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1、微生物学实验教学讨论微生物学实验教学讨论在微生物学实验中培养学生创新能力的思考在微生物学实验中培养学生创新能力的思考刘胜贵刘胜贵1培养基的制备及灭菌 2从土壤中分离和纯化微生物 3细菌染色及形态观察 4放线菌、酵母菌和霉菌形态观察 5微生物显微计数和大小测量 生长曲线的测定 1 科学、合理安排实验教学内容科学、合理安排实验教学内容UVL7细菌的生理生化反应 8环境因素对微生物生长的影响 9微生物的诱变育种 产淀粉淀粉酶酶菌株的分离菌株的分离纯化化12-1312-13每人任每人任选6 6课时水和水和饮料中料中细菌学菌学检查食用真菌的采集、分离和培养食用真菌的采集、分离和培养抗抗药性突性突变株的株
2、的筛稳定定1培养基的制备及灭菌 2从土壤中分离和纯化微生物 1.2 1.2 确立了由确立了由验证性验证性（2 2项）、项）、综合性综合性（5 5项）、项）、创新性实验创新性实验（2 2项）项）组成的实验体系。组成的实验体系。 1.1 1.1 按科研和生产工艺流程，将实验项目之间有机衔接按科研和生产工艺流程，将实验项目之间有机衔接, , 使微使微生物学实验内容组成互相联系的综合体系。生物学实验内容组成互相联系的综合体系。序号序号实验项目名称目名称学学时每每组人数人数实验类型型1培养基的制培养基的制备及及灭菌菌3 31 1综合合2从土壤中分离和从土壤中分离和纯化微生物化微生物3 31 1综合合3细
3、菌染色及形菌染色及形态观察察3 31 1验证4放放线菌、酵母菌和霉菌形菌、酵母菌和霉菌形态观察察3 31 1验证5微生物微生物显微微计数和大小数和大小测量量3 31 1综合合6E.coli生生长曲曲线的的测定定6 61 1综合合7环境因素境因素对微生物生微生物生长的影响的影响3 31 1设计8细菌的生理生化反菌的生理生化反应3 31 1综合合9微生物的微生物的诱变育种育种3 31 1综合合10选修修实验6 64 4设计药敏纸片法药敏纸片法试管二倍稀释法试管二倍稀释法1.3 1.3 将科研成果转化为教学内容将科研成果转化为教学内容, , 增加实验项目的探索性。增加实验项目的探索性。 8环境因素对
4、微生物生长的影响环境因素对微生物生长的影响 1.4 1.4 教学内容贴近实际，激发学生学习积极性。教学内容贴近实际，激发学生学习积极性。产淀粉酶菌株的分离纯化产淀粉酶菌株的分离纯化12-1312-13每人任选每人任选6 6课时课时水和饮料中细菌学检查水和饮料中细菌学检查食用真菌的采集、分离和培养食用真菌的采集、分离和培养金黄色葡萄球菌耐药性突变株的筛选金黄色葡萄球菌耐药性突变株的筛选实验实验10 选修实验选修实验2 2熟练的实验技能是培养学生创新能力的基础熟练的实验技能是培养学生创新能力的基础2.1 培养学生养成良好的实验习惯培养学生养成良好的实验习惯2.2 教师要正确示范操作要领教师要正确示
5、范操作要领2.3 在学生实验操作过程中，教师要耐心纠正其错误操作在学生实验操作过程中，教师要耐心纠正其错误操作2.4 实验技能考核是督促学生提高的重要手段。实验技能考核是督促学生提高的重要手段。3 3 写好写好“实验设计实验设计”，提高学生实验的主动性，提高学生实验的主动性写好实验预习报告，可加深对相关理论知识的理解，提高写好实验预习报告，可加深对相关理论知识的理解，提高学生实验的兴趣，锻炼学生自学能力。通过才能了解实验学生实验的兴趣，锻炼学生自学能力。通过才能了解实验目的、原理和方法，在实验过程中才能做到心中有数、思目的、原理和方法，在实验过程中才能做到心中有数、思路清晰。路清晰。实验设计是
6、学生实验的指南，老师讲解和示范可以帮助学生修实验设计是学生实验的指南，老师讲解和示范可以帮助学生修正设计方案。正设计方案。一个一个“预习报告预习报告”就是一个就是一个“实验设计实验设计”。预习报告重点在。预习报告重点在“实验实验方法方法”部分，可不写完整的语句，而用自己熟练的简略表达方部分，可不写完整的语句，而用自己熟练的简略表达方式如流程、作图、列表等，注明操作程序、新器具使用方法、式如流程、作图、列表等，注明操作程序、新器具使用方法、材料的采集培养、新试剂使用方法，有时也包括背景知识，材料的采集培养、新试剂使用方法，有时也包括背景知识，标明设定的参数、观察对象、测量项目、注意事项、学习中标
7、明设定的参数、观察对象、测量项目、注意事项、学习中的疑问等。创新性实验则要在查阅文献的基础上，在选择适的疑问等。创新性实验则要在查阅文献的基础上，在选择适当的材料和研究方法上下功夫。当的材料和研究方法上下功夫。如何写预习报告？如何写预习报告？如何写预习报告如何写预习报告实验一、培养基的制备与灭菌实验一、培养基的制备与灭菌 1 实验目的实验目的 1.1 实验室的管理要求实验室的管理要求 1.2 培养基成分和配制步骤培养基成分和配制步骤 1.3 高压蒸汽灭菌锅的使用方法高压蒸汽灭菌锅的使用方法一、实验名称一、实验名称二、实验目的二、实验目的（学生个体通过实验达到的学习目的，而不需要写全体同学的共同
8、目的）（学生个体通过实验达到的学习目的，而不需要写全体同学的共同目的）三、实验原理三、实验原理（即做实验的科学依据）（即做实验的科学依据） 固体培养基固体培养基按物理状态按物理状态 半固体培养基半固体培养基 液体培养基液体培养基 合成培养基合成培养基按成分按成分 半合成培养基半合成培养基 天然培养基天然培养基 基础培养基基础培养基 完全培养基完全培养基 按用途按用途 鉴别培养基鉴别培养基 选择培养基选择培养基 富集培养基富集培养基3.1 3.1 了解培养基的概念及其组成的原理了解培养基的概念及其组成的原理 由人工配制的适合微生物生长、繁殖或积累代谢产物的基质。由人工配制的适合微生物生长、繁殖或
9、积累代谢产物的基质。 一般由碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水组成。一般由碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水组成。3.2 3.2 了解培养基的分类了解培养基的分类3 3 实验原理实验原理3.4 3.4 实验设计实验设计 称量称量 溶化溶化 调节调节pHpH3.3 3.3 培养基必须立即灭菌培养基必须立即灭菌, ,否则会有杂菌污染否则会有杂菌污染. .灭菌是通过提高锅内水蒸汽灭菌是通过提高锅内水蒸汽压力压力, ,从而提高温度从而提高温度, ,因而提高灭菌的效果。一般采用因而提高灭菌的效果。一般采用0.1013Mp(121.3)0.1013Mp(121.3)、15-30min。附录附录牛肉
10、膏蛋白胨培养基配方，牛肉膏牛肉膏蛋白胨培养基配方，牛肉膏3g3g、蛋白胨、蛋白胨10g10g、NaCl 5gNaCl 5g、琼脂、琼脂15152020g、水水1000ml1000ml，托盘天平称量。牛肉膏，托盘天平称量。牛肉膏用玻棒挑取、热水溶解；要减少蛋白胨吸潮的时间。用玻棒挑取、热水溶解；要减少蛋白胨吸潮的时间。先加少量水溶解，依次加入药品，补足水分到总体先加少量水溶解，依次加入药品，补足水分到总体1000ml1000ml。（琼脂溶化方法：先将水加热沸腾，加入琼脂，边加搅拌。）（琼脂溶化方法：先将水加热沸腾，加入琼脂，边加搅拌。）pHpH度纸测定酸碱度，记录原始度纸测定酸碱度，记录原始pH
11、 ，用，用1 mol/L NaOH1 mol/L NaOH或或1 mol/L1 mol/L HCl HCl调节，边滴加边搅拌边测定，至调节，边滴加边搅拌边测定，至pH 7.2-7.6.pH 7.2-7.6.4 4 在实验教学中培养学生探究和研究能力在实验教学中培养学生探究和研究能力4.1 4.1 在教学内容中多设置对照实验在教学内容中多设置对照实验“从土壤中分离和纯化微生物从土壤中分离和纯化微生物”实验项目中，我们采用了涂布平板法、实验项目中，我们采用了涂布平板法、稀释倒平板法和划线分离法三种最重要的实验方法。让学生分析比较不稀释倒平板法和划线分离法三种最重要的实验方法。让学生分析比较不同方法
12、和效果。同方法和效果。“培养基的制备与灭菌培养基的制备与灭菌”实验项目中分组做了牛肉膏蛋白胨培养基、实验项目中分组做了牛肉膏蛋白胨培养基、高氏一号培养基、马铃薯培养基，分别为天然培养基和合成培养基。高氏一号培养基、马铃薯培养基，分别为天然培养基和合成培养基。项目中既有固体培养基，又有液体培养基；既有富集培养基，又有选项目中既有固体培养基，又有液体培养基；既有富集培养基，又有选择培养基。择培养基。4.2 4.2 在教学内容中将陈述变成问题在教学内容中将陈述变成问题通常通常“实验原理实验原理”由老师进行讲解，基于部分基础知识在理论课中已经由老师进行讲解，基于部分基础知识在理论课中已经涉及，学生通过
13、预习可以理解。我们将这一部分以提问的形式由学生回涉及，学生通过预习可以理解。我们将这一部分以提问的形式由学生回答，教师补充完整，然后由学生在实验报告中再用重新组织语言。答，教师补充完整，然后由学生在实验报告中再用重新组织语言。实验操作中的一些注意事项，也可以通过提问引起学生注意。实验操作中的一些注意事项，也可以通过提问引起学生注意。2.1 2.1 观察微生物细胞时，为什么要对微生物进行染色观察微生物细胞时，为什么要对微生物进行染色? ?革兰氏染革兰氏染色与细菌细胞壁的结构与成分有什么关系？芽胞染色的机理是色与细菌细胞壁的结构与成分有什么关系？芽胞染色的机理是什么？什么？2.2 2.2 显微镜油
14、镜为什么能增加照明亮度显微镜油镜为什么能增加照明亮度? ?为什么能增加分辨率？为什么能增加分辨率？2 实验原理实验原理(通过了解下列问题来掌握实验原理通过了解下列问题来掌握实验原理)4.2 4.2 方法方法各管无菌水各管无菌水依次，为什么要更换枪尖？何时更换？依次，为什么要更换枪尖？何时更换？10-4、10-5、10-6；各平板取；各平板取3.2.1 3.2.1 制备土壤稀释液制备土壤稀释液振荡振荡20 min三角烧瓶中为什么要加玻璃珠三角烧瓶中为什么要加玻璃珠?取土壤过程中怎样减少杂菌污染取土壤过程中怎样减少杂菌污染?4.3 4.3 以合理的方式表达实验结果以合理的方式表达实验结果盛装器皿盛
15、装器皿数量数量分装、包扎分装、包扎情况情况灭菌灭菌情况情况污染污染检查检查三角瓶三角瓶（300ml）2分装分装120 ml，塞，塞棉塞，外加双层棉塞，外加双层报纸包扎。报纸包扎。高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌无污染无污染试管试管(12120mm)8每支分装至试管每支分装至试管高度的高度的1/5，倒斜，倒斜面至试管长度的面至试管长度的1/2。高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌无污染无污染表：牛肉膏蛋白胨培养基的结果观察表：牛肉膏蛋白胨培养基的结果观察 用表格表达结果，一目了然。表格的名称如何写？怎样设计表格，用表格表达结果，一目了然。表格的名称如何写？怎样设计表格，数据才清晰？包含哪些对象和项目呢？计量单位如何
16、表达？数据才清晰？包含哪些对象和项目呢？计量单位如何表达？绘图表示结果，形象直观。绘图表示结果，形象直观。绘图更需要说明。绘图更需要说明。图的位置、大小。图的位置、大小。关键结构是否正确。关键结构是否正确。制作曲线图描述实验过程动态变化。学习软件的使用方法，美观表现。制作曲线图描述实验过程动态变化。学习软件的使用方法，美观表现。制作工艺流程，制作工艺流程，需要在现有实验需要在现有实验基础上，查阅资基础上，查阅资料，精心设计。料，精心设计。5 5 结果分析结果分析5.1 5.1 本次结果表明，大肠杆菌与枯草杆菌通过革兰氏染色均本次结果表明，大肠杆菌与枯草杆菌通过革兰氏染色均呈现红色呈现红色, ,
17、表现为表现为G G- - 。这与文献（教材）描述的情况不符，。这与文献（教材）描述的情况不符，枯草杆菌应被染成蓝紫色，为枯草杆菌应被染成蓝紫色，为G G+ +, ,可能是在涂片时菌体过厚可能是在涂片时菌体过厚所至所至, ,另外另外, ,脱色时较紧张脱色时较紧张, ,没有控制时间没有控制时间, ,可能超过了规定的可能超过了规定的脱色时间。脱色时间。B.B.实验操作中存在什么问题实验操作中存在什么问题, ,应该如何改进应该如何改进? ?A.根据已有知识或常识，分析实验结果与预期是否相符。根据已有知识或常识，分析实验结果与预期是否相符。 4.4 4.4 在实验报告中引导学生分析实验结果在实验报告中引
18、导学生分析实验结果, , 肯定学生有肯定学生有创意的想法创意的想法5.3 5.3 本次实验中，采用涂布分离法本次实验中，采用涂布分离法, ,所有菌落均在表面生长所有菌落均在表面生长, ,同种细菌的菌落特征一致同种细菌的菌落特征一致, ,便于计数，比较适合初学者使作；便于计数，比较适合初学者使作；而稀释倒平板法结果表明，培养基表面的菌落较大且规则，而稀释倒平板法结果表明，培养基表面的菌落较大且规则，但培养基内部不同深度的菌落则较小，且不规则，不便于但培养基内部不同深度的菌落则较小，且不规则，不便于进行菌落特征比较。进行菌落特征比较。5.4 5.4 高压蒸汽灭菌法是微生物学、细胞工程、基因工程、高
19、压蒸汽灭菌法是微生物学、细胞工程、基因工程、发酵工程等课程及今后实践工作中常用的一种方法。通过本发酵工程等课程及今后实践工作中常用的一种方法。通过本次实验的学习，我了解了卧式、立式及手提式灭菌锅的构造，次实验的学习，我了解了卧式、立式及手提式灭菌锅的构造，并掌握了立式灭菌锅的操作过程和安全知识，为今后的学习并掌握了立式灭菌锅的操作过程和安全知识，为今后的学习和工作奠定了基础。和工作奠定了基础。C.C.比较不同实验方法产生的结果。比较不同实验方法产生的结果。 D.D.实验研究对科研和生产的意义实验研究对科研和生产的意义结果分析使学生加强结果分析使学生加强理论联系实际，提高分析理论联系实际，提高分
20、析问题和解决问题的能力。问题和解决问题的能力。4.5 4.5 培养学生团队协作精神，达到互相促进，共同提高培养学生团队协作精神，达到互相促进，共同提高综合性实验需要分组完成。如何调动每个同学的积极性？综合性实验需要分组完成。如何调动每个同学的积极性？微生物学实验都需要多次观察结果，如何吸引学生到实验室来？微生物学实验都需要多次观察结果，如何吸引学生到实验室来？实验是每个同学独立完成的，但实验结果必须综合每个小组成员实验是每个同学独立完成的，但实验结果必须综合每个小组成员5 5 培养学生严谨的科学态度培养学生严谨的科学态度5.1 培养学生正确描述培养学生正确描述“实验方法实验方法”。5.2 及时
21、纠正修改数据、抄袭作业等不良行为。及时纠正修改数据、抄袭作业等不良行为。5.3 开放实验室给学生反复练习的机会。开放实验室给学生反复练习的机会。5.4 考核要重视过程，重在平时表现。考核要重视过程，重在平时表现。3.2 3.2 方法方法3.2.1 3.2.1 称量。根据培养基的配方配制称量。根据培养基的配方配制400 400 mL 培养基，用托盘天平培养基，用托盘天平按比例称取牛肉膏按比例称取牛肉膏? g? g，蛋白胨，蛋白胨? g? g，NaCl ? g, .NaCl ? g, .。牛肉膏用玻。牛肉膏用玻璃棒挑取，放在培养皿中称量，再用热水熔化后倒入烧杯中；蛋白璃棒挑取，放在培养皿中称量，再用热水熔化后倒入烧杯中；蛋白胨易吸潮，取出药品后应迅速盖上瓶盖。胨易吸潮，取出药品后应迅速盖上瓶盖。3.2.3 3.2.3 调节调节pHpH。先用精密。先用精密pH pH 试纸测量培养基的原始试纸测量培养基的原始pHpH为？然后为？然后用滴管向培养基中逐滴加入用滴管向培养基中逐滴加入1 mol/L NaOH1 mol/L NaOH溶液，边滴加边搅拌溶液，边滴加边搅拌，并随时用，并随时用pH pH 试纸测定，直至试纸测定，直至pHpH达到？。（使用时注意节约达到？。（使用时注意节约pHpH 试纸，每次撕一小节进行测定，试纸不能接触比色纸）试纸，每次撕一小节进行测定，试纸不能接触比色纸）
