生物《土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)》教案(新人教版選修1)

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1、土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù) 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識(shí)與技能 利用選擇培養(yǎng)基分離細(xì)菌，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)解決生產(chǎn)生活中有關(guān)微生物的計(jì)數(shù) （二）過(guò)程與方法 分析研究思路的形成過(guò)程，找出共性和差異性 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 形成無(wú)菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習(xí)慣 教學(xué)重點(diǎn)：對(duì)土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制 教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)分解尿素的細(xì)菌的計(jì)數(shù) 教學(xué)過(guò)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(lái)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行細(xì)菌的分離， 獲得所需要的目的微生物。 （二）進(jìn)行新課 1 .基礎(chǔ)知識(shí) 1. 1尿素是一種重要的氮肥，農(nóng)作物不能（能,不能）直接吸收利用，而是首

2、先通過(guò)土 壤中的細(xì)菌將尿素分解為 氨和CO ,這是因?yàn)榧?xì)菌能合成 月尿酶。 1 . 2科學(xué)家能從熱泉中把耐熱細(xì)菌篩選出來(lái)是因?yàn)闊崛母邷貤l件淘汰了絕大多數(shù)微 生物，這樣也適用于實(shí)驗(yàn)室中微生物的篩選，原理是人為提供有利于目的菌株生長(zhǎng)的條件 （包括營(yíng)養(yǎng)、溫度、 PH等），同時(shí)抑制或阻止其他微生物生長(zhǎng)。 點(diǎn)評(píng)：生物適應(yīng)一定環(huán)境，環(huán)境對(duì)生物具有選擇作用。所以通過(guò)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O在該培養(yǎng)基配方中，為微生物的生長(zhǎng)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(duì)微生物 具有（具有，不具有）選擇作用。如果具有，其選擇機(jī)

3、制 是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(zhǎng)。 1. 3在統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，常用來(lái)統(tǒng)計(jì)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(jì)數(shù) 也是測(cè)定微生物數(shù)量的常用方法。 【補(bǔ)充】顯微鏡直接計(jì)數(shù)是測(cè)定微生物的方法。 公式：觀察到的，紅細(xì)胞平均數(shù)：觀察到的細(xì)菌平均數(shù)=紅細(xì)胞含量：細(xì)菌含量 1. 4采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目時(shí)，培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)的一個(gè)菌落，來(lái)源于樣品 稀釋液中一個(gè)活菌 。通過(guò)統(tǒng)計(jì) 平板上的菌落數(shù) ，就能推測(cè)出樣品中大約含有多少活菌。為 了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30?300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 R思考33從平板上的菌落數(shù)推測(cè)出每克樣品中的

4、菌落數(shù)的計(jì)算方法是（平均菌落數(shù)一 涂布的稀釋液體積）x稀釋倍數(shù)。 R思考43利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)目的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)南♂尪?。 R思考51第二 位同學(xué)的結(jié)果 接近真實(shí)值。你認(rèn)為這兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)的操作是 第一位同學(xué)需設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)組；第二位同學(xué)統(tǒng)計(jì)的三個(gè)菌落數(shù)相差太大，說(shuō)明操作有誤，需 一般在25?28C培養(yǎng)5?7d,霉菌一般在 25?28C的溫度下培養(yǎng) 3?4d。 2. 6在菌落計(jì)數(shù)時(shí)，每隔 空h統(tǒng)計(jì)一次菌落數(shù)目。 選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時(shí)的記錄作為結(jié)果, 以防止因培養(yǎng)時(shí)間不足而導(dǎo)致遺漏菌落的數(shù)目。 點(diǎn)評(píng)：菌種中有些菌體增殖快，有些菌體增值慢，所以.培養(yǎng)時(shí)間要充足，使得每個(gè)

5、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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，環(huán) 境條件適宜等。 2 . 9實(shí)驗(yàn)過(guò)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)在火焰旁稱取土壤 10 g。將稱好的土樣倒入盛有 90mL無(wú)菌水的錐形瓶中,塞好棉 塞。 3）在稀釋土壤溶液的過(guò)程中，每一步都要在火焰旁進(jìn)行。 4）實(shí)驗(yàn)時(shí)要對(duì)培養(yǎng)皿作好標(biāo)記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時(shí)間、稀釋度、培養(yǎng)物等。 5）為了提高效率，在操作時(shí)更加有條不紊，應(yīng)當(dāng)事先規(guī)劃時(shí)間。 R思考93在研究未知

6、微生物時(shí)務(wù)必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實(shí)驗(yàn)后一定要洗 手。 3 .結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 3. 1對(duì)分離的菌種作進(jìn)一步的鑒定，還需要借助生物化學(xué)的方法。 4. 2在細(xì)菌分解尿素的化學(xué)反應(yīng)中，細(xì)菌合成的月尿酶 將尿素分解成了 氨。氨會(huì)使 培養(yǎng)基的堿性增強(qiáng)，PH升高。因此，我們可以通過(guò)檢測(cè)培養(yǎng)基pH變化來(lái)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(xì)菌后，如果 PH 升高，指示劑將變 工，說(shuō)明該細(xì)菌能夠 分解尿素。 R思考101測(cè)定飲水中大腸桿菌數(shù)量的方法是將一定體積的水用細(xì)菌過(guò)濾器過(guò)濾后，將 濾膜放到 伊紅美藍(lán) 培養(yǎng)基上培養(yǎng),大腸桿

7、菌菌落呈現(xiàn)黑 色,通過(guò)記述得出水樣中大腸桿 菌的數(shù)量。你認(rèn)為在該實(shí)驗(yàn)中至少應(yīng)取三 個(gè)水樣。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) （四）實(shí)例探究 例1.對(duì)細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律測(cè)定的正確的表述是 A.在液體培養(yǎng)基上進(jìn)行.B .至少接種一種細(xì)菌 C.接種一個(gè)細(xì)菌D.及時(shí)補(bǔ)充消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 解析：細(xì)菌群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)定是人們?cè)谝欢l件下.進(jìn)行的。這些條件是：一種細(xì)菌、 恒定容積的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基、定時(shí)測(cè)定細(xì)菌總數(shù)。在這些條件下，才能測(cè)定出細(xì)菌的生 長(zhǎng)規(guī)律。測(cè)定時(shí)只能用一種細(xì)菌的子細(xì)胞群體的變化規(guī)律表達(dá)微生物的生長(zhǎng)；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(guò)樣品推測(cè)細(xì)菌總數(shù)。若接

8、種多種細(xì)菌，則 會(huì)發(fā)生種間斗爭(zhēng)而不能測(cè)定一種微生物的生長(zhǎng)規(guī)律。在接種時(shí)，要保證一定的接種量。 答案：A 例2.在微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)定中，種內(nèi)斗爭(zhēng)最顯著最激烈的時(shí)期是 A.調(diào)整期B .對(duì)數(shù)期 C .穩(wěn)定期 D .衰亡期 解析：種內(nèi)斗爭(zhēng)是一種生態(tài)因素。種內(nèi)斗爭(zhēng)反應(yīng)了種內(nèi)生物對(duì)生存空間和生活資源的爭(zhēng) 奪。在生活空間充裕，營(yíng)養(yǎng)充足的時(shí)候，種內(nèi)斗爭(zhēng)的程度是比較低的。隨著微生物個(gè)體數(shù)目 的增加，每個(gè)個(gè)體的生存空間越來(lái)越少，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也越來(lái)越少，每個(gè)個(gè)體對(duì)生存空間和資源 的爭(zhēng)奪也越來(lái)越激烈，種內(nèi)斗爭(zhēng)就越來(lái)越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內(nèi)斗爭(zhēng)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

9、度不適于微生物的生存，次級(jí)代謝產(chǎn)物積累 到很高的程度，這時(shí)的微生物的生存斗爭(zhēng)主要是與無(wú)機(jī)環(huán)境的斗爭(zhēng)。 答案：C 綜合應(yīng)用 例3. （2005年江蘇）抗生素作為治療細(xì)菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)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(shí)代的意義。 ⑴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。 ⑵在生產(chǎn)和科研中，常選用處于 期的青霉菌作為菌種或研究材料，因?yàn)榇藭r(shí)的 青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。 ⑶對(duì)青霉菌菌體生長(zhǎng)情況的測(cè)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(jì)算發(fā)酵罐中菌體的總重量。 解析：青霉菌屬于真

10、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(zhǎng)、繁殖所必需的，所以青霉素應(yīng)屬于次級(jí)代謝產(chǎn)物。在測(cè)定培養(yǎng)基上青霉菌菌體 的生長(zhǎng)情況時(shí)，常用的方法有兩種：一種是測(cè)量青霉菌的細(xì)胞數(shù)目，另一種是測(cè)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(jì)算 出其中的細(xì)胞總重量。在細(xì)菌生長(zhǎng)的四個(gè)主要時(shí)期中，因?yàn)樘幱趯?duì)數(shù)期的細(xì)菌代謝旺盛，個(gè) 體的形態(tài)和生理特性比較穩(wěn)定，常作為生產(chǎn)用的菌種和科研的材料。 答案：⑴異養(yǎng)需氧型次級(jí) ⑵對(duì)數(shù)個(gè)體的形態(tài)生理特性⑶稱菌體的濕重（稱 烘干后的重量） （五）鞏固練習(xí) 1 .在一個(gè)“淀粉一瓊脂”培養(yǎng)基的5個(gè)圓

11、點(diǎn)位置，分別用不同方法處理，將此實(shí)驗(yàn)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(gè)圓點(diǎn)上，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果記 錄于下表：（C） 淀粉圓點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)處理方法 碘液處理后的顏色反應(yīng) ① 新鮮唾液與鹽酸混合 JZTLT^ 匕 ② 經(jīng)過(guò)煮沸的新鮮唾液 JZTLT^ 匕 ③ 接種面包霉 棕黃色 ④ 只有新鮮的唾液 ? ⑤ 只有一定濃度的蔗糖溶液 ? 請(qǐng)指出④和⑤所發(fā)生的顏色反應(yīng)，以及③接種的面包霉的分泌物分別是 A.棕黃色、棕黃色、淀粉酶B.藍(lán)黑色、棕黃色、麥芽糖酶 C.棕黃色、藍(lán)黑色、淀粉酶D.棕黃色、藍(lán)黑色、麥芽糖酶 2 .實(shí)驗(yàn)測(cè)定鏈

12、霉素對(duì) 3種細(xì)菌的抗生素效應(yīng)，用 3種細(xì)菌在事先準(zhǔn)備好的瓊脂塊平板上 畫3條等長(zhǎng)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條件下恒溫培養(yǎng) 3天，結(jié)果如圖所示。從實(shí).驗(yàn)結(jié)果分析以下敘述，不正確的是（） 糖客素帶 瓊第 培養(yǎng)基- 霍亂菌 傷寒菌 結(jié)核菌 A.鏈霉素能阻止結(jié)核菌的生長(zhǎng)B .鏈霉素對(duì)結(jié)核菌比對(duì)霍亂菌更有效 C.鏈霉素對(duì)結(jié)核菌比對(duì)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

13、狀桿菌、大腸桿菌、乳酸菌 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(zhǎng)的主要環(huán)境因素是 A.陽(yáng)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(méi)有菌種特異性的一組是 A.氨基酸、核甘酸、多糖、色素 B.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 控制發(fā)酵時(shí)的溫度 7 .微生物代謝的人工控制是指 A.改變微生物的遺傳特性 C.調(diào)節(jié)發(fā)酵過(guò)

14、程中的 pH,氧氣通入量D. 8 .在微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的測(cè)定中，不可能發(fā)生的是 A.繁殖 B. 生存斗爭(zhēng) C. 種間斗爭(zhēng) D. 種內(nèi)斗爭(zhēng) 9 .與調(diào)整期長(zhǎng)短有關(guān)的因素中，可縮短調(diào)整期的一組是 ①用與菌種相同的培養(yǎng)基 ②營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基 ③穩(wěn)定期獲得的菌種 ④對(duì)數(shù)期獲 得的菌種⑤接種時(shí)間提前⑥接種量加大⑦接種量減?、嘟臃N種類加大 A、①③⑤⑦B 、②③⑤⑦ C 、①④⑥ D 、②④⑤⑥⑧ 10 .微生物群體生長(zhǎng)善的測(cè)定方法可以是 ①測(cè)定樣品的細(xì)胞數(shù)目 ③測(cè)定培養(yǎng)基中細(xì)菌的體積 ②測(cè)定次級(jí)代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量 ④測(cè)定樣品的細(xì)胞重量 ⑤測(cè)定初級(jí)代

15、謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量 A.②④ B. ①④ C. ①③⑤ D. ②③④ 答案：1—5 CDCCD 6—10 DDCCB ★教學(xué)體會(huì) 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(xì)菌，進(jìn)而說(shuō)明這種細(xì) 菌的作用是能夠合成分解尿素的酶。在教學(xué)過(guò)程中，可以聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，使學(xué)生對(duì)尿素 以及分解尿素的細(xì)菌形成一定的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)課題背景的介紹，可以進(jìn)行STS教育。 對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的對(duì)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(shí)鞏固實(shí)驗(yàn)設(shè) 計(jì)的基本原則。 重新實(shí)驗(yàn)。 1. 5統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)比活菌的實(shí)際數(shù)目 上。這是因?yàn)楫?dāng)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞在一起時(shí)，平板 上觀察到的只是

16、一個(gè) 菌落。因此，統(tǒng)計(jì)結(jié)果一般用菌落數(shù) 來(lái)表示。 1. 6設(shè)置對(duì)照的主要目的是排除實(shí)驗(yàn)組中非測(cè)試因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的可信度。 1. 7對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指除了 被測(cè)試的條件外,其他條件都 相同的實(shí)驗(yàn)。滿足該條件的稱 為 對(duì)照組,未滿足該條件的稱為實(shí)驗(yàn) 組。 R思考63請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)組： 方案1:其他同學(xué)用 A同學(xué)的土樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 方案2: A同學(xué)以不接種的培養(yǎng)基作為空白對(duì)照。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 2. 1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)方案、材料用具、實(shí)施步驟和時(shí)間安排等。 2. 2根據(jù)圖示2—7填寫以下實(shí)驗(yàn)流程： 配制土壤溶液 I""系列稀釋~~T涂布平板與培養(yǎng)1 ~菌落計(jì)數(shù)~ 2. 3 土壤微生物主要分布在距地表3?8cm的近中性土壤中,約 70%?80%為細(xì)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30?300之間、適于計(jì)數(shù)的平板。細(xì)菌稀釋度為104、105、10* 1 2 * * * 6,放 線菌稀釋度為103、104、105,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(xì)菌一般在 30?37C培養(yǎng)1?2d,放線菌 第-2 -頁(yè)共7頁(yè)