《微生物的实验室培养》（第2课时）教与学

杨友凤

《微生物的实验室培养》是人教版生物选修1《生物技术实践》专题2中的第一个课题，刚纳入2013年江苏省生物高考范围。《普通高中生物课程标准（实验）》对该课题的具体内容标准是“进行微生物的分离和培养、探讨微生物的应用”。本课题可分2课时完成，第1课时进行培养基的种类和作用、无菌技术等基础内容的学习，第2课时进行培养基的制备、大肠杆菌的纯化等试验操作，本文为第2课时的教学设计。

一、教材分析

微生物与人类的关系极其密切，已经在环保、医疗、工农业等许多领域得到了广泛应用。在微生物相关的各项技术中，最基本、最核心的是微生物培养技术。本专题在必修课的基础上，引导学生学习微生物的实验室培养基本技术，以增进学生对微生物的了解，并让学生充分体会到动手动脑做科学的乐趣。

二、教学目标

①知识与技能。掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术，进行微生物的培养。②过程与方法。尝试进行倒平板和平板划线等基本操作，培养学生的实验操作技能。③情感态度与价值观。体验动手动脑做科学的乐趣，体会微生物的实验室培养中无菌操作的重要性。

三、教学重、难点

无菌技术的操作。

四、教学准备

①课前4天～6天用牛肉膏蛋白胨培养基进行大肠杆菌的纯化培养，通过自己的预实验进行摸索，发现在具体操作时会遇到哪些问题。②编写教案、导学案、制作多媒体课件、准备“微生物的实验室培养”视频。③准备2组学生，课前进行牛肉膏蛋白胨固体培养基的制备，并拍摄学生视频。④将学生制备的牛肉膏蛋白胨固体培养基分装，高压蒸汽灭菌。将培养皿干热灭菌，并培养大肠杆菌，将菌液分装。⑤准备75%左右的酒精等相关实验用品。

五、教法和学法

学生观看制备培养基视频，并分组进行实验操作，体验亲自动手接种大肠杆菌的乐趣，发现问题并解决问题。

六、教学过程

（1）创设情境，导入新课。实物展示被污染的培养基，师生共同回顾获得纯净培养的关键是防止杂菌入侵。

知新：传统发酵技术中所用的微生物来自于自然界，而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯度。这节课，我们将会尝试用牛肉膏蛋白胨固体培养基进行大肠杆菌的纯化培养。

（2）学生汇报培养基的制备，领悟培养基制备要点。学生结合自身课前所做实验的录像，讲解培养基的制备过程以及在实验过程中遇到的问题，提醒大家值得注意的事项等。师生共同总结培养基的制作过程，包括计算、称量、熔化、灭菌、倒平板等五步；牛肉膏、蛋白胨易吸潮，称量要迅速并及时盖盖；琼脂易糊底，加热时要不断搅拌；不同微生物适宜的PH不同，要调节培养基的PH等。

追问：配置培养基要遵循什么原则呢？学生交流、表达后，教师进行点评。①目的要明确：根据培养的微生物种类、培养的目的等确定培养基的类型和配制量。②营养要协调：培养基中各种营养物质的浓度和比例要适宜。③pH要适宜：细菌培养基pH中性或偏碱性，霉菌培养基呈酸性。

（3）学生尝试进行倒平板操作，体验无菌操作要点。为使学生初步了解倒平板操作的方法和技巧，教师首先在实物投影仪下进行演示操作，在观察的基础上再由学生亲自尝试该操作，以减少实验的盲目性和无序性。教师在巡查学生实验过程中，用手机或相机对学生的规范和不规范操作进行抓拍，通过投影将照片展示于大屏幕，以便对实验点评。

学生结合操作，讨论下列问题：①倒平板过程中，你有哪些无菌操作？②平板冷凝后，为什么要将平板倒置？③若皿盖和皿底之间粘有培养基，则该平板能否培养微生物？为什么？提示：因琼脂在44℃就凝固，所以教师要提醒学生操作要迅速。

实验结果与评价：①是否熟练、规范地进行了无菌操作。操作中，部分学生并不能熟练地用左手打开皿盖右手倒培养基，取而代之的是一位学生打开皿盖，另一位学生倒培养基；个别学生因不理解平板为何要倒置，在培养基未完全凝固时就把平板倒置。②制作好的培养基要放在恒温箱内，在37℃环境下培养24h，若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底；若无杂菌生长，即可用于纯化大肠杆菌。提示：因考虑到课堂时间有限，上一步只是向学生作说明，课堂中并不操作。

（4）学生尝试纯化大肠杆菌，熟悉无菌操作要点。教师展示课前培养的大肠杆菌菌落的照片和实物，指出菌落就是由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。大肠杆菌菌落圆形，边缘整齐，表面光滑，半透明，小凸起，在伊红美蓝琼脂平板上的菌落为深紫黑色、光滑、湿润、带有金属光泽。教师介绍接种大肠杆菌的4种方法，并说明任何一种接种方法的核心都是防止杂菌污染。

提示：为了使学生更好地掌握平板划线操作，教师可在课前播放平板划线操作的视频。学生动手操作之前，教师要交代操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环，操作结束时仍然需要灼烧接种环；取菌液之前及取菌液之后，装菌液的试管口都要通过酒精灯的火焰；划线时最后一个划线区域不能触及第一个划线区域等。

学生结合操作，讨论下列问题：①共灼烧接种环多少次？每一次灼烧的目的是什么？②在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？③在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？

实验结果与评价：①是否熟练、规范地进行了无菌操作。操作中，部分学生将皿盖打开进行划线操作；个别学生不能及时将棉塞塞上；部分学生未将接种环冷却就进行接种操作。②是否进行了及时细致的观察和记录。接种了大肠杆菌的培养基放在恒温箱内，在37℃环境下培养24h、48h，观察并记录菌落的形态、大小、颜色、数量、位置等。大肠杆菌菌落圆形边缘整齐，表面光滑，半透明，小凸起。培养24h和48h后的菌落大小不同，但是菌落分布位置相同。（这一步在课后完成。）

追问：如果你在培养基上观察到了不同形态的菌落，你能分析出可能是由哪些原因引起的吗？学生讨论，师生共同总结。

（5）学生观看稀释涂布平板法的操作录像，进一步体验无菌操作。

提示：不管是通过何种方法接种大肠杆菌，都要将接种后的培养基和一个未接种的培养基都放入37℃恒温箱中，培养24h和48h后，分别观察并记录结果。

特别提醒：实验后，所有用过的培养基、培养液等都需要统一进行高压蒸汽灭菌后再丢弃，否则将会造成环境污染。

教师讲解菌种的保存：对于频繁使用的菌种，可采用临时保藏的方法，对于要长期保存的菌种，可采用甘油管藏的方法。

七、教学反思

微生物的实验室培养，操作本身所需的时间并不长，但是由于操作前要制作培养基，对培养基和实验器材进行灭菌，操作后还需要几天的培养和对微生物的观察，所以教师课前要进行统筹安排。在学生的实验操作中暴露出了若干的问题，如培养基未凝固时部分学生就开始把平板倒置；平板划线操作时，把皿盖完全打开划线；接种环不冷却就开始接种等。而这些问题完全是可以避免的，这就要求老师在备课时，要充分考虑到学生可能出现的问题，在指导学生实验时加以强化说明，以保证实验的规范操作，并提高实验的效率和价值。