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1、2020-2021学年高二生物人教版选修一专题2课题2土壤中分解尿素细菌分离与计数教案课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计 一、教学目标 1.掌握筛选微生物的实验原理,对分离不同微生物能熟练配制不同的选择培养基 2.分析研究思路的形成过程,为本节课的细菌筛选提供思路启迪 3.掌握微生物培养过程的无菌操作 二、教学重点 1.对土样的选取和选择培养基的配制 2.实验流程的设计 三、教学难点 对分解尿素的细菌的计数 四、教学方法 启发式教学 五、教学工具 多媒体课件 六、教学过程 (一)新课引入 1.尿素是一种重要的氮肥,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 氨和
2、co2 ,这是因为细菌能合成脲酶 。2.在体外将dna大量复制的扩增技术被称为dna多聚酶链式反应,该技术的自动化需要用到一种酶耐高温的dna聚合酶,我们应该从哪去寻找这种酶呢?到高温环境中去找,聪明的科学家从热泉中找到了一种耐热细菌taq,从中筛选出了耐高温的taqdna聚合酶 ,是因为:热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物 ,那么这个过程是否可以给我们一种思路,这种分解尿素的细菌应该如何分离出来? (二)内容讲解 1.实验基础知识点讲解 1.1实验室中微生物得筛选原理: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 。生物适应一定环境,环境对生物具有
3、选择作用。所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。1.2据教材22页左上角的培养基配方回答下列问题:思考1在该培养基配方中,为微生物的生长提供碳源的是 葡萄糖 ,提供氮源的的是 尿素 ,琼脂的作用是 凝固剂 。思考2该培养基对微生物 具有 选择作用。其选择机制是 只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长 。1.3在统计菌落数目时,常用来统计样品中活菌数目的方法是 稀释涂布平板法 。除此之外, 显微镜直接计数法 也是测定微生物数量的常用方法。1.4采用稀释涂布平板法统计菌落数目时,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
4、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 30300 的平板进行计数。思考3从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是 (平均菌落数涂布的稀释液体积)稀释倍数 。思考4利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 正确的选择稀释度 。思考5教材22页案例一,哪位同学的结果更接近真实值?你认为这两位同学的实验需要改进吗?如果需要,如何改进? 第 二 位同学的结果接近真实值。这两位同学的实验都需要改进:第一位同学需设置重复实验组;第二位同学统计的三个菌落数相差太大,说明操作有误,需重新实验。1.5统计的菌落数比活菌的实际数目 低 。这是因为当两个或多个细胞在一起时,平板
5、上观察到的只是一个菌落。因此,统计结果一般用 菌落数 来表示。1.6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。1.7对照实验是指除了 被测试的条件外,其他条件都 相同 的实验。满足该条件的称为 对照组,未满足该条件的称为 实验组。思考6教材22页案例二,你能通过设置对照,帮助a同学排除上述两个可能影响实验结果的因素吗?:方案1:其他同学用a同学的土样进行实验。方案2:a同学以不接种的培养基作为空白对照。2实验设计 21 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。22 土壤微生物主要分布在距地表38cm的近中性土壤中,约7090为细菌。2
6、3 分离不同的微生物采用不同的稀释度,其原因是不同微生物在土壤中含量不同,其目的是保证获得菌落数在30300之间、适于计数的平板。细菌稀释度为104、105、106,放线菌稀释度为103、104、105,真菌稀释度为102、103、104。24 培养不同微生物往往需要不同的培养温度。细菌一般在3037培养12d,放线菌一般在2528培养57d,霉菌一般在2528的温度下培养34d。25 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。点评:菌种中有些菌体增殖快,有些菌体增值慢,所以培养时间要充足,使得每个菌体都能形成肉眼可观
7、察到的菌落。26菌落的特征包括 形状、大小、隆起程度、颜色 等方面。思考8土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么?土壤中营养物质含量丰富,环境条件适宜等。27 实验过程 1)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)应在火焰旁称取土壤 10 g。将称好的土样倒入盛有90ml无菌水的锥形瓶中,塞好棉塞。3)在稀释土壤溶液的过程中,每一步都要在火焰旁进行。4)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。5)为了提高效率,在操作时更加有条不紊,应当事先规划时间。思考9在研究未知微生物时务必规范操作,以防被致病微生物感染,实验后一定要洗手。3结果分析与评价 在细
8、菌分解尿素的化学反应中,细菌合成的 脲酶 将尿素分解成了 氨 。氨会使培养基的碱性 增强 ,ph 升高 。因此,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 。七、板书设计 1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 2、实验室中微生物的筛选原理 3、菌落数目的统计方法:稀释涂布平板法和显微镜直接计数法 4、设置对照实验应注意的问题和原则 5、实验设计流程 6、对尿素分解菌得进一步鉴定:在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂进行培养,若指示剂变红,则该细菌能分解尿素。八、作业布置:同步解析与测评学考练上相应章节习题 九、教学反思:本节课主要从尿素在农业上的重要应用引入,介绍能分解尿素的细菌类型,进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。在教学过程中,可以联系生产生活实际,使学生对尿素以及分解尿素的细菌形成一定的认识。对于实验中的对照原则以及生物实验时所应遵循的基本原则规范,可以通过实验练习进行熟练掌握。