高中生物选修一《微生物的实验室培养》实验教学设计

概要：摘要“微生物的实验室培养”是进行微生物研究和利用的基础，其基本操作技术是高中阶段学生必备的技能之一。因此，“微生物的实验室培养”实验是高中选修教材中一个非常重要的实验，本文从实验计划到实验操作等方面提出在实验条件不足的情况下开设该实验的教学建议。： 关键词：微生物培养；教学目标；教学建议 “微生物的实验室培养”是选修1的专题2“微生物的培养与应用”中的第1个课题，它是在传统发酵技术的应用的基础上，进一步全面深入学习微生物培养的基础知识和基本操作技术，同时也为微生物应用奠定基础，具有承上启下的重要作用。在生物技术模块中是学生应该选择的一个重要的操作实验，但由于该课题实验难度很大，多数中学实验室实验器材不足，实验经费紧张，尤其是该实验具有一定风险性（微生物本身就是危险生物），多数学校在选择实验操作课题时都放弃该专题中这个基础实验。为了使学生更好了解与我们自身关系极为密切的微生物培养与应用的知识和技能，下面就结合自己的教学实际谈谈对本课题的教学设计。 1 教学目标确立 依

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摘要“微生物的实验室培养”是进行微生物研究和利用的基础，其基本操作技术是高中阶段学生必备的技能之一。因此，“微生物的实验室培养”实验是高中选修教材中一个非常重要的实验，本文从实验计划到实验操作等方面提出在实验条件不足的情况下开设该实验的教学建议。：   关键词：微生物培养；教学目标；教学建议       “微生物的实验室培养”是选修1的专题2“微生物的培养与应用”中的第1个课题，它是在传统发酵技术的应用的基础上，进一步全面深入学习微生物培养的基础知识和基本操作技术，同时也为微生物应用奠定基础，具有承上启下的重要作用。在生物技术模块中是学生应该选择的一个重要的操作实验，但由于该课题实验难度很大，多数中学实验室实验器材不足，实验经费紧张，尤其是该实验具有一定风险性（微生物本身就是危险生物），多数学校在选择实验操作课题时都放弃该专题中这个基础实验。为了使学生更好了解与我们自身关系极为密切的微生物培养与应用的知识和技能，下面就结合自己的教学实际谈谈对本课题的教学设计。   1  教学目标确立   依据课程标准中内容标准“进行微生物的分离和培养”和活动建议“用大肠杆菌为材料进行平面培养．分离菌落”，结合人教社选修1教材和本校实验室条件，确立本课题教学目标如下：   知识目标：列举培养基的种类等基础知识，说明培养基配方及作用；概述无菌技术。   能力目标：尝试培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术。熟练规范地进行无菌操作，成功地培养微生物。   情感态度价值观方面：体验制作牛肉膏蛋白胨培养基，培养纯化大肠杆菌的方法；参与实验过程，体验实验操作领悟实验原理，交流实验体会；形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。   教学重难点：无菌技术的操作。由于微生物在自然界分布广泛，在实验室培养微生物除了要为微生物提供合适的营养和环境条件外，还需要确保其他微生物无法混入。因此，实验时针对培养基、操作者、用于培养的器皿、接种工具等使用不同的方法进行消毒灭菌处理。在“无菌”的条件下接种和培养，获得纯净培养物，才能成功培养微生物。可见无菌技术是微生物培养过程的关键。教学中可联系医疗和生活实际深入理解无菌技术。   2  教学实施建议   2．1 拟定实验计划   微生物实验室培养需要在无菌条件下进行，实验技术要求高。对本课题教学组织采用实验探究的模式，注重微生物实验基本操作和技能的训练。采用课上和课下统筹安排，理论和实践并举，在操作中理解原理，利用原理指导实践。基于此，对本实验教学安排如下：  

实验计划

  教学目标 教师活动 学生活动 设计意图     第一课时 学习有关培养基的知识和无菌技术 提供相关材料，进行基础知识介绍 明确实验原理 通过讲解，设计表格进行知识归纳     第二课时 学习有关制备牛肉膏、蛋白胨固体培养基的方法；进行制备牛肉膏、蛋白胨培养基、倒平板操作 提供实验器具，和培养基配方，指导学生操作 进行实验培养基和器皿灭菌，倒平板操作 尝试配制培养基及倒平板     第三课时 进行实验室纯化大肠杆菌操作 介绍平板划线和稀释涂布平板原理，并指导学生接种操作 利用各小组自己配制的培养基在无菌条件下接种大肠杆菌操作 尝试利用牛肉膏蛋白胨培养基接种大肠杆菌并纯化培养     第四课时 培养观察、展示成果，分析原因和课题延伸 组织交流和介绍菌种保藏 观察记录结果并进行分析 观察并分析成功和失败原因，拓展视野     2．2 理解实验原理   实验原理是实验所遵循的科学道理，具体地说它是进行实验设计和操作的理论依据。是为解决某方面生物学问题所应用到的生物学及相关学科中的方法和理论。把握实验原理是实验设计和操作的前提。本课题依据的实验原理是：   2．1．1培养基配制原理：微生物的生长繁殖时需要各种营养物质，一般包括水、无机盐、碳源和氮源，有的还需要少量特殊营养物质（生长因子）根据微生物的种类和实验目的不同，选择不同的原料配制不同培养基。本课题使用牛肉膏蛋白胨培养基，它是一种应用最广泛和最普遍的细菌基础培养基，也称普通培养基。它含有牛肉膏、蛋白胨和NaCl，其中牛肉膏为细菌提供碳源和能源，磷酸盐；蛋白胨主要提供氮源；而NaCl提供无机盐。在配制固体培养基时还要加入琼脂作凝固剂。在培养细菌时要用稀酸或稀碱将pH调至中性或微碱性，以利于细菌的生长繁殖。牛肉膏蛋白胨培养基的配方见教材P．15。   2．1．2 无菌操作原理：针对不同对象采用不同的消毒和灭菌的方法，在高温、高压、化学药剂、强酸和强碱作用下，使微生物蛋白质凝固变性，从而达到杀菌的目的。本实验采用酒精对实验者双手消毒，紫外线对操作环境照射消毒，对培养基采用高压蒸汽灭菌，对玻璃器皿进行干热灭菌和接种环灼烧灭菌等。   2．1．3 纯化大肠杆菌的原理：为了获得某种微生物的纯培养，选用平板划线法或稀释涂布平板法，在牛肉膏蛋白胨培养基上操作，经培养后可分离得到有单个细胞繁殖而来的子细胞群，即菌落。   2．3 准备实验材料   微生物实验涉及的实验仪器较多，完成本课题所用材料、仪器及药品列表如下：    实验材料 实验仪器和设备 实验试剂或药品 大肠杆菌或金黄色葡萄菌等细菌 培养皿、试管、试管架、锥形瓶、量筒、烧杯（100mL）、酒精灯、石棉网、高压蒸汽灭菌锅、移液管、胶头滴管、托盘天平（或电子秤）、接种环、涂布器、恒温箱、干热灭菌箱、玻璃棒、称量纸、棉花、牛皮纸（或旧报纸）、橡皮筋 牛肉膏、蛋白胨、氯化钠、盐酸、氢氧化钠、琼脂、蒸馏水等    

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