高二生物人教版选修一专题2课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案

1 课题 2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计 一、教学目标 1.掌握筛选微生物的实验原理，对分离不同微生物能熟练配制不同的选择培养基 2.分析研究思路的形成过程，为本节课的细菌筛选提供思路启迪 3.掌握微生物培养过程的无菌操作 二、教学重点 1.对土样的选取和选择培养基的配制 2.实验流程的设计 三、教学难点 对分解尿素的细菌的计数 四、教学方法 启发式教学 五、教学工具 多媒体课件 六、教学过程 （一）新课引入 1.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.在体外将 DNA 大量复制的扩增技术被称为 DNA 多聚酶链式反应，该技术的自动化需要用 到一种酶———耐高温的 DNA 聚合酶，我们应该从哪去寻找这种酶呢？到高温环境中去找， 聪明的科学家从热泉中找到了一种耐热细菌 Taq，从中筛选出了耐高温的 TaqDNA 聚合酶 ， 是因为：热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物 ，那么这个过程是否可以给我们一种思路， 这种分解尿素的细菌应该如何分离出来？ （二）内容讲解 1.实验基础知识点讲解 1.1 实验室中微生物得筛选原理：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 。 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。 1.2 据教材 22 页左上角的培养基配方回答下列问题： 〖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 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 。 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， 2 显微镜直接计数法 也是测定微生物数量的常用方法。 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 的一个活菌 。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 正确的选择稀释度 。 〖思考 5〗教材 22 页案例一，哪位同学的结果更接近真实值？你认为这两位同学的实验需要 改进吗？如果需要，如何改进？ 第 二 位同学的结果接近真实值。这两位同学的实验都需要改进：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〗教材 22 页案例二，你能通过设置对照，帮助 A 同学排除上述两个可能影响实验结 果的因素吗？： 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 土壤微生物主要分布在距地表 3～8cm 的近中性土壤中，约 70％～90％为细菌。 2．3 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。 2．4 培养不同微生物往往需要不同的培养温度。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。 2．5 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。 2．6 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。 2．7 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。 3 3．结果分析与评价 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，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 。 七、板书设计 1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 2、实验室中微生物的筛选原理 3、菌落数目的统计方法：稀释涂布平板法和显微镜直接计数法 4、设置对照实验应注意的问题和原则 5、实验设计流程 6、对尿素分解菌得进一步鉴定：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂进行培养， 若指示剂变红，则该细菌能分解尿素。 八、作业布置： 同步解析与测评学考练上相应章节习题 九、教学反思： 本节课主要从尿素在农业上的重要应用引入，介绍能分解尿素的细菌类型，进而说明这 种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。在教学过程中，可以联系生产生活实际，使学生对 尿素以及分解尿素的细菌形成一定的认识。对于实验中的对照原则以及生物实验时所应遵循 的基本原则规范，可以通过实验练习进行熟练掌握。