1.2.2微生物的选择培养与计数教学设计-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

优秀教案系列 第2节　微生物的培养技术及应用 二　微生物的选择培养和计数 教学分析 · 教学目标 1.阐明选择培养基筛选微生物的原理。 2.进行土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验。 · 评价目标 1.科学思维:概述测定微生物数量的常用方法。 2.科学探究:设计实验分离土壤中分解尿素的细菌,并对实验结果进行分析和评价。 · 教学重难点 重点:1.微生物选择培养的原理。 2.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 难点:土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 · 教学方法 直观教学法、任务驱动法。 · 课时安排 1课时 · 教学准备 多媒体,白板,学案,PPT等。 教学设计 导入新课 自然界中微生物数量繁多,种类庞杂,要想从中分离出需要的特定微生物并不容易,尤其是要分离的微生物在混合的菌群中不是优势种群时,更难实现。那么我们该如何达成这一目标呢? 讲授新课 探究一　选择培养基 教师讲解: 实例1:寻找耐高温的DNA聚合酶 1973年,科学家从美国黄石国家公园的热泉中筛选出水生栖热菌,进而从这种菌中提取出耐高温的DNA聚合酶。这种酶目前已被广泛用于体外扩增DNA片段的聚合酶链式反应(PCR)。 筛选原因:水生栖热菌能在70~80 ℃高温条件下生存,而绝大多数微生物在此条件下不能生存。 实例2:实验室中微生物的筛选 人为提供有利于目的菌生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。 教师设问:什么是选择培养基? 学生回答:在微生物学中,将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,称为选择培养基。 教师介绍: ①加入青霉素的培养基→分离酵母菌、霉菌等真菌; ②不加氮源的无氮培养基→分离固氮菌; ③不加含碳有机物的无碳培养基→分离自养型微生物; ④加高浓度食盐→分离金黄色葡萄球菌; ⑤石油作为唯一碳源→分离能消除石油污染的微生物。 探究二　微生物的选择培养 教师设问:分离土壤中分解尿素的细菌的原理是什么? 学生总结:绝大多数微生物都能利用葡萄糖,但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基,可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 教师设问:什么是稀释涂布平板法? 学生回答:是将菌液进行一系列梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。 教师设问:稀释涂布平板法的操作过程具体包括哪些? 学生总结:①铲取土样,将样品装入纸袋中(取土样用的小铁铲和盛土样的纸袋在使用前都要灭菌)。②将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中,充分摇匀。取1 mL 上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中,依次等比稀释。③取0.1 mL菌液,滴加到培养基表面。④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。⑤将涂布器放在火焰上灼烧,待酒精燃尽、涂布器冷却后,再进行涂布。⑥用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿,使涂布均匀。 教师设问:如何进行菌种培养? 学生回答:待涂布的菌液被培养基吸收后,将平板倒置,放入30~37 ℃的恒温培养箱中培养1~2 d。 教师设问:如何进行菌种观察? 学生总结:在涂布有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。 探究三　微生物的数量测定 教师设问:微生物计数的方法有哪些? 学生回答:稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。 教师设问:稀释涂布平板法如何表示微生物的数量? 学生总结:统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。 教师设问:为什么统计的菌落数比活菌的实际数目少? 学生总结:因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。 教师设问:如何求菌落数? 学生总结:每毫升样品中的菌落数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数,V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL),M代表稀释倍数。 教师设问:什么是显微镜直接计数法? 学生回答:是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。 教师设问:如何求菌落数? 学生总结:每毫升原液所含菌落数=每小格平均菌落数×400×104×稀释倍数。 组织学生列表对比两种计数方法。 方法 显微镜直接计数法 稀释涂布平板法 主要用具 显微镜、细菌计数板或血细胞计数板 涂布器 计数依据 细菌个数 培养基上菌落数 优点 计数方便、操作简单 计数的是活菌 缺点 不能区分死菌与活菌 操作较复杂且有一定误差 计算公式 每毫升原液含菌落数=400×104×每小格平均菌落数×稀释倍数 每毫升原液含菌落数=(平均菌落数÷所用涂布液体积)×稀释倍数 评价反馈 微生物的选择培养是学生没有接触过的学习内容,在教学过程中,教师列举从高温环境筛选栖热菌的实例,引导学生通过推理得出选择培养的原理,一方面启发了学生的思维,另一方面加深了对选择培养的原理的理解,有利于提高学生综合分析的能力。 课堂小结 布置作业 完成学案中的核心素养专练。 教学反思 本节内容是在第1小节微生物的基本培养技术的基础上进行的选择培养、分离和计数。通过选择培养基筛选,再通过稀释涂布平板法分离细菌并计数。在学习过程中,通过对选择培养基的比较分析,促进了学生对培养基概念的理解,通过学习稀释涂布平板法,学生掌握了微生物数量测定的常用方法。本节内容很好地体现了核心素养中的科学思维。 板书设计 二　微生物的选择培养和计数 一、选择培养基 1.实例 2.概念 二、微生物的选择培养 1.原理 2.步骤 三、微生物的数量测定 1.稀释涂布平板法 2.显微镜直接计数法 备课资源 一、配制培养基应遵循的几个原则 1.目的明确:培养不同的微生物必须采用不同的培养条件;培养目的不同,原料的选择和配比不同。 2.营养协调:微生物细胞组成元素的调查或分析是设计培养基时的重要参考依据,微生物细胞内各种成分间有一较稳定的比例。 3.理化适宜:指培养基的pH、渗透压、水活度和氧化还原电势等物理、化学条件较为适宜。 4.经济节约:配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基的成分,以降低生产成本。 二、选择培养基和鉴别培养基区别 1.定义不同 选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素的抗性的原理而设计的培养基。 鉴别培养基是指一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢物发生显色反应的指示剂,从而只需用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。 2.用途不同 选择培养基用于抑制大多数其他微生物的生长,或者制造有利于该菌生长的环境,培养一段时间后使得该菌成为优势菌。 鉴别培养基用于鉴定不同的微生物。 三、培养基注意事项 确认所用培养基及其添加成分(如小牛血清、NaHCO3等)是否被污染,均可用细菌、真菌及支原体无菌实验来确认并排除,同时要对无菌实验培养基的灵敏度进行验证。实际生产中,可以取少量配制好的培养液加入营养琼脂置于恒温培养箱内培养,48小时后即可观察有无污染。 另外,应将有毒区与无毒区严格分开,并有各自独立的空气净化系统及培养室,有毒区对无毒区应保持相对负压,防止病毒对培养细胞(尤其是细胞库)的污染。 四、直接计数法与间接计数法 测定样品中所含细菌或酵母菌等单细胞微生物的数量,可采用直接计数法或间接计数法。 用计数板计数是常用的直接计数法之一。测定时,取定量稀释的单细胞培养物悬液放置在血细胞计数板或细菌计数板上,然后在显微镜下计数一定体积中的平均细胞数,最后换算出样品中的细胞数。细菌计数板与血细胞计数板的计数原理相同,两者的区别是计数室的高度不同,细菌计数板计数室的高度是0.02 mm,而血细胞计数板计数室的高度是0.1 mm,前者适用于细胞形态较小的微生物的计数,后者适用于酵母菌等细胞形态较大的微生物的计数。 比浊法也是一种直接计数法,能快速地测定菌悬液中的细胞数量。由于菌悬液中的单细胞微生物的细胞浓度与光密度成正比,与透光度成反比,因此可借助分光光度计,在一定波长下,测定菌悬液的光密度,进而将未知细胞数的菌悬液的光密度与已知细胞数的菌悬液光密度相比,就可以换算出未知菌悬液所含的细胞数。以上两种直接计数的方法都无法区分死菌与活菌。 间接计数法即活菌计数法,测得的仅是活菌数,因此这类方法所测得的数值往往比直接计数法测得的数值小。教材中介绍的稀释涂布平板法属于间接计数法的一种,这种方法可以用来测定土壤、水、食品等样品中的细菌、酵母菌、芽孢和孢子等的数量,但不适于测定样品中的放线菌、丝状真菌等丝状体微生物的数量。操作时,应注意避免污染,控制培养基的温度,以保证结果的准确性。在测定水、空气中的微生物数量时,由于微生物浓度较低,可以先将待测样品通过微孔滤膜过滤浓缩,然后将滤膜放在适当的培养基上培养,待长出菌落后再进行计数。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$