“微生物的營養(yǎng)”一節(jié)的互動教學(xué)過程設(shè)計

學(xué)生討論：印度洋發(fā)生海嘯，已造成十幾萬人死亡，俗話說“大災(zāi)之后必有大疫”，中國已經(jīng)派出了救援隊(duì)幫助防止疫情的發(fā)生。如果該災(zāi)區(qū)有某患者感染了痢疾，你是救援隊(duì)的人員，你該怎么辦?(出示問題讓學(xué)生分組討淪，請代表回答然后總結(jié)。)

①注射抗生素類的消炎藥品(如青霉素等抑制痢疾桿菌的繁殖)；

②先將病患的排泄物(如糞便)取樣進(jìn)行培養(yǎng)，根據(jù)它在固體培養(yǎng)基上的菌落特征，初步鑒定其感染病菌的種類，然后對病菌進(jìn)行分析(藥敏實(shí)驗(yàn))，找出最適宜于殺滅該類感染的藥品類型用藥。

教師提問：在培養(yǎng)痢疾桿菌這些微生物時需要配制培養(yǎng)基，那么培養(yǎng)基巾應(yīng)該加入哪些營養(yǎng)物質(zhì)(看課本第85頁相應(yīng)段落；請學(xué)生回答?)

學(xué)生回答：碳源、氮源、生長因子、無機(jī)鹽和水這5大營養(yǎng)要素。

教師提問：將微生物所需要的碳源按化學(xué)性質(zhì)分類(看課本相關(guān)段落，請學(xué)生回答)。

無機(jī)碳源：

有機(jī)碳源：糖類、脂肪酸等含碳有機(jī)物，花生粉餅、石油等成分復(fù)雜的天然物質(zhì)。

學(xué)生分組討論，并完成表1。

教師提問：將上述微生物按同化作用方式分類，分析可得出新陳代謝方式與微生物利用的碳源有什么關(guān)系?

同化作用自養(yǎng)型：CO₂

(異養(yǎng)型：有機(jī)碳源

結(jié)論：自養(yǎng)型微生物能利用C0₂(無機(jī)碳源)；異養(yǎng)型微生物只能利用有機(jī)碳源。

學(xué)生自學(xué)：最常用的碳源，碳源的主要作用，碳源利用的特點(diǎn)。

最常用的碳源：糖類。

碳源的主要作用：①構(gòu)成微生物的細(xì)胞物質(zhì)和

一些代謝產(chǎn)物；②有些碳源還是異養(yǎng)型微生物的主要能源物質(zhì)。

利用的特點(diǎn)：不同種類的微生物對碳源需要差別大。(如甲基營養(yǎng)菌只能利用含甲基的有機(jī)物，而某些細(xì)菌卻能利用90多種含碳化合物。)

學(xué)生討論：利用某些碳源的特殊性可以解決哪些問題?

分解者——保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

教帥提問：將微生物所需要的N源按化學(xué)分類，將所列舉的氮源對應(yīng)的微生物各列舉一種。

分子態(tài)氮：N₂，固氮微生物；

無機(jī)氮源：NH3、NH₄⁺、N0₃^-，大多數(shù)微生物；

有機(jī)氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物(如培養(yǎng)金黃色葡萄球菌)。

學(xué)生自學(xué)最常用的氮源、氮源的主要作用。

最常用的氮源：銨鹽、硝酸鹽。

主要作用：主要用于合成蛋白質(zhì)、核酸以及含氮的代謝產(chǎn)物。

教師提問：有些微生物，如乳酸桿菌，在得到充足的碳源、氮源、水、無機(jī)鹽供應(yīng)時，并不能正常生長。假如要使乳酸桿菌正常生長，則需要在培養(yǎng)基中額外補(bǔ)充多種維生素、氨基酸，但補(bǔ)充量往往很少，那么為何乳酸桿菌缺乏這些物質(zhì)時不能正常生長?這此物質(zhì)的作用是什么?這些物質(zhì)屬于微生物所需的哪一類營養(yǎng)物質(zhì)?

原因：缺乏這些物質(zhì)時，將影響細(xì)胞內(nèi)的一些酶的合成，從而影響微生物的正常生命活動。作用：一般是酶和核酸的組成成分，影響微生物的正常代謝及微生物的基因表達(dá)、生長、繁殖等生理活動。這些物質(zhì)屬于生長因子。

學(xué)生討論：是否任何種類的微生物正常生長都需要生長因子?是否在培養(yǎng)任何種類的微生物時都需要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充生長因子呢?為什么?

任何種類的微生物正常生長都需要生長因子，但不是在培養(yǎng)任何微生物時都加生長因子的。對于一些生長因子自養(yǎng)型的微生物，配制培養(yǎng)基時就不需加生長因子。

教師評點(diǎn)總結(jié)：各種營養(yǎng)要素均是微生物生長所必需的，但根據(jù)各種微生物特點(diǎn)的不同，在配制培養(yǎng)基時不一定都加五種營養(yǎng)要素，如培養(yǎng)固氮微生物可以不加氮源，培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物可以不加碳源等等，是因?yàn)樗麄兎謩e利用空氣中的N₂和C0₂作為氮源、碳源。

學(xué)生獨(dú)立完成表2。

注：碳源、氮源、生長因子、無機(jī)鹽只需要填出一種代表類型即可。

學(xué)生自學(xué)：學(xué)習(xí)“培養(yǎng)基的配制原則”這一段，并考慮完成上述微生物的培養(yǎng)時，需要注意哪些問題?

①目的明確：培養(yǎng)目的。

生產(chǎn)：材料易得，價格低廉，配制方便；科學(xué)研究：成分含量準(zhǔn)確，可多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)等。

②營養(yǎng)協(xié)調(diào)：營養(yǎng)物質(zhì)的濃度要適宜。

營養(yǎng)物質(zhì)間的濃度比例要適宜。C：N＝4：1時，菌體大量繁殖而產(chǎn)生的谷氨酸很少。C：N＝3：1時，菌體繁殖受到抑制，但谷氨酸合成量大增。

③_pH要適宜：細(xì)菌在6．5~7．5，放線菌在7，5-8．5，酵母菌在3．6-6．0，霉菌在4．0-5．8。

學(xué)生討論：微生物在代謝、生長過程中是否會改變培養(yǎng)基的_pH?如果這種可能成立的話，那么你有什么解決的辦法?

微生物在生長代謝過程中營養(yǎng)利用和代謝產(chǎn)物的積累往往會改變環(huán)境中的_pH，為了維持培養(yǎng)基中_pH的相對穩(wěn)定，可以在培養(yǎng)基中加入緩沖劑，最常用的緩沖劑是KH₂PO₄／K₂HPO₄，或者采用連續(xù)培養(yǎng)法以延長穩(wěn)定期。

學(xué)生自學(xué)并完成表3。

教師提問：上述培養(yǎng)基分類是按什么標(biāo)準(zhǔn)分的，還可以按什么標(biāo)準(zhǔn)劃分，各自有什么應(yīng)用?

按物理性質(zhì)的不同劃分的。

還可以按分學(xué)成分劃分：合成培養(yǎng)基：化學(xué)成分已知的化學(xué)物質(zhì)配成的，常用于分類、鑒定；天然培養(yǎng)基：化學(xué)成分不明確的天然物質(zhì)配成的，如玉米粉、牛肉膏等，常用于工業(yè)生產(chǎn)。

按培養(yǎng)基的用途劃分：選擇培養(yǎng)基：是在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)，以抑制不需要的微生物的生長，促進(jìn)所需要的微生物的生長；鑒別培養(yǎng)基：根據(jù)微生物的代謝特點(diǎn)，在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品配制而成的，用以鑒別不同種類的微生物。

學(xué)生討論：某實(shí)驗(yàn)室有大腸桿菌、圓褐固氮菌、酵母菌、金黃色葡萄球菌、乳酸菌五種菌液，但瓶上的標(biāo)簽已模糊不清，如果你是實(shí)驗(yàn)員該如何確定這5種菌液?

酵母菌——加青霉素的選擇培養(yǎng)基；圓褐固氮菌——缺氮的選擇培養(yǎng)基；金黃色葡萄球菌——加入高濃度食鹽的選擇培養(yǎng)基；大腸桿菌——加入伊紅美藍(lán)的鑒別培養(yǎng)基；乳酸菌——只能在無氧條件下培養(yǎng)才能形成菌落。

學(xué)生討論：每年春秋季都會發(fā)生流行感冒，這當(dāng)中有很大一部分患者是感染了感冒病毒，如有某感冒患者已經(jīng)使用過多種抗生素均未治愈，你能為患者提供什么建設(shè)性的建議。

①應(yīng)先對感冒患者的排出物做培養(yǎng)、化驗(yàn)，檢查出感染的病毒的類型及藥敏性；病毒培養(yǎng)應(yīng)采用有活細(xì)胞的培養(yǎng)基，如雞胚培養(yǎng)基。

②不要胡亂使用抗生素，因?yàn)榭股刂粚?xì)菌類的感染有特效，過多使用也會選擇出抗藥性細(xì)菌。

教學(xué)評價：該教學(xué)過程設(shè)計采用了討論、自學(xué)、講授等方法，對本節(jié)內(nèi)容使用不同的教學(xué)方法。選用了讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈自我體驗(yàn)感的教學(xué)素材，讓學(xué)生在分析問題時有一種角色進(jìn)入的成功體驗(yàn)，也極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，課后有學(xué)生議論說“生物真是無處不在，在生活中的用處大啊”。所分析的問題貼近生活實(shí)際，能幫助學(xué)生培養(yǎng)分析應(yīng)用能力。課堂結(jié)尾討論問題沒有固定的答案，開放式的問題討論有助于鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。