复习与测试ppt配套的教案及板书设计

高三一轮专题复习《微生物的培养与应用》的教学设计

李常德（广州市育才中学）

一、复习目标

微生物的培养与应用在2019普通高等学校招生全国统一考试大纲生物部分的要求：

实验

5-1微生物的利用

（1）微生物的分离和培养

（2）某种微生物数量的测定

（3）培养基对微生物的选择作用

（4）利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用

要求

（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。

（2）具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。

（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

2019年考试说明知识范围要求的变化集中在生物技术与实践部分，但微生物专题相关的要求基本不变。微生物实验技术还将一如既往地作为高考的高频考点，不会改变。

本复习课的复习目标如下：

（一）知识与技能：

了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术。理解分离和鉴定特定微生物的基本方法。

（二）情感、态度与价值观：

形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。

二、复习内容分析

微生物与人类的关系极为密切。目前，微生物已经在医疗、环保、工农业生产等许多领域得到了广泛的应用，形成了大规模的发酵工程，为人类创造出了巨大的财富。“微生物的培养与应用”是人教版选修1的专题2。本专题在必修课及传统发酵技术应用的基础上，进一步全面深入学习微生物培养的基础知识和基本操作技术，增进学生对微生物的了解。本专题的考点主要集中在微生物的培养、某种微生物数量的测定他微生物的选择等。

三、理论依据和复习策略

高考在能力要求上会更加注重素养考查及理论联系实际、会更加关注知识在日常生活、生产实践中的应用。高考生物命题中的核心素养，就是指从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个方面来综合考查考生，引领了生物高考新方向。

SOLO（可观察的学习结果的结构）分类评价理论是香港大学教育心理学教授比格斯（J．B．Biggs）首创的一种学生学业评价方法，是一种以等级描述为特征的质性评价方法。根据SOLO分类评价法，比格斯把学生对某个问题的学习结果由低到高划分为五个层次，具体含义如下：

1．前结构层次（简写P，prestructural）：学生基本上无法理解问题和解决问题，只提供了一些逻辑混乱、没有论据支撑的答案。

2．单点结构层次（简写U，unistructural）：学生找到了一个解决问题的思路，但却第1页（总7页）

就此收敛，单凭一点论据就跳到答案上去。

3．多点结构层次（简写M，multistructural）：学生找到了多个解决问题的思路，但却未能把这些思路有机地整合起来。

4．关联结构层次（简写R，relational）：学生找到了多个解决问题的思路，并且能够把这些思路结合起来思考。

5．抽象拓展层次（简写E，extendedabstract）：学生能够对问题进行抽象的概括，从理论的高度来分析问题，而且能够深化问题，使问题本身的意义得到拓展。

SOLO评价法与传统的评价法的区别是巨大的。SOLO评价不在乎学生答对了多少个与标准答案相近的字眼，只是力求从学生的回答中分析出他能够达到哪一思维层次。它力求能够准确评价学生思维能力、认知水平所能达到的深度和广度，而非将学习结果简单划分为对或错。

该理论分类的方法不仅可以用于对学生的评价上，也可应用于试题的编制和选择上。以SOLO分类评价理论来设计问题，能更有效地评价学生水平，提高学生的自我认知。

本专题复习课采用“三梯即评”模式展开复习教学。“三梯”分别是指基础巩固、能力提升、应用拓展等三个基本复习环节。基础巩固这一环节上，在生物核心素养上主要是让学生深入认识和巩固生命观念，有助于提高学生的知识水平；从SOLO分类评价上来说是考查学生是否达到U和M要求。能力提升和应用拓展等两个环节在生物核心素养上主要是培养学生的科学思维和科学探究能力；从SOLO分类评价上来说是考查学生是否达到R和E的要求。“即评”是指即时检测反馈，该过程整合到每个基本复习环节当中，及时了解和反馈学生的评价情况，使教师能对复习进度进行适当调整。

四、教学过程的设计

本专题复习按本班学生的水平，需要分为两个课时进行。

第1课时发挥学生的自主能力，完成知识框架构建及其反馈。

第2课时完成能力提升和应用拓展的两个环节，通过精选练习和即时进行评价反馈，在巩固基础知识的同时逐步提高学生的能力水平。从而提高学生的科学思维和科学探究的素养。

教学环节

第1课时

引入

基构建础知识巩框架

固

评价反馈

能力提评价

升

反馈

第2课时

第2页（总7页）

教师活动

引导学生回忆《微生物的培养与应用》专题的主干内容

以知识主干为核心，以提问方式让学生联想“培养基”有关的知识，“培养基”相关知识的构建其他的知识网络； 点评各组学生的部分知识框架

让学生进行分组活动

学生活动

回忆专题的主干内容：微生物的实验室培养和两个应用实例

1、在老师的引导下回忆“培养基”的知识细节，巩固基础知识；

2、学会将知识串联成网络形式，构建之间的联系。

通过反馈认识不足之处

学生分组讨论，自主构建整个专题的知识框架

各组展示完成的知识框架

通过反馈认识不足之处，及时更正和完善

构建知识框架

点评各组学生的知识框架

教学环节

教师活动

学生活动

学生讨论解答。

参考答案及评价：

1、关键操作是防止外来杂菌的入侵(U) 2、因为划线末端的微生物密度（数量）小，有利于分离菌种而获得单个菌落(U) 以提问形式了解第1课时的复习效果：

1、微生物培养过程中，获得纯净培养物的关键操作是什么？

基础巩固及

2、平板划线法分离微生物，为什么评价反馈

非首次划线时总是从上一次划线的末端开始？

对学生的回答需要进行简单且正面的评价，鼓励学生多思考。

堂上练习题1（见附1）

若M～E级要求的部分，没有学生能达到所在层次，教师需要引导学生思考回答方向，逐步得出答案。若学生回答正确，也可以作为题目的补充或延伸。

以(3)的评价为例：懂得计算公式(U)->取86的值来计算(M)->能解释不选择另外两项的原因（为什么统计数目要在30～300菌落范围？R）。

学生讨论解答。

参考答案及评价：

（1）碳源、氮源、磷酸盐和维生素(U)；取若干灭菌后未接种的培养基（空白平板）培养一段时间，观察培养基上是否有菌落生长(R) （2）乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸，使培养基pH下降(R) 8（3）8.6×10(R) 能力提升及

堂上练习题2（见附1）

评价反馈

(3)的难度较高，考核了学生对培养基的成分与作用的理解，要求学生能运用所学知识来解决实际问题。本小题能提高学生的科学思维等素养。

以(3)第一二问为例：存在目标菌->纤维素粉被水解(U)->分解产物能溶于水(U)->浑浊液变澄清(M)->能鉴别(R)；配方中没有琼脂(U)-> 分离菌落需要平板(M)-> 液体培养基不能分离(R) 堂上练习题3（见附1）

(1)第2空，引导学生逆向思考：哪些微生物能利用CO2作为碳源？在生态系统中，这些生物属于什么成分？

应用拓展及

(3)可让学生联想人体内环境评价反馈

中的NaHCO3和H2CO3的作用。

学生讨论解答。

参考答案及评价：

（1）纤维二糖(U)；葡萄糖(U) （2）红(U)；透明圈(U) （3）不能，液体培养基不能用于分离单菌落(R)；不能，培养基中没有纤维素，不会形成CR纤维素红色复合物(R) 学生讨论解答。

参考答案及评价：

（1）脲酶(U)；分解尿素的细菌是异养型生物，不能利用CO2来合成有机物(M)；为细胞生物生命活动提供能量，为其他有机物的合成提供原料(E) （2）尿素(U)；其他两组都含有NH4NO3，能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3，不能起到筛选作用(R) （3）为细菌生长提供无机营养(U)，第3页（总7页）

教学环节

教师活动

学生活动

作为缓冲剂保持细胞生长过程中pH稳定(E) 堂上练习题4（见附1）

(2)考查学生的实验设计能力，反映了学生的综合素质，能有效提高学生的科学思维和科学探究等素养。对梯度实验（不同高度）、采样方法（开盖暴露）、控制无关变量（采样时间要一致）等知识点可以分别进行评价。

学生讨论解答。

参考答案及评价：

（1）牛肉膏和蛋白胨(U)；琼脂(U) （2）将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间(E) （3）污染(M)；不正确(U) 形成性练习

布置课后的形成性练习（见附2），课后完成形成性练习

和反馈

下一课时进行评价反馈

五、知识框架设计（参考）

碳源、氮源、水、无机盐

基本

物理方法

化学方法

灼烧灭菌

干热灭菌

高压蒸汽灭菌

灭菌

分类

物理状态

液体

培养基

功能

选择

培养基

鉴别

培养基

营养条件

消毒

无菌

技术

常见接

种技术

pH、O2、特殊生长因子

特殊

稀释涂布平板法

平板划线法

培

养

基

保藏

方法

临时保藏

甘油管藏

固体

培养基

分离

纯化

计数

纯化

培养

尿素为唯一氮源

分解尿素的微生物

酚红

提示剂

纤维素刚果红粉为碳染色，

源

透明圈

分离纤维素的微生物

应用：

脲酶

C1酶、CX酶、

葡萄糖苷酶

附1：堂上练习题

第4页（总7页）

1．酸奶和泡菜的制作都离不开乳酸菌，请回答下列有关制作酸奶和泡菜的问题：

（1）分离纯化乳酸菌的培养基中含牛肉膏，牛肉膏提供的主要营养有＿＿＿＿＿＿。检验培养基灭菌是否合格的方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）培养乳酸菌一段时间后，培养基中的pH会下降，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）乳酸菌活菌数是衡量酸奶营养价值的一个重要指标，为检测某酸奶中乳酸菌的含量取6不同稀释度的样品各1mL涂布到固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间，统计得到10、7810、10三个稀释度的培养基上的平均菌落数依次为413个，86个、13个。据此估算，每毫升样品中的乳酸菌数约为＿＿＿＿＿＿个。

2．（2014年Ⅰ卷）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解，回答下列问题：

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中葡萄糖苷酶可将＿＿＿＿＿＿分解成＿＿＿＿＿＿。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成＿＿＿＿＿＿色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的＿＿＿＿＿＿。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养（成分见下表）：

培养基甲

培养基乙

酵母膏

无机盐

+ + + + 淀粉

+ + 纤维素粉

+ - 琼脂

- + CR溶液

+ + 水

+ + （注：“+”表示有，“-”表示无）

据表判断，培养基甲＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是＿＿＿＿＿＿；培养基乙＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

3．（2017年Ⅰ卷）某些土壤细菌可将尿素分解成CO2和NH3，供植物吸收和利用。回答下列问题：

（1）有些细菌能分解尿素，有些细菌则不能，原因是前者能产生＿＿＿＿。能分解尿素的细菌不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿，但可用葡萄糖作为碳源，进入细菌体内的葡萄糖的主要作用是＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

（2）为了筛选可分解尿素的细菌，在配制培养基时，应选择＿＿＿＿＿＿（填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”）作为氮源，不选择其他两组的原因是＿＿＿＿＿＿＿。

（3）用来筛选分解尿素细菌的培养基含有KH2PO4和Na2HPO4，其作用有＿＿＿＿＿＿（答出两点即可）。

4．（2016年Ⅰ卷）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：

①配置培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）; ②制作无菌平板； ③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作； ④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题: （1）该培养基中微生物所需的氮来源于＿＿＿＿＿。若要完成步骤②，该培养基中的成分第5页（总7页）

X通常是＿＿＿＿＿。

（2）步骤③中，实验组的操作是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落，这种结果说明在此次调查中出现了＿＿＿＿现象。若将30（即36-6）个/平板作为本组菌落数的平均值，该做法＿＿＿＿＿＿（填“正确”或“不正确”）。

附2：形成性练习

1．成年大熊猫是以竹子(高纤维食物)为主的珍稀动物。大熊猫对纤维素的消化主要是由肠道微生物来完成的。科研人员从大熊猫粪便中筛选出能够降解纤维素的菌株(目的菌)，并对该菌株进行鉴定和产酶条件的优化，具体流程如图1。请回答下列问题：

(1)制备牛肉膏蛋白胨培养基需经过计算→称量→溶化→＿＿＿＿→倒平板等步骤。大熊猫粪便样品通过富集培养，可增加＿＿＿＿＿＿，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

(2)将富集培养后的大熊猫粪便混合菌液适当稀释后涂布于以＿＿＿＿＿＿作为唯一碳源的选择培养基上，倒置放入37 ℃培养箱中培养24 h。培养完成后滴加＿＿＿＿染色，观察培养基上是否产生＿＿＿＿，再通过比较其大小，初步获得目的菌株。

(3)将初步获得的目的菌株通过滤纸分解实验进一步验证筛选，其是否可以作为生产菌株仍需进行菌株鉴定，菌株鉴定通常通过观察记录菌落的＿＿＿＿＿＿＿＿等特征进行。

(4)为确定最终获得的目的菌株的最佳产酶条件，首先选取培养基初始pH和培养温度两个因素开展单因素实验，实验结果如图2～5所示。

①

培养基pH和培养温度都会影响目的菌株产酶，主要原因是这些因素会影响＿＿＿＿＿。

②

根据以上实验结果，可初步判断目的菌株产纤维素酶的适宜条件是＿＿＿＿＿＿＿＿。

③

培养皿还需要放在摇床中培养。摇床转速可以影响培养液中＿＿＿＿＿的含量，进而影响目的菌株产酶。

2．某同学为探究变质牛奶中细菌的种类，取ImL的样液，加入盛有9mL无菌水的试管中稀释，然后采用平板划线法对牛奶中的细菌进行分离和鉴别。请回答：

(l)将配置好的牛肉膏蛋白胨培养基灭菌后，冷却到50℃左右时倒平板，平板冷凝后要倒置存放，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿。

(2)平板划线时，在做第二次以及其后的划线操作，总是从上一次划线的末端开始，以便得第6页（总7页）

到＿＿＿＿菌落。

(3)划线操作结束时，仍然需要对接种环灼烧的理由是＿＿＿＿＿＿＿＿。接种完成后，平板放入培养箱中培养时是否需要倒置？＿＿＿＿（答“需要”或“不需要”）。

(4)如果要检测牛奶中是否含有大肠杆菌，需要在培养基中加入＿＿＿＿（填物质），观察是否出现＿＿＿＿（填颜色）的菌落。

附3：形成性练习参考答案

1、

（1）灭菌 纤维素分解菌的浓度 纤维素(羧甲基纤维素钠) （2）刚果红 透明圈

（3）形状、大小、隆起程度和颜色

（4）①酶的活性 ②培养基初始pH为6.5，培养温度为35℃ ③溶解氧 2、

（1）防止皿盖上的水珠落入培养皿 避免培养基中水分过快挥发

（2）得到由单个细菌繁殖而成的菌落

（3）及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者 需要

（4）伊红美蓝 黑色（或蓝黑色）

参考资料

金燕娜.SOLO分类评价模式[J].外国中小学教育,2000(3) 王永花.SOLO分类理论在教学设计中的应用.教学与管理,2015.8 宋洁,赵雷洪.SOLO分类评价法及其应用[J].上海教育科研,2005,(10):56-58

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