高中人教版 (新课标)课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案设计

这是一份高中人教版 (新课标)课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案设计，共6页。学案主要包含了导学诱思，疑难点拨，典例解析，课堂演练等内容，欢迎下载使用。


【导学诱思】
1．尿素只有被 分解成 之后，才能被植物吸收利用。
2．以土壤中能分解尿素的细菌为研究对象，要达到的两个主要目的是：
⑴ ；⑵ 。
3．PCR（ ）是一种在体外将 。此项技术的自动化，要求使用耐高温的DNA聚合酶。
思考：怎样找耐高温的酶呢？
4．实验室中微生物的筛选应用的原理是：人为提供有利于 生长的条件（包括 等），同时抑制或阻止其他微生物生长。
5．选择培养基是指 。
6．常用来统计样品中活菌数目的方法是 。即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 。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
的平板进行计数。另外， 也是测定微生物数量的常用方法。
7．比较教材中两位同学的操作方法，哪位同学的结果接近真实值？你认为这两位同学的实验需要改进呢？如需要，如何改进？
8．一般来说，统计的菌落数往往比活菌的实际数目 。这是因为
。因此，统计结果一般用 而不是活菌数来表示。
9．设置对照实验的主要目的是 ，提高实验结果的可信度。
10．对照实验是
。
11．实验设计包括的内容有： 、 、 和 ，具体的实验步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。
12．不同种类的微生物，往往需要不同的培养 和培养 。在实验过程中，一般每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以
。
13．无菌操作应注意什么问题？
⑴
⑵
⑶
14．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是 。
思考：应标记哪些内容？怎样操作更有利于实验的进行？
15．对所需的微生物进行初步筛选，只是分离纯化菌种的第一步，要对分离的菌种进行一步的鉴定，还需要借助 的方法。
思考：有哪些方法可以对菌种进行鉴定？
【疑难点拨】
1．选择培养基
选择培养基的含义是：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长。目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。
在培养基中加入某种化学物质可以做到这一点，如加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在培养的培养成分的基础上加入的。
培养基中的营养成分的改变也可达到分离微生物的目的。如培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。改变微生物的培养条件， 也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
2．如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算。
3．为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/Kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧型细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
【典例解析】
例1．对细菌群体生长规律测定的正确的表述是
A．在液体培养基上进行 B．至少接种一种细菌
C．接种一个细菌 D．及时补充消耗的营养物质
解析：细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌、恒定容积的培养基，液体培养基、定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体的变化规律表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。
答案：A
例2．在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争最显著最激烈的时期是
A．调整期 B．对数期 C．稳定期 D．衰亡期
解析：种内斗争是一种生态因素。种内斗争反应了种内生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，pH已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。
答案：C
例3．（2005年江苏）抗生素作为治疗细菌感染的药物，其高效性和巨大的经济价值使抗生素工业经久不衰。其中青霉素的发现和应用具有划时代的意义。
⑴青霉素发酵产生青霉素。青霉菌的新陈代谢类型是 ，青霉素是青霉菌的 代谢产物。
⑵在生产和科研中，常选用处于 期的青霉菌作为菌种或研究材料，因为此时的青霉菌代谢旺盛， 和 比较稳定。
⑶对青霉菌菌体生长情况的测定：取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后， ，再计算发酵罐中菌体的总重量。
解析：青霉菌属于真菌，其代谢类型应为异养需氧型，而青霉素作为它的代谢产物，并不是它生长、繁殖所必需的，所以青霉素应属于次级代谢产物。在测定培养基上青霉菌菌体的生长情况时，常用的方法有两种：一种是测量青霉菌的细胞数目，另一种是测重量，取一定体积的发酵液，经离心分离、反复洗涤后，称菌体的湿重，或烘干后称干重，再由此计算出其中的细胞总重量。在细菌生长的四个主要时期中，因为处于对数期的细菌代谢旺盛，个体的形态和生理特性比较稳定，常作为生产用的菌种和科研的材料。
答案：⑴异养需氧型 次级 ⑵对数 个体的形态生理特性 ⑶称菌体的湿重（称烘干后的重量）
【课堂演练】
选择题
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 （D）
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
二、非选择题
11．下图示酵母菌细胞的结构模式和生长曲线图，据图回答：
(1)从细胞核的构造看，酵母菌属于 生物，如果发现一种酵母菌细胞核中17条染色体，该酵母菌是 倍体。
(2)图中(1)的结构名称为 。
(3)酵母菌细胞分裂的意义是( )
A. 产生新个体 B. 增加生产力 C. 增加变异性 D. 改变遗传性
(4)用酵母菌制啤酒时，为保证发酵罐中有较多的酵母菌，必须先通入氧气，达到一定数量后，则应该密闭，以获得大量的酒精，这充分说明酵母菌的异化作用类型是 。
(5)研究发酵罐中酵母菌的生长状况，常用取样统计分析，判断取样先后顺序的最简单的方法是测定发酵罐中的 。
A. 氧气量 B. 葡萄糖量 C. 酒精量 D. pH值
(6)欲收获酵母菌或其代谢产物，应选择曲线中的 段。
(7)自然环境中的酵母菌属于生态系统中的 成分。
12． (15分)(1)在锥形瓶内装入一定量液体培养基，接人N0个乳酸菌之后密封，放在250C温箱中连续培养若干小时，其间每30min测定一次菌数，测得数量变化曲线如下图所示。请分析并回答问题：
①乳酸菌以 方式生殖，这代表 类生物普遍具有的生殖方式。
②用N表示总菌数，N0表示初始菌数，t表示增殖世代数，乳酸菌数量增长的数学表达式为N=N02t(假设生长条件理想稳定)。当在理想条件下乳酸菌每30min繁殖一代，按上式计算，当N0=1000时，连续培养5h，总菌数可达 个。
③在实际培养条件下，乳酸菌增长速度与理想条件下乳酸菌增长速度不同，如果5h前的总菌数等于活菌数，请在上面的图中将5h后活菌数的变化趋势用曲线表示出来。造成菌群密度变化的外界因素是 。
④培养基中不断产生的乳酸来自乳酸菌的 作用。
⑤实验过程中，为什么要在25℃的条件下进行? 。
(2)某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：
实验步骤：
①取三支试管，分别加入质量分数为3％的可溶性淀粉溶液。
②将试管分别放人25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2％的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6.8，第三支试管中的pH=4，摇匀后维持各自温度5min。
③在三支试管中各滴1滴碘液，并摇匀。观察并记录：(略)
结论：温度过高或过低都影响酶的活性。
请回答：
[1]该实验能否得出上述实验结论?
。
[2]指出步骤中不正确之处并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。


。
13．下面是发现和研究青霉素的过程：
请回答：
⑴该实验的假设是 。
⑵以上实验还不足以论证以上结论，请在以上实验的基础上，补充相应的实验方法。
答案：
1—5 CDCCD 6—10 DDCCB
11．(1)真核；单 (2)芽体 (3)A (4)兼性厌氧型
(5)D (6)EF (7)分解者
12．(1)分裂生殖(或无性生殖) 原核(或单细胞) ②1024000 ③如下图
(会绘曲线呈下降趋势给分) 营养物质减少
④无氧呼吸(或乳酸发酵)
⑤25℃时有利于酶的催化功能(或25C 时酶的催化效率高)
(2)[1]按此实验步骤不能得出以上实验结论
[2]
①试管上没有做标记，应用字母(或数字)标记，如三支试管分别标A、B、C
②步骤①、②中加入试管中的两种溶液应有量的描述，如步骤①应补充3％的可溶性淀粉溶液2mL．
③实验组与对照组未遵循单一变量原则，两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有温度一个变量，酸碱度应一致pH都为6.8。
13．⑴青霉菌可能阻止了其他细菌的生长和繁殖。
⑵增加对照实验。具体方法为：将另一组相同的细菌放在未培养过青霉菌的，其他成分完成相同的培养液中，在完全相同的环境中进行培养，观察其生长繁殖情况。
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
？
问题：在培养细菌的培养基中，发现青霉菌，在其周围没有细菌生长。没有青霉菌的培养基内布满了细菌。
假设：
实验：把青霉菌放入培养液内培养，一段时间后除去青霉菌，并用这种培养液培养细菌，观察细菌的生长情况。
结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。
结论：青霉菌可产生一种阻止细菌生长繁殖的物质。