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《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 掌握土壤中分解尿素的细菌的分离和计数方法；2. 了解细菌的分类和作用；3. 培养实验操作技能和科学探究精神。
二、教学重难点：1. 教学重点：掌握细菌分离和计数的实验方法；2. 教学难点：实验中可能出现的问题及解决方法，培养周密的科学态度。
三、教学准备：1. 实验用器械：无菌土壤、无菌水、稀释液、涂布器、显微镜、计数板等；2. 实验用试剂和培养基：尿素、琼脂培养基、抗生素等；3. 教师准备教学PPT，介绍细菌分类、作用以及尿素分解菌的介绍；4. 预先设计好实验表格，方便学生记录数据。
课时安排：共2课时，本设计为第一课时。
四、教学过程：1. 导入新课向学生介绍本节课的目标和意义，讲解尿素分解菌在农业、工业和医药等领域的应用，激发学生的兴趣和求知欲。
2. 实验原理讲解向学生介绍实验的背景、目标、方法、步骤和实验原理，包括选择培养基的制备、分离尿素的指示剂的配制、细菌的接种和培养等。
3. 实验操作示范教师进行实验操作示范，包括无菌操作、接种、培养等步骤，并强调实验中的注意事项，如无菌操作、菌落的识别等。
4. 学生分组实验将学生分成若干小组，每组分别进行实验操作，并记录实验结果。
教师巡视指导，纠正学生的错误操作，确保实验的顺利进行。
5. 结果分析与讨论学生根据实验结果进行讨论，分析哪些菌落可能是分解尿素的细菌，并尝试诠释分离到的细菌数量差别的原因。
教师对学生的讨论进行点评和指导，帮助学生更好地理解实验结果和实验原理。
6. 知识拓展介绍土壤中其他类型的细菌及其作用，如分解纤维素的细菌、分解脂肪的细菌等，以及它们在农业、工业和医药领域的应用。
同时，引导学生思考如何利用这些细菌来改善土壤质量、提高农作物的产量和品质。
7. 课后作业与反思要求学生回顾本节课的内容，完成相关作业，思考自己在实验操作和结果分析中存在的问题，并在今后的学习中加以改进。
基于学科核心素养的高中生物学实验教学实践———以“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”为例陈颉(江苏省南通中学南通226001)摘要以选修模块实验“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”为例，通过以完整的科学探究历程为主线、在细节处体现科学思维的火花、生命观念和社会责任依次递进等手段，发展与提升学生的生物学学科核心素养。
关键词高中生物学实验教学学科核心素养细菌的分离与计数随着《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“2017版课标”)的颁布，高中生物学教与学有了新的理念和更高的要求:核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展［1］。
这就要求生物学教师自己对生物学核心素养和大概念有清晰的认识，并将其有机地融合于教学设计中，引导和鼓励学生主动参与实践，通过适当的评价促进学生的学习与发展。
在此理念的指导下，笔者以一堂“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”公开课为例进行探索和实践。
1背景分析现行人教版高中生物学教材选修1《生物技术实践》的专题2“微生物的培养与应用”中含有3个课题:课题1“微生物的实验室培养”、课题2“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”、课题3“分解纤维素的微生物的分离”。
2017版课标对该部分内容的要求是聚焦一个大概念“发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品”，其下包括无菌操作、培养基的调整、微生物的分离与纯化、微生物的显微镜计数等子概念。
纯净的微生物培养不仅应用于研究微生物自身，在基因工程、环境工程、医药工程等方面也有广泛应用。
基于2017版课标的要求，在对课题1的内容进行适当知识铺垫和操作训练的基础上，进行课题2的研究性学习。
2教学设计与实施鉴于课时的限制及分层教学的需求，在班级中选择了8位学生组成研究性学习小组，采用课外预实验与课堂教学相结合的方式实施了该课题的研究。
大致实施流程见图1，序号代表步骤顺序。
图1“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”课题实施流程注:③ ⑧为课堂教学内容，分别由研究性学习小组的预实验结果(④、⑥步骤)引出⑤、⑦步骤檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴为信息载体，围绕图文信息精心设计5个环环相扣、梯度分明的问题。
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、教学目标：1.能按照科学探究的要求，应用稀释涂布平板法和微生物数量测定的方法，设计从土壤中分离分解尿素的细菌并进行计数的方案。
2.依据设计的方案，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。
3.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：教学重点：实验设计方案的设计与修正，正确进行实验操作教学难点：设计实验方案。
三、教学过程：提出问题（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。
基础知识（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。
选择培养基配方： 组分 含量KH 2PO 41.4g Na 2HPO 42.1gMgSO 4·7H 2O0.2g葡萄糖10.0g 尿素1.0g 琼脂 15.0gH 2O定容至1000mL 实验设计：请同学们阅读教材19页资料，思考有关问题，小组合作进行实验设计，写出详细的实验方案，交流修正。
实验步骤：按照方案，选择合适的实验材料，进行实验。
(一）、土壤取样细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3～8cm 的土壤层。
因此，取样时一般要铲去表层土。
将样品装入纸袋。
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。
(二）、制备培养基用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组，用以尿素为唯一氮源的培养基做实验组，用来判断选择培养基是否具有选择作用。
(三）、样品的稀释与涂布平板（稀释涂布平板法）简要回顾操作梯度稀释：在酒精灯火焰旁称取10g土壤，放入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，振荡使土壤与水充分混合，将细菌分散，制成101倍土壤稀释液。
用1支1mL无菌吸管从中吸取1mL土壤悬液注入盛有9mL无菌水的试管中，吹吸三次，充分混匀，制成102倍的土壤稀释液。
分解纤维素的微生物的分离一、纤维素与纤维素酶1．纤维素(1)化学组成：(2)含量：是地球上含量最丰富的多糖类物质。
(3)分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
2．纤维素酶(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即C 1酶、C X 酶和葡萄糖苷酶。
(2)作用：纤维素C 1酶、C X 酶,纤维二糖葡萄糖苷酶,葡萄糖二、纤维素分解菌的筛选1．原理：纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解刚果红和纤维素形成的红色复合物，使培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
2．方法：刚果红染色法⎩⎪⎨⎪⎧ 方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应方法二：在倒平板时就加入刚果红三、实验流程四、纤维素分解菌的进一步鉴定1．为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
2．纤维素酶的测定方法，一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖 1.纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX 酶和葡萄糖苷酶等组分。
2．纤维素酶的作用：纤维素――→C1酶、CX 酶 纤维二糖――→葡萄糖苷酶葡萄糖 3．刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
4．以纤维素为主要碳源的选择培养基培养可以增加纤维素分解菌的浓度。
5．分离后，为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。
进行定量测定。
1．寻找纤维素分解菌应到( )A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中C．富含无机盐的环境中 D．池塘中解析：选B 在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，因此寻找纤维素分解菌应到富含纤维素的环境中寻找。
2．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是( )A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌解析：选C 分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
