《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计[1]

1课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、教学目标1.利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数2.分析研究思路的形成过程，找出共性和差异性3.形成无菌不在的概念，养成讲究卫生的习惯二、教学重点对土样的选取和选择培养基的配制三、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）展示评价导学案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。（二）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。2〖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：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10g。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，实验后一定要菌落计数配制土壤溶液系列稀释涂布平板与培养3洗手。3．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。（三）、典题检测：《优化探究》例1和例2（四）课堂总结、点评（五）反馈提升：某生物小组以空气中细菌含量为指标，调查校园内不同区域（教室、草场、校长室、卫生间）的空气质量状况。请你写出完整的实验调查方案。（六）教学反思：本节课可以从尿素在农业上的重要应用切入，介绍能分解尿素的细菌，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感性认识。同时通过课题背景的介绍，可以进行STS教育。对于实验中的对照原则，可以指导学生分组讨论，在掌握微生物分离技术的同时巩固实验设计的基本原则。★资料袋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。实验方案土壤中尿素分解菌的分离与计数分离筛选微生物的原理有利于目的菌株生长抑制或阻止其他微生物生长人为条件微生物计数方法与原理稀释涂布平板法显微镜直接计数对照设置与重复设置实验设计实验操作结果与分析4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。