课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计内容推荐

高中生物选修1

课

题

2.2

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（第一课时）

了解有关选择培养基的基础知识，用相关技术解决生产生活中有关微生物知识与技能

三

维

教

学

目

标

的计数

分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性

形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯。

过程与方法

情感态度价值观

教学方法

教学重点

教学难点

课

时

讲授与启发

对土样的选取和选择培养基的配制。

对分解尿素的细菌的计数

1 教

具

多媒体课件

教学过程与内容

备

注

一、情境导入

尿素细菌：我们吃的是尿素，吐出的是作物所需的“奶”

二、授新课

Ⅰ课题背景

1.尿素的利用:尿素[CO(NH2)2]——重要的农业氮肥。只能被土壤中细菌分解为NH3才能被植物吸收利用。

2.细菌利用尿素的原因：土壤中的含脲酶的细菌能够分解尿素。

Ⅱ研究思路

（一）筛选菌株

1.实例

以PCR技术为例，引导学生探究问题的解决方法。

PCR技术：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的DNA聚合酶。

提出的问题—如何寻找耐高温的DNA聚合酶？

解决问题的思路—寻找耐高温环境。

原因：高温条件淘汰了绝大多数微生物。

获得启示：寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。

2.实验室微生物的筛选原理

引导学生根据上面实例归纳实验室微生物的筛选原理：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。

3.选择培养基

（1）让学生分析本课题使用的培养基成分，回答问题。

KH2PO4

1.4g

高中生物选修1 NaHPO4

2.1g MgSO4 .7H2O

0.2g 葡萄糖

10.0g 尿素

1.0g 琼脂

15.0g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。

问题1：该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？

问题2：此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？

问题3：利用尿素作为唯一氮源的培养基分离出的微生物

①只是一种细菌吗？

②都是能分解尿素的微生物吗？

问题4：请你提供一种方法，判断分解尿素的细菌确实能将尿素分解成氨。

问题5：要验证以尿素为唯一氮源的培养基对土壤中的细菌确实具有选择作用，你该如何设计实验。

（2）共同归纳选择培养基概念

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。

（3）举例说明选择培养基作用

加入青霉素的培养基：细菌不生长，酵母菌、霉菌等真菌能生长。

不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物。

（4）选择培养基的制作方法

①在培养基全部营养成分具备的前提下，加入物质：依据某些微生物对某些物质的抗性，在培养基中加入某些物质，以抑制不需要的微生物，促进所需要的微生物生长，如培养基中加入高浓度食盐时可抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可将该菌分离出来；而在培养基中加入青霉素时可抑制细菌、放线菌的生长，从而分离得到酵母菌和霉菌。

②通过改变培养基的营养成分达到分离微生物的目的：培养基中缺乏氮源时，可分离自生固氮微生物，非自生固氮微生物因缺乏氮源而无法生存；培养基中若缺乏有机碳源则异养微生物无法生存，而自养微生物可利用空气中的CO2制造有机物生存。

③利用培养基的特定化学成分分离特定微生物：如当石油是唯一碳源时，可抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，从而分离出能消除石油污染的微生物。

④通过某些特殊环境分离微生物：如在高盐环境中可分离耐盐菌，其他菌在盐浓度高时易失水而不能生存；在高温环境中可分离得到耐高温的微生物，其他微生物在高温环境中因酶失活而无法生存。

高中生物选修1 （二）统计菌落数目

1.显微镜直接计数

引导学生回忆血细胞计数板计数相关知识，讲解显微镜直接计数

的原理、做法、优缺点。

（1）原理：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。

（2）做法：每一个大方格边长为

1mm ，则每一大方格的面积为1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm，所以计数室的容积为0.1mm3。

（3）优缺点：

优点：能准确统计微生物的实际数目。

缺点：不能区分死菌和活菌。

2.间接计数（活菌计数法）

引导学生回忆稀释涂布平板法相关知识，讲解稀释涂布平板法计数的原理，以例题讲解计数方法和设置重复组的重要性。

（1）原理：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。

（2）计数：

【例1】某同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上的菌落数的平均值为234，那么每毫升样品中菌落数是（涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL）（

）

A.2.34×108

B.2.34×109

C.234

D.23.4 【答案】B 计算公式：每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，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。

【例2】2.用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目，其结果与实际值相比（

）

A.比实际值高

B.比实际值低

C.和实际值一致

D.比实际值可能高也可能低

【答案】B (三）分离分解尿素的细菌的实验设计原则

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。从对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。

1、甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230。

2、乙同学在该浓度下涂布了A、B、C三个平板，统计的菌落数分别为21、212、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。

你认为这两位同学的作法正确吗？如果有问题，错在哪？

高中生物选修1 甲：没有重复实验（至少涂布3个平板）。

乙：A组结果误差过大，不应用于计算平均值。

说明设置重复组的重要性。在设计实验时，一定要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性。在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要重新实验。

1、设立重复组原则

统计某一稀释度下的平板上的菌落数时，要至少涂布

3 个平板作重复组，来增强实验结果的说服力与准确性。

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同学从对应的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大约50个菌落。分析其原因。

原因：⑴土样不同，⑵培养基污染或操作失误(或者是混入了其他的含氮物质) 方案一：其他同学用与A同学用相同土样进行实验

结果预测：如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。

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。

2、对照原则

①设置对照的目的：

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。

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。

②设置对照的方法：

空白对照：不给对照组任何处理因素。

条件对照：给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。

自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行。

相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

三、课堂巩固

四、课堂小结

教

学

后

记