1.2.3土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（教学设计）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

新教材生物学 人教版 选择性必修3 生物技术与工程 第1章 第2节 教学设计 第1章　发酵工程 第2节　微生物的培养技术及应用 第3课时 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 探究实践：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 一、实验基础 1．实验设计 (1)土壤取样 ①土壤要求：酸碱度接近中性且潮湿。 ②取样部位：距地表3～8 cm的土壤层。 (2)样品的稀释 测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养，当第一次做这个实验的时候，可以将稀释的范围放宽一点。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30～37 ℃的温度下培养1～2 d。 ②观察 a．观察方法：每隔24 h统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果。 b．记录菌落的特征：包括菌落的形状、大小和颜色等。 2. 为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？ 提示：尽量缩小统计的菌落数与实际活菌数的差值，因为繁殖慢的菌种开始看不出来明显的菌落。 3．操作提示 (1)无菌操作 ①取土样的用具在使用前都需要灭菌。 ②实验操作均应在酒精灯火焰旁进行。 (2)做好标记：本实验使用的平板和试管较多，为避免混淆，最好在使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。 (3)制定计划：对于耗时较长的生物实验，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 二、实验关键 下面是土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实际流程示意图，请分析： 1．测定土壤中细菌的数量，一般选用多大稀释倍数的稀释液进行涂布平板？测定土壤中细菌的数量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？ 提示：测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、1×105和1×106倍稀释的稀释液进行平板培养。不相同，因为土壤中能分解尿素的细菌的数量比细菌的总量要少。 2．第一次实验可以选择用多大稀释倍数的稀释液进行涂布平板？第一次实验时为什么要将稀释范围放宽一些？ 提示：第一次实验时可以将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上进行培养。为了确保能从中选出菌落数在30～300之间的平板进行计数。 3．在稀释涂布平板法中，为何需至少涂布3个平板？ 提示：作为重复实验，统计时取平均值，以减少偶然因素对实验结果的影响，增强实验结果的说服力。 4．欲判断培养基是否具有选择作用、是否有杂菌污染，应如何分别设置对照组？ 提示：判断培养基是否具有选择作用，还需用牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上的菌落数目，进行对比得出结论。判断培养基是否有杂菌污染，需将未接种的培养基同时进行培养。 归纳拓展 1．“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验结果分析 2．土壤中分解尿素的细菌的鉴定原理 分解尿素的细菌合成的脲酶将尿素分解为NH3，使培养基的碱性增强，pH升高。在选择培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。 三、实验应用 1．(2022·江苏选择性考试)下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 解析：D　[农田或公园土壤中含有较多的产脲酶的微生物，A合理；为了筛选可分解尿素的细菌，配置的培养基应选择尿素作为唯一氮源，产脲酶的微生物在该培养基上能生长，B合理；当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，C合理；在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成NH3，NH3会使培养基的pH升高，酚红指示剂将变红，因此在以尿素作为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，能对分离的菌种做进一步鉴定，D不合理。] 2．分解尿素的微生物广泛存在于农田等土壤中，某生物实验小组尝试对分解尿素的微生物进行分离与计数。请回答下列问题。 (1)分解尿素的微生物能产生________；配制培养基时应以________作为唯一氮源。 (2)该小组在接种前， 随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间， 这样做的目的是__________________________；然后将1 mL样液稀释10 000倍，在3个平板上用稀释涂布平板法分别涂布0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板的菌落数分别为39、42和45。据此可得出每毫升样液中分解尿素的微生物活菌数为________个。 (3)微生物的培养与观察 ①培养：不同种类的微生物，往往需要不同的培养________和培养________。 ②观察：每隔24 h统计