课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计及课堂实录

人教版高中生物选修一《生物技术实践》

专题二

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

【教学目标】

1.知识与技能

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；

体验无菌操作的实验过程。

2.过程与方法 分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性。

3.情感、态度与价值观 形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯。

【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配制

【教学难点】对分解尿素的细菌的计数

【教学方法】合作探究教学、启发式教学

【教学工具】多媒体课件、实物投影

【教学过程】

第一课时

一、

引入新课

1.

用尿素导入：你听说过尿素吗？你亲眼见过尿素吗？（激发学生兴趣） 2.PPT展示尿素图片

二、新课讲解

尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，是一种有机态

氮肥。

【课题背景】

1．基本知识：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

。

2．细菌利用尿素的原理

土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶

思考：那么产生脲酶的微生物有哪些呢？我们如何分离出这些微生物呢？

3．常见的分解尿素的微生物

芽孢杆菌、小球菌、假单胞杆菌、克氏杆菌、棒状杆菌、梭状芽孢杆菌，某些真菌和放线菌。

4．课题目的：

（1）

从土壤中分离出能够分解尿素的细菌

（2）

统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌

【展示学习目标】

1．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。

2．体验无菌操作的实验过程。

3．关注我们身边无菌不在，养成讲究卫生的良好习惯。

【展示重难点】

重点：对土样的选取和选择培养基的配制

难点：对分解尿素的细菌的计数

【正课讲解】

1.

研究思路

1.1筛选菌株

1.1.1实例：

DNA多聚酶链式反应(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（930C）的DNA聚合酶。

原因：因为热泉温度70～800C，淘汰了绝大多数微生物只有Taq细菌被筛选出来。

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。

1.1.2实验室中微生物的筛选原理：

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

。

要分离一种微生物，必须根据该微生物的特点，包括营养、生理、生长条件等；

方法：利用选择培养基培养

⑴抑制大多数微生物不能生长

⑵造成有利于该菌生长的环境

结果：

培养一定时间后，该菌数量上升，再通过平板稀释等方法对它进行纯化培养分离。

点评：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。

1.1.3

分析培养基

播放培养基表格：学生分析

〖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

（具有，不具有）选择作用。如果具有，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

。

1.1.4 培养基选择分解尿素的微生物的原理

培养基中以尿素为唯一氮源，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。

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。

1.1.5鉴定土壤中可分解尿素的细菌的方法及原理

在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，氨会使培养基得碱性增加，ＰＨ升高，酚红指示剂变成红色。

1.2 统计菌落数目

常用来统计样品中活菌数目的方法是

稀释涂布平板法

。除此之外，

显微镜直接计数

也是测定微生物数量的常用方法。

【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。

公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量

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。

〖思考3〗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

。

〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是

恰当的稀释度

。

〖思考5〗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。

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。因此，统计结果一般用

菌落数

来表示。

设置对照的主要目的是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。

〖思考6〗请设计本实验的对照实验组：

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。