《微生物的實驗室培養》（第2課時）教與學

楊友鳳

《微生物的實驗室培養》是人教版生物選修1《生物技術實踐》專題2中的第一個課題，剛納入2013年江蘇省生物高考范圍。《普通高中生物課程標準（實驗）》對該課題的具體內容標準是“進行微生物的分離和培養、探討微生物的應用”。本課題可分2課時完成，第1課時進行培養基的種類和作用、無菌技術等基礎內容的學習，第2課時進行培養基的制備、大腸桿菌的純化等試驗操作，本文為第2課時的教學設計。

一、教材分析

微生物與人類的關系極其密切，已經在環保、醫療、工農業等許多領域得到了廣泛應用。在微生物相關的各項技術中，最基本、最核心的是微生物培養技術。本專題在必修課的基礎上，引導學生學習微生物的實驗室培養基本技術，以增進學生對微生物的了解，并讓學生充分體會到動手動腦做科學的樂趣。

二、教學目標

①知識與技能。掌握培養基的制備、高壓蒸汽滅菌和平板劃線法等基本操作技術，進行微生物的培養。②過程與方法。嘗試進行倒平板和平板劃線等基本操作，培養學生的實驗操作技能。③情感態度與價值觀。體驗動手動腦做科學的樂趣，體會微生物的實驗室培養中無菌操作的重要性。

三、教學重、難點

無菌技術的操作。

四、教學準備

①課前4天～6天用牛肉膏蛋白胨培養基進行大腸桿菌的純化培養，通過自己的預實驗進行摸索，發現在具體操作時會遇到哪些問題。②編寫教案、導學案、制作多媒體課件、準備“微生物的實驗室培養”視頻。③準備2組學生，課前進行牛肉膏蛋白胨固體培養基的制備，并拍攝學生視頻。④將學生制備的牛肉膏蛋白胨固體培養基分裝，高壓蒸汽滅菌。將培養皿干熱滅菌，并培養大腸桿菌，將菌液分裝。⑤準備75%左右的酒精等相關實驗用品。

五、教法和學法

學生觀看制備培養基視頻，并分組進行實驗操作，體驗親自動手接種大腸桿菌的樂趣，發現問題并解決問題。

六、教學過程

（1）創設情境，導入新課。實物展示被污染的培養基，師生共同回顧獲得純凈培養的關鍵是防止雜菌入侵。

知新：傳統發酵技術中所用的微生物來自于自然界，而在工業化生產中，為了提高發酵的質量，需要獲得優良菌種，并保持發酵菌種的純度。這節課，我們將會嘗試用牛肉膏蛋白胨固體培養基進行大腸桿菌的純化培養。

（2）學生匯報培養基的制備，領悟培養基制備要點。學生結合自身課前所做實驗的錄像，講解培養基的制備過程以及在實驗過程中遇到的問題，提醒大家值得注意的事項等。師生共同總結培養基的制作過程，包括計算、稱量、熔化、滅菌、倒平板等五步；牛肉膏、蛋白胨易吸潮，稱量要迅速并及時蓋蓋；瓊脂易糊底，加熱時要不斷攪拌；不同微生物適宜的PH不同，要調節培養基的PH等。

追問：配置培養基要遵循什么原則呢？學生交流、表達后，教師進行點評。①目的要明確：根據培養的微生物種類、培養的目的等確定培養基的類型和配制量。②營養要協調：培養基中各種營養物質的濃度和比例要適宜。③pH要適宜：細菌培養基pH中性或偏堿性，霉菌培養基呈酸性。

（3）學生嘗試進行倒平板操作，體驗無菌操作要點。為使學生初步了解倒平板操作的方法和技巧，教師首先在實物投影儀下進行演示操作，在觀察的基礎上再由學生親自嘗試該操作，以減少實驗的盲目性和無序性。教師在巡查學生實驗過程中，用手機或相機對學生的規范和不規范操作進行抓拍，通過投影將照片展示于大屏幕，以便對實驗點評。

學生結合操作，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基，則該平板能否培養微生物？為什么？提示：因瓊脂在44℃就凝固，所以教師要提醒學生操作要迅速。

實驗結果與評價：①是否熟練、規范地進行了無菌操作。操作中，部分學生并不能熟練地用左手打開皿蓋右手倒培養基，取而代之的是一位學生打開皿蓋，另一位學生倒培養基；個別學生因不理解平板為何要倒置，在培養基未完全凝固時就把平板倒置。②制作好的培養基要放在恒溫箱內，在37℃環境下培養24h，若有菌落形成，說明培養基滅菌不徹底；若無雜菌生長，即可用于純化大腸桿菌。提示：因考慮到課堂時間有限，上一步只是向學生作說明，課堂中并不操作。

（4）學生嘗試純化大腸桿菌，熟悉無菌操作要點。教師展示課前培養的大腸桿菌菌落的照片和實物，指出菌落就是由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體。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。學生動手操作之前，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，操作結束時仍然需要灼燒接種環；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；劃線時最后一個劃線區域不能觸及第一個劃線區域等。

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

實驗結果與評價：①是否熟練、規范地進行了無菌操作。操作中，部分學生將皿蓋打開進行劃線操作；個別學生不能及時將棉塞塞上；部分學生未將接種環冷卻就進行接種操作。②是否進行了及時細致的觀察和記錄。接種了大腸桿菌的培養基放在恒溫箱內，在37℃環境下培養24h、48h，觀察并記錄菌落的形態、大小、顏色、數量、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：如果你在培養基上觀察到了不同形態的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的嗎？學生討論，師生共同總結。

（5）學生觀看稀釋涂布平板法的操作錄像，進一步體驗無菌操作。

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基和一個未接種的培養基都放入37℃恒溫箱中，培養24h和48h后，分別觀察并記錄結果。

特別提醒：實驗后，所有用過的培養基、培養液等都需要統一進行高壓蒸汽滅菌后再丟棄，否則將會造成環境污染。

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

七、教學反思

微生物的實驗室培養，操作本身所需的時間并不長，但是由于操作前要制作培養基，對培養基和實驗器材進行滅菌，操作后還需要幾天的培養和對微生物的觀察，所以教師課前要進行統籌安排。在學生的實驗操作中暴露出了若干的問題，如培養基未凝固時部分學生就開始把平板倒置；平板劃線操作時，把皿蓋完全打開劃線；接種環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，要充分考慮到學生可能出現的問題，在指導學生實驗時加以強化說明，以保證實驗的規范操作，并提高實驗的效率和價值。