1、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、教学目标1.知识与技能利用选择培养基分离细菌,运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。2.过程与方法 体验无菌操作的实验过程。3.情感、态度与价值观关注我们身边周围都存在细菌,养成讲究卫生的良好习惯。二、学情分析教材从尿素在农业上的重要用途切入,介绍了土壤中能分解尿素的细菌,进而说明这种细菌的作用是能够合成分解尿素的酶。教学中,教师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感性认识。教材还简要地介绍了尿素的发现过程以及尿素合成的历史,这些都是“科学、技术、社会”教育的丰富素材。最后,教材明确指出了本课题的目的,有助于学生准确把握课题的
2、方向。三、重点难点教学重点 对土样的选取和选择培养基的配制。教学难点 对分解尿素的细菌的计数。四、教学过程4.1 第一学时4.1.1 教学活动活动 1【讲授】教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图导入课题教师讲解:我们上节学习了培养基的配置以及无菌操作技术,下面来学习如何进行细菌的分离,获得所需要的目的微生物。学生回忆专题 2 微生物的实验室培养里面关于培养基及无菌操作的相关知识。创设情景,引入新课研究思路1、筛选菌株1、教师让学生阅读课本 P21,讲解实例:DNA 多聚酶链式反应是一种在体外将少量 DNA 大量复制的技术,此项技术要求使用耐高温(93)的 DNA 聚合酶,因为热泉温度 70
3、80,淘汰了绝大多数微生物只有 Taq 细菌被筛选出来。引导学生得到启示根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找(即自然界筛选)。2、实验室中微生物的筛选原理实验室筛选: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。3、选择培养基: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。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。4、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培
4、养基就能够选择出分解尿素的微生物。5、教师让学生阅读课本怕 1 图 2-6,展示各种筛选菌株方法的多媒体图片:黄石公园热泉 海底火山大肠杆菌显色培养基 实验室筛选 SARS 菌株1、学生讨论为什么 Taq 细菌能从热泉中筛选出来吗?2、学生阅读课本 P22 侧边栏关于本课题使用的培养基成分相关内容,讨论并回答提供碳源和氮源的分别是什么物质。3、学生讨论培养基如何对微生物进行筛选。4、学生观看教师展示的多媒体图片。通过教师讲解知识点,引导学生对知识进行迁移学习,培养学生的逻辑迁移思维。通过观看图片,使学生由感性认识过渡到理性认识。培养学生的学科素养。2、统计菌落数目1、直接计数法:最常用的显微镜
5、直接计数2、间接计数法:最常用方法稀释涂布平板法。每克样品中的菌株数=(CV)MC:某一稀释度下平板上生长的平均菌落数V:涂布平板时所用的稀释液的体积(ml)M:稀释倍数1、学生举例血球计数板属于直接计数法。2、学生讨论并区别:稀释涂布平板法是用来计数的,而平板划线法是用来纯化的。知识的迁移,培养学生的知识整合能力。3、设置对照1、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。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。2、实例:在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时,A 同学筛选出约 15
6、0 个菌落,但其他同学只选择出约 50 个菌落,分析其原因。教师要求学生设计实验方案。学生设计实验方案:方案一:由其他同学用与 A 同学相同土样进行实验;方案二:将 A 同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培养基是否受到污染。小结:通过这个事例可以看出,实验结果要有说服力,对照的设置是必不可少的。培养学生的怀疑精神,并根据自身设计实验方案进行验证。培养学生的实验设计能力。实验设计1、教师讲解样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图。2、土壤取样:从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土 3cm 左右,再取样,将样品装入事先准备好的信封中。3、制备培养基和样品的稀释:制备
7、以尿素为唯一氮源的选择培养基,并按一定倍数稀释。4、微生物的培养与观察: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。学生讨论思考下列问题:1、如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?答:统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计 3 个平板,计算出平板菌落数的平均值,然后按课本旁栏的公式进行计算。2、为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?答:因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/kg)是不同的,为获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。通过实验设计,培养学生设计实验方案能力,培养学生的学科素养。体验无菌操作的实
8、验过程。操作提示1、无菌操作a、取土用小铁铲、盛土样信封在使用前都需要灭菌。b、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中,塞好棉塞。c、在稀释土壤溶液的过程中,每步都要在火焰旁操作。2、做好标记注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等。3、规划时间学生讨论实验过程的注意事项。培养学生的创新思维。结果分析与评价1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落2、样品的稀释操作是否成功3、重复组的结果是否一致学生交流成果,分析自己的成功之处和需要改进的地方。培养学生学会对别人评价和自我评价的能力课题延伸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
9、 升高,指示剂将变红,说明该细菌能够分解尿素脲酶的检测学生了解酚红指示剂的作用,通过对比认清颜色的区别。知识的延伸与迁移。教学内容教师活动学生活动设计意图导入课题教师讲解:我们上节学习了培养基的配置以及无菌操作技术,下面来学习如何进行细菌的分离,获得所需要的目的微生物。学生回忆专题 2 微生物的实验室培养里面关于培养基及无菌操作的相关知识。创设情景,引入新课研究思路1、筛选菌株1、教师让学生阅读课本 P21,讲解实例:DNA 多聚酶链式反应是一种在体外将少量 DNA 大量复制的技术,此项技术要求使用耐高温(93)的 DNA 聚合酶,因为热泉温度 7080,淘汰了绝大多数微生物只有 Taq 细菌
10、被筛选出来。引导学生得到启示根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找(即自然界筛选)。2、实验室中微生物的筛选原理实验室筛选: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。3、选择培养基: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。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。4、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。5、教师让
11、学生阅读课本怕 1 图 2-6,展示各种筛选菌株方法的多媒体图片:黄石公园热泉 海底火山大肠杆菌显色培养基 实验室筛选 SARS 菌株1、学生讨论为什么 Taq 细菌能从热泉中筛选出来吗?2、学生阅读课本 P22 侧边栏关于本课题使用的培养基成分相关内容,讨论并回答提供碳源和氮源的分别是什么物质。3、学生讨论培养基如何对微生物进行筛选。4、学生观看教师展示的多媒体图片。通过教师讲解知识点,引导学生对知识进行迁移学习,培养学生的逻辑迁移思维。通过观看图片,使学生由感性认识过渡到理性认识。培养学生的学科素养。2、统计菌落数目1、直接计数法:最常用的显微镜直接计数2、间接计数法:最常用方法稀释涂布平
12、板法。每克样品中的菌株数=(CV)MC:某一稀释度下平板上生长的平均菌落数V:涂布平板时所用的稀释液的体积(ml)M:稀释倍数1、学生举例血球计数板属于直接计数法。2、学生讨论并区别:稀释涂布平板法是用来计数的,而平板划线法是用来纯化的。知识的迁移,培养学生的知识整合能力。3、设置对照1、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。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。2、实例:在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数目的实验时,A 同学筛选出约 150 个菌落,但其他同学只选择出约 50 个菌
13、落,分析其原因。教师要求学生设计实验方案。学生设计实验方案:方案一:由其他同学用与 A 同学相同土样进行实验;方案二:将 A 同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养,作为空白对照,以证明培养基是否受到污染。小结:通过这个事例可以看出,实验结果要有说服力,对照的设置是必不可少的。培养学生的怀疑精神,并根据自身设计实验方案进行验证。培养学生的实验设计能力。实验设计1、教师讲解样品的稀释和稀释液的取样培养流程示意图。2、土壤取样:从肥沃、湿润的土壤中取样。先铲去表层土 3cm 左右,再取样,将样品装入事先准备好的信封中。3、制备培养基和样品的稀释:制备以尿素为唯一氮源的选择培养基,并按一定倍数稀
14、释。4、微生物的培养与观察: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。学生讨论思考下列问题:1、如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数?答:统计某一稀释度下平板上的菌落数,最好能统计 3 个平板,计算出平板菌落数的平均值,然后按课本旁栏的公式进行计算。2、为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度?答:因为土壤中各类微生物的数量(单位:株/kg)是不同的,为获得不同类型的微生物,就需要按不同的稀释度进行分离,同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。通过实验设计,培养学生设计实验方案能力,培养学生的学科素养。体验无菌操作的实验过程。操作提示1、无菌操作a、取土用小铁铲
15、、盛土样信封在使用前都需要灭菌。b、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥形瓶中,塞好棉塞。c、在稀释土壤溶液的过程中,每步都要在火焰旁操作。2、做好标记注明培养基种类、培养日期、平板培养样品的稀释度等。3、规划时间学生讨论实验过程的注意事项。培养学生的创新思维。结果分析与评价1、培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选菌落2、样品的稀释操作是否成功3、重复组的结果是否一致学生交流成果,分析自己的成功之处和需要改进的地方。培养学生学会对别人评价和自我评价的能力课题延伸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脲酶的检测学生了解酚红指示剂的作用,通过对比认清颜色的区别。知识的延伸与迁移。
