课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数PPT及专用教学设计内容

和田地区第二中学

生物教研组

《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计

教师

贺江涛

一、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

分析选择培养基的成分设计和选择功能；通过实例分析，主要掌握用稀释涂布平板法估算活菌细胞数量的原则和方法；通过情境分析，进一步理解对照实验

（三）情感、态度与价值观

形成无菌不在的概念；理解菌体数量估算及其应用

二、教学重点

对土样的选取和选择培养基的配制

三、教学难点

对分解尿素的细菌的计数

四、教学工具

多媒体

五、教学过程

（一）引入新课

前段时间我们学习了《课题一

微生物实验室培养》，初步了解了实验室条件下培养微生物的一些基本问题，如培养基的概念、分类、基本成分和特殊需求，消毒和灭菌方法及其应用，实验室纯化菌株常用方法等。现在，我们通过几个问题回顾一下相关重要知识：

问题1：培养基的分类？（物理状态、化学成分和功能作用）

问题2：微生物培养基的基本成分？

问题3：实验室常用无菌技术手段及其理解？

问题4：消毒方法有哪些，举例？灭菌方法有哪些，举例？（教师在此处强调几种灭菌方法的适用对象。）

问题5：实验室纯化菌株的两种常用方法？

下面我们通过《课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》来学习如何

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进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物，并调查目的微生物的数量。

（二）进行新课

1、课题背景（自主阅读+设置问题）

学生速读课题背景。

问题6：尿素是如何被植物利用的？（学生代表根据阅读信息回答）

尿素是一种重要的氮肥，农作物不能直接吸收利用，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。

2、基础知识（自主阅读+设置问题）

学生阅读基础知识。

（一）筛选菌株

问题7：水生耐热细菌Taq的分离给我们带来什么启示？（学生代表根据阅读信息回答）

科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物。

点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

问题8：实验室中筛选某种特定微生物的原理？（学生代表根据阅读回答）

水生耐热细菌Taq的分离原理同样适用于实验室中微生物的筛选，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。

成分

KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖

尿素

琼脂

质量

1.4g 2.1g 0.2g 10.0g 1.0g 15.0g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL 实验室用于分离分解尿素的细菌的培养基配方分析（自主观察+设置问题）

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问题9：在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的物质？提供氮源的的物质？提供无机盐的物质？（学生代表根据成分观察回答）

问题10：该培养基是否具有选择作用？如果有，是如何选择的？（学生代表思考回答）

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，即可以筛选出能合成脲酶的微生物。

（二）统计菌落数目

问题11：测定微生物数量常用方法？（学生代表根据阅读回答）

在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法

。除此之外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。

问题12：稀释涂布平板法计数原理？（学生代表根据阅读回答）

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。

问题13：稀释涂布平板法计数误差？产生误差的原因？（学生代表根据阅读回答）

统计的菌落数比活菌的实际数目低，这是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。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。

统计实例分析：阅读两位同学的实验设计和结果，分析问题。

问题14：你认为哪位同学的结果更接近真实值？（学生代表思考回答）

从理论上分析，第二位同学的结果更接近真实值。

问题15：两位同学的实验可以怎样改进？（学生代表思考回答）

第一位同学需设置重复实验组；第二位同学统计的三个菌落数相差太大，说明操作有误，需重新实验。

教师小述利用稀释涂布平板法估算活菌数量需要注意的事项：

一是要获得菌落数在30～300 的平板，需要选择恰当的稀释度。

二是实验过程设计和操作关系结果的准确性。需要特别注意，（1）设置空白对照实验（课题一已解释过），排除培养基污染的可能性；（2）设置多组重

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复实验，以减少偶然误差；（3）各重复组的统计结果应当相互接近，若误差过大，需重新进行实验。（4）各重复组的统计结果应当取平均值。

三是计算方法。（平均菌落数÷涂布液体积）×稀释倍数，结果单位是个/mL。

（三）设置对照

设置对照的目的是为了排除非测试因素对实验结果造成的影响。

设置对照应用实例分析：阅读A、B同学实验过程和结果的讨论，设计方案。

验证问题1：培养基是否被杂菌污染？（2-4人一组，讨论验证方案）

（建议方案：设置未接种微生物的培养基，在相同条件下配制和培养，作为实验空白对照，若该培养基平板上有菌落形成，说明培养基污染）

验证问题2：培养基是否混入其他含氮物质？（2-4人一组，讨论验证方案）

（建议方案：设置将氮源由尿素置换为牛肉膏蛋白胨的培养基，在相同条件下配制、接种和培养，若数量与A同学的接近，说明混入了其他含氮物质）

验证问题3：是否是土壤样品不同的影响？（2-4人一组，讨论验证方案）

（建议方案：A、B同学互换土样，在相同条件下进行实验，若互换后与互换前相比，同一土样，计数结果接近，说明是土壤样品不同的影响）

3．实验设计（自主阅读+设置问题）

问题16：土壤中的微生物主要是哪类？（学生代表根据阅读回答）

土壤微生物中，约70％～80％为细菌。

问题17：细菌在土壤中的分布位置？适宜在哪种土壤条件中生长？（学生代表根据阅读回答）

问题18：测定土壤中微生物数量，应该选用稀释倍数？（学生代表根据阅读回答）

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。

问题19：各类土壤微生物的培养温度和时间？（学生代表根据阅读回答）

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，霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。

点评：在菌落计数时，每隔24h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的

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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。菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。

4、操作提示（自主阅读+问题强调）

学生自主阅读操作提示的内容，教师作重点强调。

1）取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用前都要灭菌。（接触菌体）

2）应在火焰旁称取土壤10g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。（实验室操作环境要求）

3）在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手消毒。

5、课题延伸（自主阅读+设置问题）

问题20：如何判断在培养过程中尿素发生了分解？（学生代表阅读回答）

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氨。氨会使培养基的碱性增强，PH升高。因此，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

。

（三）课后小结

（四）板书

课题2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

（一）基础知识 1、选择培养基 2、稀释涂布平板法 3、设置对照实验

（二）实验设计

（三）课题延伸 酚红试剂遇碱变红，可判断是否有氨生成。

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六、教学反思

本节教学设计主要以自主阅读和设置问题相结合，贯穿全节内容始终，目的在于调动学生基础阅读能力和提取信息能力。但在把控课堂方面，在确保完整性基础上，调动所有手段提升环节的设计性、趣味感和吸引力，这是亟待提高改进的方面。在课堂效果评价与检测方面，要注意通过习题检测和听写训练及时巩固。

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