高中生物选修一教学合案 编写人：谢俊平 使用时间: 2016年3月 日
的平板进行计数，计数公式是 。利用稀释涂布平板法成功统计菌落数目的关键是 。另外， 也是测定微生物数量的常用方法。
6．一般来说，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。
7．设置对照实验的主要目的是 ，提高实验结果的可信度。对照实验是 。满足该条件的称为 ，未满足该条件的称为 。
8．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。 9．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 。
10．土壤有“ ”之称，同其他生物环境相比，土壤中微生物 、 。
11．土壤中的微生物约 是细菌，细菌适宜在酸碱度接近 潮湿土壤中生长。土壤中微生物的数量不同，分离不同微生物采用的 的稀释度不同。
12．一般来说，在一定的培养条件下，同种微生物表现出稳定的菌落特征。这些特征包括菌落的 、 、 和 等方面。
13．在进行多组实验过程中，应注意做好标记，其目的是 。 的方法。
15．在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的 将尿素分解成了 。氨会使培养基的碱性 ，PH 。因此，我们可以通过检测培养基 变化来判断该化学反应是否发生。 在以 为唯一氮源的培养基中加入 指示剂。培养某种细菌后，如果PH升高，指示剂将变 ，说明该细菌能够 。 P22旁栏思考题
1.想一想，如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
答：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。 P22
两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数10的培养集中，得到以下两种统计结果：1.第一位同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230；2.第二位同学在该浓度下涂布了三个平板……
第一位同学只涂布了一个平板，没有设置重复组，因此结果不具有说服力。第二位同学考虑到设置重复组的问题，涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另2个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。 P22设置对照
A同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。究竟是哪个原因，可以通过实验来证明。实验方案有两种。一种方案是可以由其他同学用与A同学一样的土样进行实验，如果结果与A同学一致，则证明A无误；如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养基的配制有问题。另一种方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。通过这个事例可以看出，实验结果要有说服力，对照的设置是必不可少的。 P24旁栏思考题
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：好氧及兼性厌氧细菌数约为2 185万，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。 P25 结果分析与评价
6
6
14．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
高中生物选修一教学合案 编写人：谢俊平 使用时间: 2016年3月 日
1．培养物中是否有杂菌污染以及选择培养基是否筛选出菌落
对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选择培养基已筛选出一些菌落。
2．样品的稀释操作是否成功
如果得到了2个或2个以上菌落数目在30～300的平板，则说明稀释操作比较成功，并能够进行菌落的计数。 3．重复组的结果是否一致
如果学生选取的是同一种土样，统计的结果应该接近。如果结果相差太远，教师需要引导学生一起分析产生差异的原因。 P26练习
2.提示：反刍动物的瘤胃中含有大量的微生物，其中也包括分解尿素的微生物。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外，还应参照厌氧菌的培养方法进行实验设计。
课题3 分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素是 类物质， 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．纤维素酶是一种 酶，一般认为它至少包括三种组分，即 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成 。正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。
可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的 和 发生这种反应。纤维素分解菌能产生 分解纤维素，从而使菌落周围形成 。
4．分离分解纤维素的微生物的实验流程图如下： → →梯度稀释→ → 。 5．为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还学进行 的实验。纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵。测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的 进行定量测定。 P28旁栏思考题
1.本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？
本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。
2.为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？
由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
3.将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？
将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10 cm左右腐殖土壤中。 P29旁栏思考题
1．想一想，这两种方法各有哪些优点与不足？你打算选用哪一种方法？（两种刚果红染色法的比较）
方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。
方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。
2.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
7
3．筛选纤维素分解菌可以用 法，这种方法能够通过 直接对微生物进行筛选。
高中生物选修一教学合案 编写人：谢俊平 使用时间: 2016年3月 日
在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。 P29六、课题成果评价
1.培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落：对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。
2.分离的结果是否一致：由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。 P30练习
2.答：流程图表示如下。
土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目的菌株数量的多少来确定）→梯度稀释→将菌悬液涂布到有特定选择作用的培养基上→挑选单菌落→发酵培养
专题三 植物的组织培养技术
课题1 菊花的组织培养
1．有某种生物全套 的任何一个活细胞，都具有发育成 的能力，即每个生物细胞都具有 。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在 条件下，通过基因的 ，构成不同组织和器官。
2. 植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的 ；培育 作物；制作 种子；培育作物 以及细胞产物的 等。
3. 细胞分化：个体发育中细胞在 上出现 差异的过程。
4. 愈伤组织是通过 形成的，其细胞排列 ，高度 呈 状态的 细胞。 5. 植物组织培养的过程可简单表示为：
（脱分化）） （ ） 愈伤组织 （生长） 新个体 6.材料：植物的种类、材料的 和 等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择 作材料。 7. 营养：常用的培养基是 培养基，其中含有的大量元素是 ，微量元素是 ，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
8.激素：在培养基中需要添加 和 等植物激素，其 、 、 等都影响结果 9.环境条件：PH、 、 等环境条件。菊花组培所需PH为 ，温度为 ，光照条件为 。 10. 配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的浓缩液。使用时根据母液的 ，计算用量，并加 稀释。 11. 配制培养基：应加入的物质有琼脂、 、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用 定容到 毫升。在菊花组织培养中，可以不添加 ，原因是菊花茎段组织培养比较容易。 12.灭菌：采取的灭菌方法是 。 13．发酵操作
13.1前期准备：用 消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种工作都必须在酒精灯旁进行，器械使用前后都要用火焰灼烧 。
13.2接种操作：接种过程中插入外植体时 朝上，每个锥形瓶接种 个外植体。外植体接种与细菌接种相似之处是 。
13.3培养过程应该放在 中进行，并定期进行消毒，保持适宜的 和 。 等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。
课题成果评价
（一）对接种操作中污染情况的分析
8
13.4移栽前应先打开培养瓶的 ，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到
高中生物选修一教学合案 编写人：谢俊平 使用时间: 2016年3月 日
接种3～4 d后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。请学生适时统计污染率，分析接种操作是否符合无菌要求。
（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化
观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
（三）是否进行了统计、对照与记录
做好统计和对照，填好结果记录表，培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要求学生做好实验记录，可以让学生分组配制不同培养基，如诱导愈伤或直接分化丛芽的培养基，然后做不同配方的比较。
（四）生根苗的移栽是否合格
生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12 h。掀开塑料薄膜后24 h才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，等壮苗后再定植大田或进行盆栽。学生可以在课后统计自己移栽的成活率，看看移栽是否合格。
答案和提示 （一）旁栏思考题
1.你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？ 答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
2.你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？
答：教师可以安排学生分组，做不同的材料或配方，最后分别汇报成果。但每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
（二）练习
1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。
2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。
课题2 月季的花药培养
1.
2. 育被子植物花粉的发育要经历 、 和 等阶段。花粉是由花粉母细胞经过 而形成的，因此花粉是 。
3. 在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 个精子；在一枚花药中可以产生 个花粉。
9
小孢子母细胞（2n） （ ）分裂 （ ）时期（n） 单核（ ）期（n） 单核（ ）期（n） （ ）个精子(n) （ ）分裂 （ ）细胞（n） （ ）细胞（n） （ ）细胞核（n） （ ）细胞核（n） （ ）分裂 双核期 高中生物选修一教学合案 编写人：谢俊平 使用时间: 2016年3月 日
4. 产生花粉植物的两种途径 ① ②
5.
花药中的花粉 花药中的花粉 脱分化 脱分化
（ ）
丛芽
（ ）
丛芽
诱导 生根 移栽
诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中影主要因素是： 和 等。
6. 材料的选择：
①从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；
②从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉； ③从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。 和 ，它们分别可以将细胞核染成 色和 色。 按体积比为 的比例混合均匀。
9. 消毒后的花蕾，要在 条件下除去花萼、花瓣。剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是 ；二是要彻底除去花丝，原因是 。 10. 剥取的花药要立刻接种到 上。每个培养瓶接种 个花药。花药培养利用的培养基是 培养基，pH为 ，温度为 ℃，幼苗形成之前（需要、不需要）光照。在花药培养基中，用量最高的激素是 ；在诱导丛芽或胚状体培养基中，用量最高的激素是 ；在诱导生根的培养基中，用量最高的激素是 。
11. 培养20－30d后，花药开裂，长出 或释放出胚状体。前者还要转移到 上进行分化培养成再生植株；后者要尽快 并转移到新的培养基上。通过愈伤组织形成的植株，常常会出现 的变化，因而需要鉴定和筛选。 课题成果评价 （一）选材是否恰当
选材是否成功是花药培养成功的关键。学生应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。 （二）无菌技术是否过关
如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 （三）接种是否成功
如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。
答案和提示 （一）旁栏思考题
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。 （二）练习
1.答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。
2.答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
10
7. 选择花药时一般通过 确定花粉发育时期，此时需要对花粉细胞核进行染色，最常用的染色剂是
8. 在使用焙花青－铬钒溶液时，需要首先将花药用 处理20min。该试剂的配制方法是将