复习与测试优秀导入

高中生物选修1专题2 《微生物的培养与应用》复习与测试

（第1课时）教学设计

广东省仁化县仁化中学 韦伦胜

一、

本专题教材分析

本专题是人教版高中生物选修1的第2个专题。本专题包括3个课题，分别是课题1《微生物的实验室培养》、课题2《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》和课题3《分解纤维素的微生物的分离》。本专题的核心内容包括配制培养基、无菌操作技术、平板划线法、稀释涂布平板法、细菌数目统计、筛选目的菌株、菌种的鉴定、菌种的保藏等内容。本专题是高考高频出题处，2019年高考全国卷Ⅰ的选做题考查的就是本专题的内容。本专题复习与测试的第1课时（45分钟）主要是完成对全专题知识点的覆盖式回顾、构建全章知识网络和对一些核心知识点进行突破和强化训练。

二、学情分析

经过对必修模块和选修1第1专题《传统发酵技术的应用》的学习，学生已经对于微生物的类型和作用有了一定程度的了解。通过专题2课题1-3的新授课学习，学生对于微生物培养的一些基本技术：配制培养基、无菌操作技术、接种方法、细菌数目统计、菌种的鉴定等有了初步的了解，但由于本专题知识点多，山区学校开展实验教学的难度大等原因，学生对于该专题核心知识点的理解和应用能力还处于较低水平。亟待通过复习和有关训练达到知识点融会贯通和灵活应用的状态。

三、教学设计思路

本节复习课的设计思路如下：

四、教学目标

1、知识与技能

（1）引导学生回顾本专题基本知识点，进行查漏补缺。

（2）培养学生归纳与概括的能力，指导他们学会构建整个专题的知识网络。

1

（3）以探究性的问题为任务，让学生通过小组交流形成实验设计方案，既突破本专题的重难点，又培养学生的科学探究能力，提升学生的生物学科核心素养。

（4）通过精准的练习，诊断学生对本专题的知识掌握程度，为后续课时的教学提供参考。

2、过程与方法

通过教师引导、学生代表回答的形式完成本专题知识网络的构建。对于微生物培养有关技术的综合应用，则是通过让学生以学习小组为单位完成满足4个目标的教学设计为突破口，使学生对本专题所学有了一次全面的整合思考。对于有关技术问题的细节之处，则是通过设计问题与练习来进行强化。

3、情感态度与价值观

培养学生学会分析、敢于质疑、勇于表达和善于与人合作交流的学习品质。也通过本节复习课让学生意识到“微生物无处不在”，培养他们形成正确的卫生观。

五、教学重难点

1.教学重点

（1）构建整个专题的知识网络。

（2）按要求设计分离目的菌株的实验流程。

（3）微生物选择培养的目的原理和应用实例。

（4）平板划线法、稀释涂布平板法操作过程中的注意事项。

（5）细菌数目的统计方法。

2.教学难点

（1）按要求设计分离目的菌株的实验流程。

（2）微生物选择培养的目的原理和应用实例。

（3）平板划线法、稀释涂布平板法操作过程中的注意事项。

（4）细菌数目的统计方法。

六、教学方法

采用归纳总结法、任务驱动教学法、讲授法、讨论法及讲练结合法。

七、课前准备

多媒体课件，将全班分为几个学习小组

八、教学过程

2

【一】构建网络、检测要点

在教师的引导提问下，学生通过火车接龙的回答方式（学生按照学号依次进行）对重要知识点进行回顾复习，并形成整个专题的知识网络，见下图。

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物质液体、半固体、固体培养基天然、合成培养基选择、鉴别培养基概念关键是：防止外来杂菌入侵条件：较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）煮沸消毒法、巴氏消毒法和化学药剂消毒法:为分质性理物按：为分分成学化按：为分途用按种类培养基无菌技术方法消毒P15结果：常用方法：一般都含有水、无机盐、碳源、氮源培养乳酸杆菌要添加维生素；培养霉菌PH为酸性；培养细菌PH为中性或微碱性；培养厌氧微生物要提供无氧条件成分配制要求P15条件：强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌纤维素酶是一种复合酶，它至少包括三C X 酶和葡萄糖苷酶。种组分，即C 1 酶、前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶可以将纤维二糖分解成葡萄糖。灭菌结果：常用方法：计算—称量—溶化—灭菌—倒平板平板划线法稀释涂布平板法步骤P16制备牛肉膏蛋白胨固体培养基大肠杆菌的纯化培养微生物的培养与应用分解纤维素的微生物的分离基础知识纤维素酶P27筛选原理P28纤维素+刚果红—红色复合物，纤维二糖、葡萄糖与刚果红并不发生这种反应。当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。土壤取样—选择培养—梯度稀释—涂布培养—挑选产生透明圈的菌落细菌鉴定P26接种方法纯化大肠杆菌筛选菌株原理P21土壤中分解尿素的细菌的分离与计数统计细菌数目的方法实验操作步骤P28人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、PH等，同时抑制或阻止其他微生物生长细菌能分解尿素的原因设置对照培养不接种细菌或接种无菌水的培养基稀释涂布平板法活菌分离与计数的实验流程P23土壤取样-样品的稀释—取样涂布—微生物的培养与观察合成脲酶显微镜直接计数法培养基中加入酚红指示剂，变红若指示剂，可以鉴定该细菌能分解尿素。该细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，使培养基pH升高。

为了更好的诊断学生对基础知识的掌握情况，在构建知识网络和回顾重要基本知识点后，本课设置了4道判断题对学生进行检测。通过教师提问，4位学生分别对4道题目进行了分析回答。

【体验双基】-判断正误（

正确的打“√”，错误的打“×”）

(1)培养基分装到培养皿后进行灭菌。 (×)

(2)平板划线法接种过程中，转换划线角度后需灼烧接种环再进行划线。 (√)

(3)培养过程中每隔一周观察一次。 (×)

(4)透明圈是刚果红与纤维素形成的复合物，可根据是否出现透明圈来判断有无纤维素分解菌。 (×)

3

【二】任务驱动实现重点突破

【布置任务】：工业化生产中所需要的纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。如果你是一名科研人员，应如何进行实验设计，实现以下目标：

（1）从土壤中分离纤维素分解菌；

（2）统计选择培养后菌液中的细菌浓度；

（3）使该细菌达到生产需要的高纯度；

（4）实现菌种的短期保藏。

要求学生独立思考后与小组内其他同学进行讨论，形成思路，并写出实施步骤（用文字和箭头表示，越详细越具体越好）。

【表达交流】：通过巡查，教师让完成得较好的学生表述自己的思路，教师与同学根据任务中的目标要求一起对其所设计的实验步骤进行检查核验，并给予完善。在此基础上，教师再出示一个供参考的实验流程，并阐述流程中各环节设计的目的（如下图）。

1.用具、场室等消毒、灭菌8.加入刚果红染色2.配置培养基3.土壤取样6.涂布培养4.选择培养7.观察、统计菌落数目10.平板划线5.梯度稀释9.挑选产生透明圈的菌落11.保藏

【点拨重点】：对于实验设计流程中的一些重难点环节，教师通过设问的方式，与学生一起攻坚克难，通过设计一些有针对性的练习，使学生分析解决问题的能力得到提升。

1、用具、场室等消毒、灭菌

本环节设计了一道练习题（练一练1），让学生理清消毒和灭菌的分类：

4

2、配置培养基

本环节设计了2道练习题（练一练2、3），让学生加深对有关培养基知识的理解和掌握。

练一练2：本设计中需要配置的培养基包括：

①纤维素分解菌的选择培养基（配方见课文P29）、

②鉴别纤维素分解菌的培养基（配方见课文P29）、

③牛肉膏蛋白胨培养基（配方见课文P17）。其中属于固体培养基的是

②

③

，原因是含有琼脂

；属于液体培养基的是

①

。

练一练3：某细菌固体培养基的组成成分是KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4、葡萄糖、尿素、琼脂和蒸馏水，其中凝固剂是__琼脂__，碳源是葡萄糖，氮源是尿素。已知只有能合成脲酶的细菌才能在该培养基上生长，故该培养基属于选择培养基。从同化作用类型的角度看，用该培养基培养的细菌属于异养型。

3、土壤取样

教师提问：应在什么环境中进行土壤取样？具体的操作实例有哪些？

学生回答：

①

取样环境：富含纤维素的土壤环境中。

②

实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。

4、选择培养

教师提问：选择培养的目的是什么？

学生回答：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物。

教师设问：请同学们阅读书本P29纤维素分解菌的选择培养基配方，回答下列问题：这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？

学生回答：有选择作用，本配方中以纤维素作为唯一碳源，只有能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。

师生一同归纳其它选择培养基的应用实例：

序号12改变的条件尿素作为唯一氮源石油作为唯一碳源分离的目的菌分解尿素的细菌分解石油的微生物

5

34高温环境加入高浓度的食盐加入青霉素耐高温微生物嗜盐菌酵母菌和霉菌

5

5、梯度稀释

师生一同回顾梯度稀释的有关操作。

教师提问：操作完成后，第1-第6支试管中所含的细菌溶液体积一样吗？

学生回答：不一样。第1-第5支试管含有9ml的细菌溶液；第6支试管中含10ml的细菌溶液。

教师提问、学生回答：在实验操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在

30-300

之间适于计数的平板。

师生一同回顾：不同微生物需要稀释的倍数是不同的（如下表）。

序号1微生物细菌稀释倍数104、105、10623放线菌真菌103、104、105102、103、104

教师提问：该实验设计应选用的稀释倍数是？

学生回答：104、105、106

倍。

6.涂布培养

教师提问、学生回答：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到鉴别纤维素分解菌的平板培养基上，每个稀释度至少涂布

3 个平板，涂布后倒置培养。

师生一同回顾涂布平板的有关操作。

师生归纳总结：不同微生物培养的温度和时间不同（如下表）。

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微生物细菌放线菌真菌培养温度/℃30-37℃培养时间/天1-2天25-28℃25-28℃5-7天3-4天

教师提问：该实验设计中应选用的培养时间和温度是？

学生回答：30-37 ℃，1-2天。

7.观察、统计菌落数目

教师提问、学生回答：

(1)在菌落计数时，每隔

24

h统计一次菌落数目。选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因

培养时间不足

而导致遗漏菌落的数目。

（2）在一定的培养条件下，同种微生物会表现出稳定的菌落特征，包括形状、

大小

、隆起程度

和颜色。根据菌落的特征可以对微生物进行计数。

（3）在选用稀释涂布平板法进行计数时，一般选择菌落数在30-300的平板进行计数。该方法的细菌数目计算公式为：每克样品中的菌株数＝

(C÷V)×M

(个/mL)（C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板所用稀释液的体积，M代表稀释倍数）。该方法统计的菌落数比活菌的实际数目

低

。

练一练4：为了调查某河流的水质状况，某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量，并进行了细菌分离等工作。回答下列问题：

该小组采用稀释涂布平板法检测水样中的细菌含量，他们将1 mL水样稀释100倍，在3个平板上用涂布法分别接入0.1 mL稀释液；经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为_3.8×107 _。

8.加入刚果红染色

教师提问、学生回答，刚果红染色法包括：

方法一：先

培养微生物

，再加入刚果红进行颜色反应。

方法二：在

倒平板

时就加入刚果红。

9.挑选产生透明圈的菌落

教师提示：挑取产生透明圈最大的菌落。

10.平板划线

教师引导学生回顾平板划线法的操作步骤。

教师提问：在操作的第一步已经灼烧了接种环，为什么在第一次划线后的每次划线之前都还要灼烧接种环？

学生回答：灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，上面残留的菌种，使下7

一次划线时，接种环上的菌种均直接来源于上次划线的末端，随划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。

教师提问：在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？

学生回答：以免接种环温度太高，杀死菌种。

EGF

练一练5：

(1)A图表示的是用平板划线法接种培养后得到的结果。

B图表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。

(2)A图中E、F、G三个区域中，

G 区的菌种纯度最高。

11.保藏

师生一同归纳细菌保藏的两种方法：

⑴临时保藏：

接种到固体斜面培养基，菌落长成后置于4℃冰箱保存。

⑵长期保存：甘油冷冻管藏法。

（三）课堂小结

本节课师生一同构建了专题2的知识网络，并对配制培养基、无菌技术、大肠杆菌的纯化培养、分解尿素的细菌的分离和计数、分解纤维素的微生物的分离等模块内容中的核心知识点进行了全面回顾。我们还通过完成一个满足4个目标的实验方案的设计，对有关微生物培养的知识有了一次较为综合的应用，在此基础上，我们还对实验设计中有关核心环节的知识点如：平板划线法、稀释涂布平板法、细菌的统计方法等进行了重点突破，并进行了一定的强化训练，达到了预期复习效果。

（四）巩固练习

1.下列关于培养基的说法，错误的是（

D

）

A.不同培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐

B.固体培养基配制时，需加入凝固剂——琼脂

8

C.不同微生物培养基要求的PH不同

D.不同培养基都需要加入维生素

2.下列关于平板划线操作，正确的是（

D

）

A.使用已灭菌的接种环、培养皿，操作过程中不再灭菌

B.打开含菌种的试管需通过火焰灭菌，取出菌种后需马上塞上棉塞

C.将沾有菌种的接种环伸入平板内，划3-5条平行线即可

D.最后将平板倒置，放入培养箱中培养

3.稀释涂布平板法是微生物培养中一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是（

C ）

A.操作需要将菌液进行一系列的浓度梯度稀释

B.需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面

C.不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落

D.操作过程中对培养基和涂布器均需进行严格灭菌处理

九、板书设计

选修1专题2《微生物的的培养与应用》

复习与测试（第1课时）

一、

构建网络、检测要点

二、按要求设计实验步骤

1.用具、场室等消毒、灭菌8.加入刚果红染色2.配置培养基3.土壤取样6.涂布培养4.选择培养7.观察、统计菌落数目10.平板划线5.梯度稀释9.挑选产生透明圈的菌落11.保藏

十、教学反思

本节课是新课完成后的《复习与测试》的第1课时，本节课在以下几个方面做得较好：

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1. 课堂设置了构建整个专题的知识网络环节。通过采用火车接龙的提问方式，大面积的调动学生参与课堂复习。既使学生对整个专题有了全面的掌控，又使学生能够加深对一些重要知识点的理解，很好的培养了学生归纳与概括的能力。

2.为了使学生对微生物培养中的相关技术有一个更加深层次的理解，并学会灵活应用，课堂中设计了一个任务环节：要求学生设计满足4个目标的实验步骤。然后通过学生代表表述所设计的实验步骤，师生共同修改完善等环节，既使学生对有关知识有了更深层次的理解，也提高了学生科学探究的能力，实现了培养学生生物学科核心素养的目标。

3、为了重点突破平板划线法、稀释涂布平板法、细菌数目统计方法等重难点知识，通过设计师生互动、练习巩固等环节达到了复习效果最大化的目的。

本节课的不足之处：由于本节课复习的知识点多、容量大，因此在时间把握上是个难点，为了实现课堂的完整性，本节课在一些课堂环节的处理上显得过于急促。

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