高中生物選修1《第1章微生物技術第3節(jié)微生物數(shù)量的測定【實驗】測定土壤中微生》38北師大教案設計

課題2土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)★課題目標1．利用選擇培養(yǎng)基分離細菌，運用相關技術解決生產(chǎn)生活中有關微生物的計數(shù)2．分析研究思路的形成過程，找出共性和差異性3．形成無菌不在的概念，養(yǎng)成講究衛(wèi)生的習慣★課題重點對土樣的選取和選擇培養(yǎng)基的配制★課題難點對分解尿素的細菌的計數(shù)★教學方法啟發(fā)式教學★教學工具多媒體課件★教學過程（一）引入新課上節(jié)課我們學習了培養(yǎng)基的配置以及接種技術。下面我們來學習如何進行細菌的分離，獲得所需要的目的微生物。（二）進行新課1．基礎知識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，而是首先通過土壤中的細菌將尿素分解為氨和CO2，這是因為細菌能合成脲酶。1．2科學家能從熱泉中把耐熱細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?！妓伎?〗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?！妓伎?〗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?！狙a充】顯微鏡直接計數(shù)是測定微生物的方法。公式：觀察到的紅細胞平均數(shù)：觀察到的細菌平均數(shù)=紅細胞含量：細菌含量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。為了保證結果準確，一般選擇菌落數(shù)在30?300的平板進行計數(shù)?！妓伎?3〗從平板上的菌落數(shù)推測出每克樣品中的菌落數(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)?！妓伎?4〗利用稀釋涂布平板法成功統(tǒng)計菌落數(shù)目的關鍵是恰當?shù)南♂尪取！妓伎?5〗第位同學的結果接近真實值。你認為這兩位同學的實驗需要改進的操作是第一位同學需設置重復實驗組；第二位同學統(tǒng)計的三個菌落數(shù)相差太大，說明操作有誤，需重新實驗。1．5統(tǒng)計的菌落數(shù)比活菌的實際數(shù)目低。這是因為當兩個或多個細胞在一起時，平板上觀察到的只是一個菌落。因此，統(tǒng)計結果一般用菌落數(shù)來表示。6設置對照的主要目的是排除實驗組中非測試因素對實驗結果的影響，提高實驗結果的可信度。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。〖思考6〗請設計本實驗的對照實驗組：方案 1：其他同學用A同學的土樣進行實驗。方案 2：A同學以不接種的培養(yǎng)基作為空白對照。2．實驗設計1實驗設計的內容包括實驗方案、材料用具、實施步驟和時間安排等。2根據(jù)圖示2－7填寫以下實驗流程：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。細菌稀釋度為104、105、106，放線菌稀釋度為 103、104、105，真菌稀釋度為 102、103、104。5培養(yǎng)不同微生物往往需要不同培養(yǎng)溫度。 細菌一般在30?37c培養(yǎng)1?2d,放線菌一般在25?28c培養(yǎng)5?7d,霉菌一般在25?28c的溫度下培養(yǎng)3?4d。6在菌落計數(shù)時，每隔24h統(tǒng)計一次菌落數(shù)目。選取菌落數(shù)目穩(wěn)定時的記錄作為結果，以防止因培養(yǎng)時間不足而導致遺漏菌落的數(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，使得每個菌體都能形成肉眼可觀察到的菌落。7菌落的特征包括形狀、大小、隆起程度、顏色，.，、 、 r 等方面?！妓伎?〗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）應在火焰旁稱取土壤10go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行。4）實驗時要對培養(yǎng)皿作好標記。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，應當事先規(guī)劃時間。〖思考9〗在研究未知微生物時務必規(guī)范操作，以防被致病微生物感染，實驗后一定要洗手。3．結果分析與評價1對分離的菌種作進一步的鑒定，還需要借助生物化學的方法。2在細菌分解尿素的化學反應中，細菌合成的脲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變化來判斷該化學反應是否發(fā)生。3．3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)莫種細菌后，如果PH升高，指示劑將變紅，說明該細菌能夠分解尿素?！妓伎?10〗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菌過濾器過濾后，將濾膜放到伊紅美藍培養(yǎng)基上培養(yǎng)，大腸桿菌菌落呈現(xiàn)黑色，通過記述得出水樣中大腸桿菌的數(shù)量。你認為在該實驗中至少應取個水樣。（三）課堂總結、點評（四）實例探究例1．對細菌群體生長規(guī)律測定的正確的表述是A.在液體培養(yǎng)基上進行B.至少接種一種細菌C.接種一個細菌D.及時補充消耗的營養(yǎng)物質解析：細菌群體生長規(guī)律的測定是人們在一定條件下進行的。這些條件是：一種細菌、恒定容積的培養(yǎng)基，液體培養(yǎng)基、定時測定細菌總數(shù)。在這些條件下，才能測定出細菌的生長規(guī)律。測定時只能用一種細菌的子細胞群體的變化規(guī)律表達微生物的生長；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菌總數(shù)。若接種多種細菌，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，種內斗爭最顯著最激烈的時期是A.調整期B.對數(shù)期C.穩(wěn)定期D.衰亡期解析：種內斗爭是一種生態(tài)因素。種內斗爭反應了種內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，種內斗爭就越來越激烈。由此可知，在穩(wěn)定期的種內斗爭最激烈。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環(huán)境的斗爭。答案：C☆綜合應用例3．（2005年江蘇）抗生素作為治療細菌感染的藥物，其高效性和巨大的經(jīng)濟價值使抗生素工業(yè)經(jīng)久不衰。其中青霉素的發(fā)現(xiàn)和應用具有劃時代的意義。⑴青霉素發(fā)醉產(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)醉液，經(jīng)離心分離、反復洗滌后，,再計算發(fā)醉罐中菌體的總重量。解析：青霉菌屬于真菌，其代謝類型應為異養(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胞數(shù)目，另一種是測重量，取一定體積的發(fā)醉液，經(jīng)離心分離、反復洗滌后，稱菌體的濕重，或烘干后稱干重，再由此計算由其中的細胞總重量。在細菌生長的四個主要時期中，因為處于對數(shù)期的細菌代謝旺盛，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1．在一個“淀粉—瓊脂”培養(yǎng)基的5個圓點位置，分別用不同方法處理，將此實驗裝置放在 37℃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①新鮮唾液與鹽酸混合藍黑色②經(jīng)過煮沸的新鮮唾液藍黑色接種面包霉棕黃色④只有新鮮的唾液只有一定濃度的蔗糖溶液？請指由④和⑤所發(fā)生的顏色反應，以及③接種的面包零的分泌物分別是A.棕黃色、棕黃色、淀粉酶B.藍黑色、棕黃色、麥芽糖酶C.棕黃色、藍黑色、淀粉酶D.棕黃色、藍黑色、麥芽糖酶2．實驗測定鏈霉素對 3種細菌的抗生素效應，用3種細菌在事先準備好的瓊脂塊平板上畫3條等長的平行線（