高中生物 实验2分离以尿素为氮源的微生物课堂探究 浙科版

高中生物实验2分离以尿素为氮源的微生物课堂探究浙科版核心解读HEXINJIEDU1．尿素在自然界中氮循环有怎样的关系？自然界中的氮循环在保持生态稳态上有重要的作用，具体过程可参看下图。

自然界中的氮循环如果土壤中有许多尿素，在自然界较高温度下就会被水解，水解后的NH3会使土壤变成碱性，NH3与其他阴离子物质如SO2－4、CO2－3、NO－3等形成化合物，则会使土壤板结。

有脲酶的细菌使植物废弃物和动物尸体降解，并利用了所形成的氨，有利于自然界中氮的循环。

2．为什么本实验中要用琼脂糖来代替琼脂配制固体培养基呢？琼脂糖与琼脂有何区别？琼脂在制作固体培养基时起凝固剂的作用。

但它却是一种未被纯化的混合物，里面有一定量的含氮化合物。

在本实验中所使用的尿素培养基却要求提供氮元素的物质只有尿素，用这种培养基才能分离得到含脲酶的细菌。

若用琼脂来制备本实验的尿素固体培养基，则提供氮元素的物质除了尿素还有琼脂，用这种培养基就不难只得到含脲酶的细菌，还会得到大量以非尿素为氮源的细菌，这样就达不到分离出以尿素为氮源的细菌这一实验目的了。

所以要将琼脂纯化，去除那些含氮化合物，这样经纯化得到的琼脂糖就可以代替琼脂做固体剂且不会带来含氮化合物对本实验的干扰了。

3．本实验的微生物分离与上一实验中大肠杆菌的分离实质上一样吗？两者的细菌分离有很大的不同。

若在尿素培养基上出现了菌落，则表明已经分离得到有脲酶的细菌菌落了。

得出这一结论的依据是：尿素培养基中提供氮源的只有尿素，在这样的培养基中能存活的细菌则能利用尿素做氮源，它们就是有脲酶的细菌。

5．全营养培养基与尿素培养基上的菌落在数量和类型上有什么不同呢？为什么出现这种差异呢？LB 培养基稀释度10－4 尿素培养基稀释度10－4比较上图，可明显发现：全营养培养基数量和种类都明显多于尿素培养基上的。

因为全营养培养基中的氮源是蛋白胨，很多细菌都能利用它，而尿素培养基中的氮源只有尿素，只有含脲酶的细菌才能利用尿素，能存活。

实验2 分离以尿素为氮源的微生物[学考报告]知识内容考试属性 考情解读分离以尿素为氮源的微生物 加试 1.进行微生物分离。

使用含有尿素的培养基，采用涂布分离法，分离有脲酶的细菌。

2.使用酚红指示剂检测以尿素为氮源的细菌的存在。

3.说明分离以尿素为氮源的细菌的实验原理。

4.举例说明本实验分离出来的细菌不一定都是以尿素为氮源的细菌一、以尿素为氮源的微生物1.尿素又称脲，是蛋白质降解的产物。

在人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，植物不能直接吸收尿素，因此大量尿素的存在将对环境造成污染。

2.以尿素为氮源的微生物这些细菌可以尿素为氮源，是因为其含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。

其利用尿素的反应式为：(NH 2)2C ＝O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2。

3.分离以尿素为氮源的微生物所依据的原理在氮源只有尿素时，这些微生物能利用尿素获得氮源而存活；而其他微生物却不能利用尿素，最终因为缺乏氮源而死亡。

二、从土壤中分离出以尿素为氮源的微生物实验1.实验目的(1)使用以尿素为唯一氮源的培养基分离含有脲酶的细菌。

(2)通过指示剂颜色的变化检知酶(脲酶)所催化的化学反应(培养基pH 的变化)。

(3)统计被检测的土壤中含有的以尿素为氮源的微生物的数量。

2.实验原理(1)用选择培养基(培养基类型)可分离出以尿素为氮源的微生物。

(2)在细菌分解尿素的化学反应中，细菌产生的脲酶将培养基中的尿素分解成氨，使培养基变碱，pH 升高，酚红指示剂变红。

(3)根据培养基中的菌落数，可统计土壤样品中含有的这种微生物的数量。

3.实验步骤(1)倒平板：在60 ℃左右时，将两只三角瓶中已灭菌的LB固体培养基和尿素固体培养基，在酒精灯旁分别倒入两个培养皿中，在水平的超净台上摇匀，平放至凝固。

(2)制备细菌悬浮液将土样1 g，在无菌条件下加到有99 mL无菌水的三角瓶中，振荡10 min，制成10－2稀释液；从该稀释液中取0.5 mL悬液加到4.5 mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成10－3稀释液；再从10－3稀释液中取0.5 mL悬液加到4.5 mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成10－4稀释液；依此法可依次制备出10－5、10－6……土壤稀释液。

实验2 分离以尿素为氮源的微生物
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，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。

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课时跟踪检测（二）分离以尿素为氮源的微生物1．从土壤中分离以尿素为氮源的细菌，实验过程如图所示：(1)图中物质A为________________，若要统计每克土壤样品中以尿素为氮源的细菌的活菌数目，宜采用________________法接种到尿素培养基上，对照组配制的培养基为____________培养基，若用同浓度的土壤稀释液接种，实验组培养皿中菌落数____________(填“大于”“等于”或“小于”)对照组。

在能利用尿素的细菌菌落周围，有红色环带出现的原因是_______________________________________________。

(2)下列培养基中，能分离出分解尿素的细菌的是( )A．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水B．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、尿素C．NaCl、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物、尿素D．葡萄糖、NaCl、K2HPO4、酚红、琼脂糖、水、蛋白胨、酵母提取物(3)欲将分离得到的以尿素为氮源的细菌进行扩大培养，应使用________培养基。

答案：(1)无菌水涂布分离LB全营养小于能利用尿素的细菌产生的脲酶，将培养基中的尿素分解，产生的氨使指示剂呈红色(2)B (3)LB液体2．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。

某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能降解利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如图所示，①为土壤样品。

请回答下列问题：(1)②中培养目的菌株的选择培养基中应加入______作为碳源，②中不同浓度碳源的培养基________(填“影响”或“不影响”)细菌的数量，如果要测定②中活细菌数量，常采用____________________法。

(2)④为对照，微生物在④中不生长，在⑤中生长，④与⑤培养基的主要区别在于__________________________________；使用________________________________法可以在⑥上获得单菌落。

实验二分离以尿素为氮源的微生物1．尿素又称脲，是蛋白质降解的产物。

在人和其他哺乳动物如家畜的尿中都含有尿素，大量尿素的存在会对环境造成污染。

2．以尿素为氮源的微生物的特点含有脲酶，通过降解尿素作为其生长的氮源。

其利用尿素的反应式为：(NH2)2C＝O＋H2O脲酶,2NH3＋CO2。

3．分离以尿素为氮源的微生物(1)实验原理：①在以尿素为唯一氮源的选择培养基上生存的微生物能以尿素为氮源。

②细菌合成的脲酶能将尿素分解成NH3，致使pH升高，使酚红指示剂变红。

(2)培养基的对照：制备LB全营养培养基和尿素为唯一氮源的培养基，分别培养土壤中的微生物，并对菌落观察并计数。

(3)实验步骤：1．分离以尿素为氮源的微生物所采用的分离方法是( )A．涂布分离法B．划线分离法C．稀释分离法D．选择分离法解析：选A 微生物的分离方法多种多样，本实验使用了涂布分离法。

2．用稀释涂布平板法来统计样品中活菌的数目，其结果与实际值相比( )A．比实际值高B．比实际值低C．和实际值一致D．比实际值可能高也可能低解析：选B 培养基上的一个菌落也可能由相连的两个或多个菌体繁殖而来，并且该方法测得的是活菌的菌落数目，未包括死菌数，因此统计的活菌数要少于菌体实际值。

3．下列有关叙述，错误的是( )A ．在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会导致培养基呈酸性B ．地表土壤中含有一定量的脲C ．以尿素为氮源的细菌含有脲酶D ．脲是一种有机化合物，含有氮元素解析：选A 根据反应式：(NH 2)2C ＝O ＋H 2O ――→脲酶2NH 3＋CO 2，在尿素固体培养基上培养含有脲酶的微生物会产生NH 3，从而导致培养基呈碱性。

4．用以尿素为唯一氮源加入酚红指示剂的培养基，培养尿素分解菌后，指示剂将( )A ．变蓝色B ．变红色C ．变黑色D ．变棕色解析：选B 尿素分解菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，会使培养基的碱性增强，pH 升高，加入酚红指示剂将变红色。

实验2 分离以尿素为氮源的微生物【学习目标】1.使用专一的培养基（含有尿素）分离专一的细菌（有脲酶的细菌）。

2.利用指示剂颜色的变化检知酶（脲酶）所催化的反应。

【教学重点】对土样的选取和选择培养基的配置【教学难点】选择培养基的配置【教学过程】（一）引入新课上节课我们学习了培养基的配置以及接种技术。

下面我们来学习如何进行细菌的分离，获得所需要的目的微生物。

（二）进行新课1.基础知识1.1 尿素是一种重要的氮肥，农作物不能直接吸收利用，而是首先通过土壤中的细菌将尿素分解为氨和CO2，这是因为细菌能合成脲酶。

1.2 科学家能从热泉中把耐热细菌筛选出来是因为热泉的高温条件淘汰了绝大多数微生物，这样也适用于实验室中微生物的筛选，原理是人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、pH等），同时抑制或阻止其他微生物生长。

点评：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用。

所以通过配制选择培养基、控制培养条件等选择目的微生物。

〖思考1〗在该培养基配方中，为微生物的生长提供碳源的是葡萄糖，提供氮源的是尿素，琼脂的作用是凝固剂。

〖思考2〗该培养基对微生物具有选择作用。

如果具有，其选择机制是只有能够以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长。

1.3在统计菌落数目时，常用来统计样品中活菌数目的方法是稀释涂布平板法。

除此之外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。

【补充】显微镜直接计数是测定微生物的方法。

公式：观察到的红细胞平均数∶观察到的细菌平均数＝红细胞含量∶细菌含量1.4 采用稀释涂布平板法统计菌落数目时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中一个活菌。

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。

为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

〖思考3〗从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数的计算方法是：（平均菌落数÷涂布的稀释液体积）×稀释倍数。

〖思考4〗利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是：恰当的稀释度。

第一部分微生物的利用实验2 分离以尿素为氮源的微生物一、以尿素为氮源的微生物1．尿素：又称________,是________的产物。

在人和其他哺乳动物如家畜的________中都含有尿素,大量尿素的存在对环境造成污染.2．以尿素为氮源的微生物:这些细菌可以尿素为氮源，是因为其含有________，通过________尿素作为其生长的氮源。

其利用尿素的方程为：3．分离以尿素为氮源的微生物所依据的原理：在氮源只有尿素时,这些微生物能利用尿素获得氮源而存活;而其他微生物却不能利用尿素，最终因为缺乏氮源而死亡。

答案：1。

脲蛋白质降解尿2．脲酶降解二、从土壤中分离出以尿素为氮源的微生物实验1．实验目的：（1）使用________的培养基(含有尿素)分离________的细菌(含有脲酶的细菌）.（2)使用____________检知酶(脲酶）所催化的反应.2．实验内容：（1)从________中________能利用尿素的细菌。

(2）观察________.3．实验步骤：(1）采用倒平板技术,在超净台上的________旁制得固体平面________培养基与________培养基；(2)制备细菌悬浮液：将________1 g,在________条件下加到________mL无菌水的三角瓶中，振荡________min,制成________稀释液;从该稀释液中取________mL悬液加到________mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成________稀释液；再从该稀释液中取________mL悬液加到________mL无菌水的三角瓶中，经振荡就制成________稀释液；依此法可依次制备出10－5、10－6……土壤稀释液。

(3）用________法分离细菌:取________mL稀释10－4和10－5的________，分别加到有________培养基和________培养基的培养皿中，再将保存在______中的玻璃刮刀放在________上灼烧,待________后,在______旁打开培养皿,将菌液涂布到________上。