2018-2019学年浙科版选修1 第一章 分离以尿素为氮源的微生物 学案
高中生物选修1生物技术实践学案 实验2 分离以尿素为氮源的微生物
实验2 分离以尿素为氮源的微生物1．实验原理 脲或称尿素，是 降解产物，有一些细菌含脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
在尿素固体培养基中加入 指示剂，如有含脲酶的细菌存在，这些细菌会向外分泌脲酶，使培养基中的尿素分解产生氨，导致培养基pH 升高，颜色变 。
可用______________固体培养基作为对照。
2．实验步骤3．实验结果4．讨论分析·题组训练1．下列培养基中，能分离出分解尿素的细菌的是（ ）A ．葡萄糖、NaCl 、K 2HPO 4、酚红、琼脂糖、水B ．蛋白胨、酵母提取液、NaCl 、K 2HPO 4、酚红、琼脂糖、水C ．葡萄糖、NaCl 、K 2HPO 4、酚红、琼脂糖、水、尿素D ．蛋白胨、酵母提取液、NaCl 、K 2HPO 4、水、尿素2．幽门螺杆菌（Hp ）感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。
在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。
实验基本步骤如下：(NH 2)2C=O+H 2O 脲酶 2NH 3+CO 2请回答：（1）在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现色环带。
（2）下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是灭菌。
A．高压蒸汽 B．紫外灯照射 C．70％酒精浸泡 D．过滤（3）步骤X表示。
在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液到培养基平面上。
菌液稀释的目的是为了获得菌落。
（4）在培养时，需将培养皿倒置并放在中。
若不倒置培养，将导致。
（5）临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的_________分解为NH3和14CO2。
现从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如下图所示：3．（1）欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，将土壤用进行一系列的梯度稀释，同一浓度的土壤稀释液应至少涂布个平板，通常以每个培养皿中有个以内的单菌落的那一组稀释倍数为最合适。
（2）接种后的培养皿于37 ℃的恒温箱中培养。
高中生物-分离以尿素为氮源的微生物
高中生物-分离以尿素为氮源的微生物1.菌种特点含有脲酶，可以通过降解尿素作为其生长的氮源。
2.培养基用以尿素为唯一氮源的培养基培养，以3.实验原理(1)筛选以尿素为氮源的微生物，可使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养选择。
(2)细菌合成的脲酶能将尿素分解成氨气3，致使pH升高，使酚红指示剂变红。
4.实验步骤5.反应的鉴定在配制培养基时，加入指示剂酚红，培养时细菌将尿素分解并产生碱性的氨，使培养基上菌(1)分离以尿素为氮源的微生物时，配制的培养基中加入酚红作为酸碱指示剂，加入琼脂作为凝固剂(❌)(2)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类(错误)(3)从物理性状的角度看，选择培养基多属于固体培养基(正确)(4)对细菌进行计数只能采用涂布分离法，而不能用划线分离法(❌)精确——涂布(5)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源(正确)(6)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低(错误)如图为分离以尿素为氮源的微生物的实验，思考回答下列问题：(1)实验目的是使用含有尿素的培养基分离能产生脲酶的细菌，使用酚红指示剂作为指示剂。
(2)有脲酶的细菌菌落周围出现有色环带的原因是什么？细菌分泌脲酶，可以将尿素分解为氨气改变酸碱度，使酚红指示剂变红(3)制备尿素固体培养基的过程中采用的灭菌方法有高压蒸汽灭菌法、G6玻璃砂漏斗过滤法。
(4)从上图所示实验过程中可判断出细菌悬液C的稀释度为10^-4 。
1.幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。
在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。
实验基本步骤如下：配制培养基→灭菌、倒平板→X→培养→观察请回答下列问题：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有___脲酶_____，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现___红___色环带。
(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是______D____灭菌。
实验2分离以尿素为氮源的微生物
稀释度10-3
稀释度10-4
LB固体培 养基
氮 源
实施方案
3、用涂布分离法分离细菌
10-3、10-4、10-5、 10-6各做三个培养皿
的
4、将培养皿倒置培养。
微
37 ℃恒温培养24-48h
生
5、观察。
物
1、说出涂布分离时的注意事项？
分
离
六 2、与LB全营养培养基菌落数相比，尿素培养基上为
以
什么只有少量菌落？
尿
能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占极少数量。
离
四 2、要分离以尿素为氮源的微生物，培养基如何选择？
以
如何设计对照实验？设计实验还要遵循什么原则？
尿
实验组：尿素固体培养基
素
对照组：全营养LB固体培养基
为 氮
设计方案
重复性原则。 3、尿素如何灭菌？为什么要用琼脂糖代替琼脂配制固
源
体培养基？酚红的作用？
的
G6玻璃漏斗过滤； 琼脂未被纯化，有含氮化合物。
微 生
作为指示剂，NH3使培养基的pH升高，遇酚红呈红色； 4、本实验中用什么方法分离细菌？
物基
全营养LB固体培养基 尿素固体培养基
离 以
五
灭菌 (G6玻璃砂漏斗过滤尿素)
尿
倒平板 LB固体培养基和尿素固体培养基分别倒平板
素 为
2、制备细菌悬液 注意：取样时，尽量只取悬液。
浙科版高中生物选修一 《生物技术实践》
衢州二中 范苗
分
离
一
尿素（脲）是蛋白质降解的产物。人和其他哺
以
乳动物的尿中都含有尿素，但它不能直接被农作物
尿
吸收，大量的尿素存在会对会对环境造成污染。
实验2 分离以尿素为氮源的微生物
0.5
0.5
0.5
0.5
各盛有 4.5ml 无菌水 1克土样 99
各 浓 度 做 3 个 培 养 皿
-5 -5
-6 -6
-5
-6
对照组： LB固体培养基 实验组：尿素固体培养基
分析与讨论：
1、为什么要用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基？
3、有脲酶的细菌菌落周围为什么有着色的环带出 现？
细菌向胞外分泌脲酶，使培养基中的尿素水解，尿素分解后 产生氨，氨为碱性，酚红在酸性环境中为黄色，在碱性环境 里变为红色。培养基中的酸碱指示剂产生颜色变化，标志着 存在脲酶水解尿素的作用，从而证明这一菌株可以以尿素为 氮源。红色环状区域的大小代表脲酶活性的强弱和含量的多 少。红色区域越大，表明菌株利用尿素的能力越强
4、与全营养培养基上的菌落数比较，为什么尿素 培养基上只有少数菌落？
能利用尿素的细菌在土壤菌群中只占极少数量。因为 人和其他哺乳动物产生的排泄物毕竟是少量的，而且 尿素还可以在高温下自然分解，因此，以尿素为氮源 的菌群较少
1 、土壤中的微生物种类和数量繁多，同学们试图探究土壤中 微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选 到能高效降解尿素的细菌（目的菌）。培养基成分如表所示， 实验步骤如图所示。 KH2PO4 1.4 g Na2HPO4 2.1 g MgSO4· 7H2O 0.2 g 葡萄糖 10 g 尿素 1 g 琼脂 15 g 将上述物质溶解后，用蒸馏 水定容到100 mL
脲酶
2NH3+CO2
本实验利用尿素培养基分离出土壤中能利用尿素的细 菌，由于尿素在脲酶的催化下分解产生了NH3，溶液 会呈碱性，可用酸碱指示剂颜色的变化检测
浙科版选修1学案
选修1 《生物技术实践》实验1 大肠杆菌的培养和分离1、细菌:细菌是单细胞的原核生物，有细胞壁（肽聚糖）、细胞膜、细胞质，无成型的细胞核。
有一大型环状DNA分子（拟核）和多个小型环状DNA(质粒)，以分裂（二分裂）的方式繁殖。
大肠杆菌是: 革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌，代谢类型: 异养兼性厌氧型。
( 菌体:指细菌细胞单菌落:单个细菌细胞在固体培养基形成的细胞群。
芽孢:细菌细胞休眠体) 2、培养基（1)培养基的基本成分：水、碳源(提供碳元素)、氮源(提供氮元素)、无机盐。
（2）培养基的类型(按物理形态):①LB液体培养基(用于菌种的扩大培养) ②LB固体培养基（用于分离菌种和保存菌种）（3）培养条件: 适宜的PH、温度、溶氧量、渗透压等（4）培养基的配置:“细菌喜荤，霉菌喜素”①细菌培养基要用蛋白胨和酵母提取物来配制，还要加入一定的氯化钠，以维持一定的渗透压，PH为中性偏碱；②霉菌培养基一般用无机物配制或添加蔗糖的豆芽汁即可，PH为中性偏酸。
(5)培养条件:适宜的PH、温度、溶氧量、渗透压等3、无菌操作(1)目的要求:防止所利用的微生物被其他微生物(杂菌)污染(2) 无菌操作过程:①各种器皿和培养基必须是无菌的，用高压蒸气锅灭菌[121 0C，1kg/cm2，15min] 灭菌；接种环也必须无菌,可以灼烧灭菌②转移培养基、倒平板、接种、平板划线、平板稀释涂布等操作中的每一步都要做到无杂菌污染，在超净台（打开紫外灯和过滤风，灭菌30min）上酒精灯火焰旁操作。
转移时培养基不能沾在皿壁和瓶口上。
③棉花塞的制作标准:棉塞周围没有皱褶和缝隙，容易拔出，但手提棉塞时，三角瓶或试管不能落下来。
其中棉花用非脱脂棉（为什么?）。
④实验中使用过的器皿、培养基都需经过灭菌后才能清洗。
4、细菌的分离方法有两种：划线分离法和涂布分离法。
这是消除污染杂菌的通用方法，也是用于筛选高表达量菌株的最简便方法之一。
(1) 划线分离用接种环蘸菌液后在含有固体培养基的培养皿平板上连续划线，在划线的过程中菌液逐渐减少，细菌也逐渐减少，划线到最后，可使细菌间的距离加大。
2018-2019学年浙科版选修1 分离以尿素为氮源的微生物 作业
课时跟踪检测（二）分离以尿素为氮源的微生物1．从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如图所示：(1)图中物质A为________________，若要统计每克土壤样品中以尿素为氮源的细菌的活菌数目，宜采用________________法接种到尿素培养基上，对照组配制的培养基为____________培养基，若用同浓度的土壤稀释液接种，实验组培养皿中菌落数____________(填“大于”“等于”或“小于”)对照组。
在能利用尿素的细菌菌落周围，有红色环带出现的原因是_______________________________________________。
(2)下列培养基中，能分离出分解尿素的细菌的是()A．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水B．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、尿素C．NaCl、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素D．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物(3)欲将分离得到的以尿素为氮源的细菌进行扩大培养，应使用________培养基。
答案：(1)无菌水涂布分离LB全营养小于能利用尿素的细菌产生的脲酶，将培养基中的尿素分解，产生的氨使指示剂呈红色(2)B(3)LB液体2．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。
某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。
请回答下列问题：(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入______作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基________(填“影响”或“不影响”)细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用____________________法。
(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于__________________________________；使用________________________________法可以在⑥上获得单菌落。
2018-2019学年浙科版选修1 第一部分 第1课时 大肠杆菌的培养和分离 学案
探究 2——归纳概括
2018-2019 学年
1．培养基的成分
营养物质
定义
作用
主要来源
碳源
能提供碳元素的物质
构成生物体的细胞物质和 一些代谢产物，有些也是 异养生物的能源物质
无机碳源：CO2、 NaHCO3 等；有机碳 源：糖类、脂肪酸、 石油等
氮源
能提供氮元素的物质
合成蛋白质、核酸及含氮 的代谢产物
常用方法
消灭微生物的数量 芽孢和孢子能否被消灭
消毒
灭菌
较为温和
强烈
煮沸消毒、化学药剂消 灼烧灭菌、干热灭菌、
毒、紫外线消毒
高压蒸汽灭菌
部分生活状态的微生物
全部微生物
不能
能
2．几种消毒和灭菌方法及其适用范围
类型
适用范围
操作方法
煮沸 消毒法
日常生活
100 ℃煮沸 5～6 min
消毒 方法
巴氏 消毒法
化学 药剂
分，就不能用此方法，A 项错误；超净工作台或接种箱用紫外灯灭菌 30 min，同时还需打开
过滤风，C 项错误；灭菌后的培养基、器具不一定达到了完全无菌，而且要防止二次污染，
D 项错误。
2018-2019学年浙科版选修1 第一部分 第2课时 分离以尿素为氮源的微生物 学案
第2课时 分离以尿素为氮源的微生物一、实验目的、原理1．实验目的(1)使用专一的培养基(含有尿素)分离专一的细菌(有脲酶的细菌)。
(2)利用指示剂颜色的变化检知酶(脲酶)所催化的反应。
2．实验原理 (1)不同微生物利用的氮源种类不同，有一些细菌含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
(2)尿素在脲酶的作用下降解产生NH 3，使培养基的pH 升高，于是培养基中的酚红指示剂变成红色。
思考 能在选择培养基上生长的肯定是所筛选的细菌吗？答案 原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的过程。
有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长和繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需要进一步验证。
探究1——注重方法1. 酚红指示剂的选择本实验中，酚红作为酸碱指示剂被添加到了培养基中，其变色的pH 范围是6.4～8.2，在酸性情况下呈黄色，碱性情况下呈红色。
以尿素为氮源的微生物培养一段时间后，由于细菌产生的脲酶向周围扩散，将培养基中的尿素分解，产生的NH 3使培养基的pH 升高变成碱性，于是培养基中的酚红指示剂变成红色，圆形红色区域愈大，表明这种菌利用尿素的能力愈强。
2．培养基的配制与灭菌上述是选择培养基的是尿素固体培养基。
用琼脂糖代替琼脂配制固体培养基的原因是：琼脂中含有少量含氮化合物，用琼脂糖代替琼脂作为微生物培养基的固化剂，是为了尽可能使培养基中只含尿素一种含氮化合物，以防止琼脂中的含氮化合物被不能以尿素为氮源的细菌利用，有利于对以尿素为氮源的细菌的筛选。
思维拓展 常见选择培养基的用途不同(1)加高浓度食盐：用于筛选获得金黄色葡萄球菌。
(2)加青霉素：用于筛选获得真菌(酵母菌和霉菌)，原理是青霉素能破坏原核生物的细胞壁，杀死原核生物。
(3)缺少氮源的培养基：用于筛选得到自生固氮菌。
(4)缺少碳源的培养基：筛选自养型微生物。
3．分离原理尿素固体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，缺乏氮源而不能正常生长繁殖，所以，用尿素固体培养基能够筛选出分解尿素的微生物。
生物选修1实验分离以尿素为氮源的微生物
人为 有利于目的菌株生长抑制 条件 或阻止其他微徽生物生长
微生物计数方法与原理
对照设置与重复设置
实验设计
实验方案
微生物计数方法与原理
稀释涂布平板法 显微镜直接计数
实验操作
结果与分析
教学小结
培 养 基 的 配 制 和 灭
制
采 集 土 样
备 土 壤 浸 出
液
菌
制备菌悬液
分离和纯化 菌种
稀释涂布 平板法 分离
四.实验操作具体步骤：
2.采集土样
土壤采样方法：用小铲子去除5 cm表土，取离地 面5-15cm处的土样1克，盛于预先灭菌的牛皮纸 袋中扎紧。
针对前面提出的问题， 你会想到去哪取样呢？
养猪场附近 有哺乳动物排泄物的地方
因为在这“我”才能活下去呀
四.实验操作具体步骤：
3.制备一定浓度的细菌悬液
在无菌条件下，将1g土样加到有99mL无菌水的三角瓶中，振荡 10min，即成10-2土壤稀释液。依此法制备10-3、10-4、10-5土壤稀 释液。取样时，尽量只取悬液。摇匀，放在试管架上。
请注意：①选择菌落数在30～300的平板计数。 ②每个稀释度取3个平板取其菌落的平均值。 ③统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
实验视频学习
思考视频中的各步骤与教材中的具体操作有什么不同， 对实验结果有何影响。
1.土样的选择不同
1.不同的土样所含有的微生物种类和数 量不同
2.菌液的稀释倍数不同
2.根据培养基的用途来定：分离菌落为 目的，则菌落数在20个以内为宜；计数 则以30-300个菌落数的稀释度为宜。
排除实验组中非测试因素对实验结果的影响，提高实验的可信度
巩固练习
3.在做本课题实验时，甲同学筛选出的菌落与其他同学不同， 并且他在设计实验时并没有设置对照。思考下列问题： （1）你认为出现甲同学这种结果的原因可能是什么？ __一__是__由__于__土__样__不__同__，__二__是__由__于__培__养__基_。污染或操作失误。 （2）要帮助甲同学排除可能影响实验结果的因素，需要设置 _对__照__实__验_，实验方案有两种：一种方案是可以由其他同学用与 甲同学一_样__的__土__样_ 进行实验，如果结果与甲同学一致，则证明 甲同学____无__误______，如果结果不同，则证明甲同学存在操作 __失__误_______或___培__养__基___的配制有问题。另一种方案是将甲同 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______。 （3）由此问题你得出的启示是什么？ _____做__实__验__时__一__定__要__设__置__对__照___________________。
高中生物 第一部分 微生物的利用 实验2 分离以尿素为氮源的微生物知能演练 浙科版选修1
实验2 分离以尿素为氮源的微生物一、选择题1.土壤中有些微生物能利用尿素是因为( )A．其体内含有脲酶B．其体内含有氨(NH3)酶C．它能将CO2合成为有机物D．它们不需要氮源解析：选A。
能利用尿素的微生物就是因为体内含有脲酶，可降解尿素为其生长繁殖提供氮源。
2.从土壤中分离以尿素为氮源的微生物时，所用的LB培养基由以下哪一组成分构成( )A．蛋白胨、NaCl、水、酵母提取物、琼脂B．蛋白胨、NaCl、水、琼脂糖C．蛋白胨、NaCl、水、酵母提取物、琼脂糖D．葡萄糖、NaCl、水、酵母提取物、琼脂解析：选C。
LB培养基必须含五大营养元素：碳源、氮源、水、无机盐、生长因子。
由于是固体培养基还必须有凝固剂，为与尿素培养基作对比，所用凝固剂不能带来氮源干扰，因此只能选择相对更为纯净的琼脂糖了。
3.用10－4稀释度的细菌悬液分别涂布于LB、尿素培养基上，培养后的结果，以下叙述正确的是( )A．LB培养基上未出现任何菌落B．尿素培养基上出现的菌落数量和种类都多于LB培养基上的C．尿素培养基上出现的菌落数量和种类都少于LB培养基上的D．尿素培养基上是不可能出现菌落的解析：选C。
LB培养基为完全培养基，会出现大量菌落。
尿素培养基上只有能以尿素做氮源的微生物能存活，因此其上的菌落数量和种类都将会减少。
尿素培养基上出现的菌落就是能利用尿素的那些微生物菌落。
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应稀释倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。
A同学的结果产生原因可能有( )①由于土样不同②由于培养基污染③由于操作失误④没有设置对照A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④解析：选A。
该同学可能取的土样不同，可取其他同学的土样进行培养，同时将未接种的培养基同时培养，如果结果不是大约50个菌落，可能是培养基污染或操作有误；如果结果和其他同学数据相同，且未接种的培养基没有菌落生成，说明是土样不同。
2019-2020学年高中生物 第一部分 微生物的利用 实验2 分离以尿素为氮源的微生物学案 浙科版选修1
实验2 分离以尿素为氮源的微生物[学考报告]知识内容考试属性 考情解读分离以尿素为氮源的微生物 加试 1.进行微生物分离。
使用含有尿素的培养基，采用涂布分离法，分离有脲酶的细菌。
2.使用酚红指示剂检测以尿素为氮源的细菌的存在。
3.说明分离以尿素为氮源的细菌的实验原理。
4.举例说明本实验分离出来的细菌不一定都是以尿素为氮源的细菌一、以尿素为氮源的微生物1.尿素又称脲，是蛋白质降解的产物。
在人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，植物不能直接吸收尿素，因此大量尿素的存在将对环境造成污染。
2.以尿素为氮源的微生物这些细菌可以尿素为氮源，是因为其含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
其利用尿素的反应式为：(NH 2)2C ＝O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2。
3.分离以尿素为氮源的微生物所依据的原理在氮源只有尿素时，这些微生物能利用尿素获得氮源而存活；而其他微生物却不能利用尿素，最终因为缺乏氮源而死亡。
二、从土壤中分离出以尿素为氮源的微生物实验1.实验目的(1)使用以尿素为唯一氮源的培养基分离含有脲酶的细菌。
(2)通过指示剂颜色的变化检知酶(脲酶)所催化的化学反应(培养基pH 的变化)。
(3)统计被检测的土壤中含有的以尿素为氮源的微生物的数量。
2.实验原理(1)用选择培养基(培养基类型)可分离出以尿素为氮源的微生物。
(2)在细菌分解尿素的化学反应中，细菌产生的脲酶将培养基中的尿素分解成氨，使培养基变碱，pH 升高，酚红指示剂变红。
(3)根据培养基中的菌落数，可统计土壤样品中含有的这种微生物的数量。
3.实验步骤(1)倒平板：在60 ℃左右时，将两只三角瓶中已灭菌的LB固体培养基和尿素固体培养基，在酒精灯旁分别倒入两个培养皿中，在水平的超净台上摇匀，平放至凝固。
(2)制备细菌悬浮液将土样1 g，在无菌条件下加到有99 mL无菌水的三角瓶中，振荡10 min，制成10－2稀释液；从该稀释液中取0.5 mL悬液加到4.5 mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成10－3稀释液；再从10－3稀释液中取0.5 mL悬液加到4.5 mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成10－4稀释液；依此法可依次制备出10－5、10－6……土壤稀释液。
分离以尿素为氮源的微生物导学案
实验2 分离以尿素为氮源的微生物【学习目标】1.使用专一的培养基（含有尿素）分离专一的细菌（有脲酶的细菌）。
2.利用指示剂颜色的变化检知酶（脲酶）所催化的反应。
【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配置【教学难点】选择培养基的配置【知识链接】1.培养基一般都含有、、、四类营养物质，另外还需要满足微生物生长对、以及的要求。
2.培养基的分类：按照物理性质可以分为、、；按照化学性质分为和；按照用途分为和。
3.尿素可以为农作物提供肥，但是只有被分解成之后，才能被植物吸收利用。
4.以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：（1）；（2）。
【导学过程】（一）筛选菌株1.原理：人为提供有利于生长的条件（包括等），同时抑制或阻止其他微生物生长。
2.方法：选择培养基定义：在微生物学中，将允许的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
配制的依据：①在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，加入可以分离出酵母菌和霉菌。
加入高浓度的食盐可得到。
这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。
②培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。
如培养基中缺乏源时，可以分离固氮微生物。
③当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。
④改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在环境中培养只能得到耐高温的微生物。
讨论1：怎样寻找耐高温的酶呢？讨论2.如何找到能够分解石油的细菌？（二）设置对照设置对照的主要目的对照试验的定义：（三）实验设计实验设计包括，所需、、用具和药品，具体的以及时间安排等的综合考虑和安排。
（1）土壤取样从富含有机物、潮湿、pH≈ 的土壤中取样。
铲去，在距地表约cm 的土壤层取样。
（2）制备培养基准备牛肉膏蛋白胨培养基和用作为氮源的选择培养基。
牛肉膏蛋白胨培养基作为，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
（3）微生物的培养与观察将土样以1、10-1、10-2……依次等比稀释至10-7稀释度，按照浓度从低到高的顺序涂布平板，（是否）更换移液管。
浙科版生物选修一《生物技术实践 》《分离以尿素为氮源的微生物》教案-新版
实验2 分离以尿素为氮源的微生物【学习目标】1.使用专一的培养基（含有尿素）分离专一的细菌（有脲酶的细菌）。
2.利用指示剂颜色的变化检知酶（脲酶）所催化的反应。
【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配置【教学难点】选择培养基的配置【教学过程】（一）引入新课上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。
下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。
（二）进行新课1.基础知识1.1 尿素是一种重要的氮肥，农作物不能直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为氨和CO2，这是因为细菌能合成脲酶。
1.2 科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物，这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是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。
点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。
所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。
〖思考1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的是尿素，琼脂的作用是凝固剂。
〖思考2〗该培养基对微生物具有选择作用。
如果具有，其选择机制是只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长。
1.3在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。
除此之外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。
【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。
公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量1.4 采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中一个活菌。
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。
为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。
〖思考3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是：（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数。
〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是：恰当的稀释度。
高中生物第一章实验二分离以尿素为氮源的微生物教学案浙科版选修1
实验二分别以尿素为氮源的微生物1.有一些细菌含有脲酶，它们能够经过降解尿素作为其生长的氮源。
利用以尿素作为唯一氮源的培养基即可分别出此类微生物。
2．在微生物学中，将赞同特定种类的微生物生长，同时控制或阻拦其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
3．以尿素为氮源的微生物能分解尿素产生氨，氨为碱性，酚红指示剂在碱性下为红色，红色地域大小代表脲酶活性强弱和含量的多少。
1．尿素又称脲，是蛋白质降解的产物。
在人和其他哺乳动物如牲口的尿中都含有尿素，大量尿素的存在会对环境造成污染。
2．以尿素为氮源的微生物的特点含有脲酶，经过降解尿素作为其生长的氮源。
其利用尿素的反应式为：(NH2) 2C＝ O＋ H2O脲酶 ,2NH3＋ CO2。
3．分别以尿素为氮源的微生物(1)实验原理：①在以尿素为唯一氮源的选择培养基上生计的微生物能以尿素为氮源。
②细菌合成的脲酶能将尿素分解成NH3，致使 pH 高升，使酚红指示剂变红。
(2)培养基的比较：制备 LB 全营养培养基和尿素为唯一氮源的培养基，分别培养土壤中的微生物，并对菌落观察并计数。
(3)实验步骤：1．分别以尿素为氮源的微生物所采用的分别方法是()A．涂布分别法B．划线分别法C．稀释分别法D．选择分别法解析：选A微生物的分别方法多种多样，本实验使用了涂布分别法。
2．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数量，其结果与本质值对照()A．比本质值高B．比本质值低C．和本质值一致D．比本质值可能高也可能低解析：选B培养基上的一个菌落也可能由相连的两个或多个菌体生殖而来，并且该方法测得的是活菌的菌落数量，未包括死菌数，因此统计的活菌数要少于菌体本质值。
3．以下有关表达，错误的选项是()A．在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会致使培养基呈酸性B．地表土壤中含有必然量的脲C．以尿素为氮源的细菌含有脲酶D．脲是一种有机化合物，含有氮元素脲酶解析：选 A22232依照反应式： (NH ) C＝ O＋H O――→2NH＋ CO，在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会产生NH3，从而致使培养基呈碱性。
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实验二分离以尿素为氮源的微生物1．尿素 又称脲，是蛋白质降解的产物。
在人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，大量尿素的存在会对环境造成污染。
2．以尿素为氮源的微生物的特点 含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。
其利用尿素的反应式为：(NH 2)2C ＝O ＋H 2O 脲酶,2NH 3＋CO 2。
3．分离以尿素为氮源的微生物(1)实验原理： ①在以尿素为唯一氮源的选择培养基上生存的微生物能以尿素为氮源。
②细菌合成的脲酶能将尿素分解成NH 3，致使pH 升高，使酚红指示剂变红。
(2)培养基的对照：制备LB 全营养培养基和尿素为唯一氮源的培养基，分别培养土壤中的微生物，并对菌落观察并计数。
(3)实验步骤：1．分离以尿素为氮源的微生物所采用的分离方法是( )1.有一些细菌含有脲酶，它们可以通过降解尿素作为其生长的氮源。
利用以尿素作为唯一氮源的培养基即可分离出此类微生物。
2．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，称作选择培养基。
3．以尿素为氮源的微生物能分解尿素产生氨，氨为碱性，酚红指示剂在碱性下为红色，红色区域大小代表脲酶活性强弱和含量的多少。
A ．涂布分离法B ．划线分离法C ．稀释分离法D ．选择分离法解析：选A 微生物的分离方法多种多样，本实验使用了涂布分离法。
2．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目，其结果与实际值相比( )A ．比实际值高B ．比实际值低C ．和实际值一致D ．比实际值可能高也可能低解析：选B 培养基上的一个菌落也可能由相连的两个或多个菌体繁殖而来，并且该方法测得的是活菌的菌落数目，未包括死菌数，因此统计的活菌数要少于菌体实际值。
3．下列有关叙述，错误的是( )A ．在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会导致培养基呈酸性B ．地表土壤中含有一定量的脲C ．以尿素为氮源的细菌含有脲酶D ．脲是一种有机化合物，含有氮元素解析：选A 根据反应式：(NH 2)2C ＝O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2，在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会产生NH 3，从而导致培养基呈碱性。
4．用以尿素为唯一氮源加入酚红指示剂的培养基，培养尿素分解菌后，指示剂将( )A ．变蓝色B ．变红色C ．变黑色D ．变棕色 解析：选B 尿素分解菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，会使培养基的碱性增强，pH 升高，加入酚红指示剂将变红色。
5．在细菌分解尿素的化学反应中，生成物中除CO 2外还有( )A ．N 2B ．NO －2C ．NO －3D ．NH 3解析：选D 以尿素为氮源的微生物中含有脲酶，它能降解尿素并产生NH 3，为其生长提供氮源，其反应如下：(NH 2)2C===O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2。
核心要点(一)| 分离以尿素为氮源的微生物1．筛选菌株的原理(1)原理：根据不同微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性不同而制备培养基。
(2)方法：①在培养基中加入某种化学物质。
例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。
②改变培养基中的营养成分。
例如，缺乏氮源时可以分离固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物；用含无机碳源的培养基分离自养型微生物。
③改变微生物的培养条件。
例如，将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物；用普通培养基在无氧条件下分离厌氧型和兼性厌氧型微生物。
[特别提醒]能在选择培养基上生长的不一定是目的菌原则上选择培养基只能允许特定种类的微生物生长，但实际上，微生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能在选择培养基上生长的微生物不一定都是所需的微生物，还需进一步的鉴定。
2．统计菌落数目的方法微生物生长量的测定有计数法、重量法、生理指标法等方法，但是一般使用计数法，计数法可分为直接计数法和间接计数法。
二者的比较如下表所示：[题组冲关]1．下列有关尿素培养基的叙述，错误的是()A．根据物理性质划分，该培养基属于固体培养基B．培养基中的唯一氮源为尿素，用以筛选以尿素为氮源的微生物C．培养基中的酚红，用以鉴别以尿素为氮源的微生物D．培养基中加入G6玻璃漏斗过滤的尿素后，要用500 g/cm2压力(90℃以上)灭菌30 min 解析：选D因为尿素加热会分解，所以应先将培养基经500 g/cm2压力灭菌30 min(为防止葡萄糖分解碳化)，再添加经过G6玻璃漏斗过滤后的尿素。
2．下列关于微生物培养和利用的叙述，错误的是()A．利用涂布分离法既能分离微生物也能对微生物进行计数B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步分散获得单个菌落C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌D．选择培养基作用的原理都是显现某微生物的特征，以区别于其他微生物解析：选D涂布分离法能分离纯化微生物也能对微生物进行计数；连续划线是将聚集的菌种逐步分散，以获得单个菌落；尿素分解菌的分离和鉴别可以选用以尿素为唯一氮源，且含酚红的培养基；选择培养基是在培养基中加入某一化学物质或改变某一理化性质，使某一微生物正常生长，而其他微生物则被杀灭或生长受到抑制，从而选出所需要的微生物。
3．土壤中有些微生物能利用尿素是因为()A．其体内含有脲酶B．其体内含有氨(NH3)酶C．它能将CO2合成为有机物D．它们不需要氮源解析：选A能利用尿素的微生物就是因为体内含有脲酶，可降解尿素为其生长繁殖提供氮源。
核心要点(二)| 分离以尿素为氮源的微生物实验分析1．样品稀释的问题(1)稀释原因：样品的稀释程度直接影响平板上生长的菌落数目。
当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。
因此，恰当的稀释度是成功地统计菌落数目的关键。
(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30～300之间，便于计数。
2．与涂布平板有关的问题(1)防止培养基外溅：在倒平板的过程中，不能将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。
(2)涂布器的灭菌：玻璃刮刀用70%酒精消毒，取出时，多余酒精在烧杯中滴尽，沾有少量酒精的玻璃刮刀在酒精灯火焰上引燃。
(3)设置对照：可排除实验中非测试因素对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
[题组冲关]4．(2012·浙江高考)幽门螺杆菌(Hp)感染是急慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。
在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。
实验基本步骤如下：配制培养基→灭菌、倒平板→X→培养→观察请回答：(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现________色环带。
(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是____灭菌。
A．高压蒸汽B．紫外灯照射C．70%酒精浸泡D．过滤(3)步骤X表示__________。
在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液________到培养基平面上。
菌液稀释的目的是为了获得__________菌落。
(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在____________中。
若不倒置培养，将导致______________________。
(5)临床上用14C呼气实验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的__________分解为NH3和14CO2。
解析：(1)幽门螺杆菌中含有脲酶，能将尿素分解成为NH3和CO2，故尿素为氮源。
NH3为碱性，能使酚红呈红色，故菌落周围会出现红色环带。
(2)尿素在高温下分解，故不能用高温灭菌法，只能采取过滤的方法。
(3)由细菌和真菌培养操作步骤可知，X为接种。
接种时，应将菌种均匀涂布在培养基上。
为了获得单菌落，接种前应该稀释菌液。
(4)为了形成单菌落还应该将培养皿倒置在恒温箱中。
(5)用14C标记尿素，分解后标记物全部在CO2中。
答案：(1)脲酶红(2)D(3)接种涂布单(4)恒温培养箱无法形成单菌落(5)尿素[随堂基础巩固]1．筛选、鉴别尿素分解菌的培养基氮源为()A．蛋白胨B．尿素C．酚红D．硝酸盐解析：选B分离尿素分解菌的培养基应以尿素为唯一氮源。
2．要从多种细菌中分离某种细菌，培养基要用()A．加入青霉素的培养基B．固体培养基C．液体培养基D．加入高浓度食盐的培养基解析：选B将聚集的菌种逐步稀释分散到固体培养基的表面，经过培养，可以分离到由一个细菌繁殖而来的肉眼可见的一定形态的菌落，即分离出某种细菌。
3．产生每个标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是()A．一个细菌，液体培养基B．许多细菌，液体培养基C．一个细菌，固体培养基D．许多细菌，固体培养基解析：选C在微生物的培养中产生每个标准菌落的细菌的最初数目是一个细菌，使用的培养基为固体培养基。
4．平板冷凝后，要将平板倒置，其原因是()A．接种时拿起来方便B．防止皿盖上的冷凝水落入培养基造成污染C．正着放置容易破碎D．方便在皿底上标记日期等内容解析：选B平板倒置主要是防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染。
5．用涂布分离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．平板上的一个菌落就是一个细菌B．菌落中的细菌数是固定的C．此时的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌D．此方法统计的菌落数一定与活菌的实际数相同解析：选C当稀释倍数适宜时，培养基上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌，但也可能由两个或两个以上活菌生长而成，因此菌落数往往比活菌的实际数低。
6．能产生脲酶的细菌菌落周围出现着色环带的原因是()A．外泌的脲酶将尿素水解成氨，氨为碱性，使酚红变为红色B．外泌的脲酶呈碱性使酚红变为红色C．外泌的脲酶将酚红分解成呈红色的物质D．酚红与脲酶反应后生成了呈红色的物质解析：选A能产生脲酶的细菌将脲酶分泌到细菌外，随后脲酶将培养基中的尿素水解成氨，氨为碱性，遇酚红变红色。
7．分离以尿素为氮源的微生物的土样最好取自()A．有大量植物生长的地方B．临水的地方C．有哺乳动物排泄物的地方D．干燥、空旷的地方解析：选C由于人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，因此含有哺乳动物排泄物的土壤中就可能存在以尿素为氮源的微生物。
[课时跟踪检测]1．从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如图所示：(1)图中物质A为________________，若要统计每克土壤样品中以尿素为氮源的细菌的活菌数目，宜采用________________法接种到尿素培养基上，对照组配制的培养基为____________培养基，若用同浓度的土壤稀释液接种，实验组培养皿中菌落数____________(填“大于”“等于”或“小于”)对照组。