资源简介

第 1 章 发酵工程
微生物的培养技术及应用
第2课时 微生物的选择培养和计数
年级 高二年级 授课时间 1课时
课题 第2节　微生物的选择培养和计数 （第2课时）
教材分析 本课时是高中生物选择性必修 3 的核心内容，承接第 1 课时选择培养的原理与流程，聚焦微生物计数的方法、操作及结果分析，是 “分离 - 培养 - 计数 - 应用” 知识链的关键环节，兼具理论性与实践性，为落实科学探究、科学思维核心素养提供重要载体。 教材核心逻辑清晰，围绕 “为何计数→怎么计数→结果分析” 展开。首先明确计数意义，即评估选择培养效果、确定菌种浓度、为后续应用提供依据；接着重点呈现两种核心计数方法：稀释涂布平板法（活菌计数）和显微镜直接计数法（总菌计数）。前者通过梯度稀释、涂布培养形成单菌落，依据 30~300 范围内的菌落数推算活菌量，操作较复杂但结果贴合实际；后者利用血细胞计数板直接统计总菌数，快速简便却无法区分死活菌，教材通过隐性对比凸显二者互补性。 教材编写兼具实操性与逻辑性：既明确梯度稀释、无菌操作、计数板使用等关键步骤，又引导学生分析误差来源（如稀释不当、涂布不均、计数规则偏差等），培养问题解决能力。同时以土壤分解菌、发酵菌种等案例为载体，体现计数在生产实践中的应用价值，衔接社会责任素养。 结合学情，教材重点为两种计数方法的原理、操作步骤及适用场景，难点在于梯度稀释的逻辑推导、误差分析及计数结果与选择培养效果的关联。教学中需强化实操规范与逻辑梳理，帮助学生建立 “按需选方法” 的思维，实现从理论到实践的有效衔接。
教学目标 【知识目标】 理解微生物计数的核心意义（评估选择培养效果、确定菌种浓度），明确计数在 “分离 - 培养 - 计数 - 应用” 知识链中的作用。 掌握稀释涂布平板法（活菌计数）和显微镜直接计数法（总菌计数）的核心原理、关键操作步骤及适用场景。 识记两种计数方法的核心差异（计数对象、结果准确性、操作复杂度），能准确区分并选择合适的计数方法。 【能力目标】 能规范描述梯度稀释、涂布平板、血细胞计数板使用等关键操作，具备基本的实验实操能力。 能结合教材逻辑推导计数公式，独立完成简单的计数结果推算，提升数据处理能力。 能分析两种计数方法的误差来源（如稀释不当、涂布不均、计数偏差），提出初步的误差优化建议，培养科学思维与问题解决能力。 【情感态度与价值观目标】 体会微生物计数在生产实践（发酵监控、环境治理）中的应用价值，增强社会责任意识。 养成严谨的实验操作习惯和科学探究精神，理解 “规范操作减少误差” 的实验逻辑。 认同 “方法选择需结合实际需求” 的科学思维，形成 “具体问题具体分析” 的认知态度。
教学重、难点 【教学重点】 1.微生物选择培养的原理。 【教学难点】 1.土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 【情境材料】 自然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。 【提问】 如何解决以上难题？ 选择培养 学生观看PPT，思考回答相应问题。
新知探究 一、选择培养基 【知识讲解】 教师根据学会回答，适当补充讲解，让学生充分理解相应知识点。 1.微生物分离的实例——水生栖热菌的筛选 （1）水生栖热菌的应用 （2）筛选原理 水生栖热菌能在70～80℃高温条件下生存，绝大多数微生物在此条件下不能生存。 （3）启示 寻找目的菌种时要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。 实验室中微生物的筛选，可以应用这个原理吗？ 2.实验室中微生物筛选的原理 人为提供有利于目的菌生长的条件（包括营养、温度和pH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。 3.选择培养基的概念 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称为选择培养基。 4.选择培养基的应用实例 5.选择培养基的类型 【活动一：阅读与思考】 【小组活动】 教师引导学生阅读教材相关内容，思考下列问题：（3min） 1.如果让你配制一种培养基，让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？ 2.该培养基与普通培养基有哪些共同点和不同点？ 3.怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？ 1. 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. 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。 3.①设计思路：设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）或完全培养基作为对照组；选择培养基作为实验组。②结果分析：若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数多于该选择培养基的菌落数，则该选择培养基具有选择性。 选择培养基的配方设计 【资料】尿素[CO(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，被某些细菌分解成NH3，NH3再转化成NO3－、NH4＋等才能被植物吸收。而这些细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，脲酶催化尿素分解产生NH3，NH3可作为细菌生长的氮源。 1.如果让你配制一种培养基，让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？ 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？ 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。 3.怎么证明一个选择培养基具有选择性呢？ 设计思路：设置基础培养基（如牛肉膏蛋白胨培养基）或完全培养基作为对照组；选择培养基作为实验组。 结果分析：若基础培养基或完全培养基中生长的菌落数多于该选择培养基的菌落数，则该选择培养基具有选择性。 学生认真聆听并做笔记。 学生回应互动，明确本模块的核心知识。 学生观看PPT并阅读课本，小组合作讨论完成任务。
习题巩固 教师展示PPT上的试题并引导、督促学生认真答题，根据学生的答题情况，及时得到反馈，针对性补充讲解相关知识。 1.用来判断选择培养基是否起到了选择作用和培养基是否被污染需要设置的对照分别是(　　) ①未接种的该选择培养基　 ②接种了的该选择培养基　 ③接种了的牛肉膏蛋白胨培养基　 ④未接种的牛肉膏蛋白胨培养基 A.②① B.④② C.③① D.③② 2.“筛选”是分离和培养生物新类型常用的手段，下列有关技术中不能筛选成功的是（　　） A.在牛肉膏蛋白胨培养基中，筛选大肠杆菌 B.在以尿素为唯一氮源的固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物 C.用纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物 D.在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体植物 3.请结合下表两种培养基的配方，思考问题： 1.从物理性质来讲，两者属于_______培养基，判断依据是________________；该类培养基的主要用途为_________________； 2.从用途上来讲，培养基二属于_______培养基， 目的是为了获得_______________________。 两种培养基共有的培养基成分有：_____________________________； 培养基一的碳源为_______，氮源为_________； 培养基二的碳源为_______，氮源为_________。 答案：1.C 2.A 3.固体 添加了凝固剂琼脂 分离、鉴定、计数 选择 能分解尿素的微生物 碳源、氮源、无机盐、水 牛肉膏 蛋白胨 葡萄糖 尿素 学生思考回答问题，加深对选择培养基相关概念的理解。
二、微生物的选择培养 【活动二：阅读与思考】 教师引导学生阅读教材相关内容，思考下列问题：（3min） 【小组讨论】 1.1g土壤中有多少能分解尿素的细菌？ ①分离：获得分解尿素的细菌的纯培养物 ②计数：测定分解尿素的细菌的数量 2.土壤细菌的数量庞大，该如何获得土壤中特定微生物的纯培养物计数呢？ 释涂布平板法 3、稀释涂布平板法具体操作过程 ？ 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，充分摇匀。 ③取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 ④取0.1mL菌液，滴加到培养基表面 ⑤将涂布器浸入在盛有酒精的烧杯中 ⑥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。 ⑦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。 ⑧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。 稀释涂布平板法具体操作过程中，设置空白对照组的目的是什么？ 检测培养基灭菌是否彻底，保证实验结果的准确性。 5、稀释涂布平板法具体操作过程中， 根据实验结果，能否计算出细菌数目的是多少？ 可以。 【知识讲解】 教师根据学生回答情况，适当补充讲解， 二、微生物的选择培养 1.方法 释涂布平板法 概念：将菌液进行一系列梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基的表面，进行培养。（稀释度足够高时，能在培养基表面形成单个菌落。） 2.稀释涂布平板法的基本操作 (1)梯度稀释 (2)涂布平板 3.稀释涂布平板法具体操作过程 (1)梯度稀释 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，充分摇匀。 ③取1mL上清液加入盛有9mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 【趣味交互活动】 （教师展示趣味交互动画演示文稿） ④取0.1mL菌液，滴加到培养基表面 ⑤将涂布器浸入在盛有酒精的烧杯中 ⑥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。 ⑦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。 (3)培养与观察 ①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。 ②在涂有合适浓度菌液的平板上就可以观察到分离的单菌落。 1.稀释涂布平板法具体操作过程中，设置空白对照组的目的是什么？ 检测培养基灭菌是否彻底，保证实验结果的准确性。 2.稀释涂布平板法具体操作过程中， 根据实验结果，能否计算出细菌数目的是多少？ 可以。 学生阅读课本，小组合作讨论完成任务。 学生回应互动，明确微生物的选择培养的核心概念及假说内容。 学生积极回应互动，自主完成实验。 回应互动，认真聆听并做笔记。
三、微生物的数量测定 【活动三：阅读与思考】 教师引导学生阅读教材相关内容，思考下列问题：（3min） 【小组讨论】 1、微生物的数量测定有哪些方法呢？ ①稀释涂布平板法——间接计数法 ②.显微镜直接计数法——直接计数法 2、微生物的数量测定方法中，稀释涂布平板法和显微镜直接计数法特点分别是什么？ ①稀释涂布平板法——间接计数法，缺点：统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。 统计结果一般用菌落数而不用活菌数来表示。 ②.显微镜直接计数法——直接计数法，优点：快速、直观、设备简单；能观察微生物的形态特征。 缺点：①不能区分死菌和活菌，统计结果会偏大； ②不适于对运动细菌的计数。 ③个体小的细菌在显微镜下难以观察。 【知识讲解】 教师根据学生回答情况，适当补充讲解， 稀释涂布平板法 ——间接计数法 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，就能推测除样品中大约含有多少活菌。 活菌 ①一般选择菌落数在30~300的平板进行计数。 ②同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后取其平均值。 缺点 统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。 统计结果一般用菌落数而不用活菌数来表示。（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。）恰当的稀释度、涂布是否均匀是成功统计菌落数目的关键。 学生阅读课本，小组合作讨论完成任务。 学生回应互动，明确微生物的选择培养的核心概念及假说内容。
习题巩固 【例1】某研究小组测定某地1克土壤中有多少能分解尿素的细菌。甲同学用稀释倍数105的菌液涂布了3个平板，菌落数分别是80、90、100，涂布平板时均使用0.1ml菌液，试计算每克土壤中可以分离尿素的细菌数目？ 【例2】如图为“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。据图分析正确的是(　　) A.3号试管中的菌液稀释倍数为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理论上是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1.7×107个 D.该实验方法统计得到的结果往往会比活菌的实际数目要高 答案：B 学生思考回答问题，加深对微生物的数量测定相关概念的理解
三、微生物的数量测定 2.显微镜直接计数法 ——直接计数法 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。 血细胞计数板——较厚，常用于相对较大的酵母菌细胞、霉菌孢子等的计数。 细菌计数板——较薄，对细菌等较小的细胞进行观察和计数。 优点 快速、直观、设备简单；能观察微生物的形态特征。 缺点 ①不能区分死菌和活菌，统计结果会偏大；（台盼蓝染液染色，可以通过统计无色细胞的个数来对活菌进行计数。） ②不适于对运动细菌的计数。 ③个体小的细菌在显微镜下难以观察。 计数用具——血细胞计数板 学生回应互动，明确微生物的数量测定的核心概念及假说内容。
课堂小结（稀释涂布平板法与显微镜直接计数法的比较） 回应互动，认真聆听并适当补充笔记。
习题巩固 教师展示PPT上的试题并引导、督促学生认真答题，根据学生的答题情况，及时得到反馈，针对性补充讲解相关知识。 1．下图中甲是稀释涂布平板法中的部分操作，乙是平板划线法的操作结果。下列叙述中错误的是（　　） A.甲涂布前要将涂布器灼烧，冷却后才能涂菌液 B.甲、乙操作中只有甲可以用于微生物的计数 C.乙中接种环需要灼烧5次 D.乙中连续划线的起点是上一次划线的末端 2.如图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，图丙是接种后培养的效果图解。下列相关叙述不正确的是（　　） A.图甲是平板划线法，图乙是稀释涂布平板法 B.这两种方法所用的接种工具分别是接种针和接种环 C.图丙是采用图乙所示方法得到的结果 D.两种方法的接种操作都一定要在火焰附近进行，因为火焰附近存在着无菌区域 3．营养缺陷型菌株是指缺乏合成某些营养物质（如氨基酸、维生素）的能力，必须在基本培养基中补充特殊营养物质才能正常生长的一类菌株，可自然产生或人工诱导获得。用一定方法诱变大肠杆菌并将其接种到甲培养皿上，一段时间后将菌落影印接种 （不改变菌落在培养基中相应位置）到乙、丙两培养皿中，进一步培养一段时间可筛选出营养缺陷型菌株，结果如图 所示。下列说法正确的是（　　） A.将大肠杆菌接种到甲培养皿的方法为平板划线法 B.甲、丙两培养皿中培养基均添加了特殊营养物质 C.乙培养皿中能生长的为所需的营养缺陷型菌株 D.甲中部分大肠杆菌发生了基因突变或染色体变异 答案：C 答案：B 答案：B 学生思考回答问题，加深对微生物的数量测定 相关概念的理解。
探究新知 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 1.提出问题 （1）如何分离土壤中能分解尿素的细菌？ （2）如何计算每克土壤样品中有多少分解尿素的细菌？ 2.基础知识 绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲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解尿素的细菌。 3.实验步骤 （1）土壤取样 ①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） ②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） ③注意事项：取土样时用的铁铲和取样袋使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 （2）制备培养基 ①选择培养基：以尿素为唯一氮源 ②牛肉膏蛋白胨培养基：作为对照组，来判断选择培养基是否具有选择作用 3.实验步骤 （3）样品的稀释与涂布平板 测定土壤中细菌的数量，一般选用1×104、 1×105、 1×106倍稀释倍数进行平板培养。 在初次实验中，对于稀释的范围没有把握，应选择一个比较宽的范围，将1×103～1×107倍稀释的稀释液分别涂布到平板上培养，以保证能从中选择出菌落数在30～300的平板进行计数。 注：整个实验还要设置2个空白对照平板：未接种的牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基以判断培养基中是否含有杂菌。 完全培养基（牛肉膏蛋白胨培养基）作为对照，判断选择培养基是否具有选择作用。 （4）微生物的培养与观察 ①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。 ②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数目 。 ③结果：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。（最好用表格记录） 【播放视频】 教师播放视频： 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 4.操作提示 （1）将涂布器从酒精中取出时，要让多余的酒精在烧杯中滴尽，然后再放在火焰上灼烧。不要将过热的涂布器放在盛有酒精的烧杯中，以免引燃酒精。 （2）取土样时用的铁铲和取样纸袋再使用前都需要灭菌。操作完成后，一定要洗手。 （3）本实验使用的平板和试管较多，为了避免混淆，最好再使用前做好标记。例如，在标记培养皿时应该注明组别、培养日期和平板上培养样品的稀释度等。 （4）本实验耗时较长，需要事先规划时间，以便提高实验效率，在操作时有条不紊。 5.结果分析与评价 (1)结合对照组，分析培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出一些菌落？ 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明显多于选择培养基的菌落数，说明培养基筛选出了一些尿素分解菌。 (2)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？ 如果得到了两个或多个菌落数为30~300的平板，说明稀释度合格，操作比较成功，能够进行菌落的计数。 (3)你统计的每克土样中能分解尿素的细菌的菌落是多少？与其他同学统计的结果接近吗？如果差异大，可能是什么原因引起的？ 如果用同一土样进行操作，数据应该比较接近。如果差异很大，就需要从操作是否规范、培养基配制是否合理等方面查找原因。 6.进一步探究 本活动只是初步筛选了能分解尿素的细菌，对分离的菌种进行鉴定还需要借助生物化学的方法。你可以查阅相关资料，进一步设计实验来鉴定自己分离的菌种。 鉴别培养基 土壤中分解尿素的细菌的鉴定 土壤中分解尿素的细菌的鉴定 原理：脲酶催化尿素分解成氨 → 培养基碱性增强 → 酚红变红 → 脲酶阳性 方法：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变红，说明该细菌能够分解尿素。 液体培养基：可以直接看液体的变色情况。 固体培养基：可以观察菌落周围是否出现红色环带，红色环带直径与菌落直径比值越大，说明分解能力越强。 鉴别培养基 在培养基中加入某种指示剂或化学药品(不影响微生物正常生长)，使微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应，从而达到鉴定的作用。 学生观看视频并阅读课本，认真做好相关笔记。
习题巩固 教师将问题展示在PPT ，要求学生分组合作，并尝试得出答案。 1.(2025·湖南·高考真题)采集果园土壤进行微生物分离或计数。下列叙述正确的是（ ） A.稀释涂布平板法和平板划线法都能用于尿素分解菌的分离和计数 B.完成平板划线后，培养时需增加一个未接种的平板作为对照 C.土壤中分离得到的醋酸菌能在无氧条件下将葡萄糖分离成乙酸 D.用于筛选尿素分解菌的培养基含有蛋白胨、尿素和无机盐等营养物质 2.下列关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数实验的叙述，正确的是（ ） A.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素 B.筛选分解尿素的细菌时,应以尿素作为培养基中唯一的营养物质 C.统计样品中的活菌数目一般用平板划线法 D.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则表明选到了能分解尿素的细菌 3.下列有关土壤中分解尿素的细菌的分离和计数的实验操作，错误的是（ ） A.取土壤用的小铁铲和盛土样的信封在使用前都需要灭菌 B.测定土壤中细菌的数量一般选用102、103、104倍的稀释液进行平板培养 C.鉴定分解尿素的细菌，利用了尿素分解成氨，从而使pH升高的原理 D.用牛肉膏蛋白胨培养基作对照，来验证选择培养基是否有选择性 4.一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP)，某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌。图甲表示PP分解菌分离与计数的过程，6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、601、688；7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97；8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。图乙表示在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌落周围出现透明圈的情况。下列说法错误的是（　　） A．图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基，都以PP作为唯一碳源 B．图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法，都需在酒精灯火焰旁进行 C．1 g 土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6×1010个，此数值一般偏小 D．可选择图乙培养基中D/d比值大的PP分解菌作为目的菌种推广使用 答案：1.B 2.A 3.B 学生按要求，阅读题目，认真进行小组讨论，尝试做出解答。最后结合教师的解析，认真思考，适当做笔记。
课堂小结 学生回应互动，认真聆听并梳理内容。
练习与应用 一、概念检测 1.研究人员用无机盐、琼脂和石油配制的培养基从被石油污染的土壤中筛选出了一种石油降解菌。判断下列相关表述是否正确。 (1) 这种培养基是一种选择培养基。（ ） (2) 利用这种石油降解菌可以降解石油，修复土壤。（ ） (3) 相对于未被污染的土壤，从被石油污染的土壤中更容易分离到石油降解菌。（ ） 2. 用稀释涂布平板法来统计样品中的活菌数时，通过统计平板上的菌落数就能推测出样品中的活菌数，原因是（ ） A. 菌落中的细菌数目是恒定的 B. 平板上的一个菌落就是一个细菌 C. 通过此方法统计的菌落数与活菌的实际数目相同 D. 平板上的一个菌落一般来源于样品稀释液中的一个活菌 答案：1.√ √ √ 2.D 二、拓展应用 1. 反刍动物，如牛和羊，具有特殊的器官——瘤胃。在瘤胃中生活着多种微生物，其中许多微生物能分解尿素。请你设计一个实验，从瘤胃中分离出能够分解尿素的微生物。 提示：反刍动物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多为厌氧菌，接触空气后会死亡。因此分离其中能分解尿素的微生物除了需要准备选择培养基、还应该参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。 ①用“尿素为唯一氮源”的选择培养基进行培养 ②创造无氧环境进行培养 2.地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%~60%能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。已知刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不与水解后的纤维二糖、葡萄糖等发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红与纤维素形成红色复合物；而当纤维素被纤维素分解菌分解后，复合物就无法形成，培养基中会出现以这些菌为中心的透明圈（如下图所示）。请回答下列问题。 (1)现在要从土壤中分离纤维素分解菌，请你给出详细的实验方案。 (2)你打算到什么环境中去寻找纤维素分解菌？为什么？ 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，采集土样时，可以选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土等。 (3)有同学说,可以把滤纸埋在土壤中,经过一段时间后,再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。请你评价这一做法。 这是人工设置适合纤维素分解菌生存的环境，腐烂的滤纸上很可能有纤维素分解菌。 3.某个高温日，某校三位高中学生相约去吃冰激凌，之后两人都出现腹泻现象，于是他们怀疑冰激凌中的大肠杆菌含量超标。老师建议他们利用学过的有关微生物培养的知识对此冰激凌进行检测。经过一番资料查阅，他们提出了如下实验设计思路。 立即去卖冰激凌的小店再买一个同样品牌的同种冰激凌；配制伊红—亚甲蓝琼脂培养基(该培养基可用来鉴别大肠杆菌，生长在此培养基上的大肠杆菌菌落呈深紫色，并有金属光泽)、灭菌、倒平板；取10 mL刚融化的冰激凌作为原液，然后进行梯度稀释，稀释倍数为1×10~1×105；取每个浓度的冰激凌液各0.1mL，用涂布平板法进行接种，每个浓度涂3个平板，一共培养18个平板；在适宜温度下培养48h,统计菌落数目。 (1)请你从下面几个角度对这三位同学的思路进行评议。 ①他们只打算对一个冰激凌进行检测，理由是：两个人吃过冰激凌后，都拉肚子了，所以再检测一个就足以说明问题。你同意这样的观点吗？为什么？ 不同意。提示：只检测一个冰激凌数据太少，不能排除偶然因素的影响。 (1)请你从下面几个角度对这三位同学的思路进行评议。 ②有没有必要对冰激凌原液进行梯度稀释？为什么？【提示：我国卫生部门规定的饮用水标准是：1mL自来水中细菌总数不可以超过100个(37℃培养48h), 不得检出总大肠菌群】 没有必要。提示：根据国家的标准，自来水中总大肠菌群不得检出。即使冰激凌中大肠杆菌数目超标了，也不可能很离谱，如果进行梯度稀释，最后得到的菌落数可能不在计数要求的范围内，从而导致结果误差大。解答这个问题的时候，应该让学生明白并不是所有的细菌检测培养都需要进行梯度稀释，而是要根据实际情况来确定培养方案。 ③他们认为，在用该方法统计菌落数目时不需要设计对照组，所以只准备培养18个平板。你认为在这项检测中是否需要对照组？为什么？ 需要设置对照组。严格来说，应该设置两组对照组。一组为阴性对照组，平板不进行涂布或者用无菌水涂布；另一组为阳性对照组，平板上涂布大肠杆菌。前者可以说明培养基是否被污染，后者可以说明该培养基能否培养出大肠杆菌。 (2)下图所示为4种菌落分布图，一般不能由涂布平板法得到的是 ___B__ 。 (3)在完善实验设计思路后，三位同学进行了实验。培养结果显示，除了深紫色菌落，还有其他菌落存在，这说明了什么？如果以菌落数代表样品中的大肠杆菌数量，则统计结果比实际值是偏大还是偏小？为什么？ 说明冰激凌中不仅有大肠杆菌，还有其他细菌或真菌等。统计结果比实际值偏小。因为有些菌落可能会重叠，统计时容易将其误认为是一个菌落，并且这种计数方法统计的是活菌的数目。 (4)如果实验结果显示，检测的冰激凌中大 肠杆菌含量超标了。接下来他们应该做什么？ 应该马上去小店告知店主这批冰激凌不能再卖了；还要告知食品卫生管理部门，以对这批冰激凌的来源进行追踪调查。其他合理答案也可。 学生思考回答问题，加深对微生物的选择培养和计数相关概念的理解。
板书设计 第1章 发酵工程 第2节 微生物的培养技术及应用（第二课时） 微生物的选择培养和计数 1. 稀释涂布平板法（活菌） 原理：单菌落→算活菌数 关键：梯度稀释→涂布→计数（30~300 菌落） 特点：准、操作稍繁 2. 显微镜直接计数法（总菌） 原理：血细胞计数板→直接统计 关键：摇匀→制片→计数 特点：快、不分死活菌 3.微生物的数量测定 1.稀释涂布平板法——间接计数法 2.显微镜直接计数法——直接计数法
教学反思 本节课围绕微生物计数方法（稀释涂布平板法、血细胞计数板法）、菌种保藏原理与操作两大重点，针对 “计数方法选择与结果准确性” 难点开展教学，部分达成预设教学目标。学生已能区分两种计数方法的适用场景，掌握平板计数的基本流程及临时保藏、甘油管藏的核心要点，课堂基础知识点测试正确率达 80%。但目标达成存在明显短板：计数实操中，学生对稀释梯度的计算逻辑理解模糊，部分小组稀释操作失误导致菌落数过多或过少，无法准确计数；血细胞计数板的网格识别、数据换算能力薄弱，结果误差较大。菌种保藏教学中，学生对 “低温、低代谢” 保藏原理的深层理解不足，仅机械记忆操作步骤，无法解释不同保藏方法的适用期限差异。此外，难点突破不足，学生未能根据微生物类型（如细菌、酵母菌）灵活选择计数方法，且实操中缺乏误差分析意识，对实验失败原因（如涂布不均匀、杂菌污染）难以精准判断。后续将强化稀释计算专项训练，增加计数方法对比实验，提供误差分析案例，结合菌种保藏的实际应用场景深化原理理解，优化分组指导模式，提升知识应用与实操精准度，推动教学目标全面达成。
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