高中生物選修一2.2_土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)(教案)

1、普通高中課程標準實驗教科書一一生物選修1人教版課題2 土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)課題目標（一）知識與技能利用選擇培養(yǎng)基分離細菌，運用相關(guān)技術(shù)解決生產(chǎn)生活中有關(guān)微生物的計數(shù)（二）過程與方法分析研究思路的形成過程，找出共性和差異性（三）情感、態(tài)度與價值觀形成無菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習(xí)慣課題重點對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制課題難點對分解尿素的細菌的計數(shù)教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)工具多媒體課件教學(xué)過程（一）引入新課上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了培養(yǎng)基的配置以及接種技術(shù)。下面我們來學(xué)習(xí)如何進行細菌的分離， 獲得所需要的目的微生物。（二）進行新課1 .基礎(chǔ)知識1. 1尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物不育LK,不能

2、）直接吸收利用，而是首先通過 土壤中的細菌將尿素分解為 氨和CO2；這是因為細菌能合成月尿酶。1.2科學(xué)家能從熱泉中把耐熱細菌篩選出來是因為熱泉的高溫條件淘汰了絕大多數(shù)微生物，這樣也適用于實驗室中微生物的篩選，原理是 人為提供有利于目的菌株生長的條件（包括營養(yǎng)、溫度、 PH等），同時抑制或阻止其他微生物生長。點評：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對生物具有選擇作用。所以通過配制選擇培養(yǎng)基、控制培養(yǎng)條件等選擇目的微生物。R思考13在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的的是 尿素，瓊脂的作用是 凝固劑。R思考23該培養(yǎng)基對微生物 具有（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機 制是

3、只有能夠以尿素作為氮源的微生物才能在該培養(yǎng)基上生長。1. 3在統(tǒng)計菌落數(shù)目時，常用來統(tǒng)計樣品中活菌數(shù)目的方法是稀釋涂布平板法 。除此之外， 顯微鏡直接計數(shù) 也是測定微生物數(shù)量的常用方法?！狙a充】顯微鏡直接計數(shù)是測定微生物的方法。公式：觀察到的紅細胞平均數(shù)：觀察到的細菌平均數(shù)=紅細胞含量：細菌含量1. 4采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計菌落數(shù)目時，培養(yǎng)基表面生長的一個菌落，來源于 樣品稀釋液中一個活菌 。通過統(tǒng)計 平板上的菌落數(shù) ，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。為了保證結(jié)果準確，一般選擇菌落數(shù)在30300的平板進行計數(shù)。R思考33從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(shù)的計算方法是（平均菌落數(shù)一涂布的

4、稀釋液體積）x稀釋倍數(shù)。R思考43利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計菌落數(shù)目的關(guān)鍵是恰當?shù)南♂尪?。R思考53第二位同學(xué)的結(jié)果接近真實值。你認為這兩位同學(xué)的實驗需要改進的操作 是第一位同學(xué)需設(shè)置重復(fù)實驗組；第二位同學(xué)統(tǒng)計的三個菌落數(shù)相差太大，說明操作有誤,需重新實驗。1. 5統(tǒng)計的菌落數(shù)比活菌的實際數(shù)目 工。這是因為當兩個或多個細胞在一起時，平 板上觀察到的只是 一個 菌落。因此，統(tǒng)計結(jié)果一般用菌落數(shù) 來表示。1. 6設(shè)置對照的本要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結(jié)果的影響：提高實驗結(jié)果的可信度。1. 7對照實驗是指除了 被測試的條件外,其他條件都 相同的實驗。滿足該條件的 稱為 對照組,未滿足該條件

5、的稱為實驗 組。R思考63請設(shè)計本實驗的對照實驗組:方案1:其他同學(xué)用A同學(xué)的土樣進行實驗。方案2: A同學(xué)以不接種的培養(yǎng)基作為空白對照。2.實驗設(shè)計2. 1實驗設(shè)計的內(nèi)容包括實驗方案、材料用具、實施步驟和時間安排等。2. 2根據(jù)圖示2 7填寫以下實驗流程：配制土壤溶液 f 系列稀釋布平板與培養(yǎng)H菌落計數(shù)2. 3 土壤微生物主要分布在距地表38cm的近電性土壤中，約 70%80%為細菌。2. 4分離不同的微生物采用不同的稀釋度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同， 其目的是保證獲得菌落數(shù)在 30300之間、適于計數(shù)的平板。細菌稀釋度為104、105、106,放線菌稀釋度為 103、104、10

6、5,真菌稀釋度為 102、103、104。2. 5培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。細菌一般在3037C培養(yǎng)12d,放線菌一般在2528C培養(yǎng)57d,霉菌一般在 2528C的溫度下培養(yǎng) 34d。2. 6在菌落計數(shù)時，每隔 24h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目。詵取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結(jié) 果，以防止因培養(yǎng)時間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。點評：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以培養(yǎng)時間要充足，使得每個菌體都能形成肉眼可觀察到的菌落。2. 7菌落的特征包括 形狀、大小、隆起程度、顏色等方面。R思考83 土壤微生物種類最多、數(shù)量最大的原因是什么？ 土壤中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富， 環(huán)境條件適宜等。2. 9實驗過

7、程1）取土樣用的小鐵鏟和盛土樣的的信封在使用前都要滅菌。2）應(yīng)在火焰旁稱取十壤 J0 go將稱好的土樣倒入盛有 90mL無菌水的錐形瓶中.塞好 棉塞。3）在稀釋土壤溶液的過程中，每一步都要在火焰旁進行。4）實驗時要對培養(yǎng)皿隹好標記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時間、稀釋庶、培養(yǎng)物等。5）為了提高效率，在操作時更加有條不紊，應(yīng)當事先規(guī)劃時間。R思考93在研究未知微生物時務(wù)必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實驗后一定要3.結(jié)果分析與評價3. 1對分離的菌種作進一步的鑒定，還需要借助生物化學(xué)的方法。4. 2在細菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細菌合成的月尿酶 將尿素分解成了 氨。氨會使培養(yǎng)基的堿性 增強，PH升高。

8、因此，我們可以通過檢測培養(yǎng)基pH變化來判斷該化學(xué)反應(yīng)是否發(fā)生。5. 3在以 尿素 為唯一氮源的培養(yǎng)基中加入酚紅 指示劑。培養(yǎng)某種細菌后，如果PH升高，指示劑將變說明該細菌能夠 分解尿素。R思考101測定飲水中大腸桿菌數(shù)量的方法是將一定體積的水用細菌過濾器過濾后， 將濾膜放到伊紅美藍培養(yǎng)基上培養(yǎng),大腸桿菌菌落呈現(xiàn)旦色，通過記述得出水樣中大腸 桿菌的數(shù)量。你認為在該實驗中至少應(yīng)取三 個水樣。（三）課堂總結(jié)、點評（四）實例探究例1.對細菌群體生長規(guī)律測定的正確的表述是A.在液體培養(yǎng)基上進行B.至少接種一種細菌C.接種一個細菌D.及時補充消耗的營養(yǎng)物質(zhì)解析：細菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下進行

9、的。這些條件是：一種細菌、 恒定容積的培養(yǎng)基， 液體培養(yǎng)基、定時測定細菌總數(shù)。在這些條件下，才能測定出細菌的生長規(guī)律。測定時只能用一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長；恒定容積是給微生物提供一定的生存環(huán)境；液體培養(yǎng)基才能通過樣品推測細菌總數(shù)。若接種多種細菌，則會發(fā)生種間斗爭而不能測定一種微生物的生長規(guī)律。在接種時，要保證一定的接種量。答案：A例2.在微生物群體生長規(guī)律的測定中，種內(nèi)斗爭最顯著最激烈的時期是A.調(diào)整期 B.對數(shù)期 C.穩(wěn)定期D.衰亡期解析：種內(nèi)斗爭是一種生態(tài)因素。 種內(nèi)斗爭反應(yīng)了種內(nèi)生物對生存空間和生活資源的爭 奪。在生活空間充裕，營養(yǎng)充足的時候，種內(nèi)斗爭的程度是比較低

10、的。隨著微生物個體數(shù)目的增加，每個個體的生存空間越來越少，營養(yǎng)物質(zhì)也越來越少， 每個個體對生存空間和資源的爭奪也越來越激烈，種內(nèi)斗爭就越來越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內(nèi)斗爭最激烈。在 衰亡期，微生物的數(shù)目已經(jīng)開始減少，pH已經(jīng)極度不適于微生物的生存，次級代謝產(chǎn)物積累到很高的程度，這時的微生物的生存斗爭主要是與無機環(huán)境的斗爭。答案：C綜合應(yīng)用例3. （2005年江蘇）抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟價值使 抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用具有劃時代的意義。青霉素發(fā)酵產(chǎn)生青霉素。青霉菌的新陳代謝類型是,青霉素是青霉菌的代謝產(chǎn)物。在生產(chǎn)和科研中，常選用處于 期的青霉菌作

11、為菌種或研究材料，因為此時的青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。對青霉菌菌體生長情況的測定：取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌 后，,再計算發(fā)酵罐中菌體的總重量。解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應(yīng)為異養(yǎng)需氧型，而青霉素作為它的代謝產(chǎn)物，并 不是它生長、繁殖所必需的，所以青霉素應(yīng)屬于次級代謝產(chǎn)物。在測定培養(yǎng)基上青霉菌菌體的生長情況時，常用的方法有兩種： 一種是測量青霉菌的細胞數(shù)目，另一種是測重量，取一定體積的發(fā)酵液，經(jīng)離心分離、反復(fù)洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱干重，再由此計算 出其中的細胞總重量。 在細菌生長的四個主要時期中，因為處于對數(shù)期的細菌代謝旺盛，個體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作

12、為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料。答案：異養(yǎng)需氧型次級 對數(shù)個體的形態(tài)生理特性稱菌體的濕重（稱烘干后的重量）（五）鞏固練習(xí)1 .在一個“淀粉一瓊脂”培養(yǎng)基的 5個圓點位置，分別用不同方法處理，將此實驗裝 置放在37 c恒溫箱中，保溫處理 24h后，將碘液滴在培養(yǎng)基的 5個圓點上，其實驗結(jié) 果記錄于下表：（C）淀粉圓點實驗處理方法碘液處理后的顏色反應(yīng)新鮮唾液與鹽酸混合JZTLT 匕經(jīng)過煮沸的新鮮唾液JZTLT 匕接種面包霉棕黃色只有新鮮的唾液?只有一定濃度的蔗糖溶液請指出和所發(fā)生的顏色反應(yīng)，以及接種的面包霉的分泌物分別是A.棕黃色、棕黃色、淀粉酶C.棕黃色、藍黑色、淀粉酶B.藍黑色、棕黃色、麥芽糖酶D

13、.棕黃色、藍黑色、麥芽糖酶2 .實驗測定鏈霉素對 3種細菌的抗生素效應(yīng)，用 3種細菌在事先準備好的瓊脂塊平板 上畫3條等長的平行線(3條線均與下圖中的鏈霉素帶接觸)，將平板置于37c條件下恒溫菌菌 亂意 走揚培養(yǎng)3天，結(jié)果如圖所示。從實驗結(jié)果分析以下敘述，不正確的是 ()糖靠素帶加幅 培養(yǎng)擇A.鏈霉素能阻止結(jié)核菌的生長B.鏈霉素對結(jié)核菌比對霍亂菌更有效C.鏈霉素對結(jié)核菌比對傷寒菌更有效D .鏈霉素可以用于治療傷寒病人3 .利用生物工程生產(chǎn)啤酒、味精、胰島素、酸奶的常用菌種分別是A.酵母菌、枯草桿菌、大腸桿菌、乳酸菌B.酵母菌、大腸桿菌、青霉菌、乳酸菌C.酵母菌、谷氨酸棒狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌

14、D.黃色短桿菌、酵母菌、大腸桿菌、乳酸菌4 .下列操作不屬于微生物的分離步驟的是A.稀釋B ,劃線或涂布C .接斜面 D .培養(yǎng)5 .影響微生物生長的主要環(huán)境因素是A.陽光、溫度、水分 B ,溫度、水分、PH C .水分、PH氧 D .溫度、PH氧6 .下列微生物的產(chǎn)物中沒有菌種特異性的一組是A.氨基酸、核甘酸、多糖、色素8 .多糖、脂類、維生素、抗生素、氨基酸C.核甘酸、多糖、維生素、毒素、抗生素D.核甘酸、維生素、多糖、脂類、氨基酸7 .微生物代謝的人工控制是指A.改變微生物的遺傳特性B.控制發(fā)酵時的溫度C.調(diào)節(jié)發(fā)酵過程中的pH,氧氣通入量D.包才A、B、C三項8 在微生物群體生長規(guī)律的測

15、定中，不可能發(fā)生的是A. 繁殖 B. 生存斗爭C. 種間斗爭D. 種內(nèi)斗爭9 與調(diào)整期長短有關(guān)的因素中，可縮短調(diào)整期的一組是用與菌種相同的培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基穩(wěn)定期獲得的菌種 對數(shù)期獲得的菌種 接種時間提前接種量加大接種量減小 接種種類加大A B 、 C 、D 、10 微生物群體生長善的測定方法可以是測定次級代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量測定樣品的細胞重量C. D. 6 10 DDCCB測定樣品的細胞數(shù)目測定培養(yǎng)基中細菌的體積測定初級代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量A. B. 答案： 1 5 CDCCD 課余作業(yè)某生物小組以空氣中細菌含量為指標，調(diào)查校園內(nèi)不同區(qū)域（教室、草場、校長室、衛(wèi)生間）的空氣質(zhì)量狀況。請你寫出完整

16、的實驗調(diào)查方案。 教學(xué)體會本節(jié)課可以從尿素在農(nóng)業(yè)上的重要應(yīng)用切入， 介紹能分解尿素的細菌， 進而說明這種細菌的作用是能夠合成分解尿素的酶。 在教學(xué)過程中， 可以聯(lián)系生產(chǎn)生活實際， 使學(xué)生對尿素以及分解尿素的細菌形成一定的感性認識。同時通過課題背景的介紹，可以進行STS 教育。對于實驗中的對照原則， 可以指導(dǎo)學(xué)生分組討論， 在掌握微生物分離技術(shù)的同時鞏固實驗設(shè)計的基本原則。 資料袋選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基的含義是：在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進需要的微生物的生長。目的是從眾多微生物中分離所需要的微生物。在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)可以做到這一點，如加入青霉素可以分離出酵母菌和霉菌