6.3探究抗生素对细菌的选择作用教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

人教版高中生物学必修二第六章第3节《种群基因组成的变化与物种的形成》 探究抗生素对细菌的选择作用 参赛教师： 指导教师： 工作单位： 一、使用教材 本实验的设计来源于（2019版）人教版高中生物学必修二第六章第3节《种群基因组成的变化与物种的形成》，教材中新增加的“探究·实践”：“探究抗生素对细菌的选择作用”，本实验是该“探究·实践”活动的拓展方案。 本实验的操作方法参照（2019版）人教版高中生物学选择性必修三第1章第2节《微生物技术的培养与应用》的“探究·实践”：“酵母菌的纯培养”。 二、实验器材 实验材料 大肠杆菌和金黄色葡萄球菌（由大学实验室提供）；阿莫西林、头孢氨苄（购买自普通药店）；大蒜瓣、葱白、生姜；0.22um混合纤维微孔滤膜、直径为6mm的圆形滤纸纸片；LB液体和固体培养基、无菌水。 仪器设备 游标卡尺、接种环、玻璃涂布器、培养皿、锥形瓶、量筒、玻璃棒、研钵、纱布、微量移液器、移液器吸头、滤纸、称量纸、镊子、药匙、电子天平、超净工作台、恒温培养摇床、高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱等。 表1 实验器材 三、实验创新要点 1.实验教学思路的创新。贯彻教学评一体化思想，基于核心素养的四个维度来设计微生物接种操作行为量规表（操作类评价）、实验设计方案评价表、学生探究活动结果评价表（过程性评价）和关于抗生素使用的调查表（态度责任评价）等评价量表来促进学生学习，对教学目标达成情况进行评价和反思。 2.实验材料的创新。选择典型的革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌，可让学生初步了解两类细菌对不同抗生素敏感性的区别，提升学生研究兴趣和项目研究价值。选择LB培养基，比牛肉膏蛋白胨培养基配制起来更简易，降低学生实验操作难度。 3.实验方法的改进。在实验材料的处理上，用二倍稀释法制备一系列浓度梯度的抗生素溶液，大大简化了学生的操作；在实验的观测工具上，将测量抑菌圈直径的直尺换成游标卡尺，使得测量更加准确。在实验结果的数据处理上，采用Origin软件进行函数绘图制图，可将实验数据转变成更加直观的折线图，便于学生分析实验结果。 四、实验原理 1.本实验使用的阿莫西林为半合成青霉素类中最为常用的广谱β-内酰胺抗生素之一，头孢氨苄为第三代口服头孢菌素且其抗菌谱较广，二者均主要通过抑制细菌细胞壁合成去抑制细菌正常繁殖来实现抑菌效果。 2.同一种细菌对不同浓度，以及不同类型抗生素药物的敏感性不同，而不同细菌对同一种抗生素的敏感性也可能不同，我们可通过比较抑菌圈的直径大小来量化这种差异。 3.常见的传统食材如葱、姜、蒜等，抑菌物质同样存在其中，其抑菌作用大小可通过抑菌圈直径大小来进行比较。 五、教学目标 1.生命观念 （1）通过对教材实验的拓展，探究耐药菌的出现与抗生素滥用的关系，理解适应的普遍性； （2）认同适宜浓度的抗生素能杀死细菌，但同时也会促进耐药菌的产生，树立进化与适应观念； （3）认同获得纯净的微生物培养物是发酵工程的基础。 2.科学探究 （1）从生活中滥用抗生素的现象出发，学生自主提出问题、设计实验方案，合作完成实验、分析实验结果并撰写实验报告，深入体验科学探究的一般过程。 （2）针对人类生产或生活的某一需求，在发酵工程中选取恰当的技术和方法。 3.科学思维 （1）运用实验的方法来解释生活中的现象、认识事物，形成理性思维。 （2）采用统计学方法对实验数据进行分析，发展学生科学思维。 4.社会责任 （1）对生活中滥用抗生素的现象，基于证据运用生物学基本概念和原理，表明自己的观点，提出合理的建议。 （2）注意饮食卫生，关注生命健康，助力建设健康中国。 六、实验教学内容 1.探究不同种类、不同浓度的抗生素对两种细菌的抑菌效果 提前配制好不同浓度梯度的头孢氨苄和阿莫西林溶液（抗生素溶液浓度分别为① 2. 5 mg /mL、② 1. 25 mg /mL、③0. 63 mg /mL 、 ④0. 31 mg /mL、 ⑤0. 16 mg /mL、 ⑥0. 08 mg /mL、 ⑦0. 04 mg /mL、 ⑧0. 02 mg /mL） 学生制备相应浓度下的抗生素纸片，将纸片分别置于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的培养基上（每个浓度重复三组）；培养16小时后，用游标卡尺测量抑菌圈的直径并记录数据。 抗生素浓度mg /mL 2.5 1.25 0.63 0.31 0.16 0.08 0.04 0.02 0(对照) 阿莫西林 平行1 平行2 平行3 平均值±SD 头孢氨苄 平行1