课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学实录

课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数

一、教材与学情分析：

1.教材所处的地位和作用：《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》是人教版高中生物选修一专题二课题2的内容。上一节学生已经学习了微生物实验室培养的基本操作方法和注意事项，而本节内容是在此基础上对微生物培养的具体应用的学习，既承接和巩固了之前所学，又为后一课题打下基础，起到承上启下的作用。

2.教育教学目标及重难点：根据上述教材分析及课程标准的要求和学生已有的知识基础、认知能力，确定以下教学目标和重难点：

（1）知识与技能：说出利用选择培养基筛选微生物的原理，学会微生物的计数方法，学会进行一项实验的设计。

（2）过程与方法：通过分析两个统计实验案例提高学生分析问题、并提出解决方案的能力，进而提高学生运用知识及理论联系实际的能力；通过参与实验设计，提高团队协作、综合归纳及语言表达能力。

（3）情感态度与价值观：让学生体会到要做好一件事情最好要有详细的计划，否则一点小问题将导致前功尽弃。

3.学情分析：高中阶段的学生生理上表现为好动，比较关注自我，因此，采用能吸引学生注意力、能让学生自觉主动参与的教学方式方法，定能激发学生兴趣，有效地培养学生能力。本节内容当中出现的一些知识技能学生在之前已有所训练，但时间略为久远，所以教学中老师应予恰当的提醒和引导。

二、教学策略及过程

（一）教学策略思路

1.引入：介绍尿素的相关知识，然后把本节课的学习任务以问题提出：我们能把土壤中分解尿素的细菌分离出来吗？每克土壤中含有多少这样的细菌呢？充分调动学生的学习积极性，使学生的整个学习过程成为为了解决问题的探究过程。

2.基础知识:学生自主学习后教师简要总结:1.选择培养基是什么 2.微生物的计数方法。该部分基础知识学生易于掌握，稍加讲解便可。

3.分离筛选菌种——选择培养基的配置：引导学生分析培养基配方，让学生根据基础知识指出起选择作用的关键成分并解释原因。该环节将之前的基础知识应用起来，培养学生知识迁移能力，同时巩固强化对知识点的理解运用，完成教学重点之一。

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4.分析计数实例，提升能力：课本上有两个进行该实验的实例，但计数的结果都是有争议的。学生活动:假设你是他们的老师，请你给出他们公平公正的判断并提出合理解决办法。活动设置使学生有代入感，体现学生为主体，提高学生的积极性。学生通过分析讨论，可以总结出每个实验存在的问题。给出合理的解决办法对学生稍有难度，通过分析问题的争议点，提示学生从设置对照组的角度入手，学生可以回答出来。最后引导学生从两个实例所犯错误中总结归纳出计数实验的要求和方法。整个活动可以加强学生对计数数据的处理和对实验的设置，锻炼学生的质疑、分析和解决问题的能力。完成教学重点，突破教学难点。

5.实验设计，学以致用：从上一个环节学生体会到若缺乏严密科学的计划将可能使整个实验前功尽弃，据此进行情感态度价值观教育。设置学生活动：以学习小组的为单位，拿出一个详实的“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验设计方案，各小组派代表展示，别的小组或补充或质疑或点评。该环节完全将课堂交给学生，学生可加强团队合作，提高综合归纳与表达交流能力，并让学生自觉运用到本节课及之前所学知识、理论联系实际，从而对知识点强化巩固。此外，该环节也是对整节课教学效果的反馈。

（二）教学过程

1.学生中存在的问题；

2.教师强调：

（1）尿素是一种重要的氮肥，农作物不能（能，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）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

，这样也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

。

（3）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。

导引探究：

〖思考1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是

葡萄糖

，提供氮源的的是

尿素

，琼脂的作用是

凝固剂

。

〖思考2〗该培养基对微生物

具有

（具有，不具有）选择作用。如果具有，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

。

1．3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。

【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。

公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量

1．4 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。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。

〖思考3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是

（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数

。

〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是

恰当的稀释度

。

〖思考5〗第

二

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的

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操作是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。

1．5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。因此，统计结果一般用

菌落数

来表示。

1．6设置对照的主要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。

1．7对照实验是指除了

被测试

的条件外，其他条件都

相同

的实验。满足该条件的称为

对照组，未满足该条件的称为

实验

组。

〖思考6〗请设计本实验的对照实验组：

方案1：其他同学用A同学的土样进行实验。

方案2：A同学以不接种的培养基作为空白对照。

2．实验设计

2．1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。

2．2 根据图示2－7填写以下实验流程：

配制土壤溶液

系列稀释

涂布平板与培养

菌落计数

2．3 土壤微生物主要分布在距地表3～8cm的近中性土壤中，约70％～80％为细菌。

2．4 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。

2．5 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。

2．6 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。

点评：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。

2．7菌落的特征包括

形状、大小、隆起程度、颜色

等方面。

〖思考8〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。

2．9 实验过程

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。

2）应在火焰旁称取土壤

10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。

3）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。

4）实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。

5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。

〖思考9〗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。

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结果分析与评价

3．1

对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助

生物化学

的方法。

3．2

在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的

脲酶

将尿素分解成了

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。

3．3

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

。

〖思考10〗测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到

伊红美蓝

培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现

黑

色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取

三

个水样。

典题检测

《优化探究》例1和例2 课堂总结、点评

土壤中尿素分解菌的分离与计数

分离筛选微生物的原理

人为

条件

有利于目的菌株生长

抑制或阻止其他微生物生长

稀释涂布平板法

显微镜直接计数

微生物计数方法与原理

对照设置与重复设置

实验设计

实验方案

实验操作

结果与分析

布置作业

针对学生素质的差异进行分层训练，既使学生掌握基础知识，又使学有余力的学生有所提高。

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