课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课件配套优秀教案案例

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

一、教学目标

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.分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性

3.形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯

二、教学重点

对土样的选取和选择培养基的配制

三、教学难点

对分解尿素的细菌的计数

四、教学方法

启发式教学

五、教学工具

多媒体课件

六、教学过程

（一）新课导入

上一节课我们学习了微生物的培养，这节课我们来学习土壤中分解尿素的细菌的分离与计数。请同学们阅读教材，掌握本课题的课题背景和目的。

课题背景：

尿素是一种重要的氮肥，农作物不能直接吸收利用，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

。

本课题目的：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

（二）导引探究：PCR技术是一种常用的DNA扩增技术，此项技术的自动化，需要使用耐高温的DNA聚合酶，如果请你来找这种耐高温的酶，你会去哪里找？

1.筛选菌株

1.1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

。

1.2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。PPT展示该课题培养基配方：

〖思考1〗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

。

〖思考2〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是

尿素和葡萄糖

，提供氮源的的是

尿素

，琼脂的作用是

凝固剂

。该培养基中共有4种营养物质

1．3在统计菌落数目时，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。（例题）

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。下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算：设五个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍

数为B，那么，一个大方格中的总菌数是多少? 31ml菌液中的总菌数?(1ml=1cm3=1000mm）

1．4 〖思考3〗为什么测平板上的菌落数可以推测样品中的活菌的数目？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。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

。

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4〗如何根据平板上的菌落数推测出每mL样品中的菌株数？

【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 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

。即每mL样品中的菌株数=（C÷V）×M 〖思考5〗思考3：统计的菌落数往往比活菌的实际数目高还是低，为什么？

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。

1．5 实例分析1（教材）小组讨论发表意见，教师评价展示。

第一位同学只涂布了一个平板，没有设置重复组，因此结果不具有说服力和准确性。

第二位同学考虑到设置重复组的问题，涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另2个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。

启示：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。

1．6实例分析1（教材）小组讨论发表意见，教师评价展示。

想一想：A同学和其他同学所得实验结果差异如此之大，请分析原因可能有哪些？

想一想：你能通过设置对照，帮助A同学排除

上述两个可能影响实验结果的因素吗？

一种方案：

可以由其他同学用与A同学一样的土样进行实验。

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。

另一种方案：

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。

实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的！

设置对照实验的目的是什么？

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。

1．7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。

①判断培养基中是否有杂菌污染：

将未接种的培养基同时进行培养。

②判断选择培养基是否具有筛选作用：

牛肉膏蛋白胨培养基（营养成分齐全）接种后培养观察菌落数目。

2．实验设计

2．1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。

2．2 根据图示2－7填写以下实验流程：

配制土壤溶液

菌落计数

系列稀释

涂布平板与培养

2．3 土壤微生物主要分布在距地表3～8cm的近中性土壤中，约70％～80％为细菌。

2．4 分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板。细菌稀释度为104、105、106，放线菌稀释度为103、104、105，真菌稀释度为102、103、104。

2．5 培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在30～37℃培养1～2d，放线菌一般在25～28℃培养5～7d，霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。

2．6 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。

点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。

2．7菌落的特征包括

形状、大小、隆起程度、颜色

等方面。

〖思考8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。

2．9 实验过程

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。

〖思考9〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。

3．结果分析与评价

3．1 对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助

生物化学

的方法。

3．2 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 pH 变化来判断该化学反应是否发生。

3．3 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

。

〖思考10〗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

伊红美蓝

培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现

黑

色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取

三

个水样。

（三）、典题检测：《优化探究》例1和例2 （四）课堂总结、点评

人为

有利于目的菌株生长

土壤

分离筛选微生物的原理

条件

抑制或阻止其他微生物生长

中尿

素分

稀释涂布平板法

解菌微生物计数方法与原理

显微镜直接计数

的分

对照设置与重复设置

离与

计数

实验方案

实验操作

结果与分析

实验设计

（五）反馈提升：

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）教学反思：

本节课可以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，可以联系生产生活实际，使学生对尿素以及分解尿素的细菌形成一定的感性认识。同时通过课题背景的介绍，可以进行STS教育。对于实验中的对照原则，可以指导学生分组讨论，在掌握微生物分离技术的同时巩固实验设计的基本原则。