微生物的培养与应用 教案

微生物的培养与应用教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够说出微生物培养的基本技术，包括培养基的制备、无菌技术等。理解微生物分离和纯化的方法，如平板划线法和稀释涂布平板法。掌握某种微生物（如大肠杆菌）的分离与计数方法。了解微生物在生产生活中的应用实例，如发酵工程等。2.过程与方法目标通过培养基制备和无菌操作的实践，培养学生的动手能力和实验操作技能。在微生物分离和计数实验中，提高学生设计实验、实施实验以及对实验结果进行分析和解释的能力。引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的科学思维和创新能力。3.情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神，体会微生物学在生命科学中的重要地位。通过小组合作实验，增强学生的团队协作意识和交流能力。激发学生对微生物学的兴趣，培养学生探索生命奥秘的热情。

二、教学重难点1.教学重点培养基的种类、成分及制备方法。无菌技术的操作原理和方法。微生物分离和纯化的方法及操作要点。微生物计数的方法，如稀释涂布平板法。2.教学难点无菌技术的严格操作，防止杂菌污染。平板划线法和稀释涂布平板法的操作技巧及结果分析。微生物计数过程中实验数据的处理和误差分析。

三、教学方法讲授法、演示法、实验法、讨论法相结合

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）1.展示一些与微生物相关的图片或视频，如发酵食品（酸奶、面包、啤酒等）、污水处理、疾病感染等场景，引发学生对微生物的兴趣和关注。2.提问学生："你们知道生活中有哪些地方离不开微生物吗？微生物对我们的生活有什么影响？"引导学生思考微生物在生活、生产和环境中的重要作用，从而引出本节课的主题--微生物的培养与应用。

（二）知识讲解（20分钟）1.微生物培养的基本概念介绍微生物培养的定义：是指在实验室条件下，将微生物接种到适宜的培养基上，给予合适的生长条件，使其生长繁殖的过程。强调微生物培养在微生物学研究和实际应用中的重要性，它是研究微生物的特性、代谢规律以及进行生物技术产品生产的基础。2.培养基培养基的概念：人工配制的，适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。培养基的种类按物理性质分类：固体培养基：添加凝固剂（如琼脂），常用于微生物的分离、纯化和鉴定等。液体培养基：不添加凝固剂，常用于工业生产和大规模培养微生物。半固体培养基：凝固剂含量较少，可用于观察微生物的运动和保藏菌种等。按化学成分分类：天然培养基：利用化学成分不明确的天然物质（如牛肉膏、蛋白胨等）配制而成，营养丰富，但成分不稳定。合成培养基：用化学成分已知的化学物质配制而成，成分精确，但营养相对单一。按用途分类：选择培养基：根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，用于从混杂的微生物群体中分离出特定的微生物。例如，在培养基中加入青霉素可以抑制细菌细胞壁的合成，从而筛选出酵母菌等真菌。鉴别培养基：在培养基中加入某种试剂或化学药品，使培养后会发生某种变化，从而区别不同类型的微生物。如伊红美蓝培养基可用于鉴别大肠杆菌，大肠杆菌在此培养基上生长时会使菌落呈现黑色并带有金属光泽。培养基的成分碳源：提供微生物生长所需的碳元素，如葡萄糖、蔗糖、淀粉等。氮源：提供微生物生长所需的氮元素，如蛋白质、氨基酸、尿素等。水：是微生物细胞的重要组成成分，也是营养物质的溶剂和代谢反应的介质。无机盐：提供微生物生长所需的各种矿物质元素，如磷、硫、钾、钠、钙、镁等。生长因子：某些微生物生长所必需的，但自身不能合成或合成量不足的有机化合物，如维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。培养基的制备计算：根据培养基配方，计算各成分的用量。称量：准确称取各成分。溶化：将称好的各种成分放入烧杯中，加入适量的水，搅拌均匀，加热使其溶解。注意在加热过程中要不断搅拌，防止糊底。调pH：用pH试纸或pH计检测培养基的pH，根据需要用盐酸或氢氧化钠溶液调节至合适的pH。灭菌：将培养基转移至三角瓶或其他合适的容器中，塞上棉塞，包扎好，采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。一般在121℃、100kPa压力下灭菌1530分钟。倒平板：待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰旁将培养基倒入无菌培养皿中，轻轻晃动培养皿，使培养基均匀分布在皿底，待其凝固后，即制成平板。3.无菌技术无菌技术的概念：防止外来杂菌的入侵，获得纯净培养物的关键技术。无菌技术的主要内容对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。消毒与灭菌的区别消毒：使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物（不包括芽孢和孢子）。常用的消毒方法有煮沸消毒法（100℃煮沸56分钟）、巴氏消毒法（7075℃煮30分钟或80℃煮15分钟）、化学药剂消毒法（如用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等）。灭菌：使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。常用的灭菌方法有灼烧灭菌（用于接种环、接种针等金属器具）、干热灭菌（160170℃加热12小时，适用于玻璃器皿、金属工具等）、高压蒸汽灭菌（适用于培养基、玻璃器皿、工作服等）。

（三）实验演示（20分钟）1.微生物的接种方法平板划线法介绍平板划线法的原理：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经培养后，可在划线的末端得到由单个细胞繁殖而来的菌落，从而达到分离纯化微生物的目的。演示平板划线法的操作步骤：将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。在火焰旁冷却接种环，并打开盛有菌液的试管棉塞。将试管口通过火焰。将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。将试管口通过火焰，并塞上棉塞。在火焰旁将接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养基。灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意每次划线前都要灼烧接种环，冷却后再划线。稀释涂布平板法介绍稀释涂布平板法的原理：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的表面，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的菌落，通过统计菌落数来推测样品中的活菌数。演示稀释涂布平板法的操作步骤：取盛有9mL无菌水的试管6支，编号10^1、10^2、10^3、10^4、10^5、10^6。用移液管吸取1mL菌液注入编号为10^1的试管中，吹打均匀，此时菌液被稀释了10倍。从10^1试管中吸取1mL菌液注入编号为10^2的试管中，吹打均匀，菌液又被稀释了10倍，以此类推，依次稀释到10^6。分别用无菌吸管吸取0.1mL稀释度为10^4、10^5、10^6的菌液，滴加到已制备好的平板培养基表面，每个稀释度设3个重复。用无菌涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面，注意不要划破培养基。2.微生物的计数介绍微生物计数的常用方法--稀释涂布平板法。强调当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。讲解计算样品中活菌数的公式：每克样品中的菌株数=（C÷V）×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积（mL），M代表稀释倍数。提醒学生在计数时应选择菌落数在30300之间的平板进行计数，这样统计结果较为准确。如果平板上的菌落数过多或过少，都会影响计数的准确性。

（四）学生实验（30分钟）1.实验分组将学生分成若干小组，每组45人，明确各小组的分工，包括实验操作、记录、观察等。2.实验内容各小组选择一种微生物（如大肠杆菌），按照以下步骤进行实验：制备培养基：按照前面讲解的培养基制备方法，制备牛肉膏蛋白胨固体培养基。灭菌：采用高压蒸汽灭菌法对制备好的培养基进行灭菌。接种：用平板划线法或稀释涂布平板法将大肠杆菌接种到培养基上。培养：将接种后的平板倒置，放入恒温培养箱中，在37℃条件下培养12天。观察与记录：每天观察平板上菌落的生长情况，记录菌落的形态、大小、颜色等特征，并统计菌落数。3.教师指导在学生实验过程中，教师巡回指导，及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问，确保实验的顺利进行。提醒学生注意无菌操作，防止杂菌污染；注意观察实验现象，认真记录实验数据。

（五）课堂讨论（15分钟）1.组织学生讨论以下问题：在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？你所采用的接种方法有什么优点和缺点？通过统计菌落数，你能得出关于样品中微生物数量的什么结论？与其他小组的结果相比，有什么差异？可能的原因是什么？无菌技术在微生物培养实验中有什么重要性？如果无菌操作不严格，会对实验结果产生什么影响？2.每个小组选派代表发言，分享小组讨论的结果。其他小组可以进行补充和质疑，形成良好的课堂互动氛围。教师对学生的讨论结果进行点评和总结，强调实验操作的要点和注意事项，引导学生深入理解微生物培养与应用的相关知识。

（六）课堂小结（5分钟）1.与学生一起回顾本节课的主要内容，包括微生物培养的基本概念、培养基的种类和制备方法、无菌技术、微生物的接种方法和计数方法等。2.强调本节课的重点和难点，如无菌技术的操作、平板划线法和稀释涂布平板法的要点、微生物计数的数据处理等，帮助学生巩固所学知识。3.对学生在实验过程中的表现进行总结和评价，肯定学生的积极参与和认真态度，同时指出存在的问题和不足之处，鼓励学生在今后的实验中不断改进和提高。

（七）课后作业（5分钟）1.书面作业：让学生完成课后习题，巩固本节课所学的知识。习题内容可以包括培养基成分的分析、无菌技术的应用、接种方法的比较、微生物计数的计算等。2.拓展作业：布置一个拓展性的任务，如让学生查阅资料，了解微生物在环境修复、食品保鲜、生物制药等领域的应用实例，并撰写一篇简短的报告。通过拓展作业，培养学生的自主学习能力和知识迁移能力，进一步激发学生对微生物学的兴趣。

五、教学资源1.多媒体课件，包含微生物相关的图片、视频、动画等资料，用于课程导入和知识讲解。2.实验器材和试剂，如高压蒸汽灭菌锅、酒精灯、接种环、培养皿、三角瓶、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、大肠杆菌菌液等，用于学生实验。3.实验教材或参考资料，为学生提供实验指导和知识拓展。

六、教学反思通过本节课的教学，学生对微生物的培养与