新教材同步备课2024春高中生物第1章发酵工程第2节微生物的培养技术及应用122微生物的选择培养与计数教案新人教版选择性必修3

L2微生物的培养技术及应用

二微生物的选择培养与计数

一、教学目标

1.解释选择培养基筛选微生物的原理。

2.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。

3.运用无菌操作技术和微生物分离、培养的方法初步分离出目标菌。

4.尝试解决生产、生活中与微生物选择培养、计数等有关的实际问题。

二、教学重难点

1.教学重点

（1）微生物选择培养的原理。

（2）土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。

2.教学难点

（1）土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。

三、教学设计思路

教师采用课上课卜.相结合的方式，提前准备好教学工具，并在教学过程中充分利用视频，让学生在

观看视频操作的同时进行同步思考，锻炼学生的实验设计能力，独立思考能力，提升科学探究能力

四、教学过程

【新课导入】

生物界中微生物数量繁多，种类庞杂，要想从中分离出需要的特定微生物并不容易，尤其当要分离

的微生物在混合的菌群中不是优势种群时，仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法很难实现,

该怎么办呢？

那么，如何从众多的微生物中筛选出单一菌种？

【新课讲授】

（一）选择培养基

教师组织学生阅读教材第16页，并I可答教师提出的问题：

1.筛选水生栖热菌的条件是什么？为什么这个条件能让水生栖热菌“脱颖而出”？

2.实验空中微生物筛选的基本原理？

通过分析得出水生栖热菌能适应高温环境，因此被筛选出来了。进而推理得出，在实验室中可以创

造适应特定微生物生长的条件用于微生物的筛选

教师通过引导学生将自然环境对实验室中对微生物的筛选进行类比，从而领会选择培养基的概念和

原理。

归纳梳理：

1.概念：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。

2.类型：

(1)利用改变培养条件进行选择培养。

70〜80c的高温一分离耐高温的水生栖热菌。

(2)利用添加某种化学物质进行选择培养。

加入青霉素一分离酵母菌、霉菌等真菌。

加高浓度食盐一金黄色葡萄球菌。

(3)利用营养缺陷进行选择培养。

不加碳源(含碳有机物)的培养基一分离出自养型微生物。

不加氮源的培养基一分离出固氮菌。

教师利用课件展示教材第16页的“思考・讨论”，并回答讨论中的问题：

尿素［C0(NH2)2］含氮量高，化学性质稳定，是现代农业生产中一种重要的氮肥。尿素施入土

壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH：,,再被转化为NO八NH；等被植物吸收。而这些细菌之所以

能分解尿素，是因为它们能合成喔酶，麻酶催化尿素分解产生NH,,NH,可以作为细菌生长的氮源。

1.如果让你配制一种培养基，将土壤稀释液中能分解尿素的细菌分离出来，培养基的配方该如何设

计？

提示答案：设计一种选择培养基，用尿素作为唯一氮源，可以将分解尿素的细菌分离出来。

2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？

提示答案：这种培养基与普通培养基相比，只是用尿素作为唯一氮源，培养基的其他营养成分基本

相同。

展示选择培养基的配方，思考讨论，并回答讨论中的问题:

牛肉膏5.0g

培养基一蛋白陈10.0g

NaCI5.0g

琼脂20.0g

蒸馈水定容到1000ml

KH2PO41.4g

NaH2PO42.1g

MgSO4-7H2O0.2g

培养基二10.0g

尿素CO(NH2)21.0g

琼脂15.0g

蒸谭水定容到1000ml

讨论：

1.从物理性质看两种培养基届干哪类？依据是什么？培养基的主要用途是什么？

答案提示：都属于固体培养基。依据是添加了凝固剂琼脂，且比例为1.5%-2%.培养基的主要用途

是分离、鉴定、计数。

2.从用途上来讲，哪个属于选择培养基？将得到何种细菌？

答案提示：培养基二属于选择培养基；其可获得能分解尿素的微生物。

3.两种培养基中共有哪些成分？哪些作为碳源、氮源？

答案提刁:：

共有成分：碳源、就源、无机盐、水

培养基一的碳源为生西宣，氮源为蛋白陈;

培养基二的碳源为遒蜜糖，♦源为尿素；

通过讨论选择培养基的配方的设计思路，培养学生的迁移应用知识的能力。

通过列表对选择培养基和鉴别培养基进行比较

IxIO7

-注意：各梯度分别涂布

。将涂布3个平板（重复实鞋〉I

个不涂布作空白对照.

霖漫△盛色酒

M的假杯中.

GlfiOlml»

液，滴加到培养不

注意；多余的酒&面.

精在假杯中演瓜,

然后再放在火饴

上灼烧.

◎祠加介意放任火用。用冰本器将的液均匀地

±m,特加精燃尽，涂涂布在培养基表面.涂布时可

布器冷却后，再进行涂布.H动培养H,使涂布均匀.

教师利用课件展示一个拓展知识“梯度稀释操作

（1）将分别盛有9mL水的6支试管灭菌，并按10?〜10；的顺序编号。

（2）用移液管吸取1mL锥形瓶中稀释10倍的菌液，注入IO2倍稀释的试管中。用手指轻压移液管

的橡皮头，吹吸三次，使菌液与水充分混匀。

（3）从IO?倍稀释的试管中吸取1mL稀释液，注入103倍稀释的试管中，重复第（2）步的混匀操作。

依次类推，直至完成最后一支试管的操作。

通过拓展知识，让学生加深对实验过程的理解。

实验操作流程

①铲取土样，将样品装入纸袋中。

②将10g土样加入盛有90ml无菌水的锥形瓶中，充分摇匀，制成菌液。取1mL上清液加入盛有

9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。

③取（）.1血,菌液，滴加到培养基表面。

④将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。

⑤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。

⑥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，待涂布的菌液被

培养基吸收后，将平板倒置，放入30〜37℃的恒温培养箱中培养1-2d,在涂布有合适浓度菌液

的平板上就可以观察到分离的单菌落。

最后教师让学生尝试完成“平板划线法和稀释涂布平板法的比较”的表格，然后教师给出正确答案。

（三）微生物的数量测定

教师让学生阅读教材第18T9页的内容，组织学生自己总结稀释涂布平板法计数的原理

并小组讨论统计菌落数目的方法，在课件中展示并提问：

1.与平板划线法相比，为什么稀释涂布平板法可以用于细菌的计数？

2.通过此方法统计的细菌数目与它实际的数目相同吗？

知识梳理：

1.间接计数法——稀释涂布平板法

稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。

(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。

(2)计数原则

①一般选择菌落数为30〜30()的平板计数。

②在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。(分析实验结果时，要考

虑重复组结果是否接近，如果相差太大，意味着操作有误，需重新实验)

③统计的菌落往往比活菌的实际数目低；(当两个或多个细胞连在一起时，繁殖后形成的还是一个

菌落)

④统计的结果一般用菌落数而不是活函数来表示：

⑤适当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键.

恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。

(3)计算公式：每g样品中的菌落数=(C-FV)XM

C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数；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。

2.直接计数法——显微镜直接计数

是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。

(1)原理：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，然后再计算一定体积

的样品中微生物的数量。统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。

细菌计数板可对细菌等较小的细胞进行观察和计数，血细胞计数板常用于相对较大的酵母菌细胞、

霉菌抱子等的观察和计数。酵母菌是属于真核生物，可以用血细胞计数板对其进行种群数量的计数。

血细胞II数板只适用丁真核细胞的计数。耍对细菌(原核细胞)进行II数则需耍细菌计数板。

提问：血细胞计数板和细菌计数板有没有区别？

它们的区别就是计数室的高度不同，细菌计数板计数室的高度是0.02mnM

故细菌计数板计数细菌的计算是：

每个小方格平均细胞数x400

细菌细胞个数/mL=x稀释倍数

2x10-5

0.02mm3=0.02x103cm3=2x105mL

⑵缺点:

①统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和，不能区分死菌与活菌。

②个体小的细菌在显微镜下难以观察。

教师组织学生小组尝试设计“土壤中红分解尿素的细菌的分离与计数”的实验过程，在设计结束后

各个小组进行交流补充，然后教师利用课件展示“土壤中红分解尿索的细菌的分离与计数”的实验

视频，并在课件中展示提示的实验设计流程，学生在老师给的流程中找出自己设计的优缺点，并进

行反思总结。

【提出问题】

土壤中含有能分解尿素的细曲，我们如何分离它们？每克土壤样品究竟含有多少这样的细菌？

【做出假设】

利用以尿素作为唯一碳源的选择培养基，可以分离。

【实验设计】

(1)实验思路

自变量：尿素

因变量：能分解尿素细菌的生长情况

无关变量：培养时间、培养基的DH、温度等

样品稀释微生物的

与取样涂布培养与观察

(2)预测实验

【进行实验】

(1)实验目的

①从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。

②统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。

(2)实验原理

绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成服酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯

一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分离尿素的细菌1:常见的分解尿素的微生物：芽泡杆菌、

小球菌、棒状杆菌等细菌，某些真菌和放线菌也能分解尿素。

(3)实验步骤

①培养基的制备

制备选择培养基(尿素为唯一氮源)

制备牛肉膏蛋白陈培养基

葡萄糖10.0g

尿素1.0g

KH2PO41.4g

2.1g

Na2HPO4

MgSO4-7H2O0.2g

硝15.0g

蒸ts水1000ml

②土壤取样

A.取样地点要求：酸碱度接近中性的潮湿土壤。细菌适宜在该环境中生长。

B.取样过程：铲去表层土（一般3cm左右）。细菌绝大部分分布在距地表3〜8cm的土壤层。

注意事项：取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。

③样品的稀释与涂布平板

不同微生物在土壤中含量不同，分离不同的微生物采用不同的稀释度，以保证获得菌落数在30〜300

之间适于计数的平板。为保证获得菌落数为-30〜300的平板进行计数，可将细菌稀释倍

数为1X10：'〜1X107的稀释液分别涂布到平板上培养。

④微生物的培养与观察

A.培养条件：不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌一般在30〜37℃的温

度下培养1〜2d。

B.观察：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。防止因培养时间不足

而导致遗漏菌落的数目。

C.一般来说，在相同的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征，如形状、大小和颜色等。

通过观看视频和设计实验流程，教师对学生进行提问：

【结果分析与评价】

1.培养基是否有杂菌污染？如何证明培养基未被污染？如果有杂菌污染，造成污染的原因可能是什

么？

提示：如果没有接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。如果接种后的完全培

养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，说明选择培养基筛选出了一些尿素分解菌。

2.选择多大的稀释范围进行涂布平板操作？该稀释范围是如何确定的？

测细菌数：一般用10\10\IO,稀释液。

测放线菌:一般用1。3、10」、IO,稀释液。

测真菌数:一般用IO?、103、IO」稀释液。

选用稀释范围更大的稀释液进行平板培养；例如可以将1X103-1X10,倍稀释的稀释液分别涂布平板

上培养，以保证能从中选择出菌落数为30-300的平板进行计算。

3.在每个稀释倍数下，涂布了几个平板用于计数？为什么？

每个浓度至少设置4个平板，1、2、3平板是选择培养基（实验组，三个重亚），4为牛肉膏蛋白豚

培养基（用以判断选择培养基是否具有选择作用）；整个实验还要设置2个平板：不涂布稀释液的

选择培养基和牛肉膏蛋白陈培养基，以验证培养基中是否含有杂菌。

4.你是否获得了某一稀释度下菌落数为30~300的平板？在这一稀释度下，是否至少有2个平板的

菌落数接近？

提示：如果得到了两个或多个菌落