生物《土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(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)菌的分離與計數(shù) 教學(xué)目標(biāo)： （一）知識與技能 利用選擇培養(yǎng)基分離細(xì)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 教學(xué)重點：對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制 教學(xué)難點：對分解尿素的細(xì)菌的計數(shù) 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(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 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、先通過土 壤中的細(xì)菌將尿素分解為 氨和CO ,這是因為細(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O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(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。 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。 【補充】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(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(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30?300的平板進(jìn)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

4、菌落數(shù)的計算方法是（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 接近真實值。你認(rèn)為這兩位同學(xué)的實驗需要改進(jìn)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 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在菌落計數(shù)時，每隔 空h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目。 選取菌落數(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

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？ 土壤中營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，環(huán) 境條件適宜等。 2 . 9實驗過程 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(jìn)行。 4）實驗時要對培養(yǎng)皿作好標(biāo)記。注明培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)時間、稀釋度、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(dāng)事先規(guī)劃時間。 R思考93在研究未知

6、微生物時務(wù)必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實驗后一定要洗 手。 3 .結(jié)果分析與評價 3. 1對分離的菌種作進(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。氨會使 培養(yǎng)基的堿性增強，PH升高。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(xì)菌后，如果 PH 升高，指示劑將變 工，說明該細(xì)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(xì)菌過濾器過濾后，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,通過記述得出水樣中大腸桿 菌的數(shù)量。你認(rèn)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(xì)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(jìn)行.B .至少接種一種細(xì)菌 C.接種一個細(xì)菌D.及時補充消耗的營養(yǎng)物質(zhì) 解析：細(xì)菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下.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、定時測定細(xì)菌總數(shù)。在這些條件下，才能測定出細(xì)菌的生 長規(guī)律。測定時只能用一種細(xì)菌的子細(xì)胞群體的變化規(guī)律表達(dá)微生物的生長；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(xì)菌總數(shù)。若接

8、種多種細(xì)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

9、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(jī)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(xì)菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟(jì)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。 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，因為此時的 青霉菌代謝旺盛， 和 比較穩(wěn)定。 ⑶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

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、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(xì)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(xì)胞總重量。在細(xì)菌生長的四個主要時期中，因為處于對數(shù)期的細(xì)菌代謝旺盛，個 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 ⑵對數(shù)個體的形態(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“淀粉一瓊脂”培養(yǎng)基的5個圓

11、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) ① 新鮮唾液與鹽酸混合 JZTLT^ 匕 ② 經(jīng)過煮沸的新鮮唾液 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 .實驗測定鏈

12、霉素對 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.驗結(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

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 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

14、程中的 pH,氧氣通入量D. 8 .在微生物群體生長規(guī)律的測定中，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 ①用與菌種相同的培養(yǎng)基 ②營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基 ③穩(wěn)定期獲得的菌種 ④對數(shù)期獲 得的菌種⑤接種時間提前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 .微生物群體生長善的測定方法可以是 ①測定樣品的細(xì)胞數(shù)目 ③測定培養(yǎng)基中細(xì)菌的體積 ②測定次級代謝產(chǎn)物的總產(chǎn)量 ④測定樣品的細(xì)胞重量 ⑤測定初級代

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 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(xì)菌形成一定的感性認(rèn)識。同時通過課題背景的介紹，可以進(jìn)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。 重新實驗。 1. 5統(tǒng)計的菌落數(shù)比活菌的實際數(shù)目 上。這是因為當(dāng)兩個或多個細(xì)胞在一起時，平板 上觀察到的只是

16、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)置對照的主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(jìn)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 I""系列稀釋~~T涂布平板與培養(yǎng)1 ~菌落計數(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 -頁共7頁