人教版高中生物选修三实验《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》的改进与创新.pdfVIP

人教版高中生物选修三实验《土壤中分解尿素的细菌的分离与计

数》的改进与创新

一、教学分析

1.教材分析：

实验“微生物的培养、分离和筛选”是人民教育出版社选择性必修3现代

生物技术与工程第1章发酵工程第2节微生物的培养技术与应用“探究.实践”

的内容。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》建议通过使用选择培养基

筛选土壤中能够分解尿素的微生物，学生将认识到特定微生物具有特定的代谢特

点，因此能利用具有特殊营养成分的培养基筛选目的菌株。在实验中，学生可以

观察到具有不同菌落特征的微生物，因而认识到日常生活的环境中存在的多种多

样的微生物。通过本实验，学生无菌操作和培养微生物的技能也都将得到提升。

2.学情分析：

微生物的选择培养是学生没有接触过的学习内容，但是学生具备细胞代谢

的相关知识，且对分离和培养微生物兴趣盎然。

3.教学目标：

（1）生命观念：通过基础实验--土壤中分解尿素的细菌的分离、培养和计

数，举例说出土壤微生物的多样性、生物与生物、生物与环境的相互关系。

（2）科学思维：面对家乡胜利油田原油泄漏造成的环境污染问题，利用学

习的“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的基本概念和原理以及科学思维的

方法提出解决实际问题的方案。

（3）科学探究：针对原油泄漏造成的土壤污染问题进行探究活动的设计和

实施。

（4）社会责任：通过进一步探究微生物群落对原油的降解能力比较，开发

微生物资源--嗜油性微生物肥料，树立生态意识，落实和践行“绿水青山就是金

山银山”的理念。

二、教材实验的局限性与对应的改进和创新

1.实验过程的优化。组建了生物兴趣小组，让学生参与到实验准备与预实验的过

程中来，不仅提高了学生的积极性和参与度，而且对于教师合理安排课堂内容与

节奏，优化实验方案提供了帮助。生物兴趣小组的学生在课前完成培养基的配制、

分装及灭菌，课前将要使用的培养基加热至溶化，全年级中第一个上课班级的学

生在课堂上直接使用该培养基倒平板，这样就可以在两节课内完成倒板、划线和

涂布等微生物实验操作的关键环节，节省了等待的时间，很好地完成了教学目标，

而每一个班级配制的培养基又可为下一个班级所用。

2.实验方法的改进。

（1）培养基pH研究。该实验的原理为酚红在pH6.8时显黄色，而在培养过

程中，产生脲酶的细菌将分解尿素产生氨，使培养基的pH升高，当pH升至8.4

时，指示剂就会转变为深粉红色。因此，配制培养基时可将pH调至6.5左右，

此时培养基呈黄色。

（2）土壤样本的选择与处理。该实验用土壤浸出液进行细菌培养，以尿素为

唯一氮源，测定能生长的细菌的数量，研究培养基对微生物的选择作用。由于某

些土样中并没有或只有极少量的微生物能分解尿素，因此，土壤样本的选择往往

导致最后实验的成败。学生经讨论后认为要尽量在“动物厕所”附近采集土壤，

为了能扩大分解尿素的微生物的数量，还可以用适量黄豆水来浸泡土样。事实证

明，这些方法非常有效，大大提高了实验的成功率。但该方法也存在一定的问题，

因为黄豆水进入土壤溶液，当平板涂布时，黄豆中丰富的蛋白质就会随

着土壤稀释液进入到培养基中，这样就为不能利用尿素的微生物提供了氮源，培

养基就失去了选择作用。据此学生又想出了通过先做预实验，将不加黄豆水的土

壤溶液样品与加了黄豆水的土壤溶液样品分组进行实验，比较实验效果，再决定

是否要加入黄豆水，从而解决了土壤中能分解尿素的微生物数量较少的问题。

（3）培养条件的优化。该实验培养时间较长，培养基容易出现水分散失、开裂

等情况，从而严重影响对菌落数的统计。学生经过思考并反复实验发现家用的保

鲜膜可以达到较好的效果，大大提高了实验的有效性。

3.探究课题的家乡化和生活化。

学生的家乡是胜利油田，石油污染给家乡人民带来了诸多危害，若能分离得到

能降解石油的细菌就能解决家乡的大问题，于是学生提出探究课题“分离石油污

染土壤中能降解原油的细菌”，另外还提出了一些生活化的课题如“水中大肠杆

菌菌群的测定”、“校园中不同地点大肠杆菌菌群的测定”、“分离酸奶中的乳

酸菌”、“空气中能分解尿素的微生物的分离及计数”等。因此，通过对实验过

程及方法进行改进，不仅让学生掌握了土壤中分解尿素的细菌的分离与计数方法，

还能让学生初步了解科学探究的一般步骤，为以后的探究教学打好基础。

下面以石油污染土壤中分解原油的细菌的分离和计数，来呈现实验教