微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)教案(二)

1、微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)四川省中江中學(xué)校葉秀瓊“微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”是選修1 的專題 2“微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用”中的第1 個(gè)課題，它是在傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步全面深入學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技術(shù)，同時(shí)也為微生物應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，具有承上啟下的重要作用。在生物技術(shù)模塊中是學(xué)生應(yīng)該選擇的一個(gè)重要的操作實(shí)驗(yàn)，但由于該課題實(shí)驗(yàn)難度很大，多數(shù)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)器材不足，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊張，尤其是該實(shí)驗(yàn)具有一定風(fēng)險(xiǎn)性（微生物本身就是危險(xiǎn)生物），多數(shù)學(xué)校在選擇實(shí)驗(yàn)操作課題時(shí)都放棄該專題中這個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。為了使學(xué)生更好了解與我們自身關(guān)系極為密切的微生物培養(yǎng)與應(yīng)用的知識(shí)和技能，下面就結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際談?wù)剬?duì)本課題

2、的教學(xué)設(shè)計(jì)。1 教學(xué)目標(biāo)確立依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)“進(jìn)行微生物的分離和培養(yǎng)”和活動(dòng)建議“用大腸桿菌為材料進(jìn)行平面培養(yǎng)分離菌落” ，結(jié)合人教社選修 1 教材和本校實(shí)驗(yàn)室條件，確立本課題教學(xué)目標(biāo)如下：知識(shí)目標(biāo)：列舉培養(yǎng)基的種類等基礎(chǔ)知識(shí)，說明培養(yǎng)基配方及作用；概述無菌技術(shù)。能力目標(biāo)：嘗試培養(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)。熟練規(guī)范地進(jìn)行無菌操作，成功地培養(yǎng)微生物。情感態(tài)度價(jià)值觀方面：體驗(yàn)制作牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，培養(yǎng)純化大腸桿菌的方法；參與實(shí)驗(yàn)過程，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)原理，交流實(shí)驗(yàn)體會(huì)；形成勇于實(shí)踐、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教學(xué)重難點(diǎn)：無菌技術(shù)的操作。由于微生物在自然界分布

3、廣泛，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物除了要為微生物提供合適的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件外，還需要確保其他微生物無法混入。因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)針對(duì)培養(yǎng)基、操作者、用于培養(yǎng)的器皿、接種工具等使用不同的方法進(jìn)行消毒滅菌處理。在“無菌”的條件下接種和培養(yǎng)，獲得純凈培養(yǎng)物，才能成功培養(yǎng)微生物。可見無菌技術(shù)是微生物培養(yǎng)過程的關(guān)鍵。教學(xué)中可聯(lián)系醫(yī)療和生活實(shí)際深入理解無菌技術(shù)2 教學(xué)實(shí)施建議2 1 擬定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)需要在無菌條件下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)技術(shù)要求高。對(duì)本課題教學(xué)組織采用實(shí)驗(yàn)探究的模式，注重微生物實(shí)驗(yàn)基本操作和技能的訓(xùn)練。采用課上和課下統(tǒng)籌安排，理論和實(shí)踐并舉，在操作中理解原理，利用原理指導(dǎo)實(shí)踐?；诖耍瑢?duì)本實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排如下：實(shí)

4、驗(yàn)計(jì)劃教學(xué)目標(biāo)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖第一課時(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)培養(yǎng)基提供相關(guān)材料，明確實(shí)驗(yàn)原理通過講解，設(shè)計(jì)的知識(shí)和無菌技進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)介表格進(jìn)行知識(shí)歸術(shù)紹納第二課時(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)制備牛提供實(shí)驗(yàn)器具，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)基嘗試配制培養(yǎng)基肉膏、蛋白胨固和培養(yǎng)基配方，和器皿滅菌，倒及倒平板體 培 養(yǎng) 基 的 方指導(dǎo)學(xué)生操作平板操作法；進(jìn)行制備牛肉膏、蛋白胨培養(yǎng)基、倒平板操作第三課時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室純化介紹平板劃線和利用各小組自己嘗試?yán)门Ｈ飧啻竽c桿菌操作稀釋涂布平板原配制的培養(yǎng)基在蛋白胨培養(yǎng)基接理，并指導(dǎo)學(xué)生無菌條件下接種種大腸桿菌并純接種操作大腸桿菌操作化培養(yǎng)第四課時(shí)培養(yǎng)觀察、展示組織交流和介紹觀察記錄結(jié)果并觀察并分析成功成

5、果，分析原因菌種保藏進(jìn)行分析和失敗原因，拓和課題延伸展視野2 2 理解實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)所遵循的科學(xué)道理，具體地說它是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作的理論依據(jù)。是為解決某方面生物學(xué)問題所應(yīng)用到的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的方法和理論。把握實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作的前提。本課題依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理是：2 1 1 培養(yǎng)基配制原理：微生物的生長(zhǎng)繁殖時(shí)需要各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，一般包括水、無機(jī)鹽、碳源和氮源，有的還需要少量特殊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（生長(zhǎng)因子）根據(jù)微生物的種類和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?，選擇不同的原料配制不同培養(yǎng)基。本課題使用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，它是一種應(yīng)用最廣泛和最普遍的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基，也稱普通培養(yǎng)基。它含有牛肉膏、蛋白胨和nacl ，其

6、中牛肉膏為細(xì)菌提供碳源和能源，磷酸鹽；蛋白胨主要提供氮源；而nacl 提供無機(jī)鹽。在配制固體培養(yǎng)基時(shí)還要加入瓊脂作凝固劑。在培養(yǎng)細(xì)菌時(shí)要用稀酸或稀堿將ph 調(diào)至中性或微堿性，以利于細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配方見教材p 15。2 1 2 無菌操作原理：針對(duì)不同對(duì)象采用不同的消毒和滅菌的方法，在高溫、高壓、化學(xué)藥劑、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿作用下，使微生物蛋白質(zhì)凝固變性，從而達(dá)到殺菌的目的。本實(shí)驗(yàn)采用酒精對(duì)實(shí)驗(yàn)者雙手消毒，紫外線對(duì)操作環(huán)境照射消毒，對(duì)培養(yǎng)基采用高壓蒸汽滅菌，對(duì)玻璃器皿進(jìn)行干熱滅菌和接種環(huán)灼燒滅菌等。2 1 3 純化大腸桿菌的原理：為了獲得某種微生物的純培養(yǎng)，選用平板劃線法或稀釋涂布平

7、板法，在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基上操作，經(jīng)培養(yǎng)后可分離得到有單個(gè)細(xì)胞繁殖而來的子細(xì)胞群，即菌落。2 3 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料微生物實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)儀器較多，完成本課題所用材料、儀器及藥品列表如下：實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備實(shí)驗(yàn)試劑或藥品培養(yǎng)皿、試管、試管架、錐形瓶、量筒、燒杯（ 100ml ）、酒精燈、石棉網(wǎng)、高壓蒸汽滅菌鍋、移液管、膠頭滴管、牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉、大腸桿菌或金黃色葡萄菌等托盤天平（或電子秤） 、接種鹽酸、氫氧化鈉、瓊脂、蒸細(xì)菌環(huán)、涂布器、恒溫箱、干熱餾水等滅菌箱、玻璃棒、稱量紙、棉花、牛皮紙（或舊報(bào)紙）、橡皮筋就目前中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室條件來說，多數(shù)學(xué)校都沒有單獨(dú)設(shè)立無菌室，一些實(shí)驗(yàn)器材也不全，這是

8、制約微生物實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的瓶頸。教學(xué)中為了滿足實(shí)驗(yàn)要求，積極創(chuàng)造條件開展好微生物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，具體做法是： 通過自制無菌操作箱 （即接種箱見圖 1）可解決沒有無菌室的問題；高壓蒸汽滅菌鍋可用家用高壓鍋代替，也可用鋁鍋隔水蒸煮 30 60 分鐘，溫度 100，隔 24 小時(shí)再照樣蒸煮，連煮三次，就可以殺死全部細(xì)菌和芽孢；接種環(huán)可用廢電爐絲或細(xì)鋼絲做針環(huán)，用玻璃棒做柄，自己動(dòng)手制作；培養(yǎng)時(shí)如果沒有恒溫箱，冬季可用電暖風(fēng)或暖氣附近保持溫度在20 30即可。2 4 指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作本課題實(shí)驗(yàn)可按照下面實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行操作：配制合適的培養(yǎng)基是培養(yǎng)、觀察和研究微生物的基礎(chǔ)。組織學(xué)生配制牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基操作時(shí)注意： （

9、1）溶化瓊脂時(shí)要控制火力的大小并不斷攪拌，以免培養(yǎng)基溢出或糊底引起燒杯破裂；（ 2）加熱過程中部分水分蒸發(fā)，待瓊脂完全溶化后應(yīng)補(bǔ)加蒸餾水，以保持溶液的濃度；（ 3）培養(yǎng)基各種成分溶化后滅菌前要根據(jù)培養(yǎng)微生物需要調(diào)節(jié)ph （4）一般是培養(yǎng)基先滅菌再倒平板， 倒平板操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行， 并且不要將皿蓋完全打開； （ 5）冷卻后的平板要倒置，以確保拿放方便，同時(shí)避免水分蒸發(fā)，以利微生物生長(zhǎng)。2 4 2 接種操作（一）平板劃線接種微生物接種方法有兩種，一是平板劃線接種（圖2），即用接種環(huán)劃線將菌體沾在斜面培養(yǎng)基或平板培養(yǎng)基上。微生物的生長(zhǎng)和繁殖迅速，一段時(shí)間后，就會(huì)在培養(yǎng)基表面形成長(zhǎng)滿菌落的細(xì)

10、線。劃線法的作用是純化微生物，通過劃線將微生物單個(gè)地分離，并最終形成標(biāo)準(zhǔn)的菌落。劃線操作時(shí)注意：（ 1）用接種環(huán)取菌種之前、每次劃線之前和劃線結(jié)束都要進(jìn)行灼燒滅菌，灼燒后要在酒精燈附近冷卻后再操作；（ 2）劃線時(shí)不要?jiǎng)澠婆囵B(yǎng)基，如果采用分段劃線法操作從第二次操作應(yīng)總在上一次劃線末端開始，首尾區(qū)不能相連；（ 3）操作必須始終在酒精燈火焰旁進(jìn)行。（二）稀釋涂布平板接種二是稀釋涂布平板接種（圖 3），即先將菌液進(jìn)行一系列梯度稀釋，用涂布器將不同稀釋度的菌液均勻地涂布在平板上進(jìn)行培養(yǎng)。在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物將被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培養(yǎng)基表面形成單個(gè)的菌落。涂布操作時(shí)注意： （ 1）配制系列梯度稀釋液必須用無菌水配制；（ 2）配制系列梯度稀釋液和轉(zhuǎn)移菌液以及涂布過程等必須都在酒精燈火焰旁進(jìn)行。教學(xué)中，要求學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會(huì)無菌接種的技術(shù)原理，反復(fù)練習(xí)操步驟作。通過練習(xí)達(dá)到熟練程度，并培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神和一絲不茍的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。2 4 3 培養(yǎng)操作將接種后的培養(yǎng)基和一個(gè)未接種的培養(yǎng)基放入37恒溫箱中培養(yǎng)12h 和 24h 后，觀察并記錄。這期間可安排生物科代表或?qū)嶒?yàn)小組長(zhǎng)進(jìn)行定期觀察，并做好計(jì)錄，以便及時(shí)讓其他學(xué)生觀察到自己的實(shí)驗(yàn)成果。特別需要說明的是，如果學(xué)生不能及時(shí)觀察，培養(yǎng)的時(shí)間過長(zhǎng)，很多菌落就會(huì)聯(lián)成一片，就不能觀察到單個(gè)菌落了。3 知識(shí)小結(jié)及作業(yè)4 教后反思本節(jié)