课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数ppt配套的教学设计方案

GESW027 《课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》

导学案

【学习目标】

1．能理解利用选择培养基分离细菌的原理。

2．能运用活菌计数法测定土壤中尿素细菌的数量。

3．能进行相关实验设计，并对实验结果进行科学分析【重点】。

【学习过程】

1、阅读课本P21～P23，完成下列自学学案：（完成方式：个人自学）

一、微生物的分离与计数的研究思路

（一）筛选菌株

1．寻找目的菌株时，要根据它对

的要求，到相应的环境中去寻找。

2．实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于

生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时

或

其他微生物生长。

3．选择培养基：在微生物学中，将允许

的微生物生长，同时

和

其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。

（二）统计菌落数目

1．常用方法：

法。

2．统计依据：当样品的

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

。通过统计平板上的

，就能推测出样品大约含有多少活菌。

3．为了保证结果准确，计数时一般选择菌落数在

的平板进行计数。

4．计数公式：每克样品中的菌株数=

。

（三）设置对照

1．对照实验：是指除了

以外，其他条件都

的实验。

2．主要作用：比照

，排除

的干扰，证实确实是

引起相应的结果，提高实验的可信度。

（四）结果分析与评价

见“思考与讨论1”-（5）

2、思考与讨论1：（完成方式：个人自学+小组讨论+教师讲解）

（1）选择培养基上所生活的微生物有何特点？这一点与鉴别培养基有何明显区别？

。

（2）进行活菌计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目

，原因是

。

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GESW027 （3）课本P22旁栏思考题：如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

。

（4）若对某种微生物进行接种并培养后，发现培养基上菌落形态多样，是否可判定培养基已被杂菌污染？

。为什么？

。

（5）参阅课本P22的培养基配方，回答下列问题：

①在该培养基的配方中，为微生物的生长提供氮源的物质是 ，提供碳源的物质是

。培养基中加入尿素的目的是筛选 。

②从物理性质看，该培养基属于 培养基；从化学成分看，该培养基属于 培养基；从用途看，该培养基属于 培养基。

③将土壤中的微生物接种到该培养基时，常采用___ _____的方法进行接种，获得单个菌落后继续纯化培养。

④下列材料或用具：A培养细菌用的培养基与培养皿；B玻璃棒、试管、锥形瓶和吸管；C实验操作者的双手。其中需要灭菌的是

；需要消毒的是

。（填字母）

⑤为确认该培养基是否被杂菌污染，应设置

实验。对照组应使用何种培养基？应如何操作？又如何判定该培养基是否被杂菌污染？

⑥为确认该培养基是否对微生物具有选择作用，应设置

实验。对照组应使用何种培养基？应如何操作？又如何判定该培养基是否对微生物具有选择作用？

⑦如何确定样品的某一稀释度是合适的？

⑧如何使所统计菌落数的结果更准确（误差更小）？有何注意事项？

⑨在某次实验中，甲同学从培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。甲同学的实验结果产生的原因可能有

（填字母）。

A．土样不同

B．培养基被污染或混入了氮元素

C．操作失误

D．没有设置对照

⑩在第⑨问中，若甲同学的操作被证实准确无误，该如何排除另外两个可能的影响因素？

A．土样不同：

。

B．培养基被污染或混入了氮元素：

。

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GESW027 【思考与讨论1

参考答案】

（1）选择培养基一般只允许特定种类的微生物生长，而鉴别培养基上可以生长着多种微生物。

（2）低。这是因为两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。

（3）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。

（4）可判定。因为不同细菌的菌落在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面的特征不同，可作为不同菌种的判定依据。

（5）①尿素

葡萄糖

能分解尿素的微生物（或“能合成脲酶的微生物”）

②固体

合成

筛选

③稀释涂布平板法（或“平板划线法”）

④AB

C

⑤对照 对照组应使用与实验组相同但未接种的培养基，将两种培养基置于适宜且相同的条件下培养一段时间。若对照组培养基上长出菌落，说明培养基已被污染；否则，培养基未被污染。

⑥对照 对照组应使用具有其他有机氮源的培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）。接种时需同时对对照组的培养基进行接种，并将两种已接种的培养基置于适宜且相同的条件下培养一段时间。若对照组培养基上的菌落数目明显多于实验组，说明原培养基对微生物具有选择作用；若对照组培养基上的菌落数目与实验组无明显差异，说明原培养基对微生物不具有选择作用。

⑦在这一稀释度下，至少得到三个菌落数目在30～300且菌落数目相近的平板。

⑧进行重复实验，计算菌落的平均值。注意：不同重复组的菌落数目应相近，否则应重新接种。

⑨ABC ⑩A思路：从同一土样中取样，分别接种到甲同学的培养基和其他同学的培养基上。若两者的菌落数目相近，则可排除“土样不同”的因素。否则，需进行进一步的验证。

B思路：参阅第⑤、⑥问。

3、阅读课本P23～P26，完成下列自学学案：（完成方式：个人自学）

二、“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验设计：

【实验流程】：土壤取样→样品稀释→取样涂布→微生物培养→观察并记录结果→细菌计数

（一）土壤取样

1．土壤微生物大约70%～90%是

。

2．细菌适宜在酸碱度

的

土壤中生长，绝大多数分布在距地表约3～8cm的的

层。

（二）样品的稀释

样品的

直接影响平板上生长的

。选用

的样品液进行培养，以保证菌落数在

之间，便于计数。

（三）微生物的培养与观察

培养细菌时，一般在

℃温度下培养1～2d。在本实验中，可以每隔

统计一次

数目，最后选取数目

时的记录作为结果。

（四）细菌的计数

当菌落数目稳定时，取同一条件下的至少

个平板进行计数，求出

，并根据所对应的

计算出样品中细菌的数目。

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GESW027 三、操作提示

（一）无菌操作

1．取土样的用具在使用前都需要

。

2．应在

旁称取土壤。并在

附近将土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。

3．在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在

旁操作。

（二）做好标记

本实验使用的平板和试管比较多，为避免混淆，最好在

就做好标记。

四、课题延伸

1．细菌合成的

将尿素分解成

，使培养基的

增强，

升高。因此可通过检测培养基

来判断该化学反应是否发生。

2．在以

为唯一氮源的培养基中加入

指示剂培养细菌，若指示剂变

，可确定该种细菌能够

。

4、思考与讨论2：（完成方式：个人自学+小组讨论+教师讲解）

（1）课本P24旁栏思考题：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？

（2）稀释涂布平板法和显微计数法均能对微生物进行计数，两者的计数结果有何不同？

（3）课本P26练习：

1．

2．

【思考与讨论2

参考答案】

（1）这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）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。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，选用的稀释范围不相同。

（2）稀释涂布平板法只对活菌计数，且单个菌落可能来自两个或多个细胞，计数结果偏小；显微计数法不能区分死菌与活菌，计数结果偏大。

（3）1．菌落是单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞的群落。可以通过稀释涂布平板法计算活菌的数目，其原理是培养基上的第

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GESW027 一个菌落来源于一个活菌。

2．利用以尿素为唯一氮源的选择培养基在无氧环境中培养牛瘤胃提取物，选择能够正常生长的菌落即为分解尿素的微生物。

5、高考考点自我检测

1．分离土壤中分解尿素的细菌，对培养基的要求是

①加尿素

②不加尿素

③加琼脂

④不加琼脂

⑤加葡萄糖

⑥不加葡萄糖

⑦加硝酸盐

⑧不加硝酸盐

A．①③⑤⑦

B．②④⑥⑧

C．①③⑤⑧

D．①④⑥⑦

2．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

3．下列是关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述中，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24～48h

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

4．用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数。原因是

A．平板上的一个菌落就是一个细菌

落中的细菌数是固定的

C．此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌

D．此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同

5．下列关于土壤取样的叙述，错误的是

A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤

B．先铲去表层土3～8 cm左右，再取样

C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤

6．下列关于微生物分离和培养的有关叙述，错误的是

A．微生物培养前，需对培养基进行消毒

B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法

C．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度

D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中唯一的氮源

7．下列说法错误的是

A．因为土壤中各类微生物的数量不同，所以为获得不同类型的微生物，要按不同的稀释倍数进行分离

B．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，选用的稀释范围不同

C．只有得到了3个或3个以上菌落数目在30～300的平板，才说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数

D．牛肉膏蛋白胨培养基的菌落数明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些细菌菌落

8．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 第

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GESW027 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 9．微生物与人类关系密切，虽然有些微生物能使动植物患病，但多数微生物对人类是有益的，请回答下列有关问题。

（1）下表为两种微生物的培养基配方。

A培养基

KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4·7H2O 0.2 g 葡萄糖

10.0 g 尿素

1.0 g 琼脂

15.0 g B培养基

纤维素粉

5 g NaNO3

1 g Na2HPO4·7H2O 1.2 g KH2PO4 0.9 g MgSO4·7H2O 0.5 g KCl 0.5 g 酵母膏

0.5 g 水解酪素

0.5 g 上述两种培养基中的物质溶解后，均用蒸馏水定容到1000 mL。

①如果要进行土壤中分解尿素的细菌的分离，则需要选择上述哪种培养基？

，该培养基能分离尿素分解菌的原因是

。

②在该培养基中可加入

指示剂，根据指示剂的颜色可鉴定该种细菌能够分解尿素。

③从功能上来看，上述两种培养基均属于

培养基。

（2）把牛肉膏蛋白胨固体培养基倒入平板，等培养基冷凝后，应将平板

放置，这样做的目的是可防止

造成污染。

（3）微生物接种的方法很多，平板划线法操作结束时，为什么仍需要灼烧接种环？

。

（4）微生物培养过程中还有什么方法或步骤要防止其他微生物污染？

。

10．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。请回答下列问题。

（1）②中培养目的菌株的选择培养基中应加入

作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基

（影响/不影响）细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用

法。

（2）④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于

；使用

法可以在⑥上获得单菌落。

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GESW027 11．急性肠胃炎、手足口病分别是由细菌、病毒通过消化道进入人体导致的。因此检验饮用水的细菌含量和病毒含量是有效监控疾病发生的必要措施，请回答下列与检验饮用水有关的问题。

（1）检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，这种方法称为

。如图所示的四种菌落分布图中，不可能是用该方法得到的是

。

（2）用该方法统计样本菌落数时是否需要设置对照组？

。为什么？

。

（3）如分别取0.1 mL已稀释103倍的水样分别涂布到三个琼脂固体培养基的表面进行培养，培养基记录到大肠杆菌的菌落数分别为55、56、57，则每升原水样中大肠杆菌数为

。

（4）已知大肠杆菌能发酵乳糖并产酸产气，现提供足量的已灭菌的乳糖蛋白胨培养液和具塞试管，应如何判断待检水样中是否含有大肠杆菌？

。

12．（2013上海，节选）阿拉伯胶是一种多糖，研究者从某地合欢树下距离地表深10～15cm处的土样中初筛到能合成阿拉伯胶降解酶的菌株SM01，以下为该菌株的鉴定过程。

（1）为获得单菌落，可采用

法将初筛菌液接种在

培养基上。

（2）下表中培养液pH均为6.0，若对SM01中阿拉伯胶降解酶的活力进行测定，则应选用表中的

培养液。针对不选用的其他培养液，分别说明原因：

①

；

②

；

③

。

实验用培养液配方

（3）（11上海，节）环境污染物多聚联苯难以降解，研究发现联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。下列培养基pH均为7.4，其中能有效分离联苯降解菌的培养基是

，原因是

。

A培养基（g/L）：某生长因子2.0，

(NH4)2SO4 2.0，K2HPO4 3.0，MgSO4 1.0，多聚联苯50mL B培养基（g/L）：牛肉膏10.0，蛋白胨20.0，葡萄糖20.0，NaCl 5.0 C培养基（g/L）：某生长因子2.0，淀粉20.0，NH4NO3 2.5，MgCl2 0.5，K2HPO4 3.0，多聚联苯50mL 第

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GESW027 13．（12上海）高温淀粉酶在大规模工业生产中有很大的实用性。研究者从热泉中筛选了高效产生高温淀粉酶的嗜热菌，其筛选过程如图15所示。

（1）①过程称为

，②过程是为了

。

（2）Ⅰ号培养基称为

（按功能分）；该培养基中除了加入淀粉外，还需加入另一种重要的营养成分

。

A．琼脂

B．葡萄糖

C．硝酸铵

D．碳酸氢钠

（3）一般对配制的培养基采用高压灭菌，其中“高压”是为了

。

【高考考点自我检测

参考答案】

1C

2C

3D

4C

5C

6A

7C

8D 9．（1）①A培养基

培养基中尿素为唯一氮源，只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖

②酚红

③选择

（2）倒过来

皿盖上的水珠落入培养基

（3）杀死接种环上残留菌种，避免污染环境和感染操作者

（4）培养基灭菌，接种环境灭菌，接种过程无菌操作。

10．（1）苯酚

A

稀释涂布平板

（2）④的培养基没有加入苯酚作为碳源，⑤的培养基加入苯酚作为碳源

稀释涂布平板法或平板划线法

11．（1）稀释涂布平板法

D

（2）需要

因为需要判断培养基是否被杂菌污染（培养基灭菌是否合格）

（3）5.6×108

（4）通过无菌操作向试管内注入一定量待检水样，再注入已灭菌的乳糖蛋白胨培养液将试管充满，塞上塞子，混匀后置于37 ℃恒温箱培养24 h。若试管内有气泡生成，则说明水样中有大肠杆菌

12．（1）平板划线法（或“稀释涂布平板法”）

固体

（2）D

①A培养液缺少氮源，SM01不能很好生长；②B培养液缺少氮源，SM01不能很好生长；且有阿拉伯胶酶，会影响对SM01自身产生的酶活力的测定结果；③C培养液缺乏阿拉伯胶酶催化底物阿拉伯胶，会影响SM01的生长，也无法对阿拉伯胶酶活力进行测定

（3）A

该培养基中有多聚联苯为唯一碳源

13．（1）稀释

单个菌落的筛选（或“筛选”）（2）选择培养基

C

（3）杀死细菌芽孢

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