课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计模板

2.2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

【学习目标】

1.说出分离筛选微生物的原理，利用选择培养基分离细菌；

2.说出微生物计数的方法，运用相关技术解决生产生活中有关微生物计数的问题；

3.理解对照实验及设置目的；

【问题导学】

一、研究思路

（一）筛选菌株

阅读教材21—22页“课题背景”和“筛选菌株”部分的内容，思考：

1.用反应式表示尿素分解菌如何分解尿素？

2.科学家能从热泉中寻找到耐热细菌Taq，对你寻找目的菌株（尿素分解菌）有什么启示？在实验室中筛选你所需的目的菌株的思路如何？

3.教材22页旁栏的“本课题使用的培养基配方”中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？根据物理性质划分该培养基属于什么类型的培养基？该培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？

4.总结选择培养基的概念。

（二）统计菌落数目

阅读教材22页“统计菌落数目”部分的内容，思考：

1.总结测定微生物数量的方法有哪些？

2.稀释涂布平板法，常用来统计样品中活菌数目的理论依据？利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是什么？

3.分析22页“两位同学的做法”，说明为了保证结果的准确性应注意什么？

4.统计的菌落数一定等于活菌的实际数目吗？为什么？

5.如何根据平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

（三）设置对照

阅读教材22—23页“设置对照”部分的内容，思考：

1.什么是对照实验？设置对照的主要目的是什么？

2.A同学的实验结果与其他同学不同，可能的解释有哪些？针对各个解释应如何去证明？

二、实验设计及操作提示

阅读教材23—25页“实验设计”和“操作提示”部分的内容，思考：

1.总结实验步骤及注意事项

2.实验操作中应注意哪些问题？如何确保无菌操作？

三、结果分析与评价

1.如何说明培养物中是否有杂菌污染？

2.如何说明选择培养基是否筛选出菌落？

3.如何说明样品的稀释操作是否成功？

4.你与其他同学选择的是同一种土样，统计的结果应该接近，但如果结果差异很大，可能是什么原因引起的？

四、课题延伸

阅读教材26页，思考：

对尿素分解菌初步筛选后，如何作进一步的鉴定？

【自主小结】

【问题探究】

1.依据选择培养基的概念思考如何选择固氮微生物？如何选择自养微生物？如何选择真菌？

2.能在选择培养基上生长的一定是所筛选的目的细菌吗？

【知识链接】

1.从混合样品中获得某种微生物的方法通常有两种：

(1)一种培养基是依据某些微生物特殊营养需求设计的。

例如：利用以纤维素作为唯一碳源的选择培养基，可以从混杂的微生物群体中分离出能分解纤维素的微生物。

(2)另一种培养基是在培养基中加入某种化学物质，这种化学物质没有营养作用，对所需分离的微生物无害，但可以抑制或杀死其他微生物。

例如：在培养基中加入青霉素，可以抑制细菌和放线菌的生长，而将酵母菌和霉菌分离出来。

2.设置对照的方法: ①空白对照：不给对照组任何处理因素；②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；③自身对照：对照和实验都是在同一研究对象上进行；④相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

【达标检测】

1.用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是(

)。

A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230 B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238 C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163 D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233 2.可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是(

)。

A．以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂

B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂

C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂

D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂

3.通过选择培养基可以从混杂的微生物群体中分离出所需的微生物。在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在培养基中加入10%的酚可以抑制细菌和霉菌。利用上述方法能从混杂的微生物群体中分别分离出(

)。

①大肠杆菌

②霉菌

③放线菌

④固氮细菌

A．④②③

B．①②③

C．①③④

D．③④

4.下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是(

)。

A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板

B．取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1 mL，分别涂布于各组平板上

C．将实验组和对照组平板倒置，37 ℃恒温培养24～48小时

D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数

5.下列有关微生物培养与应用的说法正确的是(

)。

A．天然培养基是指直接取自自然界不需加工的培养基

B．接种前需对培养基、培养皿、接种环、实验操作者的双手等进行严格的灭菌处理

C．大肠杆菌的纯化培养过程包括培养基的配制和纯化大肠杆菌两个阶段

D．分离分解尿素的细菌时，尿素是培养基中唯一的氮源和碳源

6.用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是(

)。

A．未接种的选择培养基

B．未接种的牛肉膏蛋白胨培养基

C．接种了的牛肉膏蛋白胨培养基

D．接种了的选择培养基

7.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既能分离微生物也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个菌落

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减少后增加

8.三个培养皿中分别加入10 mL不同的培养基，然后接种相同的大肠杆菌样液。培养36 h后，计算菌落数，结果如下表。下列选项正确的是(

)。

培养皿

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

培养基成分

琼脂、葡萄糖

琼脂、葡萄糖、生长因子

琼脂、生长因子

菌落数

35 250 0 A.该实验采用的是液体培养基

B．该实验采用平板划线法接种

C．Ⅰ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长不需要生长因子

D．Ⅱ和Ⅲ对照，说明大肠杆菌的生长需要葡萄糖

9.幽门螺旋菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

配制培养基

灭菌、倒平板

X 培养

观察

请回答：

（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有

，它能以尿素为氮源；若有Hp ，则菌落周围会出现

色坏带。

（2）下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是

灭菌。

A．高压蒸汽

B．紫外灯照射

C．70%酒精浸泡

D．过滤

（3）步骤X表示

。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液

到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得

菌落。

（4）在培养时，需将培养皿倒置并放在

中。若不倒置培养，将导致

。

（5）临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp ，其基本原理是Hp能将14C标记的

分解为NH3和14CO2

。

10.饲养动物常用的植物饲料中含有难溶的植酸钙等物质，很难被动物吸收利用，还影响对其他营养物质的利用。若在饲料中添加植酸酶，则能催化其水解成为可以吸收利用的磷酸盐等。以下是科研人员从作物根部土壤中分离产植酸酶的菌株的过程示意图。请分析作答。

(1)培养基中除了添加植酸钙以外，应含有

、水、无机盐等基本营养物质。依据功能看，该培养基属于

培养基。

(2)为防止杂菌污染，要对培养基和培养皿等进行_______。接种后须将培养皿呈______

状态放置。

(3)接种以前进行的一系列操作，目的是在固体培养基表面形成_______________。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______就能大致推测出样品中的活菌数。通常每种稀释液需涂布________个平板，取其平均值。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0．1ml．涂布培养后获得平均值是C，则1g土壤中大致的活菌数是________。

(4)由于植酸钙的不溶解性，使培养基中形成白色混浊。产植酸酶的菌株会水解植酸钙，菌落的周围将形成透明的区域，根据透明区域的有无，可初步判断该菌是否产植酸酶。实验结果显示A～E五种菌株中，________是产植酸酶最理想的菌株。

达标检测参考答案：

1——8

DAADC

CDD 9.（1）脲酶

红

（2）D

（3）接种

涂布

单

（4）恒温培养箱

无法形成单菌落

（5）尿素

10.（1）碳源、氮源

选择（2）灭菌

倒置（3）单个菌落

菌落数

3

C×106

（4）E

答案和提示

（一）旁栏思考题

1.想一想，如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板上的菌落数的平均值，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？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，选用的稀释范围相同吗？

这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/g）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，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。

（二）练习

2.提示：反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物，其中也包括分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基外，还应参照厌氧菌的培养方法进行实验设计. 【学习反思】