的原理

（2）选择培养基的含义及配制原理

2. 计数微生物的原理和方法

3. 设置对照实验的目的和方法

课题难点

利用活菌计数法对分解尿素的细菌进行计数的原理和方法

教学方法

启发式教学、学生讨论探究

教学工具

多媒体课件

教学过程

（一）复习微生物的实验室培养的基本技能

1.培养基的成分和种类。

2.无菌技术

3. 培养基的制作过程

4.微生物的分离和纯化的方法

（二）导入新课

学生探究：如果菌落特征不明显，怎么分离所需微生物？

（三）进行新课

展示课题：“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”

1．阅读教材P21 1．1 尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，不能）直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为

氨和CO2 ，这是因为细菌能合成

脲酶

。

1．2 科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为

热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物

，这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是

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

。

这两段材料能对我们完成本课题提供什么启示？

生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

设问1：怎样从众多的土壤微生物中分离出能分解尿素的细菌？

配制一种分解尿素的细菌能够生长，其他微生物不能生长的培养基，培养土壤微生物。

设问2：这种培养基应该有什么特点？

尿素作为唯一的氮源。

一. 选择培养基

分析教材提供的培养基配方表，回答教材提出的两个思考题。

思考1：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，琼脂的作用是凝固剂。

思考2：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。

二、计数微生物的方法

采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于

样品稀释液中一个活菌

。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。为了保证结果准确，一般选择菌落数在

30～300 的平板进行计数。

（1）这种方法称为“活菌计数法”。

2.1 阅读教材P23图示2－7，据图进行实验设计。

学生提出大致的思路，教师根据教材讲授。

（2）实验流程

土壤取样

制备培养基

样品的稀释

取样涂布

培养与观察

计数菌落与计算

注意事项：1）取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。

2）应在火焰旁称取土壤

10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，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进行。

4）实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。

5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。

6 ）在菌落计数时，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，以防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。

设问1：如何增强实验的说服力与准确性？ 设置重复实验和对照实验

重复实验：每种浓度至少三个平板。

设问2：如果实验结果差异较大该如何处理数据？

2.2 思考教材P22两个同学的案例。

第二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相差太大，说明操作有误，需重新实验。

（3）计算

从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是

（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数

。

统计的菌落数比活菌的实际数目低。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。

2.3 出示例题1：（1）测定的大肠杆菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中得到以下几种统计结果，正确可信的是 。

A、一个平板，统计的菌落数是230 B、两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240 C、三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163 D、四个平板，统计的菌落数分别是210、260、240和250，取平均值240 （2）一同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为212，那么每毫升样品中的菌株数是（涂布平板时所用稀释液的体积为0.2ml）

. (3)用这种方法测定密度，实际活菌数量要比测得的数量

。因为 。 设问：还有什么计数微生物的方法？

（4）显微镜直接计数法

设问：这种方法的估算结果一般偏大还是偏小？

图像演示滤膜法的器具和基本过程。

测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到培养基上培养，测定菌落数。

回过来介绍对照实验的设置：

设问1：要排除杂菌的污染，该如何设置对照？空白对照。

设问2：要证明选择培养基有选择作用，该如何设置对照？牛肉膏蛋白胨培养基作对照。

2.4 思考教材P21-22的案例，设计本实验的对照实验。

方案1：其他同学用A同学的土样进行实验。

方案2：A同学以不接种的培养基作为空白对照。

三、微生物的鉴定方法

1．根据菌落特征

菌落的特征包括

形状、大小、隆起程度、颜色

等方面。

2．鉴别培养基

学生探究：选择培养基和鉴别培养基有什么区别？

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

。

伊红美蓝培养基上培养大肠杆菌菌落呈现黑色。

（四）课堂总结、点评

（五）布置作业

某生物小组以空气中细菌含量为指标，调查校园内不同区域（教室、草场、校长室、卫生间）的空气质量状况。请你写出完整的实验调查方案。

（六）教学体会

本节课从尿素在农业上的重要应用切入，介绍能分解尿素的细菌，进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。在教学过程中，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。对于实验中的对照原则，指导学生分组讨论，在掌握微生物分离技术的同时巩固实验设计的基本原则。