高中生物浙科版选修1《生物技术概述》分离以尿素为氮源的微生物教案

这是一份高中生物浙科版选修1《生物技术概述》分离以尿素为氮源的微生物教案，共7页。教案主要包含了学习目标，教学重点，教学难点，教学过程，巩固练习等内容，欢迎下载使用。
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。
1.5统计的菌落数比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数来表示。
1.6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。
1.7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。
〖思考5〗请设计本实验的对照实验组：
方案1：其他同学用A同学的土样进行实验。
方案2：A同学以不接种的培养基作为空白对照。
2.实验设计
2.1 实验设计的内容包括实验方案、材料用具、实施步骤和时间安排等。
2.2 根据图示2－7填写以下实验流程：
菌落计数
配制土壤溶液
系列稀释
涂布平板与培养
2.3 土壤微生物主要分布在距地表3～8cm的近中性土壤中，约70％～80％为细菌。
2.4 分离不同的微生物采用不同的稀释度，其原因是不同微生物在土壤中含量不同，其目的是保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板。细菌稀释度为10-4、10-5、10-6，放线菌稀释度为10-3、10-4、10-5，真菌稀释度为10-2、10-3、10-4。
2.5 培养不同微生物往往需要不同培养温度。细菌一般在30～37℃培养1～2d，放线菌一般在25～28℃培养5～7d，霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4d。
2.6 在菌落计数时，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，以防止因为培养时间不足而导致遗漏菌落的数目。
点评：菌种中有些菌体增殖快，有些菌体增值慢，所以培养时间要充足，使得每个菌体都能形成肉眼可观察到的菌落。
2.7菌落的特征包括形状、大小、隆起程度、颜色等方面。
〖思考6〗土壤微生物种类最多、数量最大的原因是什么？土壤中营养物质含量丰富，环境条件适宜等。
2.9 实验过程
1）取土样用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都要灭菌。
2）应在火焰的旁边称取土壤10 g。将称好的土样倒入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，塞好棉塞。
3）在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行。
4）实验时要对培养皿作好标记。注明培养基类型、培养时间、稀释度、培养物等。
5）为了提高效率，在操作时更加有条不紊，应当事先规划时间。
〖思考9〗在研究未知微生物时务必规范操作，以防被致病微生物感染，实验后一定要洗手。
3.结果分析与评价
3.1 对分离的菌种作进一步的鉴定，还需要借助生物化学的方法。
3.2 在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨。氨会使培养基的碱性增强，pH升高。因此，我们可以通过检测培养基pH变化来判断该化学反应是否发生。
3.3 在以尿素为唯一的氮源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。
〖思考10〗测定饮水中大肠杆菌数量的方法是将一定体积的水用细菌过滤器过滤后，将滤膜放到伊红美蓝培养基上培养，大肠杆菌菌落呈现黑色，通过记述得出水样中大肠杆菌的数量。你认为在该实验中至少应取三个水样。
【巩固练习】
1.在一个“淀粉—琼脂”培养基的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放在37℃恒温箱中，保温处理24h后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：（C）
请指出④和⑤所发生的颜色反应，以及③接种的面包霉的分泌物分别是（ ）
A.棕黄色、棕黄色、淀粉酶B.蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶
C.棕黄色、蓝黑色、淀粉酶D.棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶
2.实验测定链霉素对3种细菌的抗生素效应，用3种细菌在事先准备好的琼脂块平板上画3条等长的平行线（3条线均与下图中的链霉素带接触），将平板置于37℃条件下恒温培养3天，结果如图所示。从实验结果分析以下叙述，不正确的是（ ）
A.链霉素能阻止结核菌的生长
B.链霉素对结核菌比对霍乱菌更有效
C.链霉素对结核菌比对伤寒菌更有效
D.链霉素可以用于治疗伤寒病人
3.利用生物工程生产啤酒、味精、胰岛素、酸奶的常用菌种分别是（ ）
A.酵母菌、枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
B.酵母菌、大肠杆菌、青霉菌、乳酸菌
C.酵母菌、谷氨酸棒状杆菌、大肠杆菌、乳酸菌
D.黄色短杆菌、酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌
4.下列操作不属于微生物的分离步骤的是（ ）
A.稀释 B.划线或涂布 C.接斜面 D.培养
5.影响微生物生长的主要环境因素是（ ）
A.阳光、温度、水分 B.温度、水分、pH
C.水分、pH、氧 D.温度、pH、氧
6.下列微生物的产物中没有菌种特异性的一组是（ ）
A.氨基酸、核苷酸、多糖、色素
B. 多糖、脂类、维生素、抗生素、氨基酸
C.核苷酸、多糖、维生素、毒素、抗生素
D.核苷酸、维生素、多糖、脂类、氨基酸
7.微生物代谢的人工控制是指（ ）
A.改变微生物的遗传特性
B.控制发酵时的温度
C.调节发酵过程中的pH，氧气通入量
D.包括A、B、C三项
8.在微生物群体生长规律的测定中，不可能发生的是（ ）
A.繁殖 B.生存斗争 C.种间斗争 D.种内斗争
9.与调整期长短有关的因素中，可缩短调整期的一组是（ ）
①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大
A.①③⑤⑦ B.②③⑤⑦ C.①④⑥ D.②④⑤⑥⑧
10.微生物群体生长善的测定方法可以是（ ）
①测定样品的细胞数目 ②测定次级代谢产物的总产量
③测定培养基中细菌的体积 ④测定样品的细胞重量
⑤测定初级代谢产物的总产量
A.②④ B.①④ C.①③⑤ D.②③④
参考答案：1—5 CDCCD 6—10 DDCCB淀粉圆点
实验处理方法
碘液处理后的颜色反应
①
新鲜唾液与盐酸混合
蓝黑色
②
经过煮沸的新鲜唾液
蓝黑色
③
接种面包霉
棕黄色
④
只有新鲜的唾液
？
⑤
只有一定浓度的蔗糖溶液
？