1.2.2《微生物的选择培养和计数》教学设计-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

《微生物的培养技术及应用》教案 一、教学内容来源 人教版高中生物学选择性必修 3 生物技术与工程第 1 章发酵工程第 2 节《微生物的培养技术及应用》。 二、课时安排 1 课时 三、教学目标（基于五个核心素养） 1.生命观念：通过学习微生物的培养技术，理解微生物的生存条件和生长规律，认识微生物与环境之间的相互关系，形成生命与环境相适应的观念。同时，了解微生物在发酵工程等领域的应用，体会生命科学在生产生活中的重要价值，建立生命科学与技术、社会相互关联的观念。 2.科学思维：在分析微生物培养基配方、培养条件等内容时，培养学生逻辑思维和分析归纳能力，引导学生运用科学的思维方法理解微生物培养技术的原理。通过探讨微生物应用实例，培养学生批判性思维和创新思维，鼓励学生思考如何优化微生物培养和应用技术，以解决实际问题。 3.科学探究：通过介绍微生物培养实验的设计思路、操作步骤和注意事项，让学生了解科学探究的基本方法和过程。培养学生提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果和得出结论的能力，使学生具备科学探究的素养，能够独立或合作完成简单的微生物培养相关探究实验。 4.社会责任：引导学生认识微生物培养技术在食品加工、医药生产、环境保护等领域的广泛应用，让学生了解生命科学技术对社会发展的重要贡献。同时，让学生关注微生物培养过程中可能出现的生物安全问题，培养学生的社会责任感，使学生能够正确看待和处理生命科学技术发展带来的各种影响，积极参与相关社会议题的讨论和决策。 5.技术运用：使学生掌握微生物培养的基本技术，如培养基的制备、无菌操作技术、接种技术等，培养学生的实践操作能力和技术运用能力。让学生能够运用所学的微生物培养技术，解决实际生产生活中的问题，如制作发酵食品、进行微生物检测等，提高学生将理论知识转化为实际应用的能力。 四、教学重难点 1.教学重点：微生物培养基的成分、种类和制备方法；无菌技术的概念、操作方法和重要性；微生物的接种方法和培养条件。 2.教学难点：如何引导学生理解不同微生物对培养基成分和培养条件的特定需求，并能够根据实际情况设计合适的培养基和培养方案；如何让学生在实际操作中严格遵守无菌技术要求，避免杂菌污染，确保微生物培养的成功。 五、教学方法 讲授法、讨论法、实验演示法、案例分析法 六、教学过程 （一）生活实例导入新课 1.展示实例：展示一些常见的发酵食品，如面包、酸奶、葡萄酒等，播放一段关于这些食品生产过程的视频片段，视频中突出微生物在发酵过程中的作用。 2.提出问题：这些美味的食品是如何制作出来的？它们的制作都离不开微生物，那微生物是如何在其中发挥作用的呢？要让微生物更好地为我们生产这些产品，首先要学会什么技术呢？ 3.引导思考：让学生思考微生物生长需要哪些条件，我们怎样才能为微生物创造适宜的生长环境，从而引出本节课的主题——微生物的培养技术及应用。 4.设计意图：通过学生熟悉的生活实例和直观的视频展示，激发学生的学习兴趣和好奇心，引发学生对微生物培养技术的思考，自然地导入新课。 （二）微生物培养基 1.自主学习与讲解：让学生自主阅读教材中关于微生物培养基的内容，教师进行讲解，介绍培养基的概念，即人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。讲解培养基的基本成分，包括碳源、氮源、水、无机盐等，并举例说明不同成分的来源，如碳源可以是糖类、脂肪等，氮源可以是蛋白质、尿素等。 2.多媒体展示：利用 PPT 展示不同类型培养基的配方和成分，如牛肉膏蛋白胨培养基、马铃薯葡萄糖培养基等，让学生直观了解不同培养基成分的差异。通过表格形式对比不同培养基的适用范围和特点，如下表： 培养基名称 主要成分 适用范围 特点 牛肉膏蛋白胨培养基 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、水等 大多数细菌 营养丰富，成分复杂 马铃薯葡萄糖培养基 马铃薯、葡萄糖、琼脂等 真菌 适合真菌生长，成分相对简单 3.小组讨论 （2）培养基成分的作用：组织学生进行小组讨论，探讨培养基中各成分对微生物生长的作用。教师在各小组巡视，参与讨论并适时引导。 4.小组代表发言：小组讨论结束后，各小组代表发言。预设学生回答碳源为微生物提供能量和合成细胞物质的原料；氮源用于合成蛋白质、核酸等含氮物质；水是微生物代谢的溶剂和参与代谢反应的物质；无机盐参与维持细胞的渗透压、调节酶的活性等。 5.教师总结：教师对各小组发言进行总结，强调培养基成分的重要性以及不同微生物对成分需求的差异。同时说明除了基本成分外，有些微生物还需要生长因子，如维生素、氨基酸等。 6.设计意图：通过自主学习、讲解、多媒体展示和小组讨论，让学生系统地了解微生物培养基的成分、种类和作用，培养学生的自主学习能力和团队协作能力。 （三）无菌技术 1.创设情景 （1）无菌技术的重要性：展示情景材料：在一个微生物实验室中，一位实验人员没有严格遵守无菌操作规范，在接种微生物时，没有对实验器具进行彻底灭菌，结果导致培养的微生物被杂菌污染，实验失败。 2.提问引导：让学生阅读情景材料后，思考并回答问题：为什么无菌技术对于微生物培养至关重要？如果在培养过程中受到杂菌污染，会有什么后果？ 3.学生回答与交流：鼓励学生积极发言，分享自己的看法。预设学生回答杂菌会与目标微生物竞争营养物质和生存空间，影响目标微生物的生长繁殖；杂菌可能会产生毒素，抑制或杀死目标微生物；杂菌污染会导致实验结果不准确，无法得到可靠的实验数据等。 4.深入探讨 （1）无菌技术的操作方法：教师引导学生进一步探讨无菌技术的操作方法，包括对实验器具的灭菌、对实验操作空间的消毒、在无菌环境下进行接种等。组织学生进行小组讨论，总结常用的灭菌和消毒方法及其适用范围。 5.小组讨论与汇报：各小组讨论后进行汇报，预设学生回答常用的灭菌方法有灼烧灭菌，适用于接种环、接种针等金属器具；干热灭菌，适用于玻璃器皿、金属工具等；高压蒸汽灭菌，适用于培养基、无菌水等。常用的消毒方法有煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等，并说明各自的适用对象。 6.教师总结归纳：教师对学生的回答进行总结，强调无菌技术的关键要点和操作注意事项，如灭菌要彻底，消毒要注意浓度和时间等。通过视频演示无菌操作的正确流程，让学生更加直观地了解无菌技术的操作方法。 7.设计意图：通过创设情景引发学生对无菌技术重要性的思考，深入探讨操作方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，引导学生重视无菌技术在微生物培养中的应用。 （四）微生物的接种技术 1.实验演示 （1）接种方法：教师在讲台上进行实验演示，分别展示平板划线法和稀释涂布平板法的操作过程。在演示平板划线法时，详细讲解每一步的操作要点，如灼烧接种环、冷却、取菌、划线等步骤，强调划线的顺序和注意事项。在演示稀释涂布平板法时，讲解稀释菌液的方法、涂布器的使用和操作技巧。 2.提问引导：在演示过程中，适时提出问题引导学生思考，如平板划线法中为什么每次划线前都要灼烧接种环？稀释涂布平板法中如何保证菌液稀释的准确性？ 3.学生观察与记录：让学生认真观察实验演示过程，记录操作步骤和要点。 4.小组讨论 （1）接种方法的比较：组织学生进行小组讨论，比较平板划线法和稀释涂布平板法的优缺点和适用范围。教师在各小组巡视，参与讨论并适时引导。 5.小组代表发言：小组讨论结束后，各小组代表发言。预设学生回答平板划线法的优点是操作简单，能在培养基表面形成单个菌落，便于分离纯化；缺点是不能准确计数。稀释涂布平板法的优点是能用于微生物的计数，缺点是操作相对复杂，需要进行系列稀释。 6.教师总结归纳：教师对学生的回答进行总结，强调两种接种方法的特点和应用场景，同时说明在实际操作中要根据实验目的和微生物的特性选择合适的接种方法。 7.设计意图：通过实验演示让学生直观了解微生物的接种技术，提问引导和小组讨论培养学生的观察能力、思考能力和比较分析能力，帮助学生掌握不同接种方法的要点和应用。 （五）微生物的培养条件 1.知识讲解：教师讲解微生物培养所需的条件，包括温度、pH、气体环境等。说明不同微生物对培养温度有不同要求，如大肠杆菌适宜在 37℃培养，而酵母菌适宜在 25℃左右培养。讲解 pH 对微生物生长的影响，不同微生物有其适宜生长的 pH 范围，如细菌适宜在中性偏碱的环境中生长，真菌适宜在酸性环境中生长。介绍气体环境对微生物生长的影响，如好氧微生物需要充足的氧气，厌氧微生物需要无氧环境，兼性厌氧微生物在有氧和无氧条件下都能生长。 2.多媒体展示：利用 PPT 展示不同微生物在不同培养条件下的生长情况图片或视频，让学生直观感受培养条件对微生物生长的重要性。 3.小组讨论 （1）优化培养条件：组织学生进行小组讨论，根据所学知识，探讨如何针对特定微生物优化培养条件，以提高其生长速度和产量。教师在各小组巡视，参与讨论并适时引导。 4.小组代表发言：小组讨论结束后，各小组代表发言。预设学生回答可以通过调整培养基成分、改变培养温度、控制 pH 和气体环境等方法来优化培养条件。例如，对于生产某种发酵产品的微生物，可以通过优化培养基配方，增加碳源和氮源的比例，调整培养温度和 pH 到最适范围，提供合适的气体环境，来提高产品产量。 5.教师总结：教师对各小组发言进行总结，肯定学生的思考和建议，强调合理控制培养条件对于微生物培养和应用的重要性。 6.设计意图：通过知识讲解和多媒体展示，让学生系统了解微生物的培养条件，小组讨论培养学生的创新思维和应用知识解决实际问题的能力。 （六）微生物培养技术的应用 1.案例分析：展示案例：某制药厂利用微生物发酵生产抗生素，在生产过程中，严格控制微生物的培养条件和培养技术，通过优化培养基配方、采用先进的无菌技术和接种方法，提高了抗生素的产量和质量。 2.提出问题：让学生分析该案例中微生物培养技术在抗生素生产中的关键作用，并思考还有哪些领域可以应用微生物培养技术。 3.学生思考与发言：学生思考后发言，预设学生回答在抗生素生产中，合适的培养基为微生物生长提供营养，无菌技术防止杂菌污染，保证产品质量，正确的接种方法和培养条件提高了微生物的生长效率和抗生素产量。微生物培养技术还可应用于食品加工、污水处理、生物燃料生产等领域。 4.教师总结：教师肯定学生的回答，强调微生物培养技术在各个领域的广泛应用和重要价值，鼓励学生关注微生物技术的发展动态。 5.设计意图：通过案例分析让学生将所学的微生物培养技术知识运用到实际生产中，培养学生解决实际问题的能力，加深学生对微生物培养技术应用的理解。 （七）课堂总结 1.回顾内容：教师引导学生一起回顾本节课所学内容，包括微生物培养基的成分、种类和制备方法，无菌技术的操作方法和重要性，微生物的接种方法和培养条件，以及微生物培养技术在不同领域的应用等。 2.强调重点：重点强调要掌握微生物培养技术的关键要点，正确理解不同微生物对培养条件的需求，能够在实际操作中严格遵守无菌技术要求，灵活运用接种方法和培养条件来培养微生物，认识微生物培养技术在生产生活中的重要意义。 3.设计意图：帮助学生梳理知识体系，强化重点内容，加深学生对本节课知识的记忆和理解。 （八）布置作业 1. 让学生回去查阅资料，了解一种自己感兴趣的微生物培养技术在实际生产中的具体应用，并撰写一篇短文，介绍该技术的原理、操作流程和应用效果。 2. 设计意图：通过查阅资料和写作，让学生进一步拓展知识面，巩固所学知识，培养学生的自主学习能力和文字表达能力。 七、教学反思 在本节课的教学过程中，通过生活实例导入激发了学生的学习兴趣，学生积极参与讨论和发言，对微生物的培养技术及应用有了较为深入的认识。但在教学中也存在一些不足之处，例如在小组讨论环节，个别小组讨论不够积极，讨论深度不够，教师在引导和监督方面还需加强。在实验演示时，部分学生可能由于距离较远，观察不够清晰，影响了对操作要点的理解。在今后的教学中，应更加关注学生的参与度和个体差异，改进教学方法，如采用小组竞赛等方式提高小组讨论的积极性，利用投影仪等设备近距离展示实验操作细节，提高教学效果。 学科网（北京）股份有限公司 $$