课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数板书设计

人教版生物选修1《生物技术实践》

专题2 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（第一课时）

江华县第一中

廖春燕

一、教材分析

《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》是普通高中课程标准生物人教版选修1专题2的课题2的内容。本课题作为课题1的应用，初次学习分离某种特定的微生物，难度很大、探索性非常强。教材从尿素在农业上的重要用途切入，介绍了土壤中能分解尿素的细菌，进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。教材还简要地介绍了尿素的发现过程以及尿素合成的历史，这些都是“科学、技术、社会”教育的丰富素材。最后，教材明确指出了本课题的目的，有助于学生准确把握课题的方向。

二、学情分析

学生在本专题的课题1中学习了一部分微生物的实验室培养知识，掌握了平板划线法和稀释涂布平板法，知道分离细菌可以采用平板划线法，对细菌计数可以采用稀释涂布平板法。这些知识为本课题的学习奠定了基础。学生具备了一定的观察和认知能力、实验操作和设计能力，但还很不完善。学生对设计实验、评价实验的宏观把握性欠缺，对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力还较弱。因此，教学中，教师要尽量设置适量的问题情景，请学生思考、讨论、回答，让学生成为学习活动的主体，激发学生的学习兴趣，培养实验设计能力以及分析、归纳、概括的能力。

三、设计思路

教学中，教师先展示学生都熟悉的空心菜，请学生思考“矮小的空心菜快速长茂盛的空心菜，该怎么做？”激发学生的学习兴趣，引出尿素，进而了解尿素，使学生对尿素以及分解尿素的细菌形成一定的感性认识。接下来本节课通过3个问题探讨将知识点串联起来，请学生思考、讨论、回答，让学生成为学习活动的主体，培养实验设计能力以及分析、归纳、概括的能力。

四、课题目标 1.研究培养基对微生物的选择作用； 2.进行微生物数量的测定； 3.分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性。

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五、课题重、难点

重点：对土样的选取和选择培养基的配置。

难点：对分解尿素的细菌的计数。

六、教学方法

本节课采用的是问题探究式教学，同时运用了讨论、对比、设计实验、归纳总结等教学方法。

七、教学准备

导学案、PPT课件 八、学习过程（第一课时）

【学生活动】学生观察图片，思考、回答问题。

【教师活动】教师引导学生回答问题。

（一）思考：由图A矮小的空心菜快速长成图B这样茂盛的空心菜，请问施用下列哪中肥料比较好？

A.人的尿液 B.草木灰 【学生回答】人的尿液

【教师再问】为什么？

（许多学生会讲到尿液中含有尿素）

原因：尿液中含有尿素。 【过度】接下来我们一起来了解一下尿素。

（二）课题背景

1、尿素[CO(NH2)2]的利用

尿素是一种重要的农业氮肥。尿素不能直接被农作物吸收。土壤中的细菌将尿素分解成氨之后才能被植物利用。

2、细菌利用尿素的原因

土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成 脲酶 。

新课导入

2

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，某些真菌和放线菌也能分解尿素。

学习目标一：筛选菌株。

【学生活动】阅读并分析教材P21筛选菌株的实例，观察图2-6，体会怎样选择目的菌。

【教师活动】引导学生依据实例思考怎样寻找目的菌。

重点讲练

1、实例：

自然界中目的菌株筛选的依据：根据它对 生存环境 的要求，到相应的环境中去寻找。

思考：寻找能分解尿素的细菌，到哪里去寻找更好呢？

贫瘠的红土

肥沃的菜园土

【教师活动】请学生回答并说明理由，教师根据情况进行补充并说明理由。

提示：肥沃的菜园土中富含尿素，更适宜分解尿素的细菌的生长繁殖，所以，寻找能分解尿素的细菌，到肥沃的菜园土中寻找更好。

2、实验室中微生物的筛选原理：

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。

本课题使用的培养基

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。

3、选择培养基

（1）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，称做选择培养基。 3

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：分析该配方的培养基对微生物是否具有选择作用？如果

有，又是如何进行选择的？

答：有筛选作用。尿素是培养基中的唯一氮源，因此， 原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。

（2）实例：

加入青霉素的培养基: 分离 酵母菌 、 霉菌 等真菌

不加氮源的无氮培养基: 分离 固氮菌

不加含碳有机物的无碳培养基: 分离 自养型微生物

加入高浓度食盐的培养基: 分离

金黄色葡萄球菌

【配套练习】

例1.在培养基中加入青霉素可以抑制细菌和放线菌；在缺乏氮源的培养基上大部分微生物无法生长；在培养基中加10%NaCl溶液。利用上述选择培养基依次能从混杂的微生物群体中分离出( C ) A.金黄色葡萄球菌、硝化细菌、放线菌 B.固氮细菌、大肠杆菌、放线菌

C.霉菌、固氮细菌、金黄色葡萄球菌 D.固氮细菌、金黄色葡萄球菌、放线菌

学习目标二：统计菌落数。

【学生活动】联系上一课时的内容，观察图片思考、回答问题。

【教师活动】引导学生理解活菌计数法的原理，然后学会计数。

1.间接计数法（活菌计数法）

（1）常用方法：

稀释涂布平板法

（2）原理：

当样品的稀释度足够高时，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）计算公式： 每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M

其中，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。

【思考问题】

两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。从对应稀释倍数为10的培养基中，得到以下两种统计结果: 1、第一位同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230。

2、第二位同学在该浓度下涂布了A、B、C三个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学以这三个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这两位同学的做法正确吗？如果有问题，错在哪？ 第一位同学：没有重复实验

第二位同学：其中一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。

通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力， 重复组

的设置很重要。

4

6

小结：

稀释涂布平板法计算活菌数的注意事项 ①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和准确性。

②为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30—300

的平板上进行计数。

③统计的菌落往往比活菌的实际数目 低 。

2.显微镜直接计数

(1)原理:利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量。

【配套练习】

例2. 某同学在稀释倍数为10

的培养基中测得平板上菌落数的平均数为234，那么每毫升样品中的菌落数是（涂布平板时所用稀释液的体积为0.1ml） ( B ) A. 2.34×10 B. 2.34×10 C. 234 D. 23.4 例3.某同学对10、 10、 10倍稀释液计数的平均菌落数分别是2760、295和16，则菌落总数为（涂布平板时所用稀释液的体积为0.1ml）( B ) A. 2.76 × 10个∕ml B. 2.95 × 10个∕ml C. 4.6 × 10个∕ml D. 3.775 × 10个∕ml 学习目标三：设置对照。

【学生活动】阅读教材P22-23相关内容，思考问题，理解设置对照的目的，学会设置对照。

【教师活动】引导学生理解设置对照的目的，引导学生学会怎样设置对照。

445412 3896【思考问题】

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10倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落，但是其他同学在同样的稀释度下只选择出大约50个菌落。 其他同学认为A同学结果有问题，可能是A同学培养基被杂菌污染，或者培养基混入其他含氮物质，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？

一由于土样不同 二是由于培养基污染或操作失误 方案1：其他同学用与A同学相同土样进行实验。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。

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。

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1、对照实验：是指除了 被测试的条件 以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。

2、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 。 【配套练习】

例4.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( C ) 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

1、筛选菌株

（1）自然界中目的菌株筛选的依据

（2）实验室中微生物筛选的原理

（3）选择培养基

2、统计菌落数目的方法

（1）活菌计数法

（2）显微镜直接计数

3、设置对照

（1）空白对照

（2）重复对照

1、易错辨析

（1）选择分解尿素的细菌的培养基为液体培养基。(× )

（2）统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计。

( × )

（3）统计菌落数目时，统计的菌落数就是活菌的实际数目。

(× )

（4）设置对照的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。(√ )

（5）统计菌落数目的理论依据是一个菌落来源于样品稀释液中的一个活菌。

( √ )

2、填空

某化工厂的污水池中，含有一种有害的、难以降解的化合物A。研究人员用化合物A、磷酸盐、镁盐以及微量元素配置培养基，成功的筛选到了能高效降解化合物A的细菌（目的菌）。请分析回答下列问题: （1）培养基中加入化合物A的目的是筛选

目的菌 ，这种培养基属于

选择 养基。 （2）目的菌生长所需的氮源和碳源来自培养基中的

化合物A

。

课堂小结

巩固练习

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（3）可采用 稀释涂布平板

的方法将目的菌接种到固体培养上，通过 活菌计数

法对目的菌的数量进行统计，通常需要对菌落数为 30—300

的平板进行计数。

（4）实验结束时，使用过的培养基应该进行 灭菌

处理后，才能倒掉。

板书设计

1、筛选菌株

（1）自然界中目的菌株筛选的依据

（2）实验室中微生物筛选的原理

（3）选择培养基

2、统计菌落数目的方法

（1）活菌计数法

（2）显微镜直接计数

3、设置对照

（1）空白对照

（2）重复对照

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