土壤中分解尿素的细菌的分离和计数教学设计

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、教材分析“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”是选修1专项2《微生物的培养与应用》中的第2个课题，重要介绍了微生物培养过程中如何筛选菌株、统计菌落数目、设立对照、培养与观察并初步鉴定，既是课题1中所学基本技术在实践应用中的深化，同时也为课题3的学习打下基础。学生通过学习，应当掌握微生物培养的普通办法，生产生活中有关微生物的分离、计数、培养等实际问题。在教材中占有重要的地位。二、学情分析在知识方面，学生已经掌握微生物实验室培养时所用到的技术——培养基的制备、接种技术和无菌技术，但对于微生物培养的生产生活方面的应用方面，尚缺少一定的理论知识和操作技能。在能力方面，高二学生思维敏捷，求知欲望强，思考问题有一定的深度，含有一定的自主学习及合作探究能力，但发现问题和创新意识尚有待提高。三、课题目的知识与能力目的通过实施“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”教学，让学生学会微生物的选择培养、分离、计数等技术的原理和办法，能够简述选择性培养基和鉴别性培养基的作用。学科素养（1）基础知识（选择培养基对微生物的选择作用；微生物数量的测定）；（2）基本技能（通过分析研究思路的形成过程，提高实验设计的能力。通过对实验成果的分析，培养推理和计算能力）；（3）基本思想（对生产生活中的尿素的介绍，认同“科学、技术、社会”息息有关）；（4）基本活动经验（培养学生养他们保护、运用土壤微生物资源的意识）。四、课题重点与难点1.课题重点：对土样的选用和选择培养基的配制。2.课题难点：对分解尿素的细菌的计数。五、教学方略采用课前和课中相结合的案例式教学方略。课前，社团组员在老师的指导下，完毕实验案例；课堂上，社团组员进行案例展示；老师引领学生以问题探讨的方式，拆分知识构造，细化知识内容，分析社团活动各个环节中存在的问题，以实践带动理论，深化理解，使得学生能够建立完整知识体系。这种教学方略能够有效贯彻教学目的，破解理论脱离实践的教学困难，解决教师表述难与学生理解难之间教学矛盾。六、教学过程教学内容教学活动学生活动1.情境激趣展示图片1：农业工作者在劳作的场景，他们将大量的农业氮肥—尿素，洒向田间。展示图片2：中国农大成果转化项目产品—微生物菌剂。引导学生思考：本节课题的研究意义。如果我们能够将这类细菌分离出来，用有关技术，制成混合菌剂。施肥时，添加，既能提高尿素的运用率，减少农业生产成本，又能减少因过量使用尿素而造成的环境污染。观察图片思考并讨论如何实现科学技术向科学成果的转化。2.

温故知新温故知新1—培养基的制备①技术展示：结合实验流程图片，学生回想技术原理和对应操作。（优教提示：打开素材实验演示：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数）②技术点评：老师对学生展示进行总结和评价。温故知新2—接种技术（平板划线法）①技术展示：结合自制实验微课，学生展示技术操作，解说对应技术原理。②技术点评：老师对学生展示进行总结和评价。温故知新3—接种技术（稀释涂布平板法）①技术展示：结合自制实验微课，学生展示技术操作，解说对应技术原理。②技术点评：老师对学生展示进行总结和评价。温故知新4—无菌技术①技术展示：学生回想技术原理和对应办法。②技术点评：老师对学生展示进行总结和评价。①回想、讨论、交流有关知识点；②听取老师对知识点的解说分析；3、理论指导结合自制微课，社团组员进行《校园土壤中真菌的分离与计数》研究展示。理论指导1—筛选菌株探究1：结合社团活动中马丁氏培养基的选择作用，探究设计选择性培养基的普通办法。小结1：办法a加入某种化学物质；办法b变化培养基中营养成分；办法c变化微生物的培养条件。探究2：结合实例PCR技术中用到的耐高温Taq酶，探究寻找实验样品办法。小结2：在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的规定，到对应环境中去寻找。归纳原理：人为提供有助于目的菌株生长的条件（涉及营养、温度、pH等），同时克制或制止其它微生物生长。结论：本课题中所用到的培养基应当以尿素作为唯一氮源，土壤样品应当到富含尿素的环境中去找采集（农田、厕所、化肥厂等）。

①探究选择性培养基的设计办法；②探究寻找实验样品办法；③讨论、交流、总结、归纳筛选菌株的办法；3.理论指导理论指导2—统计菌落数目展示社团活动中获得的成果—每克校园土壤中真菌的数量为2.2×106株。探究1：接种办法及原理小结1：采用的接种技术是稀释涂布平板法，当样品的稀释度足够高时，在培养基表面形成单个菌落，一种菌落来源于样品稀释液中的一种活菌。探究2：稀释度的拟定小结2：不同微生物采用不同稀释度，普通第一次选择范畴宽泛，确保从中选择出菌落数目在30~300之间的平板。探究3：数据的解决（结合教材资料）小结3：每克样品中的菌落数=（C÷V）×M其中，C代表某一稀释度下平板生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（ml），M代表稀释倍数。结论：本课题种稀释度应不大于筛选细菌的稀释度，数据解决可采用公式（C÷V）×M。

①探究如何统计菌落数目；

②讨论并交流接种方及原理；

③资料分析，总结并归纳数据解决的办法；3、理论指导理论指导3—设立对照展示社团活动中获得的成果—每克校园土壤中真菌的数量为2.2×106株。探究：数据的可信度？与否被污染？如何证明马丁氏培养基含有选择作用？小结1：设立空白对照。将未接种的平板和接种后的平板，放在相似且适宜的环境中培养，如果对照组有菌落生长，则阐明被污染，反之则阐明未被污染。小结2：去除马丁氏培养基中的孟加拉红和链霉素。因失去对细菌和霉菌没有克制作用，预期生长出来的菌落数目比马丁氏培养基上的数目多，从而阐明马丁氏培养基的选择作用。结论：本课题研究中应当设立空白对照和对比对照。

①探究如何设立对照；

②分析、归纳、总结设立对照的办法和原理。3、理论指导理论指导4—培养与观察。展示社团活动中获得的成果。探究1：参阅资料，接种后培养多久能形成菌落？小结1：恒温培养箱中28℃培养3天。探究2：结合社团活动成果（土壤真菌和教室空气中细菌），分析如何分辨不同菌落？小结2：除颜色、大小外，还能够从边沿、突起、形态等方面分辨。结论：本课题中细菌的培养温度为30—37℃，恒温培养1—2天。

①探究微生物的培养与观察；

②分析资料，讨论、交流并归纳出分辨不同菌落的办法。3、理论指导理论指导5—初步鉴定

展示教师预实验成果：从厕所地面上，分离得到了3株分解尿素的细菌，接种到添加酚红批示剂的培养基中，成果两株红色，一株黄色。探究：结合酚红批示剂的功效及教材中课题背景，分析实验成果。小结：尿素被分解为氨，与水结合显示碱性，故为红色；氨被硝化细菌运用，转化为亚硝酸或硝酸，显示酸性，故为黄色。结论：本课题可采用同样的办法，将分离得到的菌种做初步鉴定。

①案例分析，讨论并交流；②归纳鉴定原理。4.实验流程在理清研究思路的基础上，探究本课题的研究流程应当是如何的？结论：①准备工作②取样③样品稀释④涂布平板⑤培养⑥观察与统计⑦数据解决⑧初步鉴定

讨论、交流、展示实验流程5.走近科学倡议：科学理论服务于科学技术，技术服务于社会。各研究小组，秉承“追寻科学家足迹、铸就新科技梦想”理念，展开课题研究，期待大家在《成果展示课》上的出彩体现。课堂训练课堂巩固练习

及时进行课堂巩固七、板书设计课题2

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数（一）研究思路1.筛选菌株

2.统计菌落数目

3.设立对照

4.培养与观察

5.初步鉴定（二）实验流程①准备工作

②取样

③样品稀释

④涂布平板

⑤培养

⑥观察与统计⑦数据解决

⑧初步鉴定八、教学反思本课题的教学目的是研究培养基对微生物的选择作用并进行微生物数量的测定。教学内容为引导学生理解并掌握如何筛选菌株、统计菌落数目、设立对照、培养与观察并进行初步鉴定。这些内容是微生物培养过程要解决的实验操作问题。知识难度不大，但理论知识抽象，学生不易理解和掌握。为此，我重视课程资源的选择、整合和优化，采用课前和课中相结合的

“案例式”教学方略。课前，社团组员在老师的指导下，完毕实验案例；课堂上，社团组员进行案例展示；老师引领学生以问题探讨的方式，拆分知识构造，细化知识内容，分析社团活动各个环节中存在的问题，以实践带动理论，深化理解，使得学生能够建立完整知识体系。这种教学方略能够有效贯彻教学目的，破解理论脱离实践的教学困难，解决教师表述难与学生理解难之间教学矛盾。本实验课题创新之处重要体现在三个方面：以学生社团活动成果展示的形式，将教学中要解决的问题与对应的实验成果联系，直观有效突破教学重难点。实验过程中，将涂布器的灼烧灭菌、培养皿等玻璃器皿的