《微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)》（第2課時(shí)）教與學(xué)

楊友鳳

《微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)》是人教版生物選修1《生物技術(shù)實(shí)踐》專題2中的第一個(gè)課題，剛納入2013年江蘇省生物高考范圍?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對(duì)該課題的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“進(jìn)行微生物的分離和培養(yǎng)、探討微生物的應(yīng)用”。本課題可分2課時(shí)完成，第1課時(shí)進(jìn)行培養(yǎng)基的種類和作用、無菌技術(shù)等基礎(chǔ)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，第2課時(shí)進(jìn)行培養(yǎng)基的制備、大腸桿菌的純化等試驗(yàn)操作，本文為第2課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、教材分析

微生物與人類的關(guān)系極其密切，已經(jīng)在環(huán)保、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在微生物相關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)中，最基本、最核心的是微生物培養(yǎng)技術(shù)。本專題在必修課的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)基本技術(shù)，以增進(jìn)學(xué)生對(duì)微生物的了解，并讓學(xué)生充分體會(huì)到動(dòng)手動(dòng)腦做科學(xué)的樂趣。

二、教學(xué)目標(biāo)

①知識(shí)與技能。掌握培養(yǎng)基的制備、高壓蒸汽滅菌和平板劃線法等基本操作技術(shù)，進(jìn)行微生物的培養(yǎng)。②過程與方法。嘗試進(jìn)行倒平板和平板劃線等基本操作，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。③情感態(tài)度與價(jià)值觀。體驗(yàn)動(dòng)手動(dòng)腦做科學(xué)的樂趣，體會(huì)微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)中無菌操作的重要性。

三、教學(xué)重、難點(diǎn)

無菌技術(shù)的操作。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

①課前4天～6天用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行大腸桿菌的純化培養(yǎng)，通過自己的預(yù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行摸索，發(fā)現(xiàn)在具體操作時(shí)會(huì)遇到哪些問題。②編寫教案、導(dǎo)學(xué)案、制作多媒體課件、準(zhǔn)備“微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”視頻。③準(zhǔn)備2組學(xué)生，課前進(jìn)行牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的制備，并拍攝學(xué)生視頻。④將學(xué)生制備的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基分裝，高壓蒸汽滅菌。將培養(yǎng)皿干熱滅菌，并培養(yǎng)大腸桿菌，將菌液分裝。⑤準(zhǔn)備75%左右的酒精等相關(guān)實(shí)驗(yàn)用品。

五、教法和學(xué)法

學(xué)生觀看制備培養(yǎng)基視頻，并分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，體驗(yàn)親自動(dòng)手接種大腸桿菌的樂趣，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

六、教學(xué)過程

（1）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。實(shí)物展示被污染的培養(yǎng)基，師生共同回顧獲得純凈培養(yǎng)的關(guān)鍵是防止雜菌入侵。

知新：傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)中所用的微生物來自于自然界，而在工業(yè)化生產(chǎn)中，為了提高發(fā)酵的質(zhì)量，需要獲得優(yōu)良菌種，并保持發(fā)酵菌種的純度。這節(jié)課，我們將會(huì)嘗試用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基進(jìn)行大腸桿菌的純化培養(yǎng)。

（2）學(xué)生匯報(bào)培養(yǎng)基的制備，領(lǐng)悟培養(yǎng)基制備要點(diǎn)。學(xué)生結(jié)合自身課前所做實(shí)驗(yàn)的錄像，講解培養(yǎng)基的制備過程以及在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，提醒大家值得注意的事項(xiàng)等。師生共同總結(jié)培養(yǎng)基的制作過程，包括計(jì)算、稱量、熔化、滅菌、倒平板等五步；牛肉膏、蛋白胨易吸潮，稱量要迅速并及時(shí)蓋蓋；瓊脂易糊底，加熱時(shí)要不斷攪拌；不同微生物適宜的PH不同，要調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的PH等。

追問：配置培養(yǎng)基要遵循什么原則呢？學(xué)生交流、表達(dá)后，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。①目的要明確：根據(jù)培養(yǎng)的微生物種類、培養(yǎng)的目的等確定培養(yǎng)基的類型和配制量。②營養(yǎng)要協(xié)調(diào)：培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例要適宜。③pH要適宜：細(xì)菌培養(yǎng)基pH中性或偏堿性，霉菌培養(yǎng)基呈酸性。

（3）學(xué)生嘗試進(jìn)行倒平板操作，體驗(yàn)無菌操作要點(diǎn)。為使學(xué)生初步了解倒平板操作的方法和技巧，教師首先在實(shí)物投影儀下進(jìn)行演示操作，在觀察的基礎(chǔ)上再由學(xué)生親自嘗試該操作，以減少實(shí)驗(yàn)的盲目性和無序性。教師在巡查學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，用手機(jī)或相機(jī)對(duì)學(xué)生的規(guī)范和不規(guī)范操作進(jìn)行抓拍，通過投影將照片展示于大屏幕，以便對(duì)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)。

學(xué)生結(jié)合操作，討論下列問題：①倒平板過程中，你有哪些無菌操作？②平板冷凝后，為什么要將平板倒置？③若皿蓋和皿底之間粘有培養(yǎng)基，則該平板能否培養(yǎng)微生物？為什么？提示：因瓊脂在44℃就凝固，所以教師要提醒學(xué)生操作要迅速。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與評(píng)價(jià)：①是否熟練、規(guī)范地進(jìn)行了無菌操作。操作中，部分學(xué)生并不能熟練地用左手打開皿蓋右手倒培養(yǎng)基，取而代之的是一位學(xué)生打開皿蓋，另一位學(xué)生倒培養(yǎng)基；個(gè)別學(xué)生因不理解平板為何要倒置，在培養(yǎng)基未完全凝固時(shí)就把平板倒置。②制作好的培養(yǎng)基要放在恒溫箱內(nèi)，在37℃環(huán)境下培養(yǎng)24h，若有菌落形成，說明培養(yǎng)基滅菌不徹底；若無雜菌生長，即可用于純化大腸桿菌。提示：因考慮到課堂時(shí)間有限，上一步只是向?qū)W生作說明，課堂中并不操作。

（4）學(xué)生嘗試純化大腸桿菌，熟悉無菌操作要點(diǎn)。教師展示課前培養(yǎng)的大腸桿菌菌落的照片和實(shí)物，指出菌落就是由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體。大腸桿菌菌落圓形，邊緣整齊，表面光滑，半透明，小凸起，在伊紅美藍(lán)瓊脂平板上的菌落為深紫黑色、光滑、濕潤、帶有金屬光澤。教師介紹接種大腸桿菌的4種方法，并說明任何一種接種方法的核心都是防止雜菌污染。

提示：為了使學(xué)生更好地掌握平板劃線操作，教師可在課前播放平板劃線操作的視頻。學(xué)生動(dòng)手操作之前，教師要交代操作的第一步以及每次劃線之前都要灼燒接種環(huán)，操作結(jié)束時(shí)仍然需要灼燒接種環(huán)；取菌液之前及取菌液之后，裝菌液的試管口都要通過酒精燈的火焰；劃線時(shí)最后一個(gè)劃線區(qū)域不能觸及第一個(gè)劃線區(qū)域等。

學(xué)生結(jié)合操作，討論下列問題：①共灼燒接種環(huán)多少次？每一次灼燒的目的是什么？②在灼燒接種環(huán)之后，為什么要等其冷卻后再進(jìn)行劃線？③在做第二次以及其后的劃線操作時(shí)，為什么總是從上一次劃線的末端開始劃線？

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與評(píng)價(jià)：①是否熟練、規(guī)范地進(jìn)行了無菌操作。操作中，部分學(xué)生將皿蓋打開進(jìn)行劃線操作；個(gè)別學(xué)生不能及時(shí)將棉塞塞上；部分學(xué)生未將接種環(huán)冷卻就進(jìn)行接種操作。②是否進(jìn)行了及時(shí)細(xì)致的觀察和記錄。接種了大腸桿菌的培養(yǎng)基放在恒溫箱內(nèi)，在37℃環(huán)境下培養(yǎng)24h、48h，觀察并記錄菌落的形態(tài)、大小、顏色、數(shù)量、位置等。大腸桿菌菌落圓形邊緣整齊，表面光滑，半透明，小凸起。培養(yǎng)24h和48h后的菌落大小不同，但是菌落分布位置相同。（這一步在課后完成。）

追問：如果你在培養(yǎng)基上觀察到了不同形態(tài)的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的嗎？學(xué)生討論，師生共同總結(jié)。

（5）學(xué)生觀看稀釋涂布平板法的操作錄像，進(jìn)一步體驗(yàn)無菌操作。

提示：不管是通過何種方法接種大腸桿菌，都要將接種后的培養(yǎng)基和一個(gè)未接種的培養(yǎng)基都放入37℃恒溫箱中，培養(yǎng)24h和48h后，分別觀察并記錄結(jié)果。

特別提醒：實(shí)驗(yàn)后，所有用過的培養(yǎng)基、培養(yǎng)液等都需要統(tǒng)一進(jìn)行高壓蒸汽滅菌后再丟棄，否則將會(huì)造成環(huán)境污染。

教師講解菌種的保存：對(duì)于頻繁使用的菌種，可采用臨時(shí)保藏的方法，對(duì)于要長期保存的菌種，可采用甘油管藏的方法。

七、教學(xué)反思

微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，操作本身所需的時(shí)間并不長，但是由于操作前要制作培養(yǎng)基，對(duì)培養(yǎng)基和實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行滅菌，操作后還需要幾天的培養(yǎng)和對(duì)微生物的觀察，所以教師課前要進(jìn)行統(tǒng)籌安排。在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作中暴露出了若干的問題，如培養(yǎng)基未凝固時(shí)部分學(xué)生就開始把平板倒置；平板劃線操作時(shí)，把皿蓋完全打開劃線；接種環(huán)不冷卻就開始接種等。而這些問題完全是可以避免的，這就要求老師在備課時(shí)，要充分考慮到學(xué)生可能出現(xiàn)的問題，在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)加以強(qiáng)化說明，以保證實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作，并提高實(shí)驗(yàn)的效率和價(jià)值。