高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用二 微生物的选择培养和计数教学设计

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第1章 发酵工程第2节 微生物的培养技术及应用二 微生物的选择培养和计数教学设计，共8页。教案主要包含了微生物的选择培养，微生物的数量测定，练习与巩固等内容，欢迎下载使用。


课题
微生物的选择培养和计数
单元
第一章
学科
生物
年级
高二
学习目标
与
核心素养
学习目标：1.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
2.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。
核心素养：1.文化基础：各类微生物都能适应其生活环境。
2.自主发展：根据微生物的代谢类型配制选择培养基。
3.社会参与：运用生物与环境相适应观点理解选择培养基的原理。
重点
难点
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
从社会中来
展示美国黄石国家公园相关图片，介绍分析水生栖热菌的筛选：水生栖热菌能在70～80 ℃的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。提出问题：如何筛选微生物？
欣赏美国黄石公园相关图片，思考高温下能生存的微生物特点。
通过自然显现的展示，激发学生学习的兴趣。
讲授新课
选择培养基：在微生物学中，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。比较不同选择培养基的筛选方法，特点。
方法
特点
举例
用微生物的营养特点进行选择培养
通过控制培养基的营养成分，使某种微生物能生长，其他微生物不能生长
利用只含有尿素一种氮源的培养基，可筛选出分解尿素的细菌
用某种化学物质进行的选择培养
在完全培养基中加入某些化学物质，利用加入的化学物质对微生物产生的影响，抑制某些微生物，同时选择所需的微生物
加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌
用培养条件进行的选择培养
改变微生物的培养条件
将培养基放在高温环境中培养可以得到耐高温的微生物
从众多的微生物中分离所需要的微生物。
思考与讨论
(1)如何从大豆田土壤中分离出固氮微生物？
提示：从大豆田土壤取土样，利用缺乏氮源的培养基可分离出固氮微生物。
(2)要分离出分解纤维素的微生物，应在什么样的环境中取土样？应配制什么样的培养基？
提示：应从富含纤维素的培养基中取土样，如树林中多年落叶形成的腐殖土。应配制以纤维素为唯一碳源的培养基。
(3)根据选择培养基的原理，如何筛选出耐酸菌？
提示：可将培养基的pH调至酸性，再接种培养。
应用选择培养基进行微生物分离培养(举例）
二、微生物的选择培养
1．分解尿素的细菌的分离
分解尿素的细菌能合成脲酶，该酶能催化尿素分解产生NH3，以此作为细菌生长的氮源。要将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方设计思路是培养基中除含有细菌必需的碳源、水、无机盐外，只含有尿素一种氮源。
2．稀释涂布平板法分离分解尿素的细菌
土壤中细菌的数量庞大，要想得到能分解尿素的细菌的纯培养物，必须要对土样进行充分稀释，然后再将菌液涂布到制备好的选择培养基上，操作过程如下：
采集土样→将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释→取0.1 mL菌液，滴加到培养基表面→将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中→将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器冷却后，再进行涂布→用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀→涂布的菌液被培养基吸收后，将平板倒置，放入30～37 ℃的恒温箱中培养1～2 d。
播放土壤中分解尿素的分离与计数视频回答相关问题
展示稀释涂布平板法过程和结果的图解，提出“如何进行微生物的计数？”
用稀释涂布平板法计数微生物的方法
(1)稀释涂布平板操作要求：按照平行重复原则，每一稀释度的菌液涂布3个或3个以上的平板。
(2)计数的时机：当各平板上菌落数目稳定时进行计数。
(3)选择可用于计数的平板：选择菌落数在30～300的平板(相同稀释度的平板均符合该特点)进行计数，然后取平均值。
(4)每克样品中的菌株数＝某一稀释度下平板上生长的平均菌落数÷涂布平板时所用的稀释液的体积×稀释倍数。
是否还有其他微生物的数量测定方法？
三、微生物的数量测定
1．稀释涂布平板法
(1)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。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，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。
(2)注意问题：统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
2．显微镜直接计数法
(1)方法：利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数。
(2)注意问题：统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。
分析血小板计数法的计数方式和计算方法。
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。
项目
直接计数法
间接计数法
原理
利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物的数量
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。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
主要用具
显微镜、细菌计数板
培养基
计数数据
菌体本身
培养基上菌落数
优点
计数方便、操作简单
计数的是活菌
缺点
死菌、活菌都计算在内
操作较复杂，有一定误差
计算公式
每毫升原液含菌数＝每小格平均菌体数×400×10 000×稀释倍数
每毫升原液含菌数＝培养基上平均菌落数×稀释倍数÷涂布液体积
思考与讨论
1．统计菌落数目时，统计的菌落数是否是活菌的实际数目？
提示：由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
2．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pH发生什么变化？
提示：尿素分解菌将尿素转化为氨，使培养基的pH升高。
3．在用涂布器涂布平板时，为了操作方便是否可以完全打开培养皿盖？
提示：为了防止杂菌污染，不能完全打开皿盖。
到社会中去
活菌计数技术广泛应用于食品卫生、水源污染度的检验和土壤含菌量的测定等方面。如果你感兴趣，可以从下列项目中选做一个，并走访相关部门或企业，了解他们是如何进行检测的。
1.空气中微生物总数的检测
提示：沉淀法（1）将肉膏琼脂培养基、麦芽汁培养基、高氏培养基融化后，各倒4个平板。（2）分別取两个上述三种培养基平板，在空气中暴露5min，另外2个平板用于检查无菌空气管道排气口的无菌情况。
（3）将上述平板置28℃培养48h后计算其菌落数，并观察菌落形态、颜色，将结果列表
四、练习与巩固
1．用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是( )
A．涂布了1个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了2个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C．涂布了3个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163
D．涂布了3个平板，统计的菌落数分别是212、240和250，取平均值234
D [在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，A、B错误。C项虽然涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与其他的相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，此时，不能简单地用3个平板的计数值来求平均值，C错误。]
2．下图为“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验中样品稀释示意图。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．3号试管的稀释倍数为103倍
B．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数恰好为5号试管的10倍
C．5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为1.7×109个
D．该实验方法统计得到的结果往往会比实际活菌数目要多
C [3号试管的稀释倍数为104倍，A项错误；4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数不一定恰好为5号试管的10倍，B项错误；5号试管的结果表明每克土壤中的菌株数为(168＋175＋167) ÷3÷0.1×106＝1.7×109（个），C项正确；在固体培养基上可能存在两个或多个菌体形成一个菌落的情况，得到的结果往往会比实际活菌数目少，D项错误。]
阅读课文，概括选择培养基的概念。
通过对比，理解选择培养基的筛选特点、方法及适用微生物。
思考与讨论：小组讨论，完成相关探究，解决实际相关问题。
学生阅读P16—18，根据教材图解，分析微生物选择培养的方式稀释涂布平板法，提取课文重要知识点。
思考：如何进行微生物计数？
观看视频
思考：除了稀释涂布平板法外还有哪些计数方法？
学生阅读P16—18，通过表格，提出问题，分析微生物选择培养的类型，提取课文重要知识点。
思考与讨论：小组讨论，完成相关探究，解决实际相关问题。
分组讨论，联系实际，利用所学知识，应用于社会实践
根据所学，完成相关练习
根据微生物生活特点，概括选择培养基的概念。指导学生分析和解决问题。
通过对比，指导学生理解选择培养基的概念及分类方式。
提出一个问题比解决一个问题更重要，此环节可以让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中。
根据教材图解获取稀释涂布平板法的操作步骤。
提出问题引发思考。
观看视频，使学生更形象的了解分离和计数过程，感知知识形成，突出重点。
表格引导学生分析微生物选择培养的类型。
提出一个问题比解决一个问题更重要，此环节可以让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中。
回顾旧知，巩固和应用所学知识。
分组讨论，发散思维，将所学知识应用于社会实践中，提高学生学习的积极性，激发学生学习的兴趣。
通过练习及对练习的评价，了解学生对知识的理解情况，巩固所学知识，为继续学习奠定基础。
课堂小结
板书
微生物的选择培养与计数
1.选择培养基：概念
2.微生物的选择培养
分解尿素的细菌的分离
3.微生物的数量测定
稀释涂布平板法、显微镜直接计数法