土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)
“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的教学设计与实施-
“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的教学设计与实施1教材分析与课时安排“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”是人教版高中生物（选修1）专题2“微生物的培养与应用”的第二个课题，学生已学习了有关培养基和无菌技术的基本知识，在掌握使用平板划线法和稀释涂布法、分离和纯化微生物的实验操作的基础上，研究培养基对微生物的选择作用，并测定其数量。
其中既有关于特定菌株的选择策略等知识性内容，又有土壤溶液的稀释、菌落数量统计等操作性内容，难度较大、探究性较强，是培养学生设计实验、动手操作等科学探究能力，提高生物科学素养的好素材。
本课题教学实施中的关键在于两点：①教师要处理好知识性内容与操作性内容的关系，要让学生理解特定菌株的选择策略，并学习有关的实验方法和操作程序;②处理好课常与课后的关系。
本课题的实验操作时间不长，但是操作前要制备培养基、对培养基和其他操作用具进行灭菌，操作后的培养时间和对微生物进行观察则需要较长时间，因此需要教师精心设计教学程序，统筹安排教学时间。
根据这一教材特点，本课题教学可分2个课时进行，2个课时之间应留有2 d左右的间隔，以便进行微生物的培养与观察。
2教学目标2.1知识目标简述稀释涂布平板法分离微生物和进行微生物计数的实验原理;说出选择性培养基和鉴别性培养基的用途;归纳分离纯化微生物的原理和方法。
2.2能力目标学会制备土壤样本稀释液，学会用稀释涂布法将菌样液接种到固体培养基平板;学会用稀释涂布平板法进行微生物数量测定的方法。
2.3情感、态度与价值观目标体验科学知识的形成过程，加深对科学本质的理解;体会在实验活动中合作学习的有效性，养成严谨的科学态度。
3教学准备3.1土壤样品的采集以及土壤溶液的配制为保证实验取得预期效果，应选择经常施用尿素的农田，铲去表土后采集3～8 cm深度范围内的土壤;回实验室后，去除土壤中的植物枯枝败叶及其他杂物，用托盘天平称取样品10 g，加入到盛有90g无菌水的锥形瓶中，震荡10min，即制得101土壤溶液;制备完成后可置于冰箱冷藏室内备用（1～2 d）。
2.2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
课堂合作探究
问题导学
一、研究思路
活动与探究 1 1.寻找目的菌株的思路是什么? 提示:根据目的菌株对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
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2.阅读教材第 22 页第一段旁栏中的相关内容,并思考回答下列问 题。
(1)在培养基的配方中,为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是 什么物质?琼脂的作用是什么?
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•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/172021/9/17Friday, September 17, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/172021/9/172021/9/179/17/2021 11:29:17 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/172021/9/172021/9/17Sep-2117-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/172021/9/172021/9/17Friday, September 17, 2021
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迁移与应用 1 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 数为 106 的培养基中,得到以下几种统计结果,正确的是( )。 A.涂布了一个平板,统计的菌落数是 230 B.涂布了两个平板,统计的菌落数是 215 和 260,取平均值 238 C.涂布了三个平板,统计的菌落数分别是 21、212 和 256,取平均值 163 D.涂布了三个平板,统计的菌落数分别是 210、240 和 250,取平均 值 233
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
【土壤中分解尿素的细菌的分离和计数】一、研究思路1．筛选菌株尿素是一种重要的肥，农作物不能直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为和CO2，才能被植物利用，土壤中的这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成。
可以利用这一特点，将其从土壤中筛选出来。
(1)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于_____ _生长的条件(包括营养、、pH等)，同时____ _或其他微生物生长。
(2)选择培养基：在微生物学中，将允许的微生物生长，同时和其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
2．统计菌落数目(1)常用来统计样品中数目的方法是__________ _______。
即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。
通过统计平板上的，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
为了保证结果准确，一般选择菌落数在的平板进行计数。
例如每克样品中的菌株数= ,C代表 ,V代表 ,M代表。
通常统计出的菌落数比活菌的实际数目。
这是因为。
因此，统计结果一般用而不是活菌数来表示。
(2) 也是测定微生物数量的常用方法。
(3)细菌的数目还可以通过法来测定。
例如，测定饮水中大肠杆菌的数量，可将的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现色，可以根据培养基上的数目，计算出水样中大肠杆菌的数量。
在该实验中至少应取___个水样。
3．设置对照(1)设置对照的主要目的是排除实验组中___________对实验结果的影响，提高实验结果的。
例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需用______________________________ 作为空白对照。
(2)对照实验是指除了的条件外，其他条件都的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
二、实验设计实验设计包括对实验方案，所需仪器、材料，用具和药品，具体的以及时间安排等的综合考虑和安排。
关于土壤中某样品细菌的分离与计数的实验操作步骤如下：1．土壤取样土壤微生物约70%～80%为，主要分布在距地表的近性土壤中。
土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
3.重复组的结果是否一致
如果各位同学选取的是同一种土样，统计的结 果应该接近。如果结果相差太远，则需要从各项操 作过程中去分析、寻找可能的原因。
六、课 题 延 伸
能分解尿素的细菌的鉴定
鉴定的原理： 细菌合成的脲酶将尿素分解成氨，会使培养基
的pH升高。 鉴定方法：
在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指 示剂，利用此培养基进行细菌培养，观察培养基 的颜色变化。
三、设置对照
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
A同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。 一是由于土样不同，二是由于培养基污染或培养基混有 其它氮源。究竟是哪个原因，可以通过实验来证明。实 验方案有两种。一种方案是可以接种其它菌种，看是否 有菌落的出现，验证培养基是否混有其它氮源。另一种 方案是将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。
1.培养物中是否有杂菌污染以及选择 培养基是否筛选出菌落
对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长， 说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的 菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选 择培养基已筛选出一些菌落。Leabharlann 2.样品的稀释操作是否成功
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。
碳源是葡萄糖，氮源是尿素。
2.分析该配方的培养基对微生物是否具有筛选 作用？如果有，又是如何进行筛选的？
有筛选作用，它的氮源只含有尿素，只有能合 成分解尿素的脲酶的细菌才能生长。
二、 统计菌落数目
原理
运用稀释涂布平板法来统计样品中的活 菌数。
统计菌落数目的理论依据是：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。因此，恰当的稀释 度是成功地统计菌落数目的关键。为了保证结果 准确，通常将几个稀释度下的菌液都涂布在平板 上，培养后再选择菌落数在30 ～300的平板进行 计数。
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
一、研究思路
自然界中目的菌株筛选的依据： 根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。
为什么Taq细菌能从泉中被筛选出来呢？ 热泉70-80℃的高温条件淘汰了绝大多数微生物，而使耐热的 Taq细菌脱颖而出。
实验室中微生物的筛选原理：
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。
【选择培养基】
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。
【 分 析 培 养 基 】
下面是本课题将用到的培养基配方，请根据下表回答下面的问题。 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000 mL (1)在该培养基的配方中，为微生物提供碳源的是________，提供氮源的是 ________。 (2)绝大多数微生物都能利用________，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分 解________。 (3)分析该培养基的配方，该培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，又是 如何进行选择的？ 具有。以尿素为唯一氮源的培养基可以分离到产生脲酶的微生物 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________。
放线菌： 25∼28℃， 5∼7 d ；
霉菌：25∼28℃， 3∼4 d。 2．观察：每24h统计一次菌落数目；以“稳定菌落”为观察对象。
人教版高中生物选修一培优练习：专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 含解析
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数课时过关·能力提升基础巩固1.在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或者阻止其他种类微生物生长的培养基称做()A.鉴别培养基B.加富培养基C.选择培养基D.基础培养基[解析]:选择培养基可选择目标微生物,同时抑制或阻止其他微生物生长。
[答案]:C2.测定土壤中某细菌和真菌数量的过程中,和真菌相比,细菌需要选用稀释倍数更高的稀释液进行平板培养的原因是()A.细菌个体小,真菌个体大B.细菌易稀释,真菌不易稀释C.在土壤中细菌比真菌多D.随机的,没有原因[解析]:在土壤中,细菌比真菌多,所以为了确保获得菌落数在30~300之间的培养平板,测定细菌数量时一般选用104、105和106倍的稀释液进行平板培养,而测定真菌数量时一般选用102、103和104倍的稀释液进行平板培养。
[答案]:C3.下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是()A.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、尿素、琼脂、水B.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂、水C.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、尿素、琼脂、水D.KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H2O、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水[解析]:分解尿素的细菌能利用尿素,因此选择培养基中应只有尿素这一种氮源。
此外,培养基中还应含有碳源。
[答案]:A4.能够测定样品活菌数的方法是()A.稀释涂布平板法B.直接计数法C.重量法D.比浊法[解析]:利用稀释涂布平板法能够在不影响细菌生存的情况下将细菌个体从固体培养基上分离出来,并可根据菌落数测定出样品活菌数,故稀释涂布平板法可用于测定样品活菌数。
直接计数法计得的是活菌和死菌的总和。
[答案]:A5.下列关于微生物分离和培养的叙述,错误的是()A.微生物培养前,需对培养基进行消毒B.测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法C.分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度D.分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源[解析]:微生物培养前,需对培养基进行灭菌,而不是消毒;测定土壤样品中的细菌数目,常用菌落计数法,而一般不用活菌计数法;分离土壤中不同的微生物,要采用不同的稀释度以便能选择出菌落数在30~300的平板进行计数;分离能分解尿素的细菌,要以尿素作为培养基中唯一的氮源。
《专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计
《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 掌握土壤中分解尿素的细菌的分离和计数方法；2. 了解细菌的分类和作用；3. 培养实验操作技能和科学探究精神。
二、教学重难点：1. 教学重点：掌握细菌分离和计数的实验方法；2. 教学难点：实验中可能出现的问题及解决方法，培养周密的科学态度。
三、教学准备：1. 实验用器械：无菌土壤、无菌水、稀释液、涂布器、显微镜、计数板等；2. 实验用试剂和培养基：尿素、琼脂培养基、抗生素等；3. 教师准备教学PPT，介绍细菌分类、作用以及尿素分解菌的介绍；4. 预先设计好实验表格，方便学生记录数据。
课时安排：共2课时，本设计为第一课时。
四、教学过程：1. 导入新课向学生介绍本节课的目标和意义，讲解尿素分解菌在农业、工业和医药等领域的应用，激发学生的兴趣和求知欲。
2. 实验原理讲解向学生介绍实验的背景、目标、方法、步骤和实验原理，包括选择培养基的制备、分离尿素的指示剂的配制、细菌的接种和培养等。
3. 实验操作示范教师进行实验操作示范，包括无菌操作、接种、培养等步骤，并强调实验中的注意事项，如无菌操作、菌落的识别等。
4. 学生分组实验将学生分成若干小组，每组分别进行实验操作，并记录实验结果。
教师巡视指导，纠正学生的错误操作，确保实验的顺利进行。
5. 结果分析与讨论学生根据实验结果进行讨论，分析哪些菌落可能是分解尿素的细菌，并尝试诠释分离到的细菌数量差别的原因。
教师对学生的讨论进行点评和指导，帮助学生更好地理解实验结果和实验原理。
6. 知识拓展介绍土壤中其他类型的细菌及其作用，如分解纤维素的细菌、分解脂肪的细菌等，以及它们在农业、工业和医药领域的应用。
同时，引导学生思考如何利用这些细菌来改善土壤质量、提高农作物的产量和品质。
7. 课后作业与反思要求学生回顾本节课的内容，完成相关作业，思考自己在实验操作和结果分析中存在的问题，并在今后的学习中加以改进。
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
(4)计数：当菌落数目稳定时，取同一 稀释度 下的3个平 板进行计数，求出 平均值 ，并根据所对应的 稀释度计算出 样品中细菌的数目
2．菌种鉴定 (1)原理：分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为氨， 使培养基的碱性 增强。 (2)方法：在以 尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示 剂培养细菌，若指示剂变 红 ，可确定该种细菌能够分解尿
圆褐固氮菌生活于土壤中，能以氮气作为氮源。请探 讨、交流实验室分离圆褐固氮菌的方法。
提示：配制无氮培养基作为选择培养基。
[跟随名师·解疑难] 1．选择培养基的类型及作用 (1)在培养基中加入某种化学物质。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。这里的加入指的是在培养基的培养成分的基础上 加入。 (2)改变培养基中的营养成分。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。 (3)改变微生物的培养条件。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。
[自读教材·夯基础]
1．实验设计流程
1土壤①土壤要求：富含有机质，pH接近中性且潮湿
取样
②取样部位：距地表约3～8
cm的土壤层
①稀释原因：样品的稀释程度直接影响
平板上生长的菌落数目
2样品稀释②稀释标准：选用一定稀释范围的样品
液进行培养，保证获得菌落数在 30～300 之间便于计数
①培养：不同种类的微生物，往往需要 3培养与观察不②同观的察培：养每温隔度24和h统培计养一时次间菌落数
1.测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平 板法和显微镜直接计数法。
2．稀释涂布平板法常用来统计活菌的数目， 但统计结果往往比活菌数目低。
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土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)
一、研究背景和意义
土壤中的细菌群落对于土壤生态系统的基本功能起着至关重要的作用。
其中，土壤微生物的代表——细菌在土壤有机质的分解中是不可或缺的，其中包括尿素的分解。
尿素是一种有机氮化合物，很多植物都会
把尿素当作氮素的主要来源。
但是，尿素很容易被细菌分解成为氨气，因此，如果过量的尿素进入土壤，细菌可能会分解尿素而产生氨气，
而氨气毒性较强，可能对于周围的生态产生较大的负面影响。
因此，
研究土壤中分解尿素的细菌的分离与计数，有助于深入了解尿素分解
的生态机理，从而为保护土壤生态环境提供理论基础和技术支持。
二、实验目的
1.利用培养基筛选土壤中分解尿素的细菌，并分离单种菌株。
2.利用计数法确定土壤中分解尿素的细菌群落的数量。
3.了解土壤中分解尿素的细菌群落的形态特征和特点。
三、实验步骤
1.尿素培养基制备:将1000ml蒸馏水与20g尿素、0.5g葡萄糖、0.1g
磷酸氢二钾、0.2g酵母提取物、0.1g镁硫酸钾、0.5g氯化钠、0.5g
硫酸铵、15g琼脂、适量pH指示剂溶解在一起，灭菌后即可得到尿素
培养基。
2.样品制备：取10g土壤样品加入稀溶液后混合均匀，再经过过滤器
过滤掉大颗粒，得到土壤浸液样品。
3.单种菌株筛选：将土壤浸液样品接种到尿素培养基中，在28℃下培
养2-3天。
筛选到单种菌株后，通过高倍显微镜观察菌落的形态和特点，然后进行相应的鉴定。
4.计数法：将稀溶液进行逐步稀释，然后取稀释液的适量体积接种在
尿素培养基上，在28℃下培养2-3天，根据菌落数确定土壤中细菌的
数量。
四、实验结果及分析
通过尿素培养基的筛选，共分离出5种分解尿素的细菌，并进行了表
征与鉴定。
通过计数法，成功地计算出了土壤中的分解尿素的细菌数量。
土壤中分解尿素的细菌群落种类多样，数量较多，这对于土壤中
尿素分解的生态机理研究具有重要的意义。
同时，该实验的操作简单，成本低廉，适用于在实验室环境下大规模进行。
五、实验结论
通过该实验，我们获得了有关土壤中分解尿素的细菌种类和数量的信息，能够为进一步研究尿素分解的机理、生态环境的保护及产品的开
发等方面提供支持。
此外，实验中所使用的计数法具有操作简单、成
本低廉等优点，是土壤微生物数量计数的一种常用方法，值得推广。