课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数新颖的课程导入教案

《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计

一、课标要求

（1）微生物的分离和培养

（2）某种微生物数量的测定

（3）培养基对微生物的选择作用

二、教材分析

本课题是人教版选修一专题2微生物的培养与应用的第2个课题，是在学生学完微生物的实验室培养的基础上展开的，是微生物培养的一个具体应用。根据对考试大纲的分析，本课题覆盖了微生物除了发酵之外的全部的考查点，是非常重要的一节内容。

三、学情分析

学生对微生物培养的基础知识已经有一定的了解，即培养基的基本成分、培养基的类型、无菌操作技术的重要性、培养基的制备过程、纯化的两种方法。但因学生没有实际操作过，会存在记忆的遗漏，所以在讲微生物培养的应用方面有必要回归先前所学过的知识，达到温故知新的目的。比如，稀释涂布平板法如何稀释学生第一节课可能一知半解，但应用中依旧存再可复习一遍。同时具体的应用和实际生产生活相联系，学生是有兴趣的。

四、课题目标

（1）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。

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五、教学重点/难点 教学重点：实验的操作过程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

六.

教学方法

启发、谈话式教学

七、教学工具

板书、多媒体、实验视频

八、教学过程

（一）引入课题

师：如何获得对某种抗生素具有抗性的细菌？

生：普通培养基中加入抗生素，只有具有抗性的细菌才能在其中生长。

师：从功能上看，这培养基属于什么类型的培养基？

生：选择培养基。

师：什么叫选择培养基？

生：（理解性的念出书本上的概念）在微生物学中，将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。

师：本课题目的？

生：土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。

师：尿素是一种重要的氮肥，农作物不能不能直接吸收利用，尿素需分解氨才能吸收，需要脲酶的催化，然而脲酶哪里有，植物有吗？

生：没有，土壤中的细菌有。

师：本课题就是要解决如何从土壤当中、从众多的细菌当中获得能产

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生脲酶的细菌。那同学想想用怎样的培养基能获得呢？

生：基础培养基中的N源为尿素，只有能利用尿素的微生物才能生长。

师：这是选择培养基吗？

生：是的。

(老师指引学生看课本，画出相应重点及做好相关笔记。) （二）研究思路

1、筛选菌株

科学家为获得耐高温的酶，是从热泉中把耐热细菌筛选出来获得的，那是因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物。这说明：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（画重点）。

（1）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（画重点）。

（2）根据本课题提供的培养基，回答书本材料问题1、2. [材料回答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。

[材料回答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。（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。）

（3）怎样证明此培养基具有选择性呢？

实验组：以尿素为唯一氮源的培养基只长能分解尿素细菌

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对照组：牛肉膏蛋白胨培养基上能生长多种微生物

2.统计菌落数目

(1)统计细菌数目的方法

1）显微镜直接计数法

学生回顾必修三中酵母菌数量变化用到的血细胞计数板，教师借助多媒体帮助学生回忆。缺点：不能区分菌的死活。

2)间接计数：稀释涂布平板法

优点：是活菌。缺点：不能直接计算活菌数，肉眼看不到，只能通过计算菌落数推测活菌数。

师：为什么可以通过计算菌落数推测活菌数？

生：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。

3)书本材料和问题回答：

[材料回答]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。第二位同学考虑到设置重复组的问题，涂布了三个平板，但是其中1个平板的计数结果与另外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。

[问题回答]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。（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。）

师：通过稀释涂布平板法统计的菌落数并不等于活菌数，比实际值偏

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小，为什么？

生：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。

3.设置对照

师：设置对照的目的是什么？

生：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。

师：非测试因素是什么？

生：指无关变量。

师：空白对照排除的是什么？

生：空白对照是为了检测培养基是否被污染，排除培养基中的杂菌对实验结果的干扰。

1）学生阅读材料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。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2：A同学以不接种的培养基作为空白对照,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。

（三）实验设计

师：一般实验遵循的原则是什么？

生：对照原则、平行重复原则、单一变量原则

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师：实验的一般过程是什么？

生：确定实验目的----找出自变量、因变量---分组处理自变量----培养---观察测因变量

师：开始要做实验了，本实验的目的是什么？

生：分离土壤中分解尿素的细菌并计数。

师：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。根据视频内容及图示2－7填写以下实验流程：

取样土壤

样品稀释

涂布培养

观察计数

1、土壤取样：从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。

2、样品的稀释：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。

师：如何稀释还记得吗？

生：讲述稀释过程如图：

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3、涂布和培养：注意培养基、培养温度、培养时间。

制备选择培养基，即以尿素为唯一氮源的培养基；培养不同微生物往往需要不同培养温度和培养时间。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。本实验中每隔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。（书本原话）

（四）操作提示

1、无菌操作

a、取土用小铁铲、盛土样信封在使用前都需要灭菌。

b、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。

c、在稀释土壤溶液的过程中，每步都要在火焰旁操作。

2、做好标记

注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等。

3、规划时间

为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。

（五）结果分析和评讲

1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落作用，前者做空白对照，即将没有涂布菌种的培养基进行培养。后者做标准对照，即将牛肉膏蛋白胨培养基在相同条件下培养。

2、重复组的结果是否一致

3、样品的稀释操作是否成功

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（六）课外延伸

师：本课题对于分解尿素的细菌只是进行了初步的筛选，如何要对菌种作进一步的鉴定？

生：借助生物化学的方法。即：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，为所需的菌种。

（七）课堂小结

（即板书）

专题二

第二节

土壤中尿素分解菌的分离与计数

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2.观看本课题是视频

（八）课堂作业

《金版学案》24页第10题（2017全国卷1）

（九）课外练习

《金版学案》课题2相应练习。

九、教学反思

本课题是在老师紧扣课本、循循善诱的方式下完成的，整节课结束，学生的书本有重点划线，有相应的笔记，还有满足的笑容。因为教学条件有限，不能去实验室操作完成，但整个过程的内容却是高考考点，这一矛盾如何解决。第一：联系实际，提高兴趣。通过抗生素导入，即如何获得对某种抗生素有抗性的细菌出发，学生的回答很容易理解什么是选择培养基。老师在引导学生利用这样的思维解决本课题的目的，即如何从土壤中获得分解尿素的细菌。学生在对尿素了解之后很容易就想到利用以尿素为唯一N源的培养基培养微生物，如此本课题的讲述就顺理成章了。第二：紧扣课本，画出重点。笔者在上选修一的第一节课的时候就发现这样的现象，课件做的很漂亮，有图画有拍好版的文字，一节课，利用课件顺利讲完了，可是学生的书本看一下却很新，笔记划线很少，其实我的PPT 上除了一些照片，其他内容都是书本上有的，需要学生画的记的，可是学生居然不知在哪里。这样下去势必会给以后的复习带来不小的隐患，所以后来我的教学策略是紧扣课本结合板书、ppt 完成教学，发现这样一节课学生的成就

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感会更强，而不是一过就没有的那种虚无感。第三：循序善诱，启发思维。紧扣课本并不是照本宣科，那势必会导致整堂课死气沉沉，我的做法是充分调动学生的思维，经常问同学们为什么？比如为什么可以通过计算菌落数推测活菌数？为什么通过稀释涂布平板法统计的菌落数并不等于活菌数，而是比实际值偏小？书本的语言是通过思考而来比起直接让学生画下更容易让学生理解而记住。第四：逻辑性强，符合学生的认知规律。在讲解实验设计这个点时，教师并没有像书本一样直接讲述实验过程，而是和同学们一起回顾实验遵循的几大原则、实验的一般操作过程，即确定实验目的----找出自变量、因变量---分组处理自变量----培养---观察量测因变量。之后再次让同学们回顾本节的实验目的，因为课上到这个点时，有很多同学已忘记了最开始的实验目的，以至于实验的第一步都不知如何操作。这一提醒回顾，使得接下来的操作学生不看书也能想出来，这都是前面的讲述打好了铺垫。如此，很好的增加了学生的成就感和认同感。整一节课下来，思维无处不在，老师和学生在课堂上一直是在交流着，作为老师的我也享受这这个过程。

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