2024年高中生物 专题2 微生物的培养与应用 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教案 新人教版选修1

2024年高中生物专题2微生物的培养与应用课题2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教案新人教版选修1主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容选自2024年高中生物专题2《微生物的培养与应用》中的课题2《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》，新人教版选修1。教学内容主要包括：土壤中分解尿素细菌的原理、实验步骤、分离方法、计数技巧及其生态学意义。这与学生已学习过的微生物基本知识、生态系统的物质循环以及实验操作技能紧密联系。学生通过之前的学习，已了解微生物在生态系统中的作用，以及基本的细菌培养方法，为本节课深入探讨分解尿素细菌的分离与计数打下基础。此外，课程还涉及到数学在生物计数中的应用，进一步强化了跨学科知识点的融合。教学目标分析本节课以核心素养为目标，致力于提升学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。通过学习《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》，学生将能够：

1.形成生命观念：理解分解尿素细菌在土壤生态系统中的功能，认识到微生物在生物地球化学循环中的作用，强化对微生物多样性和生态功能的认识。

2.培养科学思维：运用科学方法，设计实验方案，通过分离和计数分解尿素细菌的过程，学会推理、分析和解决问题，培养批判性思维和创造性思维。

3.提升科学探究能力：掌握土壤中分解尿素细菌的分离与计数技术，熟练操作实验仪器，通过实践增强观察、实验、数据分析和总结的能力。

4.增强社会责任感：了解微生物资源在环境保护和农业可持续发展中的重要性，认识到科学研究成果对社会发展的贡献，激发学生参与环境保护和科研活动的热情。学情分析本节课面向的是高中学生，他们已经具备了一定的生物学基础知识，掌握了微生物的基本概念和生态系统的基本原理。在此基础上，对学生进行以下分析：

1.学生层次：

（1）知识层次：学生在初中阶段已经接触过微生物的相关知识，对细菌、真菌等微生物有了初步的认识。在高中阶段，他们对微生物的生态功能、培养方法等方面有了更深入的了解。然而，对于分解尿素细菌的分离与计数这一具体领域，学生可能还较为陌生。

（2）能力层次：学生在实验操作方面具备一定的能力，能够熟练使用基本的实验仪器和设备。但在设计实验方案、分析实验结果等方面，部分学生可能还存在一定的困难。

（3）素质层次：学生在团队合作、沟通交流、批判性思维等方面有较好的表现，但在实验过程中的严谨性、细心程度等方面还有待提高。

2.学生行为习惯：

（1）学习态度：学生对待生物学科的学习态度总体积极，对实验课程表现出较高的兴趣。

（2）学习习惯：学生在课堂上能够认真听讲、积极发言，但在课后自主学习方面，部分学生可能缺乏主动性和计划性。

（3）实验习惯：学生在实验过程中能够遵循实验规程，但部分学生在实验操作中可能存在不够严谨、忽视细节等问题。

3.对课程学习的影响：

（1）知识方面：学生对微生物的基础知识掌握程度将直接影响到本节课的学习效果。为此，教师需要在课程开始前对学生进行相关知识点的复习和巩固。

（2）能力方面：学生的实验操作能力、数据分析能力等将对本节课的学习产生重要影响。教师应关注学生的能力差异，针对性地进行指导，提高学生的综合能力。

（3）素质方面：学生在课程学习中的团队合作、沟通交流等素质将对实验过程产生积极影响。教师应注重培养学生的这些素质，提高实验课程的实效性。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.硬件资源：

-显微镜

-培养皿

-移液器

-分光光度计

-尿素溶液

-土壤样本

-无菌操作台

-灭菌锅

-温度控制器

2.软件资源：

-生物实验操作指南软件

-数据分析软件（如Excel、SPSS）

-演示文稿制作软件（如PowerPoint）

3.课程平台：

-学校实验室

-班级多媒体教学平台

4.信息化资源：

-电子教材

-实验操作视频资料

-微生物图像库

-数字化教学资源库

5.教学手段：

-讲授法

-演示法

-实验法

-小组合作法

-互动讨论法

-反馈评价法教学流程1.导入新课（用时5分钟）

课程以一个简短的讨论开始，提问学生对微生物在生态系统中的作用有何了解，特别是对土壤中微生物的生态功能。通过学生对已有知识的回顾，引导他们思考微生物如何帮助植物吸收营养，进而引入本节课的重点——分解尿素细菌的培养与计数。

2.新课讲授（用时15分钟）

(1)介绍分解尿素细菌的原理及其在土壤生态系统中的作用，强调其在氮循环中的重要性。

(2)讲解实验步骤和注意事项，突出无菌操作的重要性，解释如何避免交叉污染。

(3)讲解计数方法，包括显微镜直接计数和稀释涂布平板法，比较各自的优缺点。

3.实践活动（用时15分钟）

(1)学生分组，每组按照实验步骤进行土壤样本的采集和尿素分解细菌的分离。

(2)学生在指导下进行细菌培养，观察并记录细菌的生长情况。

(3)学生学习使用分光光度计进行细菌计数，并记录数据。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

(1)各小组分享实验过程中的观察和发现，讨论遇到的问题和解决方案。

(2)学生们围绕以下问题展开讨论：

-分离细菌时，如何确保操作的无菌性？

-计数过程中，如何减少误差？

-土壤中分解尿素细菌的数量与土壤肥力的关系如何？

(3)教师引导讨论，帮助学生深入理解实验背后的原理和科学思维。

5.总结回顾（用时5分钟）

通过本节课的学习，学生应能够总结出分解尿素细菌分离与计数的关键步骤，理解其在生态系统中的作用。教师强调实验技能的重要性，并鼓励学生在日常生活中运用科学思维。

（总用时45分钟）教学资源拓展1.拓展资源：

-推荐阅读：《微生物学导论》中关于微生物生态学及微生物培养技术的章节，以加深学生对微生物多样性和培养方法的理解。

-视频资料：寻找与分解尿素细菌培养与计数相关的教学视频，如科学纪录片、实验操作演示等，帮助学生更直观地学习实验技能。

-学术论文：推荐阅读有关土壤微生物在氮循环中作用的研究论文，让学生了解科研前沿。

-实地考察：组织学生参观当地的农业科研机构或农业大学实验室，了解微生物在农业生产中的应用。

2.拓展建议：

-自主学习：鼓励学生利用图书馆资源，查阅与分解尿素细菌相关的书籍和资料，增强学生的自主学习能力。

-小组研究：学生可以分组研究分解尿素细菌在不同土壤类型、不同环境条件下的生长情况，提高学生的科研素养。

-实践活动：学生在课后尝试利用家庭物品（如厨余垃圾、尿素化肥等）进行简单的微生物培养实验，将理论知识与实际生活相结合。

-交流分享：组织学生开展学术沙龙，分享各自的学习心得和拓展成果，提高学生的沟通表达能力。

-跨学科学习：引导学生结合数学、化学等学科知识，探讨分解尿素细菌计数方法中的科学原理，培养学生的跨学科思维。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

本节课我们学习了土壤中分解尿素细菌的分离与计数方法，理解了其在生态系统中的重要作用。通过实践活动，学生掌握了以下知识点：

-分解尿素细菌的生态功能及其在土壤氮循环中的作用。

-土壤样本的采集、细菌分离和培养的基本步骤。

-分光光度计在细菌计数中的应用及注意事项。

-实验过程中的无菌操作原则和实验技能。

2.当堂检测：

（1）选择题：

1.以下哪种方法常用于分解尿素细菌的计数？（）

A.显微镜直接计数法

B.稀释涂布平板法

C.分光光度计法

D.重量法

2.在进行尿素分解细菌的分离实验时，以下哪项操作是错误的？（）

A.采集土壤样本后立即进行实验

B.使用无菌移液器进行细菌转移

C.将培养皿放入恒温培养箱中

D.在实验过程中定期观察并记录细菌生长情况

（2）简答题：

1.请简要说明分解尿素细菌在土壤氮循环中的作用。

2.请列举实验中用于确保无菌操作的方法和注意事项。

（3）案例分析：

给定以下情境，请分析可能导致实验结果不准确的原因：

某学生在进行分解尿素细菌计数实验时，发现实验结果与预期相差较大，可能的原因有以下几点：

1.土壤样本在采集过程中受到污染。

2.实验操作过程中未能严格遵守无菌操作原则。

3.分光光度计在使用时未进行校正。

4.学生在实验过程中未遵循实验步骤，导致实验失败。

（4）实践操作：

教师随机挑选几名学生，现场演示分解尿素细菌的分离与计数实验，并请其他学生评价其操作是否规范，是否遵循了无菌操作原则。典型例题讲解例题1：

题目：简述尿素分解细菌的分离原理，并说明如何通过实验操作来验证尿素分解细菌的存在。

答案：

分离原理：利用尿素作为氮源，只有能分解尿素的细菌能在特定培养基上生长。

验证方法：将疑似分解尿素细菌的菌落接种到含尿素的培养基上，观察是否出现沉淀或气体产生，以确认细菌是否具有分解尿素的能力。

例题2：

题目：描述稀释涂布平板法的操作步骤，并说明其计数原理。

答案：

操作步骤：

1.制备不同稀释度的菌液。

2.将不同稀释度的菌液均匀涂布在固体培养基表面。

3.在适宜条件下培养细菌。

4.观察并计数每个平板上的菌落数量。

计数原理：通过稀释菌液，使得每个平板上的菌落数量在可数范围内，通过计数不同稀释度下的菌落数量，推算出原始菌液中的细菌总数。

例题3：

题目：在进行分解尿素细菌计数实验时，为什么要在菌落生长到一定程度后立即进行计数？

答案：因为细菌生长具有周期性，生长到一定程度后，细菌数量会达到一个稳定期。如果在稳定期后进行计数，可能会导致结果不准确，因为细菌数量可能会因竞争和营养消耗而减少。

例题4：

题目：如何避免在实验过程中产生误差？

答案：

1.确保实验操作过程中的无菌条件。

2.使用精确的移液器，控制每次移液的体积。

3.在计数前确保