資源簡介

學習任務單
課程基本信息
學科 生物 年級 高二 學期 春季
課題 微生物的選擇培養和計數
學習目標
1. 通過實例，理解各類微生物都能適應其生活環境（生命觀念）； 2. 通過對“土壤中分解尿素的細菌進行分離和計數”實驗的學習，初步形成提出問題、實驗設計的能力（科學探究）； 3.根據微生物的代謝類型，配制選擇培養基，總結分離微生物的過程和測定微生物數量的常用方法，嘗試解決生產與生活中與之相關的實際問題（科學思維）。
課前學習任務
1. 復習“微生物的基本培養技術”相關內容，了解培養基的配制、無菌操作和微生物純培養的基本操作； 2. 自主閱讀教材p16-21，完成預學案（詳見附錄）。
課上學習任務
【學習任務一】
根據選擇培養基、稀釋涂布平板法的相關內容，以實驗小組為單位，圍繞單元主題“1g土壤中有多少能分解尿素的細菌”，進行實驗設計。
【學習任務二】 觀看“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數”虛擬仿真實驗視頻，小組合作思考討論完成下列問題： 如何確保本實驗的準確性（有哪些注意事項）？ 經稀釋涂布平板法統計的菌落數是否為實際數目？ 還有其他測量微生物數量的方法嗎？ 實驗結果中的單菌落周圍為何有紅色區域？
推薦的學習資源
武鳳霞,張淑彬,應夢真等.不同培養基濃度對土壤耐低溫微生物分離效果的影響[J].山東農業大學學報(自然科學版),2019,50(02):315-318. 周德慶.微生物教程（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2020. 沈萍，陳向東.微生物學（第8版）[M].北京：高等教育出版社，2016.
附錄：
預學案--教材研讀（自主學習）
一、選擇培養基
1._____________________（PCR）是一種在體外擴增DNA片段的技術，此項技術要求使用_ ______的DNA聚合酶。1973年，科學家從美國黃石國家公園的熱泉中篩選出水生棲熱菌，進而提取出_____的DNA聚合酶。這種酶目前已被廣泛用于_______________（PCR）。
2.概念：在微生物學中，將允許__________的微生物生長，同時_____或_____其他種類微生物生長的培養基。
3.類型：
（1）利用改變培養條件進行選擇培養。_______________→分離耐高溫的水生棲熱菌。
（2）利用添加某種化學物質進行選擇培養。加入_____→分離酵母菌、霉菌等真菌。加_____________→金黃色葡萄球菌。
（3）利用營養缺陷進行選擇培養。
不加碳源（含碳有機物）的培養基→分離出__________微生物。_________的培養基→分離出固氮菌。
4.實驗室中微生物的篩選原理
人為提供有利于___________________生長的條件（包括 _________、_________和_____等)，同時_________或 _________其他微生物的生長。
二、微生物的選擇培養
如果想知道1g土壤中有多少能分解尿素的細菌，還需要對土樣進行適當的處理以及科學的測定微生物數量的方法——_______________法。
1.稀釋涂布平板法
將菌液進行一系列__________，然后將不同稀釋度的菌液分別涂布到__________培養基的表面，進行培養?；静僮鳎海?）__________；（2）__________。
2.實驗操作流程
①鏟取土樣，將樣品裝入紙袋中。
②將10g土樣加入盛有90mL無菌水的錐形瓶中，充分搖勻，制成菌液。取1mL上清液加入盛有9mL無菌水的試管中，依次等比稀釋。
③取0.1mL菌液，滴加到培養基表面。
④將____浸在盛有____的燒杯中。
⑤將_____放在火焰上灼燒，待_____燃盡、涂布器冷卻后，再進行涂布。⑥用涂布器將菌液均勻地涂布在培養基表面。涂布時可_______________，使涂布均勻。
待涂布的菌液被培養基吸收后，將平板_____，放入30～37℃的恒溫培養箱中培養1～2d，在涂布有合適濃度菌液的平板上就可以觀察到分離的__________。
注意事項：
①10g土樣加入盛有90mL無菌水中后，已__________，在計算時，不要忽略；
②由于使用的是_____培養基，所以一般情況下，獲得的單菌落即目的菌，但因為有些微生物可以利用目的菌的代謝產物來生長繁殖，所以還需要進一步驗證；
③過程中所有操作都應在_______________旁進行；
④將涂布器從_____中取出時，要讓多余的酒精在燒杯中滴盡，然后再放在火焰上灼燒；不要將過熱的涂布器放在盛有酒精的燒杯中，以免引燃酒精。
三、微生物的數量測定
1.間接計數法——_______________法
（1）原理：當樣品的稀釋度足夠高時，培養基表面生長的一個單菌落，來源于樣品稀釋液中的__________。通過統計平板上的_______，就能推測出樣品中大約含有多少活菌。
（2）計數原則
①一般選擇菌落數為__________的平板計數。
②在同一稀釋度下，應至少對_____個平板進行重復計數，然后求出平均值。
③適當的__________、_____是否均勻是成功統計菌落數目的關鍵。
（3）結果分析：①統計的菌落數往往比活菌的實際數目__________；②統計結果一般用__________而不是用活菌數來表示。
原因：當兩個或多個細胞連在一起時，平板上觀察到的只是__________。
（4）計算公式：每g樣品中的菌落數＝(C÷V)×M
C代表某一稀釋度下平板上生長的_______________；V代表涂布平板時所用的稀釋液的體積(mL)；M代表__________。
2.直接計數法——__________計數
（1）原理：利用特定的___________計數板或__________計數板在顯微鏡下觀察、計數，然后再計算一定體積的樣品中微生物的數量。_____計數板可對細菌等較小的細胞進行觀察和計數，__________計數板常用于相對較大的酵母菌細胞、霉菌孢子等的觀察和計數。
（2）缺點：①統計的結果一般是活菌數和死菌數的總和，不能區分死菌與活菌。
②個體_____的細菌在顯微鏡下難以觀察。
【拓展——分解尿素細菌的進一步鑒定】
1.原理：細菌合成的脲酶將尿素分解為_____，_____會使培養基的堿性__________，pH_____，因此可以通過檢測培養基pH的變化來判斷是否發生了該化學反應，進而判斷該菌是否為尿素分解細菌。
2.方法：在以_________為唯一氮源的培養基中加入酚紅指示劑，培養某種細菌后，如果pH升高，指示劑將變紅：
（1）液體培養基可以直接看液體的變色情況；
（2）固體培養基上可以觀察菌落周圍是否出現__________，__________直徑與菌落直徑比值越_____，說明分解能力越_____。
參考答案：
一、1.（1）聚合酶鏈式反應 耐高溫 耐高溫 聚合酶鏈式反應
2.特定種類 抑制 阻止
3.70～80℃的高溫 青霉素 高濃度食鹽 自養型 不加氮源
4.目的菌 營養 溫度 pH 抑制 阻止
二、1.稀釋涂布平板 梯度稀釋 瓊脂固體 梯度稀釋 涂布平板
2.涂布器 酒精 涂布器 酒精 轉動培養皿 倒置 單菌落
注意事項：稀釋10倍 選擇 酒精燈火焰 酒精
三、1.（1）稀釋涂布平板 一個活菌 菌落數
（2） 30～300 3 稀釋度 涂布 少 菌落數 一個菌落
（4）平均菌落數 稀釋倍數
2.顯微鏡直接 細菌 血細胞 細菌 血細胞 小
拓展： 氨 氨 增強 升高 尿素 紅色環帶 紅色環帶 大 強。

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