1.2微生物的选择培养与计数第三课时课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学课件围绕微生物的选择培养与计数展开，系统梳理了选择培养基的原理与设计、稀释涂布平板法的操作流程及计数原理，并通过实验组与对照组的科学设置，引导学生从现象到本质理解微生物分离与定量的核心逻辑，构建起从理论到实践的知识支架。 其亮点在于深度融合生命观念、科学思维与探究实践三大核心素养，例如以“尿素分解菌”实验为例，强化结构与功能观和物质与能量观，通过对比实验设计训练学生的批判性思维，借助重复平板操作和误差分析提升探究能力。教学内容环环相扣，既有表格归纳、图示解析，又包含真实情境任务（如瘤胃微生物分离），帮助学生建立科学认知体系，教师可直接用于课堂实施，显著提升教学效率与学生深度学习体验。

课前背诵： 1.对培养基进行灭菌的方法是什么？ 2.微生物筛选微生物的基本原理，选择培养基的概念？ 3.尿素分解菌分解尿素的原理？如何设计培养基？ 4.稀释涂布平板法主要包括哪两个操作？ 5.稀释涂布平板法的作用、计数的原理、计数原则？ 6.稀释涂布平板法和显微计数法对微生物计数产生的实验误差如何？试分析原因。 7.在稀释涂布平板法中，为何需要涂布3个平板？ 8.为什么一般选择菌落数为30～300的平板进行计数？ 9.为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？ 1.在稀释涂布平板法中，为何需要涂布3个平板？ 思考 2.为什么一般选择菌落数为30～300的平板进行计数？ 3.为什么要选取菌落数目稳定时的记录作为结果？ 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。 若平板上菌落数过多，说明稀释度过低，菌体的密度大，就会出现更多的两个或两个以上的菌体形成的菌落，结果不准确，且计数较困难。若平板上菌落数过少，菌落形成的偶然性大，结果也不准确。 尽量缩小统计的菌落数与实际活菌数的差值，因为繁殖慢的菌体开始看不出明显的菌落。 Selection, culture and counting of microorganisms 第2节 微生物的培养技术及应用 微生物的选择培养和计数 学习目标 1.掌握土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的原理、操作及结果评价 2.列表比较平板划线法和稀释涂布平板法两种纯化微生物的方法 3.总结归纳培养基的分类、成分及其作用，区别选择培养基与鉴别培养基 思 1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验目的、实验原理？ 2、土壤取样的地点要求、取样过程及原因？ 3、怎样证明选择培养基具有选择性呢？（议） 4、测定土壤中细菌的数量选择多大倍数稀释的稀释液？ 5、不同的微生物选择的稀释范围相同吗？（议） 6、在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，怎样做才能保证从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数？（议） 7、据图分析本实验实验组和对照组设计及实验结果与分析？ 8、微生物的培养与观察的条件？ 9、导学案重难点突破 （1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌 （2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌 绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成_____的微生物才能分解尿素，利用 的_____培养基，可以从土壤中分离出 的细菌。 脲酶 以尿素作为唯一氮源 选择 分解尿素 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 1.实验目的 2.实验原理 常见的分解尿素的微生物：芽孢杆菌、小球菌、棒状杆菌等细菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。 实验流程： 样品稀释涂布平板 微生物的培养与观察 菌落计数 土壤取样 制备培养基 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 ①取样地点要求： ②取样过程： 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 3.实验步骤 （1）土壤取样 注意事项：取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 酸碱度接近中性的潮湿土壤。 （细菌绝大部分分布在距地表3～8cm的土壤层。） 铲去表层土（一般3cm左右）。 （细菌适宜在该环境中生长） 葡萄糖 10.0g 尿素 1.0g KH2PO4 1.4g Na2HPO4 2.1g MgSO4·7H2O 0.2g 琼脂 15.0g 蒸馏水 1000ml （2）制备培养基 ①选择培养基： 以尿素为唯一氮源 ②牛肉膏蛋白胨培养基： 作为对照组，来判断选择培养基是否具有选择作用 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 3.实验步骤 怎样 证明 此培 养基 具有 选择 性呢？ 以尿素为 唯一氮源 的培养基 牛肉膏 蛋白胨 培养基  是 分离 尿素 细菌 判断该 培养基 有无选 择性 实验组 对照组 培养基类型 是否 接种  目的  结果 只生长尿素细菌 生长多种微生物 是 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 （3）样品的稀释与涂布平板 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 3.实验步骤 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 不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在30～300之间适于计数的平板。 ① 测细菌数：一般用104、105、106稀释液。 ② 测放线菌数：一般用103、104、105稀释液。 ③ 测真菌数：一般用102、103、104稀释液。 在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，怎样做才能保证从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数？ 选择一个比较宽的范围，将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养，以保证能从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数。 思考 组别 具体组别 具体操作 作用 实验组 实验组1 涂布接种的选择培养基 实验组的目的：用以分离并计数 能分解尿素的细菌 三次重复实验排除偶然因素对实验 结果的影响 实验组2 涂布接种的选择培养基 实验组3 涂布接种的选择培养基 实验组4 涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基 实验组4与实验组1 、2、3组对比用以验证选择培养基是否具有选择作用。 对照组 对照组1 不涂布接种的选择培养基 对照组1与实验组1 、2、3组对比用以验证选择培养基中是否含有杂菌。 对照组2 不涂布接种的牛肉膏蛋白胨培养基 对照组2与实验组4 对比用以验证牛肉膏蛋白胨培养基中是否含有杂菌。 本实验实验组和对照组设计如下： 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 本实验实验组和对照组设计如下： 实验结果：前3组实验组分离得到单菌落； 第4组得到多种菌落； 第5,6组正常情况下无菌落。 (1)无菌操作: (2)做好标记: (3)规划时间: 本实验耗时较长，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 ①取土样的用具在使用前都需要 。 ②实验操作均应在 进行。 注意事项 灭菌 酒精灯火焰旁 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 等。 稀释度 ① 培养条件：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1～2d。 ② 观察：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。防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。 ③ 一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，如形状、大小和颜色等。 （4）微生物的培养与观察 3.实验步骤 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 内容 现象 结论 有无杂菌污染的判断 对照的培养皿中无菌落生长 培养基中菌落数偏高 菌落形态多样，菌落数偏高 选择培养基的筛选作用 牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目大于选择培养基上的数目 样品的稀释操作 得到3个或3个以上菌落数目在30~300的平板 重复组的结果 若选取同一土样，统计结果应接近 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 4.结果分析与评价 未被杂菌污染 被杂菌污染 培养基中混入其他杂菌 选择培养基具有筛选作用 操作成功 本活动只是初步筛选了能分解尿素的细菌,对分离的菌种进行鉴定还需要借助生物化学的方法。你可以查阅相关资料,进一步设计实验来鉴定自己分离的菌种。 细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，因此可以通过检测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应，进而判断该菌是否为尿素分解细菌。 原理 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 5.进一步探究 脲酶的检测 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数 5.进一步探究 方法 在以尿素为唯一氮源的培养 基中加入酚红指示剂，培养某种细菌后，如果pH升高，指示剂将变红。这样，我们就可以初步鉴定该种细菌能够分解尿素。 液体培养基： 可以直接看液体的变色情况。 固体培养基： 可以观察菌落周围是否出现红色环带，红色环带直径与菌落直径比值越大，说明分解能力越强。 主要方法 稀释涂布平板法 平板划线法 主要步骤 系列梯度稀释操作和涂布平板操作 接种环在固体培养基表面连续划线 接种工具 涂布器 接种环 菌体获取 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取菌体 在具有显著的菌落特征的区域挑取菌体 能否用于计数 可以计数，但是操作复杂，需涂布多个平板 不能计数 共同点 都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单细胞菌落，达到分离纯化微生物的目的，也可以观察菌落特征。 知识归纳 比较稀释涂布平板法和平板划线法 项目 选择培养基 鉴别培养基 原理 用途 举例 图示 尿素分解菌 大肠杆菌 加入某种指示剂或化学药品(不 影响微生物正常生长)，使微生 物的某种代谢产物与培养基中 的特定指示剂或化学药品发生反应 培养、分离出目标微生物 鉴别目标微生物 培养酵母菌和霉菌时，可在培养基 中加入青霉素，抑制细菌的生长； 利用以尿素为唯一氮源的培养基来 培养可分解尿素的细菌 可用伊红-亚甲蓝琼脂培养基鉴定饮用水或乳制品中是否含有大肠杆菌(若有，则菌落呈黑色) 加入不影响甚至促进目标微生 物生长，而抑制或阻止其他种 类微生物生长的化学物质 选择培养基、鉴别培养基比较 方法 利用富含纤维素的选择培养基进行选择培养 原理 因为培养基中含有丰富的纤维素，所以能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖 鉴定 刚果红染色法，周围出现不变红的透明圈的菌落为分解纤维素的微生物的菌落 特有过程 纤维素C1酶、C2酶 纤维二糖葡萄糖苷酶 葡萄糖 分解纤维素的微生物的分离 是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到伊红—亚甲蓝琼脂培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记算得出水样中大肠杆菌的数量。 到生活中去 测定饮水中大肠杆菌数量的方法 练习与应用 1.研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌。判断下列相关表述是否正确。 （1）这种培养基是一种选择培养基。( ) （2）利用这种石油降解菌可以降解石油，修复土壤。( ) （3）相对于未被污染的土壤，从被石油污染的土壤中更容易分离到石油降解菌。( ) 2.用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数，原因是( ) A.菌落中的细菌数目是固定的 B.平板上的一个菌落就是一个细菌 C.通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同 D.平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌 一、概念检测 √ √ √ D 练习与应用 二、拓展应用 1.反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验，从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。 反刍动物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡，因此从中分离能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基，还应该参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。 2.地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40% ~ 60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用精杆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈(如下图所示)。请回答下列问题。 （1）现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请你给出详细的实验方案。 可以参考本节“探究·实践”中的设计思路进行设计。 练习与应用 （2）你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌？为什么？ 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，采集土样时，可以选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土等。 2.地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40% ~ 60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用精杆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈(如下图所示)。请回答下列问题。 练习与应用 （3）有同学说可以把滤纸埋在土壤中，经过一段时间后，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。 人工设置适合纤维素分解菌生存的环境，腐烂的滤纸上很可能有纤维素分解菌。 课堂小结 微生物的数量测定 选择培养基的作用 微生物选择培养获取纯培养物的方法-稀释涂布平板法 微 生 物 的 选 择 培 养 和 计 数 选择培养基 微生物的选择培养 科学实例 筛选原则 选择培养基的概念及举例 稀释涂布平板法的操作过程 间接计数法 — 稀释涂布平板法 直接计数 —计数板计数法 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 培养基的制备 （1）土壤取样 （2）样品的稀释 （3）稀释涂布平板法接种 （4）微生物的培养与观察 实验设计 $