课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优秀教学设计内容

课题2土壤中分离尿素的细菌的分离与计数

教材内容分析：

“土壤中分离尿素的细菌的分离与计数”是人教版高中课程标准实验教科书《选修1·生物技术实践》第二章课题2的内容。本课题以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，研究如何能从土壤中分离出能够分解尿素的细菌和统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌，并设置了对照实验，使学生更加清楚明确了解整个课题的目的、过程和内容，也为今后学习土壤中其它细菌的分离与计数奠定坚实基础。

学生情况分析：

土壤中分离尿素的细菌的分离与计数，是一个很复杂的实验过程，应用地相关技术学生可能不太了解。学生理解起来可能有一定的困难，需要教师借助于多媒体课件，以及微课视频等手段把整个实验地过程直观形象地表示出来，帮助学生理解。本课之前学生已经结合教师发的微课视频进行了自学，自学过程中一定产生了疑问和困惑，课堂上教师要引导学生展示自学成果，提出并解决疑惑，在了解学生自学情况的基础上，敏锐地发现生成性问题，灵活地运用多种教学手段，使学生课前自学习得的知识结构完整化、逻辑化、系统化，并能在一定范围内迁移应用。

教学目标确定：

1.筛选菌株

（1）实验室中微生物的筛选应用的原理

（2）选择性培养基

（3）配制选择培养基的依据

2.统计菌落数目

（1）测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数

（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理

3.设置对照

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

4.实验设计

实验设计包括实验方案，所需一起、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排

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教学重难点：

教学重点：尿素的利用、筛选菌株、统计菌落数目，对土样的选取和选择培养基的配制

教学难点:筛选菌株、统计菌落数目

教学设计思路：

课前学生借助微课视频以及自己手掌的课本对本课所学内容进行了自学课堂上教师借助多媒体通过创设探究情境引入，然后以学生展示自学成果为主线，了解如何筛选菌株、如何统计菌落数目，如何设计对照实验以及设计对照实验的目的，掌握实验设计的整个流程，准确把握实验的每个操作步骤，并且在其中穿插联系生活实际的讨论，解决自学产生的疑惑，教师再进行适当地点拨解决学生心中的疑惑。

教学实施程序：

学生活动

教师组织和引导

复习提问，阅读背景材料，引入本课课题

教学意图

1.

微生物最常用的两种接种方法是什么？

思考回答，互相评价补充

小组合作，思考讨论

2.

什么稀释涂布平板法？其目的是什么？

3.尿素的利用:尿素[CO(NH2)2]——重要的农业氮肥。只能被土壤中细菌分解为NH3才能被植物吸收利用。

4.细菌利用尿素的原因：土壤中的含脲酶的细菌能够分解尿素。

5.基础知识：

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

。

1.

教师让学生阅读课本P21，讲解：DNA聚合酶作用，发现过程。引导学生得到启示根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找（即自然界筛选）。

2.

提问:生物与环境之间的关系? 生物适应一定环境，阅读筛选环境对生物具有选择作用

创设情景，引入新课，使学生明确分解尿素的细菌简要回顾知识直接引入新课

提出问题，引起思考。激尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，不能）直接吸发探究的欲望。

菌株,思考3.如何筛选菌株？以PCR技术为例，引导学生探究问题的的重要性，突出课题的必问题,回答

解决方法。PCR技术：一种在体外将少量DNA大量复制的要性

技术。此项技术要求使用耐高温的DNA聚合酶。

4.特殊的培养基能筛选出特殊的微生物？

5、教师展示各种筛选菌株方法的多媒体图片：

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1.

实验室微生物的筛选原理？

引导学生根据上面实例归纳实验室微生物的筛选原理：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。 2.

选择培养基 （1）让学生分析本课题使用的培养基成分，回答问题。

阅读后思考回答问题学生分析讨论，以尿素为唯一氮源的培养基能否筛选出分解尿素的细菌

KH2PO4 1.4g NaHPO4 2.1g MgSO4 .7H2O 0.2g 葡萄糖 10.0g 尿素 1.0g 琼脂 15.0g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。

问题1：该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？

碳源：葡萄糖、尿素；氮源：尿素。

问题2：此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？

能。只有产生脲酶的细菌才能利用尿素作为氮源而生存。

（2）共同归纳选择培养基概念

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，称做选择培养基。

（3）举例说明选择培养基作用

加入青霉素的培养基：细菌不生长，酵母菌、霉菌等真菌能生长。

不加含碳有机物的无碳培养基：分离自养型微生物。

通过观看图片，使学生由感性认识过渡到理性认识。培养学生的学科素养

1、学生讨统计菌落数目：

论能否用1、直接计数法：最常用的显微镜直接计数，指出优缺点。

来计数土2、间接计数法：最常用方法稀释涂布平板法。

壤中的活

C：某一稀释度下平板上生长的平均菌落数

菌数。

V：涂布平板时所用的稀释液的体积（ml) 2、学生讨M：稀释倍数

论并区每克样品中的菌株数＝（C÷V）×M 别：稀释3.

教师提出计数过程中应注意那些问题

涂布平板4.

并展示一道例题，让学生了解如何统计菌落数目【例1】法是用来某同学在稀释倍数为106的培养基上测得平板上的菌落

3 知识的迁移，培养学生的知识整合能力

计数的，数的平均值为234，那么每毫升样品中菌落数是（涂布平而平板划板时所用稀释液的体积为0.1 mL）（ ）

线法是用 A.2.34×108

B.2.34×109 C.234

D.23.4 来纯化的

【答案】B 解析】稀释倍数为106，0.1 mL稀释液的菌落数的平均值为234，则每毫升样品中菌落数就为234/0.1×106=2.34×109。

计算公式：每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mＬ)，M代表稀释倍数。

设置对照：

1.怎么设置对照说明培养基是无菌的? 2. 怎么设置对照说明培养基发挥了选择功能? 3. 怎么设置对照说明菌落数是有效的? 4.设置对照目的

讲解设置对照目的：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。

5.实例分析

让学生分析教材实例，设置对照。

实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时，A同学从对应的106倍稀释的培养基中筛选出大约150阅读

分析思考和回答. 个菌落，但是其他同学在同样的稀释度下只选择出大约培养学生的怀疑精神，并50个菌落。其他同学认为A同学结果有问题，可能是A根据自身设计实验方案进同学培养基被杂菌污染，或者培养基混入其他含氮物质，行验证。培养学生的实验导致其他杂菌生长。

但A同学认为自己选用土壤样品不同导致结果不同，但是A同学没有设计对照，拿不出让同学信服的证据。你能通过设置对照，帮助A同学排除上述两个可能影响因素吗？

方案1：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。

方案2：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。

设计能力。

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设置对照：

1、教师讲解样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图。

2、土壤取样：

从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再学生讨论思考下列问题：

1、如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

取样，将样品装入事先准备好的信封中。

3、制备培养基和样品的稀释：

制备以尿素为唯一氮源的选择培养基，并按一定倍数稀通过实验设计，培养学生释。

4、微生物的培养与观察：

5.提出问题

（1）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。.怎么设置对照说明培养基是无菌的? （2）

怎么设置对照说明培养基发挥了选择功能? （3）怎么设置对照说明菌落数是有效的?

操作提示：

指导学生阅读教材操作提示部分，明确目的。

(一)无菌操作

1.取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。

2.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。

(二）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。

（三）规划时间 提高效率，在操作时更加有条不紊。

操作中的常在问题：

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。

分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生3.在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。 培养学生的创新思维。

设计实验方案能力，培养学生的学科素养。体验无菌操作的实验过程。

学生讨论实验过程的注意事项

学生讨论思考

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。

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，霉培养学生的创新思维

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菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。

取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。

（1）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。

（2）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。

（3）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。

（4）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。

学生交流成果，分析自己的成功之处和需要改结果分析与评价：

1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌学生交流成果，分析自己落

2、样品的稀释操作是否成功

的成功之处和需要改进的地方。

进的地方。

3、重复组的结果是否一致

课题延伸：

讲解：本课题对能分解尿素的细菌进行初步筛选。对分离的菌种进一步鉴定，需要借助生物化学方法。

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

。因学生学习思考

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。 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

习题练习：

通过多道例题，回顾总结本堂课知识点

增加学生知识储备量

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