课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数名师教学设计

课题2

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

学习目标

研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。

学习重点与难点

重点：对土样的选取和选择培养基的配制。

难点：对分解尿素的细菌的计数。

自主探究

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？

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2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是

A．调整期

B．对数期

C．稳定期

D．衰亡期

解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。

由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，pH已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。答案：C 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）