课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数优秀公开课教案

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土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

【导学诱思】

1．尿素只有被

分解成

之后，才能被植物吸收利用。

2．以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：

⑴

；⑵

。

3．PCR（

）是一种在体外将

。此项技术的自动化，要求使用耐高温的DNA聚合酶。

思考：怎样找耐高温的酶呢？

4．实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于

生长的条件（包括

等），同时抑制或阻止其他微生物生长。

5．选择培养基是指

。

6．常用来统计样品中活菌数目的方法是

。即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

。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。为了保证结果准确，一般选择菌落数在

的平板进行计数。另外，

也是测定微生物数量的常用方法。

7．比较教材中两位同学的操作方法，哪位同学的结果接近真实值？你认为这两位同学的实验需要改进呢？如需要，如何改进？

8．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目

。这是因为

。因此，统计结果一般用

而不是活菌数来表示。

9．设置对照实验的主要目的是

，提高实验结果的可信度。

10．对照实验是

。

11．实验设计包括的内容有：

、

、

和

，具体的实验步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。

12．不同种类的微生物，往往需要不同的培养

和培养

。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以

。

13．无菌操作应注意什么问题？

⑴

⑵

⑶

14．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是

。

思考：应标记哪些内容？怎样操作更有利于实验的进行？

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15．对所需的微生物进行初步筛选，只是分离纯化菌种的第一步，要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助

的方法。

思考：有哪些方法可以对菌种进行鉴定？

【疑难点拨】

1．选择培养基

选择培养基的含义是：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。

在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。

培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件，

也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。

2．如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？

统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算。

3．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？

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：好氧及兼性厌氧型细菌数约为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。

【典例解析】

例1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是

A．在液体培养基上进行

B．至少接种一种细菌

C．接种一个细菌

D．及时补充消耗的营养物质

解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。

答案：A 例3．（2005年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。

⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是

，青霉素是青霉菌的

代谢产物。

⑵在生产和科研中，常选用处于

期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛，

和

比较稳定。

⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤www.canpoint.cn

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后，

，再计算发酵罐中菌体的总重量。

解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。

答案：⑴异养需氧型

次级

⑵对数

个体的形态生理特性

⑶称菌体的湿重（称烘干后的重量）

【课堂演练】

一、选择题

1．在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱中，保温处理24h后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：（C）

淀粉圆点

①

②

③

④

⑤

实验处理方法

新鲜唾液与盐酸混合

经过煮沸的新鲜唾液

接种面包霉

只有新鲜的唾液

只有一定浓度的蔗糖溶液

碘液处理后的颜色反应

蓝黑色

蓝黑色

棕黄色

？

？

请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是

A．棕黄色、棕黄色、淀粉酶

B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶

C．棕黄色、蓝黑色、淀粉酶

D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶

2．实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是

（D）

A．链霉素能阻止结核菌的生长

B．链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效

C．链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效 D．链霉素可以用于治疗伤寒病人

3.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

4．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

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5．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

6.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

7．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

8．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

9．与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是

①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大

A、①③⑤⑦ B、②③⑤⑦ C、①④⑥ D、②④⑤⑥⑧

10．微生物群体生长善的测定方法可以是

①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量

③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量

⑤测定初级代谢产物的总产量

A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④

二、非选择题

11．下图示酵母菌细胞的结构模式和生长曲线图，据图回答：

(1)从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物，如果发现一种酵母菌细胞核中17条染色体，该酵母菌是 倍体。

(2)图中(1)的结构名称为 。

(3)酵母菌细胞分裂的意义是( ) A. 产生新个体 B. 增加生产力 C. 增加变异性 D. 改变遗传性

(4)用酵母菌制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先通入氧气，达到一定数量后，则应该密闭，以获得大量的酒精，这充分说明酵母菌的异化作用类型是 。

(5)研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常用取样统计分析，判断取样先后顺序的最简单的方法是测定发酵罐中的 。

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A. 氧气量 B. 葡萄糖量 C. 酒精量 D. pH值

(6)欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。

(7)自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。

12． (15分)(1)在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接人N0个乳酸菌之后密封，放在25C温箱中连续培养若干小时，其间每30min测定一次菌数，测得数量变化曲线如下图所示。请分析并回答问题：

0

①乳酸菌以 方式生殖，这代表 类生物普遍具有的生殖方式。

②用N表示总菌数，N0表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达t式为N=N02(假设生长条件理想稳定)。当在理想条件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式计算，当N0=1000时，连续培养5h，总菌数可达 个。

③在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5h前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5h后活菌数的变化趋势用曲线表示出来。造成菌群密度变化的外界因素是 。

④培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的 作用。

⑤实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行? 。

(2)某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：

实验步骤：

①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。

②将试管分别放人25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6.8，第三支试管中的pH=4，摇匀后维持各自温度5min。

③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇匀。观察并记录：(略) 结论：温度过高或过低都影响酶的活性。

请回答：

[1]该实验能否得出上述实验结论? 。

[2]指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。

。

13．下面是发现和研究青霉素的过程：

问题：在培养细菌的培养基中，发现青霉菌，在其周围没有细菌生长。没有青霉菌的培养基内布满了细菌。

假设：

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实验：把青霉菌放入培养液内培养，一段时间后除去青霉菌，并用这种培养液培养细菌，观察细菌的生长情况。

结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。

结论：青霉菌可产生一种阻止细菌生长繁殖的物质。

请回答：

⑴该实验的假设是 。

⑵以上实验还不足以论证以上结论，请在以上实验的基础上，补充相应的实验方法。

答案：

1—5 CDCCD 6—10 DDCCB 11．(1)真核；单 (2)芽体 (3)A (4)兼性厌氧型

(5)D

(6)EF

(7)分解者

12．(1)分裂生殖(或无性生殖) 原核(或单细胞) ②1024000 ③如下图

(会绘曲线呈下降趋势给分) 营养物质减少

④无氧呼吸(或乳酸发酵) o⑤25℃时有利于酶的催化功能(或25C 时酶的催化效率高) (2)[1]按此实验步骤不能得出以上实验结论

[2] ①试管上没有做标记，应用字母(或数字)标记，如三支试管分别标A、B、C ②步骤①、②中加入试管中的两种溶液应有量的描述，如步骤①应补充3％的可溶性淀粉溶液2mL．

③实验组与对照组未遵循单一变量原则，两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有温度一个变量，酸碱度应一致pH都为6.8。

13．⑴青霉菌可能阻止了其他细菌的生长和繁殖。

⑵增加对照实验。具体方法为：将另一组相同的细菌放在未培养过青霉菌的，其他成分完成相同的培养液中，在完全相同的环境中进行培养，观察其生长繁殖情况。

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