课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数PPT及课堂实录内容

《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计

【教学目标】

（一）知识与技能

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

（二）过程与方法

分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性

（三）情感、态度与价值观

形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯

【教学重难点】

1、教学重点：对土样的选取和选择培养基的配制

2、教学难点：对分解尿素的细菌的计数

【教学工具】多媒体

【教学过程】

（一）引入新课

上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。

（二）进行新课

一、基础知识

1、尿素的利用

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

脲酶

CO(NH2)2 + H2O NH3 + CO2

【想一想】

你能想一想怎样能将分解尿素的细菌从土壤中分离出来吗？

二、研究思路

（一）

筛选菌株

1、自然界中目的菌株的筛选

实例：Taq DNA聚合酶的发现

DNA多聚酶链式反应是一种在体外将少量DNA大量复制的技术。此项技术的自动化，

要求使用耐高温的DNA聚合酶，该去哪里寻找？

科学家是从水生耐热细菌 Taq中分离到耐高温的Taq DNA聚合酶的。

启示：寻找目的菌株时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。

2、实验室中目的菌株的筛选

(1)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。

如将细菌接种到以尿素为唯一氮源的选择培养基上进行培养。在这种情况下其他微生物因缺少氮素而不能生长，只有分解尿素的微生物或者自生固氮微生物才能正常生长繁殖。

(2)方法：利用___________分离

3、选择培养基

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。



选择培养基配方

葡萄糖

尿素

KH2PO4

Na2HPO4

MgSO4·7H20

琼脂

蒸馏水

10.0g

1.0g

1.4g

2.1g

0.2g

15.0g

1000ml

（1）在上述表格的培养基配方中，碳源和氮源分别是什么？

(2)该培养基是否有选择作用？如果有，又是如何进行筛选的？

（3）如果想分离纯化金黄色葡糖球菌和分解泄漏石油的细菌，如何配制选择培养基？

（二）统计菌落数目：

1、显微镜直接计数：

利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。

缺点：



不能区分死菌与活菌；



个体小的细菌在显微镜下难以观察；

2、

稀释涂布平板法（活菌计数法）

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。

恰当的稀释度是成功统计菌落数目的关键。



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。

注意事项：

①为了保证结果准确，一般选择选 30∼300个菌落的平板统计。

②每个稀释度取3个平板，经涂布，培养计算出菌落平均数。

③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。

④涂布平板法所选择的稀释度很重要，一般以三个稀释度中的第二个稀释度所出现的平均菌落数在50个左右为最好。

【反馈练习】

1、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。

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2l0、240 和250，取平均值233 。

样品稀释培养示意图

2．教材中P22楷体字部分所列举的两位同学对菌落数的统计，哪位同学的结果更接近真实值？

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基本一致；结果不一致，意味着操作有误，需要重新实验。

（三）设置对照：

（1）设置对照的目的：

（1）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。

（2）对照实验：指除了被测试的条件外，其他条件都相同的实验。

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。分析其原因。

原因：⑴土样不同，⑵培养基污染或操作失误(或者是混入了其他的含氮物质) 怎样才能判断A同学实验过程是否正确呢？

方案一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验 结果预测：如果结果与A同学一致，则证明A同学无错误；反之则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。

方案二：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。

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。

二、实验设计

（一）土壤取样

从富含有机物、潮湿、酸碱度适中的土壤中取样。铲去表层土3cm左右，取样，将样品装入事先准备好的信封中。

（二）制备培养基：



制备选择培养基(尿素为唯一氮源)(9个平板培养基) 

制备牛肉膏蛋白胨培养基

思考？为什么还要制备牛肉膏蛋白胨培养基？

（三）样品的稀释



应在火焰旁称取土壤10g。



在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行

分离不同的微生物采用不同的稀释度

（1）原因：不同微生物在土壤中含量不同

（2）目的：保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板

3.重复组的结果是否一致

如果各位同学选取的是同一种土样，统计的结果应该接近。如果结果相差太远，则需要从各项操作过程中去分析、寻找可能的原因。

(七)课

题

延

伸

能分解尿素的细菌的鉴定

鉴定的原理：细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，会使培养基的pH升高。

鉴定方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，利用此培养基进行细菌培养，观察培养基的颜色变化。

【反馈练习】

1、用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目，其结果与实际值相比（ ）

A.比实际值高 B.比实际值低

C.和实际值一致 D.比实际值可能高也可能低

2、下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是( ) A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4.7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、水

B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4.7H2O、葡萄糖、琼脂、水

C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4.7H2O、尿素、琼脂、水

D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4.7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水

3.使用选择培养基的目的是（ ）

A.培养细菌

B.培养真菌

C.使需要的微生物大量繁殖

D.表现某微生物的特定性状与其他微生物加以区别

4.为培养和分离出酵母菌并淘汰杂菌，常在培养基中加入（

）

A.较多的氮源物质 B.较多的碳源物

C.青霉素类药物 D.高浓度食盐

5、下图是采用纯化微生物培养的两种接种方法接种后培养的效果图。则获得图A效果的接种方法是_______________，图B效果的接种方法是___________，一同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成一片，最可能的原因是__________________（答

出一条即可）。

6、配制培养基时，在各成分都溶化后和分装前，要进行的是_________和灭菌。对培养基进行灭菌的常用方法是__________。接种以前进行的一系列操作，目的是在培养皿表面形成_________。根据土壤样品的稀释倍数和接种稀释液的体积，统计平板上的_______就能大致推测出样品中的活菌数。

7．下表为两种微生物的培养基配方。

A培养基：

KH2PO4

1.4 g Na2HPO4

MgSO4·7H2O 葡萄糖

2.1 g 0.2 g 10.0 g 尿素

1.0 g 琼脂

15.0 g B培养基：

纤维素粉

NaNO3

Na2HPO4·7H2O KH2PO4

MgSO4·7H2O KCl 酵母膏

水解酪素

5 g 1 g 1.2 g 0.9 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g （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。

(4)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。

(5)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？___________________________________________。

(6)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？

___________、_____________、_______________。

8.幽门螺杆菌（Hp）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

请回答：

（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有 ，它能以尿素为氮源；若有 Hp，则菌落周围会出现 色环带。

（2）步骤X表示 。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液 到培养基平面上，菌液稀释的目的是为了获得 菌落。通常每种稀释液需涂布___个平板，取其平均值。若将最后一个试管中的菌液每次吸取0.1mL涂布培养后获得平均值是C，则1g土壤中含有此菌的菌株数是_______个。

（3）在培养时，需将培养皿倒置并放在

中。若不倒置培养，将导致 。

（4）临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp ，其基本原理是Hp能将14C标记的 分解为NH3和14CO2

课后小结

课后习题

1.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是

A．酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 B．酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌 C．酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 D．黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌

2．下列操作不属于微生物的分离步骤的是

A．稀释 B．划线或涂布 C．接斜面 D．培养

3．影响微生物生长的主要环境因素是

A．阳光、温度、水分 B．温度、水分、PH C．水分、PH、氧 D．温度、PH、氧

4.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是

A．氨基酸、核苷酸、多糖、色素 B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸

C．核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素 D．核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸

5．微生物代谢的人工控制是指

A.改变微生物的遗传特性 B.控制发酵时的温度

C.调节发酵过程中的pH，氧气通入量 D.包括A、B、C三项

6．在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是

A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争

参考答案 CCD DDC 板书

课题2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

1．基础知识

2．实验设计

3．结果分析与评价