1.2.1微生物的培养技术及应用第1课时教学设计-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

优秀教案系列 第2节　微生物的培养技术及应用 一　微生物的基本培养技术 教学分析 · 教学目标 1.通过概述培养基的营养构成、无菌技术及其原理，让学生掌握配制培养基的基本流程和常用的消毒、灭菌方法。（科学思维） 2.通过进行酵母菌的纯培养实验，让学生掌握无菌操作、接种、培养、观察和记录等技能，提升发现、提出、分析和解决问题的能力以及团队协作能力。（科学思维、科学探究） 3.使学生认识微生物培养技术在食品、医药、环保等领域的重要应用，通过评估论点的可信程度，发展学生的批判性思维。（社会责任） · 教学重难点 重点：1.微生物纯培养的基本操作要求，微生物选择培养的原理。 2.酵母菌的纯培养。 难点：酵母菌的纯培养。 · 教学方法 讲授法，讨论法，演示法，实验法等。 · 课时安排 1课时 · 教学准备 多媒体，白板，学案，PPT，实验材料等。 教学设计 导入新课 向经过杀菌处理的牛奶中添加某些对人体有益的细菌，再经过发酵就可以制成酸奶。由于制作工艺并不复杂，一些人会在家里自制酸奶。自制酸奶虽然方便，但是食用自制酸奶导致肠胃不适的事例屡见不鲜，主要原因是在制作过程中有杂菌混入。怎样才能保证无处不在的杂菌不混入发酵物中呢？ (设计意图：由生活中的具体情境导入，激发学生的学习兴趣，引发学生思考，让学生初步认识防治杂菌污染及获得纯净的微生物培养物的重要性。) 新课讲授 任务一、培养基的配制 【师】教师指导学生阅读教材第9~10页的内容，提供某培养基的配方并让学生回答相关问题。 （1）根据培养基的配方，培养基一般都包含哪些营养物质？ （2）该培养基是固体培养基还是液体培养基？为什么？ （3）该培养基中提供碳源和氮源的物质是什么？属于有机物还是无机物？该培养基培养的微生物的同化作用类型是什么？理由是什么？　 【生】学生通过教材中的知识及思考，回答相关问题。 （1）培养基中的基本营养成分包含碳源、氮源、水、无机盐等。 （2）固体培养基。培养基中有琼脂作为凝固剂，所以该培养基为固体培养基。 （3）该培养基中的牛肉膏和蛋白胨提供碳源和氮源。二者均属于有机物。 该微生物为异养微生物。因为该微生物的碳源和氮源是有机物。 (设计意图：学生通过分析培养基的成分，在感性认识的基础上分析归纳培养基的营养构成，分析微生物对不同营养物质的客观需求，培养学生的归纳与概括能力。) 【师】提出问题：培养微生物时，培养基中是否必须有碳源和氮源？ 【生】思考问题，联想必修一中的微生物代谢的相关知识回答。 不一定。例如，培养自养微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。 【师】归纳总结：几种微生物的营养和能量来源。 微生物 碳源 氮源 能源 蓝细菌 CO2 NH、NO等 光能 硝化细菌 CO2 NH3 NH3的氧化 根瘤菌 糖类等有机物 N2 有机物 大肠杆菌 糖类、蛋白质等有机物 蛋白质等 有机物 (设计意图：让学生明白配制培养基时的营养物质种类要根据微生物的实际需求选择，渗透物质与能量观。) 活动一：小组合作，请按照教材第12页酵母菌纯培养实验中制备培养基操作称量所需的实验材料和试剂，配制所需培养基。 活动一评价设计： 评价内容 非常好（8～10） 较好（6～8） 较差（3～5） 规范称量培养基中所需物质 正确说出培养基中各成分的作用 (设计意图：通过实践操作，加深对基础知识的理解，培养学生合作探究及动手操作的能力。) 任务二、无菌技术 【师】首先让学生阅读教材第10页的内容，总结无菌技术的主要内容，并利用课件展示教材第11页“资料卡”补充相关知识点，帮助学生完善知识体系，结合教材中的内容，由学生完善表格中消毒和灭菌的主要方法及应用范围。 【生】填写表格，认识到消毒和灭菌对微生物作用的效果存在差异。 项目 主要方法 应用范围 消毒 巴氏消毒法 在63～65 ℃消毒30 min或72～76 ℃处理15 s或80～85 ℃处理10～15 s 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体 煮沸消毒法 在100 ℃煮沸5～6 min 家庭餐具等生活用品 紫外线消毒 紫外线照射30 min(损伤细菌的DNA) 接种室、接种箱或超净工作台 化学药物消毒 用体积分数为70%的酒精 擦拭实验者的双手 氯气 水源 灭菌 灼烧灭菌 直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧 接种工具，如涂布器、接种环、接种针或其他金属用具，以及试管口或瓶口等 干热灭菌 干热灭菌箱中，在160～170 ℃的热空气中维持1～2 h 耐高温的和需要保持干燥的物品，如玻璃器皿、金属用具等 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) 在压力为100 kPa、温度为121 ℃的条件下，维持15～30 min 培养基等 (设计意图：通过列表的形式对比分析两种无菌技术的差异，以便学生在实践中准确地应用技术，为活动二灭菌操作打好理论基础。) 【师】进一步提出问题。 （1）牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？ （2）无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还有什么作用？ 【生】思考并回答相关问题。 （1）在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。 （2）无菌技术还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。 (设计意图：以生活中的常见食物牛奶的消毒为例，说明消毒和灭菌方法在日常生活中广泛应用，同时呼应新课导入时的自制酸奶情境。) 活动二：结合所学知识，对以下材料或器材选择合适的方法进行消毒或灭菌，完成表格后小组合作对以下材料进行消毒或灭菌的操作。 材料或器材 消毒或灭菌方法 培养基 培养皿 接种环 超净工作台 实验者的双手 活动二评价设计： 评价内容 非常好（8～10） 较好 （6～8） 较差 （3～5） 正确选择所需要的消毒或灭菌方法 小组成员之间分工明确，分别开展消毒或灭菌操作 操作规范，注意安全，听从实验员教师的安排 (设计意图：通过选择正确的消毒或灭菌方法，从知识维度和应用维度检验任务二所学知识的掌握情况，学生开展消毒或灭菌实践操作，培养学生合作探究及动手操作的能力。) 任务三：酵母菌的纯培养 【师】请同学们细致观察教材第12～13页倒平板的具体操作流程图与平板划线流程图，结合演示视频，思考以下问题。 思考1.结合倒平板的操作程序，请回答以下问题。 (1)如图所示，为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰？ (2)如图所示，从防止杂菌污染的角度思考，为什么培养基冷却凝固后将平板倒置？ (3)培养基灭菌后，需要冷却至50 ℃左右时，才能用来倒平板。可用什么办法来估计培养基的温度？ 【生】结合演示视频和操作流程图，思考并回答相关问题。 (1)通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 (2)既可以防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染，又可以避免培养基中的水分过快蒸发。 (3)可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。 【师】思考2.结合提供的平板划线操作的示意图，回答下列问题。 (1)用字母和箭头表示平板划线操作的正确步骤。 (2)为什么在操作的第一步以及第一次划线结束后的每次划线前都要灼烧接种环？为什么在划线操作结束时，仍然需要灼烧接种环？ 【生】思考并回答相关问题。 (1)d→b→f→a→e→c→h→g。 (2)思考取菌种前、每次划线前、划线结束之后的灼烧目的并完善表格。 【师】思考3.接种结束后，为什么要将一个未接种的培养基和一个已接种的培养基放在一起培养？未接种的培养基表面如果有菌落生长，说明了什么？ 【生】思考并回答问题。 培养未接种培养基的作用是作对照，若未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。 活动三：请根据“酵母菌的纯培养”的相关演示视频，利用教师提前灭菌完成的培养基和培养皿等材料，以小组为单位在超净工作台上开展倒平板和接种、分离酵母菌的实验操作。 活动三评价设计： 评价内容 非常好 （8～10） 较好 （6～8） 较差 （3～5） 倒平板的操作规范，时刻注重无菌操作 平板划线的操作规范，时刻注重无菌操作 注意超净工作台上的操作安全 平板倒置并做标记，与未接种的平板一同培养 (设计意图：利用演示实验强调规范操作的要求和重要性，帮助学生加深对无菌操作的理解。真正动手实践可以培养学生严谨、认真的态度和规范操作水平，提升学生的科学探究能力。) 【师】归纳总结：配制培养基的注意事项，平板划线接种的注意事项，实验结果的分析等。 (设计意图：对酵母菌纯培养实验中的重点环节倒平板和接种操作进行进一步的分析，强化无菌操作的关键环节，使学生进一步理解获得纯净的微生物培养物的关键是防止杂菌污染。学生通过对实验结果的分析，体会实验中设置对照的重要性，发展科学素养。) 【师】回顾、梳理和总结本节课所学知识。让学生就教材第14页“思维训练”中提出的问题，发表自己的观点，并在课后进一步搜集支持自己观点的可靠证据。 (设计意图：帮助学生构建本节课的知识网络。通过评估论点的可信程度，让学生能够根据所学知识给予相关论点科学的判断，培养学生的批判性思维。) 评价反馈 完成学案中的当堂训练。 课堂小结 布置作业 完成课时作业（30分钟）。 教学反思 本节课从讨论自制酸奶是否安全导入本课题，既引起了学生的讨论兴致，又紧密结合本课题重点——无菌技术，进而激发学生学习无菌技术和微生物纯培养的兴趣。在学习过程中，让学生通过比较分析不同培养基的成分亲身体验配制培养基，促进学生对培养基概念的理解；通过灭菌、平板划线等操作，加深学生对防止杂菌污染的重要性以及利用平板划线法可以分离得到单菌落等的认识。最后，还联系了生活中“酵素”的实例，提高学生运用所学知识分析问题的能力，同时发展他们的批判性思维。 不足之处：课程内容量较大，课堂节奏过于紧张；小组合作时，任务要求可以更加具体，小组内的分工可以更加明确，更有利于提高课堂效率；还应关注到不同学生的个体差异。 板书设计 第2节　微生物的培养技术及应用 一　微生物的基本培养技术 一、培养基的配制 1.培养基的种类 2.培养基的营养成分 二、无菌技术 1.消毒 2.灭菌 三、酵母菌的纯培养 1.步骤 2.方法 备课资源 一、配制培养基应遵循的几个原则 1.目的明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。 2.营养协调：营养物质应满足微生物的需要；营养物质的浓度配比应恰当。 3.理化适宜：指培养基的pH、渗透压和氧化还原电位等物理、化学条件较为适宜。 4.经济节约：配制培养基时应尽量利用廉价且易于获得的原料作为培养基的成分，以降低生产成本。 二、选择培养基和鉴别培养基的区别 1.定义不同 选择培养基是指一类根据特定微生物的特殊营养要求或其对某理化因素的抗性的原理而设计的培养基。 鉴别培养基是指一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢物发生显色反应的指示剂，从而只需用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找到目的菌菌落的培养基。 2.用途不同 选择培养基用于抑制大多数其他微生物的生长，或者制造有利于该菌生长的环境，培养一段时间后使得该菌成为优势菌。 鉴别培养基用于鉴别不同种类的微生物。 三、培养基注意事项 确认所用培养基及其添加成分(如小牛血清、NaHCO3等)是否被污染，均可用细菌、真菌及支原体无菌实验来确认并排除，同时要对无菌实验培养基的灵敏度进行验证。实际生产中，可以取少量配制好的培养液加入琼脂置于恒温培养箱内培养，48小时后即可观察有无污染。 另外，应将有毒区与无毒区严格分开，并有各自独立的空气净化系统及培养室。有毒区对无毒区应保持相对负压，防止病毒对培养细胞(尤其是细胞库)的污染。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$