2020-2021学年生物选修一配套导学案：2.2土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 导学案

§2.2《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》导学案

班级：高二（）班姓名：

【学习目标】

1.简述细菌分解尿素的原理及鉴定分解尿素的细菌的方法。

2.研究培养基对微生物的选择作用,根据各类微生物的代谢特征,配制选择培养基。

3.学会分离、纯化特定微生物的研究思路和方法,掌握从土壤中分离出分解尿素的细菌并计数的操作过程。

【自主预习】

一、筛选菌株

1.自然界中目的菌株筛选的依据:根据它对_________的要求,到相应的环境中去寻找。

2.实验室中微生物筛选的原理:人为提供有利于__________生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时_____或_____其他微生物生长。

3.筛选分解尿素的细菌:在选择培养基的配方中,把尿素作为培养基中的唯一_____,原则上只有能够利用_____的微生物才能够生长。

二、统计菌落数目

1.常用方法:_________法。

2.统计依据:当样品的_______足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个_____。通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。

3.操作:

(1)设置重复组,增强实验的说服力与准确性。

(2)为保证结果准确,一般选择菌株数在________的平板进行计数。

4.计算公式:每克样品中的菌株数=(C÷V)×M,其中C代表某一稀释度下平板上生长的___________,V代表涂布平板时所用的_____________,M代表_________。

三、设置对照

1.对照实验:是指除了___________以外,其他条件都相同的实验。

2.主要目的:排除实验组中___________对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。例如,为了确认培养基是否被杂菌污染,需以不进行接种的培养基培养作为空白对照。

四、实验设计

1.土壤取样:

(1)取样原因:土壤有“微生物的___________”之称,同其他生物环境相比,土壤中的微生物,数量_____,种类_____。

(2)土壤要求:富含_______,pH接近_____且潮湿。

(3)取样部位:距地表约________的土壤层。

2.样品的稀释:

(1)稀释原因:样品的_________直接影响平板上生长的_________。

(2)稀释标准:选用一定稀释范围的样品液进行培养,保证获得菌落数在________,便于计数。

3.微生物的培养与观察:

(1)培养:根据不同微生物的需要,控制适宜的培养_____和培养时间。

(2)观察。

①观察方法:每隔24 h统计一次菌落数目,最后选取菌落数目稳定时的记录作为结果。

②菌落的特征:包括菌落的_____、_____、隆起程度和_____等。

五、操作提示

1.无菌操作:

(1)取土样的用具在使用前都需要_____。

(2)实验操作均应在_______进行。

2.做好标记:本实验使用的平板和试管比较多,为避免混淆,使用前应标明培养基的_____、_________以及平板上培养样品的_______等。

3.制定计划:对于耗时较长的生物实验,要事先制定计划,以便提高_________。

4.菌种鉴定:细菌合成的_____将尿素分解成氨,使培养基的_____增强。在以尿素为唯一氮源的培养基中加入_____指示剂,培养某种细菌后,若指示剂变___,可初步鉴定该种细菌能够分解尿素。

主题1研究培养基对微生物的选择作用

【互动探究】

1.筛选分解尿素的细菌的选择培养基：

教材P22左上方侧栏是本课题使用的培养基配方，请分析：

(1)在培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别是什么物质？

碳源是_________，氮源是_________。

(2)分离分解尿素的细菌的选择培养基是如何进行选择的？

该选择培养基的配方中，_______是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。

(3)为什么只有能分解尿素的微生物才能在该培养基上生长？

分解尿素的微生物能合成_______，而_______可将尿素分解成_____，从而为微生物提供氮源。

2.设计对照实验：

(1)如何验证该选择培养基的确筛选到了能分解尿素的细菌？

提示：增设__________________基础培养基并进行涂布平板操作，如果__________________培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，则说明选择培养基的确起到了筛选能分解尿素的细菌的作用。

(2)如何验证所用的选择培养基没有受到污染？

提示：设置一个__________________能筛选分解尿素的细菌的选择培养基。

【探究总结】

1.培养基中有无杂菌污染的判断方法：

(1)若对照的培养皿中无菌落生长，说明未被杂菌污染。

(2)若培养基中菌落数偏高，说明被杂菌污染。

(3)若菌落形态多样，菌落数偏高，说明培养基中混入其他杂菌。

2.选择培养基的筛选作用：若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，说明选择培养基具有筛选作用。

主题2进行微生物数量的测定

【互动探究】

1.统计菌落数目：

甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。

(1)甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？

提示：_________。为增加实验的说服力与准确性，应设置_________，在同一稀释度下涂布_________个平板，统计结果后计算_________。

(2)乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？

提示：_________。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的_________，找出差异的原因，需_________，而不能简单地舍弃后进行计数。(3)某同学在三种稀释度下吸取0.1 mL的菌液涂布平板，统计菌落数，得到了以下的数据，试计算1 g样品的活菌数。

(4)统计的菌落数比活菌的实际数目低，原因是：当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是_____个菌落。

2.对照实验设计的分析：

分析“设置对照”中的实例，探讨下列问题：

(1)在A同学确定自己操作无误的情况下，A同学得出的菌落数多于其他同学的原因可能有哪些？提示：可能是他选择的__________不同于其他同学；可能是__________受到了污染。

(2)如何设计对照实验帮助A同学排除上述两个可能影响实验结果的因素：

提示：①A同学与其他同学取一样的土壤进行实验，如果统计结果一致，则可以确定是_________不同于其他同学；

②将A同学配制的培养基在_________的情况下培养作为空白对照，以判断培养基是否受到污染。

3.微生物数量测定的实验设计：

(1)分离不同的微生物要采用不同的稀释度，原因是：土壤中各种微生物的________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

(2)怎样根据结果判断样品稀释操作是否成功？

提示：若得到了2个或2个以上菌落数目在________的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。

(3)本实验中应如何统计培养基上生长的菌落数？

提示：每隔______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。

【探究总结】

稀释涂布平板法的三个易错提醒

(1)稀释涂布平板法所选择倒平板的稀释度很重要，一般以3个稀释度中的第二个稀释度倒平板所出现的平均菌落数在50个左右的最好。

(2)在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组。