沪科教版选修1生物技术实践《微生物的分离与纯培养》教学设计

沪科教版选修1生物技术实践《微生物的分离与纯培养》教学设计一、教学背景生物技术是现代生命科学的研究重点之一，微生物是生物技术研究中的重要对象。微生物的分离与纯培养是制备高纯度微生物种子菌的前提，也是进行微生物遗传工程、酶工程、代谢工程等生物技术的基础和前提。《微生物的分离与纯培养》是沪科教版选修1生物技术实践的必修内容之一，本次教学设计旨在帮助学生掌握微生物的分离与纯培养技术，提升实验操作能力和科学素质。二、教材分析2.1教材概述本次教学使用的教材是《沪科教版选修1生物技术实践》中的《微生物的分离与纯培养》一章。该章分为4个部分：微生物的分离方法微生物的净化方法微生物的培养方法微生物的保存方法2.2教材分析教材中详细介绍了微生物的分离、净化、培养和保存方法，有利于学生了解微生物学实验常用的基本技术。然而，教材中的实验操作较为简单，对于教学实践有一定的局限性，因此还需要结合实际情况，进行适度的改进和深化。三、教学目标3.1知识目标掌握微生物的分离与纯培养方法，了解细菌形态、颜色和菌落特征等基本特征；了解微生物的生长规律及其与培养基配方的关系；掌握不同类型微生物的保存方法及其适用场景。3.2技能目标掌握微生物分离、净化、培养和保存技术，能够熟练操作生物安全柜、离心机、培养箱和显微镜等常用实验设备；能够识别与区分不同菌株的形态和菌落特征。3.3情感目标培养学生科学、严谨、务实的实验态度；提高学生实验操作的自觉性和安全意识。四、教学内容和方法4.1教学内容4.1.1微生物的分离方法实验1.1：分离不同来源的大肠杆菌实验1.2：制备不同pH值、不同含量的LB平板实验1.3：手绘LB平板菌落计数图4.1.2微生物的净化方法实验2.1：利用离心机分离革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌实验2.2：净化大肠杆菌4.1.3微生物的培养方法实验3.1：制备分别含有不同碳源和氮源的液体培养基实验3.2：生长曲线检测不同菌株的生长情况实验3.3：菌落PCR检测大肠杆菌的pUC19质粒4.1.4微生物的保存方法实验4.1：低温保存和冷冻保存不同菌株4.2教学方法本教学设计实行学生自学+教师辅导的模式。第一阶段：学生阅读相关教材，学习基础理论。第二阶段：学生进行实验实践，采用“探究性学习”模式，辅助教师介绍和演示实验步骤和相关实验信息。第三阶段：学生进入分组讨论阶段，每组选取一个实验数据作为研究对象，结合课内所学实验内容和理论知识，进行思考和分析，撰写并汇报研究报告。五、实验设计5.1实验1.1分离不同来源的大肠杆菌设计实验方案，制备培养基和材料。用生物安全柜装置，将所用实验器材、试剂和培养基等洗消消毒。取样搜集，本实验分不同场所采样，每个采样地点连续采集6个试管样品。分别用胶体银镍染色法和灭菌后涂布法进行杆菌的初步筛选，初步筛选后，选取色泽、大小均匀、且杂菌少的菌落分离纯化并保存。5.2实验1.2制备不同pH值、不同含量的LB平板设计实验方案，选择LB培养基，将培养基配制好。调整PH值，每组取同一浓度LB培养基，在加入不同PH值后进行烧结。分别取少量杆菌，进行涂布，观察培养结果。5.3实验1.3手绘LB平板菌落计数图随机选取一张LB平板图，标记坐标轴。用手机细缝镜进行扫描，将扫描结果保存，并用画图软件进行处理，生成处理后图像。对菌落处理后，在处理后的图像中，测量菌落大小和距离，绘制菌落计数图。5.4实验2.1利用离心机分离革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌设计实验方案，选择革兰氏染色。用过滤器进行细胞裂解，去除杂物。在离心管中离心，清除杂质。在显微镜下观察细胞形态，区分革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。5.5实验2.2净化大肠杆菌设计实验方案，选择离心机和蒸馏水进行操作。取适量大肠杆菌，离心。去除上清，再用蒸馏水进行洗涤和稀释。在LB平板上进行涂布，观察分离纯化结果。5.6实验3.1制备分别含有不同碳源和氮源的液体培养基设计实验方案，选取不同含量的有机碳和无机碳。在选定的不同碳源和不同氮源的液体培养基上进行大肠杆菌培养育种。通过生长曲线，分析菌株对碳源和氮源的适应能力，探索菌株生长机理。5.7实验3.2生长曲线检测不同菌株的生长情况设计实验方案，选择不同菌株在同一液体培养基上生长。在培养箱中进行培养，利用涡流计数器检测不同时间点的细菌数量。将检测结果绘制生长曲线。5.8实验3.3菌落PCR检测大肠杆菌的pUC19质粒设计实验方案，选取含有pUC19质粒和不含有pUC19质粒的两株大肠杆菌，采用PCR扩增一段小片断DNA。对PCR产物进行酶切，将PCR产物切分成小片段。用DNA电泳进行分离，检查是否存在目标片段。5.9实验4.1低温保藏和冷冻保藏不同菌株设计实验方案，选择低温冷冻、干燥保存和遗传材料库保存等方法。分别取相应的保藏菌株和相关试剂，进行保存，记录保存温度和时间。经过一定时间后，进行菌株活力测试，分析各种保存方法对不同菌株的适用性。六、教学评价6.1实验实践学生根据教学方案，针对不同的实验内容进行实践操作，通过观察实验现象，进行推测和分析，加深对实验过程和结果的理解。6.2研究报告学生参照设置的实验步骤和要求，制定详细的实验计划，完成实验项目和实验报告。6.3课堂讨论将学生分组，对实验操作进行集体讨论，有利于激发学生思考，提高学生的实验操作能力。6.4平时成绩平时成绩包括学生的实验操作技能、实验操作表现和课堂参与度等方面进行评分。通过平时成绩，反馈学生实验操作和理论知识掌握情况。七、教学安排教学时间：6周教学形式：学生自学+教师辅导教学内容和方法：详见本文档第四部分评价方式：详见本文档第六部分八、教学反思本次教学设计的目的是帮助学生掌握微生物的分离与纯培养技术，提升实验操作能力和