提高農村中學“微生物的實驗室培養”開出率的一種嘗試

李　旭

“微生物的實驗室培養”實驗是人教版普通高中課程標準實驗教科書生物選修I的一個課題實驗。在江蘇，該實驗為省教育廳規定的必做實驗之一，近幾年的生物高考江蘇卷均有涉及。然而，一些學校尤其是農村地區的中學由于種種現實的原因，往往沒有開設這一實驗，這顯然不利于對學生進行有關能力的培養。筆者所在的學校也在農村地區，根據實際情況，對實驗進了一些改進和嘗試，目的就是為了提高這一實驗的開出率，雖然有一些不足之處，但也取得了明顯的效果。

1原實驗中存在的一些問題

教材中要求的培養基為牛肉膏蛋白胨培養基，無菌環境要求有無菌操作臺，設備有干熱滅菌箱、高壓蒸汽滅菌器、接種環、恒溫培養箱等。但牛肉膏、蛋白胨價格不算便宜，而且農村中學還不容易買得到，至于要求的無菌環境與設備，一般農村中學實驗室沒有配備，再加上該實驗菌種不容易獲得，操作過程復雜，前后時間跨度大，因此，很多學校沒有正常開設此實驗。

2實驗的改進

針對以上問題，對原實驗材料和過程進行了一些改進和新的嘗試。

2.1教師的實驗準備階段

以“成本低，取材易，步驟簡單，開設成功”為原則，進行學生實驗前的教師準備階段。

2.1.1實驗用具

(1)材料：馬鈴薯，瓊脂，食鹽。

(2)器材：電爐，帶柄金屬平底鍋，酒精燈，接種棒，接種環，棉花，試管，試管夾，試管架，培養皿，燒杯，漏斗。

這些器材，都是實驗室常備器材，不難獲得。有些學校可能沒有接種環，可以把電爐絲拉直，截成6-8cm的直線金屬絲，再在一端做一個環形接在接種棒上即可。

(3)化學試劑：pH試紙(用來調試培養基的pH值)。

2.1.2實驗步驟

(1)培養基的配置。

用馬鈴薯瓊脂來代替牛肉膏蛋白胨培養基，馬鈴薯價格便宜，學校附近農貿市場即可獲得。瓊脂起固定培養基的作用，它本身是一種食品，不難獲得，而且用量不是很大，所以，這一培養基成本很低，農村中學完全能夠承受。

具體配置過程：接通電爐電源，取500mL自來水倒入帶柄平底金屬鍋里，將鍋放在電爐上加熱，在加熱過程中向鍋里加入10g瓊脂，瓊脂慢慢融化。在此過程中，將100g馬鈴薯切成小塊，等瓊脂快要融化時把切好的小塊倒入鍋中，繼續加熱，在加熱過程中，可以不斷的攪拌，并加入適當的水以補充揮發的水分。過一段時間，馬鈴薯快就變成糊狀了，瓊脂也完全融化了，這時再向鍋里加入5g食鹽，用pH試紙測一下pH，并將pH調至弱酸性，這樣馬鈴薯瓊脂培養基就配置完成了。

(2)倒平板和試管斜面。

倒平板就是把馬鈴薯瓊脂培養基倒在培養皿里，具體過程和要求在這里不再敘述，教材中說的很具體。至于試管斜面，教材中并沒有提到。具體操作過程是把試管立在試管架上，通過漏斗把馬鈴薯瓊脂培養基注入試管中，1/3即可，要注意的是盡量不要把培養基倒在試管壁上，然后把試管斜置，使培養基在試管里形成一個斜面。要說明的是無論倒平板還是試管斜面，盡量要在較短的時間內完成，否則，培養基很容易凝固，無法注入到更多的試管和培養皿里，因為學生分組實驗需要大量的平板和斜面。

(3)菌種的獲得。

教材中的菌種是大腸桿菌，在中學階段，尤其農村中學實驗室很難獲得大腸桿菌。再說大腸桿菌變異很快，有些變異的桿菌對人體健康的危害是致命的，前幾年日本就發生過變異的大腸桿菌感染學生，發生致死事件。所以無論從什么角度考慮，這個實驗就不用大腸桿菌了，而是直接把試管斜面暴露在空氣中，獲取空氣中的微生物作為菌種，主要是一些霉菌。要說明的是這種方法雖可以快速簡單的獲取微生物菌種，但是一定要給學生說清楚，他們看到的是空氣中的霉菌而不是細菌。

具體方法：將裝有已經凝固的培養基斜面的試管立在試管架上，暴露在空氣中，22℃左右，5d后，斜面上就生長一些菌落，有的呈紅色，有的呈黑色，有的一個試管的斜面上只有一種菌落，有的有兩種或兩種以上。這些菌落其實就是空氣中的一些霉菌落在培養基上生長形成的。這時可以用棉花做一個塞子，把長有霉菌的試管口塞住。

2.2組織學生分組實驗

2.2.1教師事先準備

教師將事先裝有培養好的微生物試管和沒有微生物的培養皿平板以及酒精燈，接種棒等實驗必需的器材分發到實驗桌上。學生課前充分學習和了解本課題有關的知識和內容。教師在學生動手操作之前可以把事先培養基配置和霉菌培養的條件、時間和過程傳授給學生，讓學生了解和思考相關的知識和問題。

2.2.2學生動手實際操作實驗

這一過程主要就是學生純化微生物的過程。前面培養基的配置和菌種的獲得由于時間原因，教師在課前已經完成了。學生用平板劃線操作的方法將試管里的霉菌轉移到培養皿中，來模擬練習大腸桿菌的純化操作過程。具體過程見教材，這里不在敘述。

2.2.3學生的課后觀察

學生把霉菌轉移到培養皿中，再用一個空白的平板做對比實驗，把兩個培養皿做好記號放在實驗室較溫暖的地方，有條件的學校可以放到37℃的恒溫箱中，24h后利用課余時間前來觀察并記錄結果。

3實驗效果和相關說明

通過改進和不斷嘗試，在農村中學實驗室現有的條件下把這個很多學校開不起來的實驗完全的展現在學生面前，增強了學生的直觀認識，提高了學生的動手操作能力，激發了學生探索生物科學的興趣，達到了預期的效果。但是要說明的是，在對教材實驗的改進過程中，有很多不夠嚴謹甚至不夠科學的地方，比如實驗中，始終沒能在一個嚴格的無菌條件下進行，各個步驟和環節的也沒有嚴格滅菌，菌種的選擇也不夠理想，這也是現階段農村中學教育投入有限的現實條件下一種無奈的選擇。但我們堅信，在實驗教學中，動手做遠遠比不做更有效果。

參考文獻：

陳坤，韋迪興，對“果酒和果醋的制作”實驗的改進[J]，生物學通報，2009(5)：51。