“探究高盐应激对大肠杆菌抗生素耐受性的诱导”实验教学文稿2026-2027学年高一下学期生物人教版必修2

“探究高盐应激对大肠杆菌抗生素耐受性的诱导”实验教学文稿 重庆市涪陵第五中学校 林小莉 一、使用教材 1. 出版社：人民教育出版社 2. 学段：高中 3. 年级：高中二年级 4. 教材名称：《生物学》 5. 册次：必修二 6. 课次：第六章 第三节 7. 课程名称：刃天青法检测高盐应激诱导大肠杆菌抗生素耐受性 二、实验创新要点 1. 概念延伸：将教学内容从经典的“遗传耐药性”拓展至前沿的“表型耐受性”，帮助学生建立动态、完整的适应性观念，与国际科学前沿接轨。 2. 方法创新：将刃天青还原法应用于细菌耐受性检测，解决了传统方法耗时长、操作繁复的痛点，实现了课堂教学的安全性、和高效率，是实验教学方法的重要突破。 3. 思维创新：强化“假说-演绎”的科学思维训练，鼓励学生提出对立假说，并通过实证进行检验，培养批判性思维和实证精神。 三、实验方案 （一）实验名称 探究高盐应激对大肠杆菌抗生素耐受性的诱导。 （二）实验原理 1. 高盐环境使大肠杆菌代谢减缓，进入耐受状态，在抗生素存在下仍能存活。 2. 刃天青在代谢活跃的细菌中被还原，颜色由蓝→粉红→无色，反映细菌代谢强度。 （三）实验材料 大肠杆菌、氨苄青霉素、刃天青钠盐、LB培养基、12孔板、移液器、紫外分光光度计、恒温震荡培养箱。 （3） （4） 实验分组及预期变化 见表1。 表1 实验分组 组别 菌液来源 抗生素 刃天青 预期颜色变化 1. 阴性对照 LB培养基 无 500 μL 蓝色（无代谢） 2. 正常-无抗 正常菌液 无 500 μL 快速变色至无色 3. 正常-加抗 正常菌液 青霉素 500 μL 蓝色或微变 4. 高盐-加抗 高盐菌液 青霉素 500 μL 变色快于组3 四、实验教学目标 （一）生命观念 通过高盐胁迫与代谢休眠的现象，深刻理解生物对环境的适应性，建立“结构与功能”“稳态与平衡”的生物学观念。 （二）科学思维 通过对比耐受性（本实验）与耐药性（传统认知），培养基于实证的比较、归纳与批判性思维，完成从现象到本质的科学推理。 （三）科学探究 经历从提出问题（应激能否诱导耐受）到得出结论的完整探究过程，掌握刃天青活性检测法这一关键探究技能。 （四）社会责任 内化“足量足疗程”的用药准则，深刻理解并主动宣传合理使用抗生素的必要性，提升公共健康责任感。 五、实验教学内容 （一）主要内容 1. 细菌活化与高盐应激培养。 2. 抗生素处理与刃天青添加。 3. 颜色变化观察与记录。 4. 结果分析与结论推导。 （二）重点难点 教学重点： 1. 理解“耐受性”与“耐药性”的核心区别。 2. 掌握基于刃天青还原法的实验设计原理与操作流程。 教学难点： 1. 理解高盐应激诱导细菌代谢休眠进而导致耐受性的内在生物学机制。 2. 将实验结果迁移应用到解释临床用药原则及公共卫生问题上。 六、实验教学过程 （一）活化菌种 从LB平板挑取大肠杆菌单菌落，接种于10 mL LB液中（见图1），37℃、70rpm振荡培养过夜。 图1活化菌种 （二）制备应激菌液 正常组：10 mL LB + 1 mL 菌液，37℃培养4-5小时。 高盐组：10 mL LB + 5% NaCl + 1 mL 菌液，37℃培养4-5小时，见图2。 图2 制备应激菌液 （三）调整菌液浓度 使用紫外分光光度计测量菌液OD 600，将正常组菌液浓度调整到与高盐组浓度一致，见图3。 图3 分光光度法检测菌液OD 600 （四）分组加样 在12孔板中，按照表2所示分组、加样，每组重复3次，见图4. 表2 实验分组及抗生素浓度 组别 菌液 抗生素（100 mg/ml） 1 LB培养基 无 2 正常菌液 无 3 正常菌液 2.5 μL 4 高盐菌液 2.5 μL 图4 实验分组及加样 （五）加入指示剂 每组加入刃天青（0.01%）指示剂500 μL，见图5。 图5 加入刃天青后的初始颜色 （六）孵育与观察 37℃静置培养，拍照记录颜色变化，见图6。 图6 继续培养及颜色变化 七、实验效果评价 学生反馈：实验操作简单，颜色变化直观，易于理解细菌代谢与耐受性的关系。 教学效果：通过对比组3与组4的颜色差异，学生能清晰看出高盐应激诱导的耐受现象。 改进建议：可拓展其他应激因子（如pH、饥饿）的研究。 学科网（北京）股份有限公司 $