土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计模板

课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课程名称课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课时1学段学科高二教材版本人教版作者夏炎学校哈32中一、教学目标从知识与技能：说出培养基对微生物的选择作用，理解并记忆进行微生物数量的测定的方法过程与方法：掌握利用选择培养基分离细菌，运用相关技术进行微生物的计数的方法情感态度价值观：通过尿素的发现和合成的历史，对学生进行“科学，技术，社会”的教育，认识生物科学的价值，认识科学就是生产力的教育以及养成严谨的做事风格。二、教学重难点重点：对土样的选取和选择培养基的配制难点：对分解尿素的细菌的计数三、学情分析学生在《微生物的实验室培养》一节中已经学习了关于培养基，无菌技术以及微生物纯化与培养，为本节的学习奠定了基础。四、教学方法自主探究五、教学过程复习提问：培养基的主要成分有什么？2消毒和灭菌的区别？3微生物接种方法常用的是几种，其目的是什么？【设计意图】为本节课的学习做好铺垫新课：【活动1】学生阅读课题背景资料，回答：简述尿素发现与合成的历史，土壤中的尿素是怎样被植物吸收的？【设计意图】创设情境，导入新课，激发学生学习的热情那么，土壤中分解尿素的细菌是怎样分离和计数的？研究思路（一）筛选菌株【活动2】：阅读教材思考讨论交流科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为什么？如何寻找目的菌？2、筛选菌株的培养基KH2PO4NaHPO4MgSO4H2O葡萄糖尿素琼脂将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。思考：（1）该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？（2）此配方能否筛选出产生脲酶的细菌？为什么？【设计意图】学生自主学习，通过耐热细菌筛选的方法学会寻找目的菌的方法，并且了解选择培养基的的配制和使用。教师精讲：（1）实验室中微生物的筛选应用的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。（2）选择性培养基在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。（3）配制选择培养基的依据根据选择培种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养能固氮的微生物；加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。【设计意图】使学生学会归纳总结，理解和记忆知识点。统计菌落的数目【活动3】1、统计菌落数目的方法主要有哪几种？2、稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理是什么？学生讨论交流：（1）显微镜直接计数：利用血球计数板，在显微镜下计算一定容积里样品中微生物的数量。缺点：不能区分死菌与活菌；不适于对运动细菌的计数；需要相对高的细菌浓度；个体小的细菌在显微镜下难以观察；（2）间接计数法（活菌计数法）稀释涂布平板法原理：当样品的稀释度足够高时，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。每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(ml)，M代表稀释倍数讨论：两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数106的培养基中，得到以下两种统计结果。（1）第一位同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230。（2）第二位同学在该浓度下涂布了三个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这三个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为哪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吗？如果需要，如何改进？统计菌落数目的注意事项是什么？①为了保证结果准确，一般选择菌落数在30——300的平板上进行计数。②为使结果接近真实值可将同一稀释度加到三个或三个以上的平皿中，经涂布，培养计算出菌落平均数。③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。④涂布平板法所选择的稀释度很重要，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离。一般以三个稀释度中的第二个稀释度所出现的平均菌落数在50个左右为最好5、为什么统计结果用菌落数表示而不用活菌数表示？【设计意图】使学生学会统计菌落数目，并且明确设置对照的意义。（三）设置对照【活动4】学生阅读讨论，教师引导1、设置对照的目的是什么？设置对照的方法？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。2、实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时，A同学从对应的106倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落，但是其他同学在同样的稀释度下只选择出大约50个菌落。分析其原因是什么？并写出设计方案原因：⑴土样不同，⑵培养基污染或操作失误（或者是混入了其他的含氮物质)方案一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验结果预测：如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。方案二：将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。教师小结：通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。二、实验设计【活动5】学生阅读思考：1、实验设计的内容有什么？（包括实验方案，所需仪器、材料、用具和药品，具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排）2、为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？原因：土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的。例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为万。目的：保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板结论：为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。3、不同的微生物需要怎样的温度和培养时间？相同的培养条件同种微生物表现出的那些菌落特征？（培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌：30～37℃培养1～2d放线菌：25～28℃培养5～7d霉菌：25～28℃的温度下培养3～4d。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。）【活动6】设计“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验流程1.土壤取样从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土3cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的信封中。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、制备培养基：制备以尿素为唯一氮源的选择培养基。3、样品的稀释应在火焰旁称取土壤10g。在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行4、取样涂布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、培养物等细菌：30～37℃培养1～2d如果得到了2个或2个以上菌落数目在30——300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数，如果同一稀释倍数的三个重复的菌落数相差较大，表明试验不精确，需要重新实验。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。5、鉴定酚红鉴别培养基：鉴定分解尿素的细菌。原理：脲酶催化尿素分解成氨→培养基碱性增强→酚红变红→结论：该细菌能分解尿素。三、操作提示1、无菌操作a、取土用小铁铲、盛土样信封在使用前都需要灭菌。b、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中，塞好棉塞。c、在稀释土壤溶液的过程中，每步都要在火焰旁操作。2、做好标记：注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等；装系列稀释菌的试管在试管架上最好由低到高放置。3、规划时间四.结果分析与评价1.通过对照实验，若培养物有杂菌污染，菌落数偏高；若培养物混入其他氮源，则菌落形态多样，菌落数偏高，难以选择出分解尿素的微生物。2.选择每个平板上长有30—300个菌落的稀释倍计算每克样品的菌数最合适。同一稀释倍数的三个重复的菌落数不能相差悬殊，如相差较大，表示实验不精确五.课外延伸：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2、样品的稀释操作是否成功3、重复组的结果是否一致当菌落数目稳定时，选取菌落数在30～300的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。相关链接活菌计数题目：1空气中微生物总量的检测2、水中细菌总数的检测3、牛奶中细菌的分离与计数4、土壤中真菌（或放线菌）的分离与计数板书设计土壤中分解尿素的细菌的分离和计数研究思路筛选菌株：选择培养基统计菌落数目：显微直接计数，稀释涂布平板法，过滤膜法设置对照：空白对照，条件对照，相互对照，实验设计1、实验设计的内容2、不同的微生物要采用不同的稀释度3、微生物的培养与观察4、土壤中分解尿素的细菌的分离和计数三、操作提示1、无菌操作2、做好标记3、规划时间四、结果分析与评价五、课题