微生物的利用

　　"微生物的利用"包括"進(jìn)行微生物的分離和培養(yǎng)"、"測(cè)定某種微生物的數(shù)量"、"研究培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用"和"嘗試?yán)�用微生物進(jìn)行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物"四項(xiàng)具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，按照相關(guān)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合人教版教材所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課題，本文將談?wù)剬?duì)本專題的教學(xué)組織。

　　1習(xí)得微生物培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能

　　本專題涉及三個(gè)實(shí)驗(yàn)課題，它們的關(guān)系及學(xué)習(xí)要求如下圖所示。在下圖中，課題1涉及微生物培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本的操作技能，是其他兩個(gè)課題的基礎(chǔ)，課題2和課題3涉及特定的微生物的分離、計(jì)數(shù)和鑒定，難度較大，課題2強(qiáng)調(diào)選擇性培養(yǎng)基的配制和作用，課題3是在選擇性培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，又相應(yīng)地增加了鑒別性培養(yǎng)基的知識(shí)及其應(yīng)用。

　　1.1配制微生物培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識(shí)是培養(yǎng)、觀察和研究微生物的基礎(chǔ)。教學(xué)時(shí)，可以先展示有菌落生長(zhǎng)的培養(yǎng)基平板，給學(xué)生以視覺刺激，讓他們體會(huì)到要觀察和研究微生物，必須創(chuàng)設(shè)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(jìn)而向?qū)W生提供幾種微生物培養(yǎng)基的配方，讓學(xué)生通過比較分析各種配養(yǎng)基配方，明確微生物培養(yǎng)基的基本成分包括：碳源、氮源、無機(jī)鹽和水，有些微生物還需要某些特殊的生長(zhǎng)因子。然后，依次闡明固體、半固體和液體培養(yǎng)基的用途和配制方法，并結(jié)合下面的流程圖概述培養(yǎng)基配制的操作步驟：

　　組織學(xué)生配制微生物培養(yǎng)基時(shí)，要向他們講清下列注意事項(xiàng)：（1）溶化瓊脂時(shí)要控制火力的大小并不斷攪拌，以免培養(yǎng)基溢出或燒焦；（2）加熱過程中部分水分蒸發(fā)，待瓊脂完全溶化后應(yīng)補(bǔ)加蒸餾水，以保持溶液的濃度；（3）分裝至試管時(shí)培養(yǎng)基的高度不要超過試管高度的1/5；（4）一般是培養(yǎng)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(shí)避免水分蒸發(fā)，以利微生物生長(zhǎng)。

　　1.2無菌技術(shù)操作無菌技術(shù)是培養(yǎng)、分離和純化微生物的重要技術(shù)手段，也是植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵性操作。教學(xué)時(shí)，要先讓學(xué)生正確區(qū)分消毒和滅菌這兩個(gè)概念，并充分認(rèn)識(shí)無菌操作的重要性；然后，在教師的組織和指導(dǎo)下進(jìn)行規(guī)范、熟練地操作，以便順利完成微生物的培養(yǎng)、分離和純化等實(shí)驗(yàn)。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(huán)劃線將菌體沾在斜面培養(yǎng)基或平板培養(yǎng)基上。微生物的生長(zhǎng)和繁殖迅速，一段時(shí)間后，就會(huì)在培養(yǎng)基表面形成長(zhǎng)滿菌落的細(xì)線。劃線法的作用是純化微生物，通過劃線將微生物單個(gè)地分離，并最終形成標(biāo)準(zhǔn)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(gè)菌體在培養(yǎng)基平板上形成一個(gè)菌落，通過統(tǒng)計(jì)菌落數(shù)可以計(jì)算樣品中的菌體數(shù)目。

　　1.2.2規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作接種過程的無菌操作是微生物實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，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(xué)中，要求學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會(huì)無菌接種的技術(shù)原理，反復(fù)練習(xí)操步驟作。通過練習(xí)達(dá)到熟練程度，并培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神和一絲不茍的實(shí)驗(yàn)態(tài)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(yǎng)液內(nèi)，含有的微生物個(gè)體數(shù)目很多。要對(duì)微生物進(jìn)行分離和計(jì)數(shù)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(gè)細(xì)胞。一般將菌液稀釋到10-3～10-7時(shí)，接種后可能在培養(yǎng)基平板上形成30～300個(gè)左右的菌落，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)也比較準(zhǔn)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(shù)，學(xué)生需要經(jīng)過多次練習(xí)才能做到盡量地減少誤差。以土壤為樣品進(jìn)行稀釋操作的注意事項(xiàng)是：（1）初次稱量的土壤樣品，稀釋后的菌液濃度較大，移液時(shí)極容易堵塞移液管或吸入較多的土壤顆粒，應(yīng)靜置一段時(shí)間后再移液，或者用低速離心機(jī)離心1分鐘后進(jìn)行移液；（2）當(dāng)稀釋倍數(shù)大時(shí)，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(zhǔn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練

　　2.1選擇性培養(yǎng)基的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)功能的不同，培養(yǎng)基分為選擇性

　　培養(yǎng)基和鑒別性培養(yǎng)基，在"土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計(jì)數(shù)"的實(shí)驗(yàn)中，先讓學(xué)生通過分析和判斷下面的三個(gè)培養(yǎng)基配方，真正理解選擇性培養(yǎng)基的含義。然后，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)一組用于分離尿素細(xì)菌的探究實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解選擇性培養(yǎng)基的特性及作用。