微生物的利用

　　"微生物的利用"包括"進行微生物的分離和培養"、"測定某種微生物的數量"、"研究培養基對微生物的選擇作用"和"嘗試利用微生物進行發酵來生產特定的產物"四項具體內容標準，按照相關內容標準的要求，結合人教版教材所對應的實驗課題，本文將談談對本專題的教學組織。

　　1習得微生物培養的基礎知識和基本技能

　　本專題涉及三個實驗課題，它們的關系及學習要求如下圖所示。在下圖中，課題1涉及微生物培養的基礎知識和基本的操作技能，是其他兩個課題的基礎，課題2和課題3涉及特定的微生物的分離、計數和鑒定，難度較大，課題2強調選擇性培養基的配制和作用，課題3是在選擇性培養基的基礎上，又相應地增加了鑒別性培養基的知識及其應用。

　　1.1配制微生物培養基配制培養基的基礎知識是培養、觀察和研究微生物的基礎。教學時，可以先展示有菌落生長的培養基平板，給學生以視覺刺激，讓他們體會到要觀察和研究微生物，必須創設一定的條件讓微生物大量快速地繁殖起來，只有形成具有一定特征的菌落，才能更好地研究微生物。進而向學生提供幾種微生物培養基的配方，讓學生通過比較分析各種配養基配方，明確微生物培養基的基本成分包括：碳源、氮源、無機鹽和水，有些微生物還需要某些特殊的生長因子。然后，依次闡明固體、半固體和液體培養基的用途和配制方法，并結合下面的流程圖概述培養基配制的操作步驟：

　　組織學生配制微生物培養基時，要向他們講清下列注意事項：（1）溶化瓊脂時要控制火力的大小并不斷攪拌，以免培養基溢出或燒焦；（2）加熱過程中部分水分蒸發，待瓊脂完全溶化后應補加蒸餾水，以保持溶液的濃度；（3）分裝至試管時培養基的高度不要超過試管高度的1/5；（4）一般是培養基先滅菌再倒平板，也可先倒平板,課間再滅菌；（5）冷卻后的平板要倒置，以確保拿放方便，同時避免水分蒸發，以利微生物生長。

　　1.2無菌技術操作無菌技術是培養、分離和純化微生物的重要技術手段，也是植物組織培養的關鍵性操作。教學時，要先讓學生正確區分消毒和滅菌這兩個概念，并充分認識無菌操作的重要性；然后，在教師的組織和指導下進行規范、熟練地操作，以便順利完成微生物的培養、分離和純化等實驗。下表是消毒和滅菌的一些常用方法及使用范圍。

　　1.2.1接種的方法及作用微生物接種方法有兩種，一是劃線接種，即用接種環劃線將菌體沾在斜面培養基或平板培養基上。微生物的生長和繁殖迅速，一段時間后，就會在培養基表面形成長滿菌落的細線。劃線法的作用是純化微生物，通過劃線將微生物單個地分離，并最終形成標準的菌落；二是涂布接種，即用涂布器將稀釋菌液均勻地涂布在平板上。一個菌體在培養基平板上形成一個菌落，通過統計菌落數可以計算樣品中的菌體數目。

　　1.2.2規范實驗操作接種過程的無菌操作是微生物實驗的關鍵環節，右圖為劃線接種的操作示意圖，下表列出劃線接種的基本步驟和說明。教學中，要求學生認真領會無菌接種的技術原理，反復練習操步驟作。通過練習達到熟練程度，并培養嚴謹認真的科學精神和一絲不茍的實驗態度。

　　1.3稀釋菌液的意義和操作方法在單位體積的菌體培養液內，含有的微生物個體數目很多。要對微生物進行分離和計數必須將菌液稀釋，只有在稀釋度足夠高的菌液里，聚集的微生物才能分散成單個細胞。一般將菌液稀釋到10-3～10-7時，接種后可能在培養基平板上形成30～300個左右的菌落，統計的菌落數也比較準確可信。

　　用移液管和無菌水稀釋微生物菌液是一件要求較高的操作技術，學生需要經過多次練習才能做到盡量地減少誤差。以土壤為樣品進行稀釋操作的注意事項是：（1）初次稱量的土壤樣品，稀釋后的菌液濃度較大，移液時極容易堵塞移液管或吸入較多的土壤顆粒，應靜置一段時間后再移液，或者用低速離心機離心1分鐘后進行移液；（2）當稀釋倍數大時，在稀釋前一定要震蕩試管，充分混合菌液，保證移液操作的準確性；（3）每次移液前一定要注意用無菌水（或蒸餾水）清洗移液管并用氣球吹干，以保證移走菌液的濃度與試管中的一致。

　　2.實驗設計能力的訓練

　　2.1選擇性培養基的實驗設計根據功能的不同，培養基分為選擇性

　　培養基和鑒別性培養基，在"土壤中分解尿素的細菌的分離與計數"的實驗中，先讓學生通過分析和判斷下面的三個培養基配方，真正理解選擇性培養基的含義。然后，啟發學生設計一組用于分離尿素細菌的探究實驗，幫助學生理解選擇性培養基的特性及作用。