微生物的实验室培养及实验操作上的改进

●教材原有实验简介

“微生物的实验室培养”是人教版高中生物学教材选修1“生物技术与实践”专题2课题1的内容。内容设置为微生物培养的基础知识和基本操作技术，是为后续学习微生物的应用奠定基础。本专题内容包括培养基基础知识、无菌技术、制备培养基的基本技术和微生物接种技术等，其中无菌技术、培养基的制备方法、倒平板操作、平板划线操作和稀释涂布平板法操作是教学重点；而无菌操作技术要求很高，微生物个体很小，对人类可能有危险，因此本节的难点是无菌技术的理解和操作。

●本实验改进之处

一、教法上的调整

提前布置任务，设计一系列问题，让学生对实验课堂所涉及的知识进行预习；课堂上可以以问题引导学生，完成对该部分知识的理解和认识。

1.关于培养基及其制作

（1）什么是培养基？ （2）根据物理形态不同，培养基可分为哪几种？ （3）固体培养基加入什么物质制成的？ （4）培养基中一般含有哪几类营养物质？ （5）制备固体培养基的程序怎样？ （6）倒平板注意哪些问题？

2.关于无菌技术

（1）什么是无菌技术？ （2）获得纯净培养物的关键是什么？ （3）消毒和灭菌的方法和结果有何区别？ （4）常用的消毒方法和灭菌方法分别有哪些？ （5）除防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，无菌技术还有什么目的？

3.关于接种方法

（1）微生物接种的常用方法有哪两种？有什么区别？其原理分别是什么？ （2）平板划线法在操作的每一步以及每次划线之前为什么都要灼烧接种环？ （3）划线结束时为什么仍然需要灼烧接种环？ （4）灼烧接种环后，为什么要等其冷却后再划线？ （5）在做第二次划线以及其后的划线操作时，为什么总是从上次划线的末端开始划线？ （6）稀释涂布平板法中如何将菌液进行系列稀释？

二、实验操作上的改进

让学生多动手实践及调动兴趣：比如让学生练习包扎实验器具、了解高压蒸汽灭菌锅的使用方法、接种不同来源的接种物（从身边物品的表面取样，如校服、手机、头发、唾液、抹布、手、钥匙等，可很大程度地激发学生的兴趣）等等。

●课前准备

1.材料

土壤。

2.试剂

普通琼脂粉（注意：不是营养琼脂，不要含营养）、葡萄糖、硫酸镁、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、尿素、蒸馏水。

3.用具

酒精灯、浸泡在75%酒精中的涂布器、接种环、酒精棉球、电子天平、称量纸、药匙、微量可调移液器与吸头（就是移液枪，不同量度的）、试管架、记号笔、报纸、皮筋（若干）、试管塞或者棉花（数量与试管数相同）、10mL量筒、100mL量筒、250mL量筒（三种量筒分别是1个/组×10组）、100mL锥形瓶（5个/组×10组）、培养皿（10个/组×10组）、500mL烧杯（1个/组×10组）、20mL试管（5支/组×10组）、玻璃棒（1个/组×10组）。

4.设备

高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱。

●教学目标

1.知识目标

了解培养基的基础知识，概述无菌技术，理解配制培养基的一般步骤和微生物的接种方法。

2.能力目标

（1）学会设计可行的实验操作方案，尝试培养基的制备、高压蒸汽灭菌、平板划线法和稀释平板涂布法等基本操作技术，熟练规范地进行无菌操作，成功地培养微生物，提升实际操作能力。

（2）培养阅读分析观察能力，培养与同伴互助合作学习能力。

3.情感态度价值观

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。

●课时建议

2课时

●教学过程

一、实验原理介绍

稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基表面，进行培养。在稀释度足够高的菌液里，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落。可用于微生物计数，可以观察菌落特征。

平板划线法：由接种环灭菌操作蘸取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来，如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。

可用于观察菌落特征，对混合菌进行分离，但不能计数。一般用于菌种的分离纯化。

二、实验要求解读

1.每人完成一个倒平板操作。

2.同组的2个同学分别完成用平板划线法或稀释涂布平板法进行菌种纯化的操作。

三、实验操作指导

1.待培养基冷却到50℃左右时，在酒精灯附近倒平板，待平板凝固后再进行微生物的接种操作。

2.稀释涂布平板法——先稀释，再涂布。将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。取少量菌液（不超过0.1mL）滴加到培养基表面。将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后，冷却8～10s。用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，涂布时可转动培养皿，使菌液分布均匀。

3.平板划线法——在酒精灯附近，要求后面的划线要在前一次的末尾划线，在操作时要细心，划线的手尽量维持前面的姿势，左手转动培养皿。将烧去残菌后的接种环在平板培养基边缘冷却一下再进行下一次划线。(www.zuozong.com)

四、组织讨论

1.为什么在涂布接种前要进行稀释？如何进行稀释操作？

2.为什么在取样前要对接种环和涂布器进行灼烧灭菌？为什么两次划线操作之间还要进行接种环的灭菌？

●板书设计

学生实验报告

微生物的实验室培养

班级 _________　姓名 _________　实验日期_________

微生物实验室培养的基本操作程序

1.器具的灭菌

2.培养基的配制

制备牛肉膏蛋白胨培养基—— _________、_________、_________、_________ （ 用 于 培养细菌）。

3.培养基的灭菌

___________________灭菌。

4.倒平板

待培养基冷却到50 ℃左右时，在_____________附近倒平板。

5.微生物接种

（1）__________________________法。

（2） ________________________法。

6.恒温箱中培养

将接种后的培养基和一个未接种的培养基均放入37℃恒温箱中，培养12h和24h后， 分别观察并记录结果。

7.菌种的保存

（1）临时保藏：4℃冰箱中保藏。

（2）长期保存：甘油管藏， -20℃冷冻箱中保存。

思考题

1.为什么在涂布接种前要进行稀释？如何进行稀释操作？

2.为什么在取样前要对接种环和涂布器进行灼烧灭菌？为什么两次划线操作之间还要进行接种环的灭菌？

3.回忆一下你的操作，哪些操作涉及无菌技术，是如何体现的？

●学生评价方案

●实验成果展示

注：以上成果为学生取材于自身或身边各种物品（如头发、手指、手机壳、校服、眼镜等）接种所得。

小资料

微生物的种类：

1.原核细胞型微生物：无核膜、核仁、染色体，仅有裸露的DNA链形成的核区域，称核质体；无膜性细胞器。主要有细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体、蓝细菌。

2.真核细胞型微生物：有核膜、核仁、染色体；有细胞器；核糖体为80S。主要有真菌（霉菌、酵母菌等），原生动物，单细胞藻类。

3.非细胞型微生物：个体极小；不具细胞结构；只有一种核酸类型；严格活细胞内寄生；复制的方式繁殖；对抗生素不敏感。主要有病毒、亚病毒。

参考文献

［1］生物技术实践［A］.普通高中课程标准实验教科书：生物选修1 ［M］.北京：人民教育出版社，2007.

［2］沈萍，陈向东.微生物学［M］.北京：高等教育出版社，2016.