微生物学论文(精选8篇)
1.1 我们周围的微生物
在我们生存的地球上,我们时常看到的是各种各样的动植物。由于肉眼分辨能力的原因,我们几乎忽略了那些无所不在的微小生物。
1.2 什么是微生物
微生物(microorganism, microbe:是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。
非细胞类:病毒、亚病毒 原核类:真细菌、古菌
真核类:真菌、原生动物、藻类。微生物的五大共性: 体积小、面积大;吸收多、转化快;生长旺、繁殖快;适应强、易变易;分布广、种类多。
1.3 微生物学
微生物学是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科。随着微生物学的不断发展,已形成了基础微生物学和应用微生物学,又可分为许多不同的分支学科,并还在不断地形成新的学科和研究领域。
1.4 微生物的发现和微生物学的发展 1.4.1微生物的发现
真正看见并描述微生物的第一个人是荷兰商人安东·列文虎克(Antony Van Leeuwenhoe k, 1632~1723,但他的最大贡献不是在商界而是他利用自制的显微镜发现了微生物世界(当时被称之为微小动物,他的显微镜放大倍数为50~300倍,构造很简单,仅有一个透镜安装在两片金属薄片的中间,在透镜前面有一根金属短棒,在棒的尖端搁上需要观察的样品,通过调焦螺旋调节焦距。利用这种显微镜,列文虎克清楚地看见了细菌和原生动物。首次揭示了一个崭新的生物世界--微生物界。由于他的划时代贡献,1680年被选为英国皇家学会会员。
1.4.2 微生物学发展的奠基者
继列文虎克发现微生物世界以后的200年间,微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类的阶段。直到19世纪中期,以法国的巴斯德(Louis Pasteur, 1822~1895和德国的柯赫(Robert Koch, 1843~1910为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段,揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术,从而奠定了微生物学的基础,同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。巴期德和柯赫是微生物学的奠基人。
1巴斯德
巴斯德原是化学家,曾在化学上作出过重要的贡献,后来转向微生物学研究领域,为微生物学的建立和发展作出了卓越的贡献。主要集中在下列三方面。
(1彻底否定了“自然发生”学说
“自生说”是一个古老的学说,认为一切生物是自然发生的。到了17世纪,虽然由于研究植物和动物的生长发育和生活循环,使“自生说”逐渐软弱,但是由于技术问题,如何证实微生物不是自然发生的仍然是一个难题,这不仅是“自生说”的一个顽固阵地,同时也是人们正确认识微生物生命活动的一大屏障。巴斯德在前人工作的基础上,进行了许多试验,其中著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实,空气内确实含有微生物,它们引起有机质的腐败。巴斯
德自制了一个具有细长而弯曲的颈的玻瓶,其中盛有有机物水浸液,经加热灭菌后,瓶内可一直保持无菌状态,有机物不发生腐败,因为弯曲的瓶颈阻挡了外面空气中微生物直达有机物浸液内,一旦将瓶颈打断,瓶内浸液中才有了微生物,有机质发生腐败。巴斯德的实验彻底否定了“自生说”,并从此建立了病原学说,推动了微生物学的发展。
(2免疫学-预防接种
Jenner虽然早在1798年发明了种痘法可预防天花,但却不了解这个免疫过程的基本机制,因此,这个发现没能获得继续发展。1877年,巴斯德研究了鸡霍乱,发现将病原菌减毒可诱发免疫性,以预防鸡霍乱病。其后他又研究了牛、羊炭疽病和狂犬病,并首次制成狂犬疫苗,证实其免疫学说,为人类防病、治病作出了重大贡献。
(3证实发酵是由微生物引起的
酒精发酵是一个由微生物引起的生物过程还是一个纯粹的化学反应过程,曾是化学家和微生物学家激烈争论的问题。巴斯德在否定“自生说”的基础上,认为一切发酵作用都可能和微生物的生长繁殖有关。经不断地努力,巴斯德终于分离到了许多引起发酵的微生物,并证实酒精发酵是由酵母菌引起的。此外,巴斯德还发现乳酸发酵、醋酸发酵和丁酸发酵都是不同细菌所引起的。为进一步研究微生物的生理生化奠定了基础。
(4其他贡献
一直沿用至今天的巴斯德消毒法(60~65℃作短时间加热处理,杀死有害微生物的一种消毒法和家蚕软化病问题的解决也是巴斯德的重要贡献,他不仅在实践上解决了当时法国酒变质和家蚕软化病的实际问题,而且也推动了微生物病原学说发展,并深刻影响医学的发展。
2柯赫
柯赫是著名的细菌学家,由于他曾经是一名医生,因此对病原细菌的研究作出了突出的贡献:(1具体证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌。
(2发现了肺结核病的病原菌,这是当时死亡率极高的传染性疾病,因此柯赫获得了诺贝尔奖。
(3提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则--柯赫法则。科赫建立了研究微生物的一系列重要方法,尤其在分离微生物纯种方面,利用平板分离方法寻找并分离到多种传染病的病原菌。
1884年提出了科赫法则,其主要内容为:病原微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于健康个体中;这一微生物可以离开动物体,并被培养为纯种微生物;这种纯种培养物接种到敏感动物体后,应当出现特有的病症;该微生物可以从患病的试验动物体中重新分离出来,并可在实验室中再次培养,次后它仍然应该与原始病原微生物相同。
柯赫除了在病原菌研究方面的伟大成就外,在微生物基本操作技术方面的贡献更是为微生物学的发展奠定了技术基础,这些技术包括:(1用固体培养基分离纯化微生物的技术,这是进行微生物学研究的基本前体,这项技术一直沿用至今。
(2配制培养基。也是当今微生物学研究的基本技术之一。这二项技术不仅是具有微生物学研究特色的重要技术,而且也为当今动植物细胞的培养作出了十分重要的贡献。
1.5 20世纪的微生物学
19世纪中期到20世纪初,微生物研究作为一门独立的学科已经形成,并进行着自身的发展。但在20世纪早期还未与生物学的主流相汇合。当时大多数生物学家的研究兴趣是有关高等动植物细胞的结构和功能、生态学、繁殖和发育、遗传以及
进化等;而微生物学家更关心的是感染疾病的因子、免疫、寻找新的化学治疗药物以及微生物代谢等。到了20世纪
40年代,随着生物学的发展,许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出,特别是遗传学上的争论问题,使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”,微生物学很快与生物学主流汇合,并被推到了整个生命科学发展的前沿,获得了迅速的发展,在生命科学的发展中作出了巨大的贡献。
1.6 21世纪微生物学展望
1.6.1 微生物基因组学研究将全面展开
所谓“基因组学”是1986年由Thomas Roderick首创,至今已发展为一专门的学科领域,包括全基因组的序列分析、功能分析和比较分析,是结构、功能和进化基因组学交织的学科。目前已经完成基因组测序的微生物主要是模式微生物、特殊微生物及医用微生物。而随着基因组作图测序方法的不断进步与完善,基因组研究将成为一种常规的研究方法,为从本质上认识微生物自身以及利用和改造微生物将产生质的飞跃。并将带动分子微生物学等基础研究学科的发展。
1.6.2 以了解微生物之间、微生物与其他生物、微生物与环境的相互作用为研究内容的微生物生态学、环境微生物、细胞微生物学等,将在基因组信息的基础上获得长足发展,为人类的生存和健康发挥积极的作用。
1.6.3 微生物生命现象的特性和共性将更加受到重视。微生物生命现象的特性和共性可概括为:(1微生物具有其它生物不具备的生物学特性,例如可在其他生物无法生存的极端环境下生存和繁殖,具有其他生物不具备的代谢途径和功能,如化能营养、厌氧生活、生物固氮和不释放氧的光合作用等,反映了微生物极其丰富的多样性。
(2微生物具有其他生物共有的基本生物学特性:生长、繁殖、代谢、共用一套遗传密码等,甚至其基因组上含有与高等生物同源的基因,充分反映了生物高度的统一性。
(3 易操作性:微生物个体小、结构简单、生长周期短,易大量培养,易变异,重复性强等优势,十分易于操作。
微生物具备生命现象的特性和共性,将是21世纪进一步解决生物学重大理论问题,如生命起源与进化,物质运动的基本规律等,和实际应用问题,如新的微生物资源的开发利用,能源、粮食等的最理想的材料。
众所周知,当前高等教育教学改革的指导思想和最终目标,是要努力提高学生的综合素质,培养具有创新精神、创新能力的人才。为实现这一目标,微生物学教学就必须改变传统的教学理念和教学模式,教师应以培养学生的能力,掌握科学的学习方法为主要目的[1]。因此,在实际教学中就要充分调动学生的学习积极性和主动性,运用各种途径提高微生物学教学效果,既培养学生的创新精神与应用能力,又使学生顺利掌握微生物学理论和应用技术,以适应人才培养的要求。
一传统教学模式存在的问题
传统的教学模式下,教学的操作模式总是老师讲解、准备、示教,学生被动地理解和操作,学生的操作严格地按实验指导上的操作步骤进行,这样操作的结果就会导致学生养成被动思维的习惯,做事喜欢依葫芦画瓢,最终形成惰性思维,缺乏创新和主动思维,更无从谈起学习的兴趣和积极性。在这种教学方式的作用下,学生往往自学能力不高,尤其是缺乏独立分析问题的能力。
二新授课模式的提出
近几年来,我们尝试在课堂教学、实验课教学以及教学考核等多个学环节上采用新的教学模式,取得了良好的教学效果。以这种模式授课,不仅可以增强学生的实验设计能力,提高学生的动手能力,还有利于培养学生的科研思维能力和创新意识。这种授课模式可以将学生的学习兴趣和热情调动起来,改善该门课程的教学效果,得到学生的普遍认可和欢迎。
三新授课模式的实施要点
1提高学生对课程重视的程度
作为生物工程专业中一门重要的专业基础课,微生物学课程不仅可让学生学习掌握系统的微生物学基本知识、基本理论和实践操作技能,还可为后续专业课,如分子生物学、基因工程、遗传学等课程的学习奠定坚实的基础。
学生刚开始学习时,对课程的地位和意义往往认识不够,学习该门课程的动力不足。针对这一点,我们提出了以目的和职业为导向的教学方式的探索,让他们明白该课程学习地位、目标及和生物高新技术的关系,旨在让学生在开始学习新知识的起始阶段就端正学习态度、培养学习的主动性和兴趣,加深对课程的热爱。
2研讨式教学
研讨式教学模式由美国的神经病学教授Barrows于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创,目前已成为国际上较流行的一种教学方法[2],这种教学模式就是教师在在授课过程中,讲授完阶段性教学内容后,给学生布置几个讨论专题,让学生自己去寻找资料,通过归纳、思考、总结,以PPT的形式向大家汇报,作为该阶段性教学内容的拓宽和深化。这种教学模式对培养学生的创新能力至关重要。例如微生物授课过程中我们可以设置这样的问题给学生:“我们生活中抗生素利用的现状与滥用抗生素导致的后果”,并要求学生提出自己的看法。
在实施这种教学模式的过程中我们发现学生上台讲演积极性高涨,学生查阅的资料内容丰富,PPT图文并茂。通过专题讨论,可以使他们参与到教学过程中来,调动了学生的学习积极性,使他们由被动地接受向主动学习转变。学生经过这种教学模式的训练不仅可以加深对课堂讲授知识的理解,进一步拓宽了知识面,还在分析问题、解决问题的等综合能力的培养方面得到有益的锻炼。此外,还有助于提高他们的语言表达能力。
3利用多媒体课件进行教学
多媒体教学在微生物学教学中是极其必要的且有着其他教学手段无可比拟的优越性[3]。尤其是PPT的色彩、图片、动画和信息量等都体现出它的优势。在教学实践中我们查阅了大量的网络资料,广泛收集各种微生物形态与结构的图片,构建形象生动的多媒体课件,把显微镜下的影像搬到教室的多媒体大屏幕上,将肉眼看不见的世界变成很容易看得见的世界,此外多媒体教学将微生物的抽象知识变得具体化[4],上课内容变得更加形象生动,上课形式也变得生动活泼[5],这些都有助于提高学生的学习兴趣,加强了学生对知识内容的理解、掌握和接受,教学效果得到明显提高。
4实验课的教学改革
微生物学实验的改革不仅可以满足学生的好奇心,还可开阔他们的视野。关于实验课的教学我们的思路是:在学生掌握灭菌、无菌操作、涂片、染色、显微观测技术、培养基的制备、分离纯化、纯种培养等微生物基本技术和基本操作后,再将一些综合性和设计性的实验项目介绍给学生,让学生根据自己的兴趣和想法在这些基本实验的基础上重新设计实验项目[6]。力争让大部分学生体会到微生物学课程的趣味性和实用性,学生在对某种微生物进行检测时,可在实验的设计中把微生物的形态特征、培养特性、生化特点、病原学诊断及免疫诊断技术相结合,通过这种方式可以有机地将微生物学实验教学中的验证性实验与基本实验结合在一起,深化对实验项目的理解和掌握。对学生来说可以在样品采集、分离纯化、生物学特性、初步鉴定诊断等方面都得到充分的锻炼,切实提高他们掌握实验知识和动手操作的能力,并且在实验过程中培养了他们主动去发现问题和解决实际问题的能力。当他们在实践中体验到了实验成功的喜悦后,学习的兴趣就会被极大地激发。
5考核方式的变革
教学考核的目的是为了督促学生对所学的知识进行全面总结和复习,最终实现对知识的掌握,此外教学效果也可以通过这种考核反映出来[7]。在传统的考核模式下,微生物学课程的考核多是以学生的闭卷考试成绩和实验报告为依据。事实证明,仅凭书面试卷的成绩和实验报告并不能充分反映学生的实验态度、操作水平、对知识的理解程度、对知识的实际掌握和运用程度。事实证明,许多学生的理论考分很高,但动手能力很差,为了引导学生扎实地学好微生物学基础知识和培养他们的实践能力,我们对考核方法进行了改革。
在学生的考核方面我们主要是通过强化综合考核来改革教学考核。将掌握运用微生物学学科的理论知识的考试与实验操作的基本技能考核结合起来,采用灵活多样的综合考核方式,注重综合考查学生的能力与水平。把学生的微生物学学科的理论知识的掌握、实验操作、实验分析能力、微生物学检查方法的运用能力等,均纳入教学全过程的考核体系内,这种做法既能打造优质的考核方式,又有利于考核学生在实际教学过程中的能力水平提高情况。
综合考核采用课程的理论成绩占学科成绩的70%(包括授课过程中学生对问题的回答、专题讨论等成绩占30%,考试成绩占40%),实验成绩占30%,实验课成绩采用综合评定办法:(1)课前提问评定:要求学生在课前对将要进行的实验有一定的预习和熟悉,在正式开始实验之前教师针对实验的原理、操作程序、关键步骤、注意事项及实验中涉及的微生物理论问题进行提问,检测学生对实验的预习情况,帮助学生熟悉即将开始的实验内容,这部分考核占20%;(2)操作技能评定:在每节实验课中为鼓励学生重视操作技能的锻炼,教师将对他们操作技术的正确性、熟练度给出成绩,占30%;(3)学习态度评定:好的学习态度的培养对实验技能的培养也是至关重要,教师将对学生对实验物品的准备、整理、卫生打扫及出勤等情况的考查进行评定,占20%;(4)实验报告的评定:将依据学生写出的实验报告的合理性、科学性及对结果的分析讨论等给出成绩,占30%。在整个考核过程中,学生需要从各方面来体现自己的综合能力和实力,学习的积极性得到了充分调动,这种考核同时也可以缓解期末考试的压力。
四新授课模式的实施效果
运用这种模式授课,可充分发挥学生学习的主观能动性,激发学生的学习兴趣,变学生“让我学”为“我要学”,只有将学生被动做实验转变为主动要求做实验,学生的积极性、创造性才能得到有效的发挥。
这种教学模式让学生依据实验指导自行设计实验方案,改革了过去学生照老师的葫芦画自己的瓢的“机械式”实验操作,有利于提高学生创新思维能力,同时会增强学生的自学意识,增强学生主动学习的能力。
这种教学模式将改革过去学生对实验指导的态度,迫使学生积极地理解实验指导上每一步骤的必要性及实验操作的可行性,有利于培养学生发现问题和解决问题的能力。这种模式可使学生在实验教学中占据主体地位,使他们的思想和意识可以在设计实验中得到充分体现。
这种教学模式将改革过去学生上实验课个人单枪匹马的独立操作情况,有利于同学之间、小组之间的互帮互助,培养学生团结协作统一的精神,增强他们的团队意识。
参考文献
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[6]王春梅,李华,周晓虹,等.综合性、设计性实验在医学寄生虫学实验教学的应用[J].山西医科大学学报,2007(6): 676-677.
同宗配合 homothallism 同一菌体中发生自我亲和的有性生殖现象。
异宗配合 heterothallism 自体不育个体在有性生殖时由两个亲和的不同交配型菌体进行配合的现象。
病毒 virus 由RNA或DNA及蛋白质等组成的、专营细胞内感染和复制的一大类结构简单的微生物。
亚病毒 subvirus 只具有RNA或DNA,或只具有某些蛋白质组分,与病毒的生物学特征相类似的病原物。
类病毒 viroid 一类亚病毒,裸露的环状单链RNA病原体,能自主复制。分两类,一类在叶绿体中复制,如鳄梨日斑类病毒(ASBVd);另一类在胞核中复制,如马铃薯仿锤形块茎类病毒(PSTVd)。
病毒粒子 virion ,virus particle 又称“病毒[粒]体”。结构完整具有侵染性的单个病毒。
核心 core 又称”髓核”。病毒粒子的结构单位,由病毒核酸及相关联的蛋白质组成,由核壳包裹。
核[衣]壳 nucleocapsid 由核心及衣壳共同组成的病毒粒子结构单位。
衣壳 capsid 又称“壳体”。病毒粒子的结构单位,为包裹病毒核酸及与核酸相关联的蛋白质外壳。
噬斑 plaque 病毒感染人工培养的单层细胞后由单个病毒粒子所产生的细胞裂解区。
噬菌体 bacteriophage, phage 又称“细菌病毒”。感染细菌的病毒,如λ噬菌体。
微动作用 oligodynamic action 全称“微量动力作用”。某些金属元素在低浓度时表现出的抑菌作用。
滑行 gliding 滑行细菌和蓝细菌等在固体表面缓慢移动, 并形成有黏液轨迹的连续运动方式。
群游[现象] swarming 细菌群体在固体或半固体培养基上从接种点向外进行的协调运动方式。
抗生素 antibiotic 曾称“抗菌素”。微生物生命过程中产生的具有生理活性的次级代谢产物及其衍生物,在低浓度下有选择性地抑制或干扰其他生物的正常生命活动,而对其自身无害。
抗菌谱 antimicrobial spectrum 被一种抗生素或化学治疗剂抑制或杀灭的微生物种类。
扇形突变 sectoring,sector mutation 又称“角变”。(1)菌落形态的局部变异,常呈折扇形。(2)在含不同细胞核群的真菌菌落上形成形态不同的扇形区域的现象。
附加体 episome 又称“游离基因”。细菌染色体外可独立复制的质粒,也能可逆地整合在宿主染色体中作为附加基因与其一起复制。
质粒 plasmid 微生物细胞内稳定地独立存在于染色体外,能自我复制并传递到子代的双链DNA分子。
黏粒 cosmid 全称“黏端质粒”。含有λ噬菌体cos(黏性末端)位点的人工构建克隆载体,可被包装入噬菌体颗粒而有效地导入受体细菌。
噬粒 phasmid, phagemid 一种能按照质粒或者细菌噬菌体方式进行复制的克隆载体。
根际 rhizosphere 由植物根系与土壤微生物之间相互作用所形成的圈状地带。它以植物的根系为中心聚集了大量的细菌、真菌等微生物和蚯蚓、线虫等土壤动物。
卫星现象 satellitism 一种微生物在另一种微生物菌落邻近处才能旺盛生长繁殖的现象。
菌种退化 strain degeneration 微生物群体中性能弱化的细胞占一定比例后导致生产性能下降的现象。
菌种改良 strain improvement 应用微生物遗传与变异理论,在已经自然变异、人工诱变或杂交后的微生物群体中选出所需要的优良菌种的过程。
发酵 fermentation (1)利用微生物产生特定产物的过程。(2)无氧条件下生物体内由一系列氧化还原反应参与的获得能量的代谢过程。
醪液 mash 发酵工业中原料经微生物发酵后的液态混合物。
酸败 spoilage, rancidity (1)由于微生物大量增殖,使发酵环境产生过量有机酸而导致发酵过程异常甚至停止的现象。(2)油脂或富含油脂食品存贮过程中,由于微生物或脂肪氧化酶作用产生游离脂肪酸、过氧化物和低分子酸类、醛类、酮类等分解产物的过程。
霉变 mould deterioration 物质因受霉菌污染、侵蚀而发生变质的现象。
大肠菌值 colititer 采用规定方法定量检测到1个大肠菌群细胞所需的水样毫升数,为大肠菌指数的倒数。
大肠菌指数 coliindex 1L水中含有的大肠菌群的菌数,用以表示水受污染的程度。
病原体 pathogen 能使人、宿主动物或植物等发生疾病的细菌、病毒、真菌、寄生虫等。
带菌者 carrier 携带病原菌,但没有临床症状的个体。
机会致病菌 opportunistic pathogen 又称“条件致病菌”。只有在寄居部位发生改变、机体免疫功能下降或其他条件改变时,才能够引起疾病的细菌或真菌。
酿造 brewing 利用微生物发酵制取食品的过程。
陈酿 aging 又称“后熟”。酿造酒类和食醋等发酵食品工艺中,为改善产品品质而将完成主发酵的产品在特定环境中储存的过程。
曲 qu 用粮食或粮食的加工副产物培养微生物所制成的含有大量活菌体及其酶类的发酵剂。
麸曲 bran qu 以麸皮为原料,接种纯种微生物制备的一类糖化剂和发酵剂。
大曲 daqu 一种以麦类和豆类为原料,经破碎、加水压块后在适宜条件下使其内部微生物大量繁殖而用于酿造酒、醋和酱等的固态发酵剂。
小曲 xiaoqu 一种以大米或米糠为主要原料,有时添加中草药,经破碎、加水制成小圆球、饼状或块状,在适宜条件下使其内部微生物大量繁殖而主要用于酿造黄酒的固态发酵剂。
起子 starter 又称“引子”。制造馒头、面包等发酵食品的微生物接种剂。
染色 staining 用染色剂赋予微生物样品特定颜色,便于在显微镜下进行观察和识别的技术。
革兰氏染色 Gram staining 使用结晶紫和藏红或品红等染料,经过一系列步骤将细菌分别染成紫色或红色,而将其分成革兰氏阳性和阴性两大类的染色方法,最常用于鉴定细菌。
培养基 culture medium 由人工配制、适合微生物生长繁殖或代谢物产生的混合营养基质。
琼脂 agar 俗称“洋菜”。从石花菜(Gelidium spp.)、江篱(Gracilaria spp.)等红藻中提取的半乳聚糖硫酸酯的钙盐聚合物,广泛用于微生物固体培养基的制备。
酵母膏 yeast extract 酿酒酵母细胞裂解后的水提取物浓缩制剂,是培养微生物的重要营养源。
[蛋白]胨 peptone 蛋白质可溶性水解产物的通称,是培养基的常用氮源。
胰胨 tryptone 酪蛋白经胰蛋白酶水解的产物,是培养基的常用氮源。
植胨 phytone 全称“植物蛋白胨”。大豆蛋白水解产物,是培养基的常用氮源。
培养 cultivation 人为地为特定微生物提供适宜条件使其生长繁殖的过程。
传代培养 transfer of culture, subculturing 将培养物转种于新鲜培养基中,使其持续生长繁殖的过程。
盲传 blind passage 将标本接种试验动物或培养基中但未见任何生长迹象,取样继续传代培养,以期获得阳性培养结果的操作方法。
菌株 strain 由微生物单一细胞或病毒个体通过无性繁殖形成的纯培养物及其后代。
接种物 inoculum 又称“种子培养物”。能在培养基、组织培养或动、植物等介质中进一步生长增殖的少量微生物原种。
接种 inoculation 将接种物加入培养基、组织培养或动、植物等介质中使其增殖的操作。
培养物 culture 接种于培养基内,在合适条件下形成的含特定种类或种群的微生物或细胞群体。
菌落形成单位 colony forming unit, CFU 根据固体培养基上形成的菌落数量,测定样品中活菌浓度的单位。
菌种保藏 culture preservation 用适宜方法将微生物的代谢速率降至最低,使其长期存活、不被污染、不易衰退、原有生物学特性稳定, 便于以后使用的储存过程。
灭菌 sterilization 采用理化方法,使任何物体内外一切微生物永远丧失其生长繁殖能力或死亡的措施。
巴氏消毒 pasteurization 全称“巴斯德消毒法”。专用于牛奶等不宜进行高温灭菌的液态食品的低温湿热消毒方法。由法国微生物学家巴斯德发明。如,将牛奶在62~65℃下维持30min消毒,经巴氏消毒后的牛奶食用安全,不失牛奶风味。
牛津单位 Oxford unit 完全抑制50 mL肉汤培养基中牛津菌株生长的最低青霉素含量。
牛津菌株 Oxford strain 常用于抗生素敏感试验的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)菌株NCTC 6571。
生长谱测定[法] auxanography 测定某种微生物的最适生长所需条件(如营养成分、pH、气体等)的方法。
生长谱 auxanogram 利用生长谱测定法测定到的某种微生物生长状况的集合表现。
平板计数 plate counting 又称“菌落计数(colony counting)”。用经过梯度稀释的样品某一稀释度液接种平板,生长后计数菌落数量,从而换算出样品中微生物活细胞数量。
连续灭菌 continuous sterilization 待灭菌液体物料在流动输送的同时通过加热、保温和冷却而被灭菌的方法。这种灭菌方式有利于减少物料中有关成分的破坏。
干热灭菌 hot air sterilization, dry heat sterilization 在密闭容器中用加热至160℃左右的热空气保持3~4h进行灭菌的方法。
间歇灭菌 factional sterilization 又称“分步灭菌”“丁达尔灭菌(tyndallization)”。 将待灭菌物料在80~100℃下蒸煮15~60min,杀灭所有微生物营养体后置室温或37℃下保温过夜,待物料中残存的芽孢或孢子萌发后再以同法蒸煮和保温过夜,重复3次,即可在较低的灭菌温度下实现彻底灭菌的方法。
吲哚试验 indole test 用含对-二甲基氨基苯甲醛试剂的培养基,检测细菌是否分解色氨酸产生吲哚的试验。
甲基红试验 methyl red test 用甲基红作指示剂检测细菌是否分解葡萄糖产生酸性物质的试验。
伏-波试验 VogesProskauer test,VP test 又称“VP试验”。检测细菌分解葡萄糖,产生丙酮酸,并使丙酮酸脱羧生成乙酰甲基甲醇的试验,阳性者呈红色。
柠檬酸盐试验 citrate test 检测细菌能否分解柠檬酸盐使培养基变碱并使指示剂溴麝香草酚蓝变色的试验。
纯培养物 pure culture 经人工培养获得的由单一个体生长繁殖所获得的微生物群体。
(生命科学专业)
教 师:黎 勇
目录索引
实验一 油镜的使用和细菌的简单染色法 3
实验二 细菌的革氏染色与芽孢染色 5
实验三 常用培养基的配制 7
实验四 酵母菌霉菌的形态结构观察及酵母死活细胞的鉴别 8
实验
五、微生物大小的测定与显微计数 10
实验六 环境中微生物的检测和分离纯化 11
实验七 细菌鉴定中常用的生理生化反应 12
实验八(综合实验)化能异养微生物的分离与纯化 13
课程名称: 微生物学
实验班级:化生系生命科学本科
实验日期:
指导教师:黎勇 实验一 油镜的使用和细菌的简单染色法
〔目的要求〕学习并熟练掌握油镜的使用技术;观察细菌的基本形态;学习观察细菌的运动性的基本方法。
〔基本原理〕
1.N²A=n²sinα
2.D=λ/2N.A
3.目镜可提高放大倍数,但有效放大率取决于镜口率。已经分辨的物体不放大看不清,未分辨物放得再大也看不清。
4.用悬滴法或凹玻片法观察细菌的运动性时,可以通过真运动能定向地由一处快速运动来区别于颗粒的布朗运动。
〔器材用具〕显微镜、载玻片、凹玻片、盖玻片、接种环、香柏油、二甲苯、凡士林、吸水纸、擦镜纸;细菌、放线菌等固定装片;培养18小时左右的B.subtilis.S.arueus菌斜面培养物;无菌水、生理盐水。
〔方法步骤〕:
(一)油镜的使用
镜检装片在中倍(或高倍镜)下找到目的物,并使位于视野正中
聚光镜上升到最高位置,虹彩光圈开到最大,镜头转开成八字形
在玻片的镜检部位(光斑处)滴一滴香柏油
油镜转入正下方
侧视小心上升载物台(缩短镜头与装片距离,镜头浸入油中,至油圈不扩大为止镜头几与装片接触)粗调器徐徐下降载物台(密切注视视野,当捕捉到物像时,立即用细调器校正)仔细观察并绘图
取出装片,清洗油镜:擦镜纸拭去镜头上的香柏油
擦镜纸沾少许二甲苯擦去残留(用手指辅助,迅速拭擦一、二次)
用清洁擦镜纸仔细擦干二甲苯(2-3次)。
(二)细菌的简单染色法:涂片
干燥
火焰固定
染色
水洗
干燥
油镜观察
(三)细菌运动性的观察 取洁净盖玻片,四周涂上凡士林
滴加一小滴菌悬液
凹玻片的凹窝向下盖于盖玻片上
翻转观察
〔结果分析〕
1、画一圆圈表示视野,选取所观察的微生物绘图,注意特殊结构、形状和排列。(描绘时按视野实际大小5-10倍绘制)
菌名:大肠杆菌
菌名:金黄色葡萄球菌
放大倍数:100³10(³5)
放大倍数:100³10(³5)
特殊结构:无 特殊结构:无
视野观察下微生物的形态
2、油镜使用时为什么必须干燥装片?
防止水油分层,光受到折射而影响油镜性能的发挥
〔实验讨论〕
首次实验中有几个要点:一是按无菌操作取用菌;二是涂片技术的掌握;三是油镜使用技术。凡实验中学生的所思所想,如无菌操作技术要点、自行处理实验材料、失败与思考等均可进行讨论(如涂片时蒸馏水不宜过多、取用菌时防止菌被灼烫变形、取菌宜少不宜多等均是可以讨论的内容)。
实验二 细菌的革氏染色与芽孢染色
〔目的要求〕观察细菌菌落的特征;掌握简单染色法、革兰氏染色法的原理及操作步骤;在油镜下观察细菌个体形态;学习环境中微生物的检查方法,并加深对微生物分布广泛性的认识
〔器材用具〕E.coliB.subtilisS.aureus.的斜面培养物(18-24小时)以及菌落平板各一个;染液:草酸铵结晶紫、划兰氏染液、卢戈氏碘、95%的乙醇、蕃红;无菌水、显微镜、载片、滤纸、液体石蜡是、、擦镜纸、接种环。
〔方法内容〕:
(一)实验室环境中微生物的检查
(二)革兰氏染色法 涂片固定
冷却
结晶紫染色1min 水洗
碘媒染1min 95%乙醇30-60s 水洗
番红复染2-3min
水洗
干燥
油镜镜检
(三)芽孢染色 涂片固定
孔雀绿加热染色(勿干)5min 水洗
番红复染1min
水洗
镜检
〔结果分析〕实验结果被染成紫色者即为革兰氏阳性,被染成红色者为革兰氏阴性;菌体染成红色,芽孢被染成绿色。
菌名:大肠杆菌
菌名:金黄色葡萄球菌
放大倍数:100³10(³5)
放大倍数:100³10(³5)
染色反应:红色(阴性)染色反应:紫色(阳性)
菌名:枯草芽孢杆菌
放大倍数:100³10(³5)
染色反应:紫色(阳性)
图1 视野观察下细菌的革兰氏染色反应
图2 枯草芽孢杆菌芽孢形态图
〔实验讨论〕
严格掌握脱色程度,是成败的关键。若脱色时间过度,则阳性菌初时之紫色脱出,复染成红色,误成阴性,反之脱色时间不足,阴性菌在初染时的紫色未能脱出,复染时不能染成红色,误以为阳性菌;涂片不能厚;卢弋氏碘即用即配。
作业
1、绘出所观察到到细菌的视野图,并说明染色反应。
2、哪些因素会影响到革兰氏染色结果的正确?其中是关键的一步是什么? 菌龄及培养条件和染色技术是最主要的,关键是脱色。
3、怎样对未知菌进行革兰氏染色,以证明你的结果的正确?
与已知菌混合涂片比较。
实验三 常用培养基的配制
〔目的要求〕了解培养基的配制原理;了解培养基常规配制程序;了解培养基过程各环节的要求和注意事项。了解半合成培养基的配制原理,学习掌握肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基的配制方法。
〔器材用具〕等配各种培养基的组成成分,琼脂、1N NaoH溶液 1N HCl天平或台秤高压蒸汽灭菌锅、移液管、试管、烧杯、量筒、锥形瓶、培养皿、玻璃漏斗等。药匙、称量纸、pH试纸、记号笔、棉花、纱布、线绳、塑料试管盖、牛皮纸报纸等。
〔方法步骤〕
(一)玻璃器皿的洗涤和包装 以小组为单位清洗、控水,按9个为一组,分别用报纸包好并放入烘箱中等待灭菌。
(二)液体及固体培养基的配制过程
原料称量(按配方次序)
溶解
调节pH 过滤澄清
分装
塞棉塞和包札
灭菌
分别按教材配方配制牛肉膏蛋白胨、马铃薯液体及固体培养基。
(三)培养基的分装 用玻璃漏斗,橡皮管,小玻璃管及弹簧夹制作分装装置
选用15³150平口试管或150mL锥形瓶贴上标签
分装(至试管高度1/4-1/3,斜面制作用1/5,半固体用1/3)
要求:每人制作斜面3支。其余分装至锥形瓶中。
(四)棉塞的制作及试管、锥形瓶的包扎 分别制作试管及锥形瓶棉塞并塞好好以牛皮纸包装头部。
(五)培养基的灭菌 培养基用湿热法灭菌;皿用干热法分别灭菌。
(六)斜面和平板的制作(下次试验完成)
(七)培养基的无菌检查(下次实验完成)
(八)无菌水的制备 同时制作无菌生理盐水,置锥形瓶中备用。
〔结果分析〕
以斜面接种培养验证培养基配制效果;
以平板制作及接种24小时培养验证灭菌效果;
简述移液管包装的注意事项。
〔实验讨论〕
灭菌器的灭菌效果必须间隔一段时间,加以验证,主要方法除无菌检查外,还通过压力试纸同时灭菌来验证其压力与温度;培养基通常成批制作备用。但制作后,其贮藏时间有一定限制,一般室温条件下不超过三周;冰箱4℃条件下可贮藏半年,过期不能用。
作业:
1、记录培养基的成分和名称
2、分析所配制培养基的碳源、氮源、能源及无机盐、维生素的来源。所配制均为天然培养基,各成分主要来自有机质,微量元素可以由自来水提供。
3、什么是天然培养基?什么是半合成、合成培养基?
实验四 酵母菌霉菌的形态结构观察及酵母死活细胞的鉴别
〔目的要求〕观察并掌握酵母菌霉菌的菌落特征、个体形态、生长及繁殖方式。学习酵母死活细胞的鉴别方法。
〔材料用具〕酿酒酵母、红酵母、假丝酵母;(酿酒酵母和红酵母菌落平板各一个。酿酒酵母豆芽汁斜面及酿酒酵母醋酸钠斜面各一支,假丝酵母加盖片培养的平板);7.6%孔雀绿染液,0.5%蕃红染液,苏丹黑染液,二甲苯,中性红染液,碘液;目镜测微尺、镜台测微尺;载片及盖片。
〔方法步骤〕
(一)菌落特征的观察
(二)个体形态与出芽
(三)子囊孢子的观察
(四)酵母死活细胞的观察。
〔结果分析〕描述酿酒酵母霉菌的菌落形态特征;绘图酿酒酵母的菌体、出芽方式及细胞细节;
(一)酵母的菌落湿润,大而隆起,颜色多样,正反面颜色一致,不透明,边缘整齐;
菌名:酿酒酵母
放大倍数:100³10(³5)
特殊结构:芽(出芽繁殖)
(二)霉菌
菌落特征:干燥,正反面及中央与边缘不一致;大而疏松。
(如右图)
菌名:青霉(Penicillium)
菌名:毛霉(Circinella)
放大倍数:100³10(³5)
放大倍数:100³10(³5)
特殊结构:分生孢子梗(帚状分枝)
特殊结构:孢子囊
菌名:曲霉(Aspergillus)
菌名:根霉(Rhizopus)
放大倍数:模式图
放大倍数:100³10(³5)
特殊结构:足细胞 特殊结构:假根
〔实验讨论〕
作业:
1、绘图说明所观察到的酵母菌、霉菌的形态特征。
实验
五、微生物大小的测定与显微计数
〔目的要求〕学习并掌握用测微尺测定微生物细胞大小的方法;了解血细胞计数板的构造及计数原理,掌握使用血细胞计数板进行微生物计数的方法。
〔材料用具〕啤酒酵母;显微镜、目镜测微尺、镜台测微尺;血球计数板;盖玻片,载玻片,滴管,试管,无菌水,〔方法步骤〕
(一)酵母细胞大小测定
(1)目镜测微尺的校正(2)细胞大小的测定
(二)显微计数法
(1)镜检计数室
(2)菌悬液制备及加样
(3)计数
(4)清洗计数板
〔结果分析〕结果记录入表中。
1、目镜测微尺的标定结果(精确到零点几小格)物镜倍数
(目镜均为10倍)目镜测微尺的格数(小格)
镜台测微尺的格数(小格)
目镜测微尺的每格的长度(μm)40倍
2、酵母菌大小测定结果 菌号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 目镜测微尺的格数(小格)长轴
短轴
酵母大小平均值=±(保留小数点后2位)
长轴=
3、血细胞计数板对酵母菌悬液计数结果 实验次数 各中格中菌数 总菌数 稀释倍数平均值
菌数(个/mL)1
短轴=
〔实验讨论〕
作业:
1.什么更换不同放大倍数的目镜和物镜时,必须用镜台测微尺重新对目镜测微尺校正。2..根据实验体会说明血细胞计数法的误差主要来自哪些方面?如何减少误差? 3..在滴加菌液时,为什么要先置盖玻片然后滴加菌液?能否先加菌液再置盖玻片? 4..用血球计数板测定微生物数量时,哪些步骤易造成误差?如何预防?计算细胞数目时此法是否可以适用? 实验六 环境中微生物的检测和分离纯化 〔目的要求〕
1、学习并掌握各种无菌操作技术,并用此技术进行微生物的划线分离接种
2、学习掌握平板菌落计数法 〔基本原理〕
土壤是微生物生活的大本营,是生物多样性的重要场所,也是发扬微生物资源的重要基地,可以从中分离纯化得到许多的菌株。划线法是常用的分离与纯化方法,通过无菌操作条件下,“渐划渐稀”的效应而得到菌落纯的菌株。
平板菌落计数法是将待测样品经过适当稀释,使其中的微生物充分分散形成单个细胞,取一定量的稀释样液接种到平板上,经过培养,由每个单细胞生长繁殖而形成肉眼可见的菌落,即一个单菌落应代表原样品中的一个单细胞。统计菌落数,根据其稀释倍数和取样接种量即可换算出样品含菌量。这种方法为活菌计数法,广泛应用于生物制品及污染程度(含菌指数)的检测。
〔材料与用品〕
土样10g,无菌平皿(20套)及无菌水,牛肉膏蛋白胨平板(2只);取液器(0.5mL及1mL各三支);无菌有帽试管,三角瓶,无菌涂棒,接种环,记号笔,酒精灯,火柴,试管架 〔方法步骤〕
1、周围环境中微生物的检测
平板分4个区做好标记
用未洗的手指及肥皂洗过的手指(1次、2次、3次,或其它)分别在四个区上涂抹
倒置到37℃培养24小时观察结果。
2、土壤中微生物分离纯化及平板计数
采土样(5-20cm)土10g,装入到已灭菌的牛皮袋(信封)中,封好袋口
1.0g加入99mL无菌水(三角瓶)中
1mL无菌吸管0.5mL加入到4.5mL无菌水试管中,吹吸三次,振荡均匀(10-3)。同法得10-4-10-6土壤溶液
用接种环沾取10-2土壤悬液在已经凝固的平板表面进行划线分离
分别取各浓度土壤悬液0.1mL对号均匀地放入已写好稀释度的牛肉膏蛋白胨平板,用无菌涂棒涂匀(多涂几遍)。每个浓度做3个平板。〔结果分析〕
1、有较大片菌苔生长时,弃用。
2、选择平均菌落数在30-300之间的平板。只有一个浓度符合此范围时,以该平均菌落数为准;有两个浓度的平板菌落数在30-300之间时,按两者的总数平均决定,比值小于2,取平均,比值大于2则取较少的菌落总数。所有菌落数大于300,取稀释度最高的平均菌落数乘稀释倍数;所有菌落数均小于30,取稀释度最低的平均菌落数乘稀释倍数(即当所有菌落数均不在30-300之间时,此实验的精确度要求下,可以最接近30或300的菌落数乘稀释倍数)。
〔实验讨论〕
土壤中的菌数量在哪个数量级?你分离的微生物主要有哪些种类?为什么?
105数量级,主要是细菌,也有酵母。主要通过其菌落特征来判断。细菌的菌落为湿润,其正反面颜色一般一致,普遍比较小。酵母的菌落湿润,大而隆起,颜色多样,正反面颜色一致,不透明,边缘整齐;而霉菌菌落特征:干燥,正反面及中央与边缘不一致;大而疏松。
实验七 细菌鉴定中常用的生理生化反应
〔目的要求〕了解细菌生理生化反应原理,掌握细菌鉴定中常用的生理生化反应方法;通过对不同细菌对不同含碳、氮化合物的分解利用情况,了解基代谢多样性;学习不同培养基基中的不同生长现象及其代谢产物在鉴别细菌中的意义。
〔实验原理〕各种细菌所具有的酶系统不尽相同,对营养基质的分解能力也不一样,因而代谢产物存在差别。细菌的这种代谢方式可供鉴别细菌之用。用生理生化试验的方法检测细菌对各种基质的代谢作用及其代谢产物,从而鉴别细菌的种属,称为细菌的生理生化反应。有些细菌能发酵葡萄糖,而不能分解乳糖;有些细菌能分解某种糖产生有机酸和气体;有的细菌则只产酸不产气。在配制培养基时预先加入溴甲酚紫(pH4.4红色~pH6.2黄色),当发酵产酸时,培养基由紫色变黄,气体的产生则可由试管中倒置的杜氏小管中有无气泡来判断。大肠杆菌不产生丁二醇,V.P.试验为阴性。其进行混合酸发酵,故甲基红试验为阳性。产气杆菌则进行丁二醇发酵,V.P试验为阳性,甲基红试验为阴性。
〔材料用具〕E.coli,变形杆菌,枯草芽孢杆菌,产气杆菌,粪水中分离的未知菌种斜面,糖发酵培养基;超净工作台,恒温培养箱,试管,移液管,杜氏小管。甲基红试剂、V.P.试剂。
〔实验步骤〕各取4支相应的培养基,标记好发酵培养基的名称、所接菌种名及组号,1支接大肠杆菌,1支接变形杆菌,1支接未知斜面菌种,1支不接。
1、糖发酵试验
2、甲基红试验
3、V.P.试验
接种后37℃分别培养24h、48h、48h,观察实验结果,将实验结果填入表中。〔实验结果〕
表7-1 实验结果 编号 大肠杆菌 枯草芽孢杆菌 产气杆菌 未知菌 CK 葡萄糖发酵
乳糖发酵
甲基红实验
V.P.试验
〔实验讨论〕
如:讨论通过哪些生理生化反应可以区分大肠杆菌,产气杆菌?
大肠杆菌不产生丁二醇,V.P.试验为阴性。其进行混合酸发酵,故甲基红试验为阳性。产气杆菌则进行丁二醇发酵,V.P试验为阳性,甲基红试验为阴性。
实验八(综合实验)化能异养微生物的分离与纯化 [目的要求]
1.掌握细菌、放线菌、酵母苗和霉菌稀释分离、划线分离等技术。
2.学习从样品中分离、纯化出所需菌株。
3.学习并掌握平板倾注法和斜面接种技术,了解培养细菌、放线菌、酵母菌及霉菌四大类微生物的培养条件和培养时间。
4.学习习近平板菌落计数法。[基本原理]
土壤是微生物生活的大本营,是寻找和发现有重要应用潜力的微生物的主要菌源。不同土样中各类微生物数量不同,一般土壤中细菌数量最多,其次为放线菌和霉菌。一般在较干燥,偏碱性、有机质丰富的土壤中放线苗数量较多;酵母菌在一般土壤中的数量较少,而在水果表皮、葡萄园、果园土中数量多些。本次实验从土壤中分离细菌、放线菌和霉菌;白面曲(发面用的引子)或酒曲或果园土中分离酵母菌。
为了分离和确保获得某种微生物的单苗落,首先要考虑制备不同稀释度的苗悬液。各类菌的稀释度因菌源、采集样品时的季节、气温等条件而异。其次,应考虑各类微生物的不同特性,避免样品中各类微生物的相互干扰。细菌或放线苗在中性或微碱性环境较多.但细菌比放线萌生长快,分离放线菌时,一般在制备土壤稀释液时添加10%酚或在分离培养基中加相应的抗生素以抑制细菌和霉菌(如加链霉素25-50μg mL以抑制细菌;添加制霉菌素50μg/mL或多菌灵30μ/mL以抑制霉菌);酵母苗和霉菌都喜酸性环境,一般酵母菌只能以糖为碳源,不能直接利用淀粉,酵母菌在pH 5时生长极快。而细菌生长适宜的酸碱度为pH7,所以分离酵母菌时只要选择好适宜的培养基和pH,可降低细菌增殖率,霉菌生长慢,也不干扰酵母菌分离。若分离霉菌,需降低细菌增殖率,一般培养基临用前须添加灭过菌的乳酸或链霉素。为了防止菌丝蔓延干扰菌落计数,分离霉菌时常在培养基中加入化学抑制剂。要想获得某种微生物的纯培养,还需提供有利于该微生物生长繁殖的最适培养基及培养条件。四大类微生物的分离培养基、培养温度、培养时间见表所示。[材料与用品] 1.菌源 选定采土地点舌。铲去表土层2~3cm,取3~10cm深层土壤10g,装入已灭过菌的牛皮纸袋内.封好袋口,并记录取样地点、环境及日期。土样采集后应及时分离,凡不能立即分离的样品,应保存在低温、干燥条件下,尽量减少其中菌种的变化。从面曲中分离酵母菌。也可用酒曲等替代。
2.培养基 肉膏蛋白胨培养基、马丁氏培养基、高氏合成一号培养基、豆芽汁葡萄糖培养基(制平板和斜面,3.无菌水或无菌生理盐水 配制生理盐水.分装于250mL锥形瓶中,每瓶装99mL(或95mL分离霉菌用),每瓶内装10粒玻璃珠;分装试管,每管装约4.5-5mL(不超过试管高度的1/5)。
4.其他试剂与用品 无菌培养皿、无菌移液管、无菌玻璃涂棒(刮刀)、称量纸、药匙、洗耳球、10%酚溶液。[实验步骤]
1.稀释分离法平板分离菌有倾注法和涂布法两种。本次实验分离细菌、放线菌、霉菌时采用倾注法,酵母菌分离采用涂布法:
(1)细菌的分离 1)制备土壤稀释液 称取土样1 g,在火焰旁加入盛有99mL并装有玻璃珠的无菌水或无菌生理盐水锥形瓶中.振荡10一20min,使土样中菌体、芽孢或孢子均匀分散,制成10-2稀释度的土壤稀释液。然后按10倍稀释法进行稀释分离,以制备10-2稀释度为例,具体操作过程如下:取4.5 mL无菌水试管6支,按10-2......10-7顺序编号,放置在试管架上。取无菌移液管一支,从移液管包装纸套 中间撕口,将包装纸套分成上、下两段,去除下段包装纸套,在移液管上端管口装橡皮头,取出下段移液管纸套放置桌面,以右手拇指、食指、中指拿住移液管卜端的橡皮头,将吸液端口及移液管外部表面迅速通过火焰2~3次,杀灭撕纸套时可能污染的杂菌,切忌不要用手指去触摸移液管吸液端口及外部。左手持锥形瓶底,以右手掌及小指、无名指夹住锥形瓶上棉塞,在火焰旁拔出棉塞(棉塞夹在于上,不能乱放在桌上),将lmL移液管的吸液端伸进振荡混匀的锥形瓶土壤悬液底部,用手指轻按橡皮头,在锥形瓶内反复吹吸二次(吹吸时注意第二次液面要高于第一次吹吸 的液面),然后准确吸取0.5mL10-2土壤稀释液,右手将棉塞插回锥形瓶上,左手放下锥形瓶,换持一支盛有4.5mL无菌水的试管,依前法在火焰旁拔除试管帽(或棉塞),将0.5m10-2土壤稀释液注入4.5m1无菌水试管内,制成l0-3的土壤稀 释液,将此移液管通过火焰再插入原来包装移液管的下段纸套内,以备再用。另取一只未用过的无菌移液管在试管内反复吹吸三次,然后取出移液管,并将其通过火焰再插入原来包装移液管的下段纸套内,以备再用。盖上试管帽。右手持10-3稀释液试管在左手十敲打20~30次。混匀土壤稀释液。再从纸套取出原来的移液管,插入稀释液已摇匀的试管内,再吹吸三次,然后准确吸出o.5mL 10-3的稀释液。置第二支装有4.5 m1无菌水试管,制成10-4:土壤稀释液。用同法再制成 10-
5、10-
6、10一7的土壤稀释液(为避免稀释过程误差,进行微生物计数时,最好每一个稀释度更换一支移液管):最后用的移液管重新放人纸套内。待灭菌后,再洗刷或将用过的移液管放在废弃物筒中.用3%-5%来苏尔浸泡l h后再灭菌洗涤。2)倾注法分离 取无菌培养皿6-9套,分别于培养皿底面按稀释度编号。稀释完毕后,用原来的移液管从菌液浓度最小的10-7土壤稀释液开始吸取1mL稀释液,按无菌操作技术加到和应编号的无菌培养皿内。再依同方法分别吸取1mLl0-
6、10-5的土壤稀释液,各加到和应编号为10-
6、10-5的无菌培养皿内。将已灭菌的肉膏蛋白胨固体培养基融化,待冷却至45-50度左右,分别倾入到已盛有I0-
5、10-
6、10-7土壤稀释液的无菌培养皿内。注意:温度过高易将菌烫死,且皿盖上冷凝水太多,会影响分离效果;低于45%培养基易凝固,平板易出现凝块、高低不平。倾倒培养基时注意无菌操作,要在火焰旁进行。左手拿培养皿,右手拿锥形瓶底部,左手同时用小指和手掌将棉塞拔开,灼烧瓶口.用左手大拇指将培养皿盖打开一缝,至瓶口正好伸入,倾入培养基约12-15 mL,将培养皿在桌面上轻轻转动,使稀释的菌悬液与融化的琼脂培养基混合均匀.混匀后静置桌上,待凝。3)培养 待平板完全冷凝后,将平扳倒置于35-37℃恒温培养箱中,培养24~48h观察结果。
(2)放线菌的分离
1)制备土壤稀释液 称取土样l g,加入盛有99m1并装有玻璃珠的无菌水或无菌生理盐水锥形瓶中.并加人lo滴10%酚溶液(抑制细菌生长,可用l%的重铬酸钾溶液代替lo%酚溶液.效果更好)。振荡后静置5min,即成10-2土壤稀释液。
2)倾注法分离 按前法将土壤稀释液分别稀释为10-
3、10-
4、10-5三个稀释度,然后用无菌移液管依次分别吸取lmL 10-
5、l0-
4、10-3土壤稀释液于对应编号的无菌培养皿内,用高氏合成1号培养基依前法倾倒平板,每个稀释度做2~3个平行培养皿。理盐水内,振荡20min,即成10-2的面曲稀释液。若选用果园上样,也依前法称取土样,制成10-2壤稀释液。3)涂布法分离 依前法向无菌培养皿中倾倒已融化并冷却至45-50℃的豆芽汁葡萄糖培养基,待平板冷凝后,用无菌移液管分别吸取上述l0-
6、l0-
5、10-4三个稀释度苗悬液0.1mL,依次滴加于对应编号已制备好的豆芽汁葡萄糖培养基平板上。右手持无菌玻璃涂棒,左手拿培养皿,并用拇指将皿盖打开一缝,在火焰旁右手持玻璃涂棒于培养皿平板表面将菌液自平板中央均匀向四周涂布扩散,切忌用力过猛将菌液直接推向平板边缘或将培养基划破。4)培养 接种后,将平板倒置于30℃恒温培养箱中,培养2~3 d观察结果。
2划线分离法 菌种被其他杂苗污染时或混合菌悬液常用划线法进行纯种分离。此法将蘸有混合菌悬液的接种环在平板表面多方向连续划线,使混杂的微生物细胞在平板表面分散,经培养得到分散成由单个微生物细胞繁殖而成的菌落,从而达到纯化目的。平板制作方法如前所述。但划线分离的培养基必须事先倾倒好,需充分冷凝待平板稍于后方可使用;为便于划线,一般培养基不宜太薄,每皿约倾倒20mL培养基,培养基应厚薄均匀,平板表面光滑。划线分离主要有连续划线法和分区划线法两种。(1)连续划线法 连续划线法是从平板边缘一点开始,连续作波浪式划线直到平板的另一端为止,当中不需灼烧接种环上的菌。以无菌操作用接种环直接取平板上待分离纯化的菌落。将菌种点种在平板边缘一处,取出接种,烧去多余菌体。将接种环再次通过稍打开皿盖的缝隙伸人平板,在平板边缘空白处接触一下使接种环冷却.然后从接种有菌的部位在平板上自左向右轻轻划线。划线时平板面与接种环面成30~40°的角度,以手腕力量在平板表面轻巧滑动划线。接种环不要嵌入培养基内划破培养基,线条要平行密集,充分利用平板表面积,注意勿使前后两条线重叠。划线完毕,关上皿盖。灼烧接种环,待冷却后放置接种架上。培养皿倒置于适温的恒温培养箱内培养(以免培养过程中皿盖冷凝水滴下,冲散巳分离的菌落)。培养后在划线甲板上观察沿划线处长出的菌落形态,涂片镜检为纯种后再接种斜面。(2)分区划线法平板分四区,故又称四分区划线法。划线时每次将平板转动60一70°划线,每换一次角度,应将接种环上的菌烧死后,再在上次划线末尾处继续划线。取菌、接种、培养方法与连 续划线法相似。分区划线法划线分离的平板分4个区,其中第四区是单菌落的主要分布区,故其划线面积应最大。为防止第四区内划线与l、2、3区线条和接触,应使4区线条与l区线条和平行,这样区与区间线条夹角最好保持120度左右。先将接种环沾取少量菌在平板1区划3~5条平行线,取出接种环,左手关上皿盖.将平板转动60~70°,右手把接种环上多余苗体烧死,将烧红的接种环在子板边缘冷却,再按以上方法以1区划线的苗体为菌源,由1区向2区作第二次早行划线。第二次划线完毕,同时再把平皿转动约60一70°,同样依次在5、1区划线。划线完毕,灼烧接种环,关上皿盖,同上法培养,在划线区观察单菌落。本次实验在分离细菌的平板上选取单菌落。于肉膏蛋白胨平板上再次划线分离,使菌进一步纯化。划线接种后的平板,倒置于30℃恒温培养箱中培养24h后观察结果。
3.微生物菌落计数(平板菌落计数法)含菌样品的微生物经稀释分离培养后,每一个活苗细胞可以在平板上繁殖形成一个肉眼可见的菌落。故可根据平板上菌落的数目.推算出每克含菌样品中所含的活菌总数。每克菌样品中微生物的活细胞数=(同一稀释度的3个平板上菌落平均数X稀释倍数)/含菌样品克数。一般由三个稀释度计算出的每克含菌样品中的总活菌数和同一稀释度出现的 总活菌数均应很接近,不同稀释度平板上出现的菌落数应呈规律性地减少。如相差较大,表示操作不精确。通常以第二个稀释度的平板上出现50个左右菌落为好。也可用菌落计数器计数。
4.平板菌落形态及个体形态观察 从不同平板上选择不同类型菌落用肉眼观察,区分细菌、放线菌、酵母茵和霉菌的菌落形态特征。并用接种环挑菌,看其与基质结合紧密程度。再用接种环挑取不同菌落制片,在显微镜下进行个体形态观察。记录所分离的含菌样品中明显不同的各类菌株的主要菌落特征和细胞形态。
5.分离纯化菌株转接斜面(斜面接种)在分离细菌、放线菌,酵母苗和霉菌的不同平板上选择分离效果较好,认为已经纯化的苗落各挑选一个用接种环接种斜面。将细菌接种于肉膏蛋白胨斜面,放线菌接种于高氏1号斜面,酵母菌和霉菌接种于豆芽汁葡萄糖斜面上。贴好标签,在各自适宜的温度下培养,培养后观察是否为纯种,记录斜面培养条件及苗苔特征。置冰箱保藏。[实验报告] 1.简述分离微生物纯种的原则及列出分离操作过程的关键无菌操作技术。2.四大类微生物的分离方法及培养条件
3.分离的微生物平板菌落计数结果
4.样品中单菌落菌株的菌落培养特征与镜检形态 5.斜面培养条件及菌苔特征(包括纯化结果)。
现代医学微生物学已经广泛地渗透到医学、药学、生物学各领域,其发展速度相当快,特别是分子水平的理论和实践的不断开拓和深入发展,使人们对于所致疾病的病原生物学性状、致病性、诊断、治疗以及预防等环节,正在形成一个全新的认识过程。
因此,在教学实践中,怎样围绕医学微生物学知识体系的特点有效地提高其教学质量,充实和完善学生对这一学科的知识积累,进一步提高学生的综合素质,成为教学的关键。
1课程特点
1.1课程内容多、课时少。
在医学教育中,各院校为适应新的教学环境而不断进行教学改革。
压缩教学学时是我院教学改革的一部分,我院的医学微生物学学时也在一再缩减;然而,随着医学微生物学深入研究,以及新病原微生物不断出现,如SARS病毒、H5N1禽流感病毒、人偏肺病毒等,该课程内容正不断增加,使得教学压力日渐增大。
1.2学科交叉多。
医学微生物学课程内容涉及很多学科,既有基础学科,又有临床学科。
理论教学大纲
绪论(2学时)
一、教学目的:
1掌握微生物和微生物学的概念及微生物所包括的主要类群
2了解微生物在生物界的分类地位、微生物学的发展阶段和现代微生物学的发展概况。
二、主要内容: 1 微生物学的研究对象 2 微生物学及其主要分枝 3 微生物学发展简史
三、讲授重点:
微生物学的任务和内容,微生物发展史。
四、讲授难点: 微生物的特点
第一章 原核微生物(6学时)
一、教学目的:
1重点掌握细菌、放线菌的形态结构及其它主要特征。2了解立克次氏体、衣原体、支原体、蓝细菌的主要特征。
二、主要内容:
1细菌的形态结构及其功能、繁殖方式、菌落特征;细菌分类及其代表类群 2放线菌的形态构造、繁殖方式、菌落特征;放线菌的代表类群 3蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体的一般结构和特性。
三、讲授重点:
细菌细胞的特点、细胞壁结构与革兰氏染色原理。
四、讲授难点:
细菌细胞的一般结构和特殊结构。
第二章 真核微生物形态、结构和功能(5学时)
一、教学目的:
1掌握霉菌、酵母菌和蕈菌的概念和基本形态结构; 2较熟练掌握真菌的繁殖方式、有性和无性孢子类型。3原核微生物与真核微生物的主要区别; 4了解五个亚门真菌的分类方法及其代表菌
二、主要内容
1酵母菌的形态结构;
2酵母菌的繁殖方式、生活史和菌落特征; 3霉菌的形态结构; 4霉菌的繁殖及孢子类型; 5 霉菌的菌落; 6蕈菌(大型真菌)7常见真菌代表菌属
三、讲授重点:
真核微生物的形态结构、菌落特征、繁殖方式。
四、讲授难点:
子囊菌、担子菌、半知菌亚门真菌的分类方法。
第三章 病毒(4学时)
一、教学目的
1掌握病毒的一般属性和类群。
2熟练掌握病毒的种类、形态结构、化学组成、繁殖过程、溶源性。3熟练掌握噬菌体形态和结构以及噬菌体的类型
二、主要内容
1病毒的概念及特点;
2病毒的形态结构、化学组成、繁殖方式; 3噬菌体的形态结构、繁殖方式; 4植物病毒和动物病毒
三、讲授重点:
病毒的定义、基本形态结构和化学组成、各类病毒的宿主。噬菌体的繁殖方式和特点
四、讲授难点:
病毒的结构;病毒的粒子种类;病毒的类群。
第四章 微生物营养(4学时)
一、教学目的:
1掌握微生物所需要的营养物质及其功用、微生物的营养类型; 2掌握物质运输的方式和机理; 3掌握培养基的种类与配制原则;
二、主要内容
1微生物的六种营养要素; 2微生物的营养类型; 3营养物质进入细胞的方式; 4培养基的配制和种类。
三、讲授重点:
微生物的营养特点,营养类型和吸收营养的机制。
四、讲授难点:
培养基的配制原则和种类
第五章 微生物的代谢(3学时)
一、教学目的:
1掌握微生物呼吸和能量代谢;呼吸基质和能源;呼吸类型;有氧呼吸;无氧呼吸作用;发酵作用。2掌握微生物的代谢调节方式;
二、主要内容
1微生物的产能代谢;
2微生物特有的合成代谢途径分解代谢和合成代谢间的联系; 3微生物代谢调节
三、讲授重点: 微生物的呼吸和发酵。
四、讲授难点:
微生物代谢调节:酶合成的调节和酶功能的调节
第六章 微生物的生长及其控制(6学时)
一、教学目的:
1熟练掌握纯培养的基本步骤和技术;
2熟练掌握细菌个体生长和群体生长的规律,单细胞微生物一次培养生长曲线; 3掌握微生物生长测定的方法;
4掌握影响微生物生长的重要环境因素;
二、主要内容
1微生物生长的测定; 2微生物的生长规律; 3影响微生物生长的主要因素; 4微生物培养法; 5微生物生长的控制;
三、讲授重点:
测定微生物生长繁殖的方法,微生物生长的规律及环境因素对微生物生长的影响
四、讲授难点: 微生物生长的控制
第七章 微生物的遗传变异和育种(6学时)
一、教学目的:
1了解遗传变异的物质基础; 2掌握微生物突变体的主要类型;
3掌握基因突变、微生物育种的基本原理和基本方法;
二、主要内容
1遗传变异的物质基础; 2基因突变和诱变育种; 3基因重组; 4基因工程;
三、讲授重点:
遗传变异的物质基础,原核微生物的基因重组主要方式和特点,基因工程原理。
四、讲授难点:
细菌的基因重组方式。微生物诱变育种方法。
第八章 菌种的保藏(2学时)
一、教学目的: 1了解菌种衰退的原因;
2掌握菌种保藏的基本方法和原理;
二、主要内容: 1菌种的衰退和复壮; 2菌种的保藏;
三、讲授重点: 菌种保藏的基本方法
四、授难点: 菌种保藏的基本原理
第九章 微生物生态(3学时)
一、教学目的:
1了解微生物在自然界的分布状况,以及在自然界中所起的作用; 2掌握微生物与生物环境间的关系; 3掌握微生物处理污水的一般方法;
二、主要内容: 1微生物在自然界的分布 2微生物与生物环境间的关系 3微生物与环境保护
三、讲授重点:
微生物与生物环境间的关系
四、教学难点:
微生物处理污水的一般方法
第十章 传染与免疫(4小时)
一、教学目的:
1了解传染与免疫的机制; 2掌握免疫学方法及其应用;
二、主要内容: 1有关免疫的基本概念 2 免疫系统 3抗原 4抗体 5细胞因子 6补体 7免疫应答 8细胞免疫 9体液免疫 10血清学试验技术
三、讲授重点: 抗原与抗体概念,血清学技术。
四、讲授难点:
一本学院开设的微生物学实验课在教学中主要存在的问题
第一, 微生物学是一门实践性和应用性很强的学科, 是现代生物技术的重要基础。其独特的实验方法及技术在生命科学领域中有不可替代的地位, 其所涉及的实验技术广泛渗透在生命科学的各个分支领域。而本学院开设的微生物学实验课程所用教材滞后, 实验内容陈旧孤立。现今的实验教材与十几年前的实验教材相比, 并无太大突破, 实验与实验间缺乏联系、孤立存在, 不利于学生对知识的系统学习和整体性的掌握。
第二, 本学院开设的微生物学实验主要分成三种形式, 一种为必修课实验32学时 (制药工程专业) , 一种为必修课中实验12学时 (生物工程专业) 、第三种则是选修课中实验8学时 (化工、轻工等其他专业) 。实验安排课时不合理, 与学科发展方向不能够很好地匹配, 课程实验内容不够全面, 学科交叉性不够突出, 无法使学生对于该领域有一个宏观的认识。
第三, 教学模式不能突出学生的主观能动性, 学生依赖讲义、按部就班地进行实验操作, 限制了学生的独立思考, 缺乏创造性。课时安排紧张, 实验往往以小组形式的方式进行, 每次开课最多安排8组实验, 一组3~5名学生, 导致不是所有的学生都能够积极地动手操作。
二针对问题提出相应的对策
本研究针对本学院微生物学实验课程所面临的问题, 通过对实验课程的改革来帮助学生加深对知识的理解, 帮助学生较好地掌握动手操作能力, 帮助学生养成独立思考问题的能力, 帮助学生初步体会什么是科学研究, 开拓学生的思维, 增强学生对于学习微生物学的热情。通过一系列的创新改革, 对培养学生解决生物工程、制药工程交叉领域实际问题的能力具有重要意义。为了实现这个目标, 我们对实验课程的教学内容、手段及方法进行了一系列的革新尝试。
1. 通过微生物学实验大纲的更新, 合理分配实验课时
首先, 对教学方案和实验内容编排进行了必要的改革, 将原有的必修课32课时重新进行分配。在学时数相对充足的情况下, 将原有的32个学时8个实验重新分类, 分别为:基础性实验、设计性实验、创新性实验。
基础性实验包括以下四个实验: (1) 培养基的制备和灭菌 (包括多种培养基的制备、消毒与灭菌的区别) ; (2) 微生物的接种、培养以及无菌操作技术 (包括斜面、平板的接种技术、菌种保藏技术) ; (3) 微生物的染色及形态观察 (包括显微镜的使用和显微镜计数、四大微生物形态观察) ; (4) 细菌生长曲线的制作。四个实验基本涵盖了微生物学实验基础操作的必要技能, 符合微生物学研究的思路, 保证了学生学习技术的连贯性, 基础实验课时占总课时的1/2。
新增1~2个简单可行的设计性实验, 保证学生整个过程的接触, 让学生建立从课前文献查阅、实验设计到实践操作等系统化的实验步骤, 锻炼学生的综合操作能力, 初步培养学生独立思考、综合分析问题的能力, 为之后的独立完成毕业论文打下坚实的基础。实验教师则根据学生提交的设计方案给出可行性的修改意见。可供选择的设计性实验包括: (1) 产纤维素酶和半纤维素酶菌株的筛选及产酶实验; (2) 土壤中微生物的分离、纯化与鉴定; (3) 药用真菌的液体培养和固体栽培; (4) 乳酸菌的分离、培养基酸奶的制备等实验。设计性实验安排在基础性实验之后, 占总课时的1/4。
创新性实验则是根据目前制药工程系中教师们在研的课题中的关键实验环节, 以学生参与的方式开展创新性实验。与微生物学领域前沿科学研究的接触, 不但能开拓学生的思路, 而且能够增强学生对于微生物学实验的热情, 创新性实验安排在设计性实验之后, 占总课时的1/4。学生们在参与创新性实验后, 可以在相关教师的帮助下, 申报校级或省级的大学生创新课题和大学生挑战杯创业计划大赛等项目, 不但鼓励了学生的积极参与性, 同时为其今后的发展提供一个良好的平台。
其次, 对于微生物学课中实验以及选修课的课中实验, 积极与理论课的教师进行沟通, 做到实验课程的安排与理论课的讲授内容同步。在以往的课中实验中, 常出现实验课开始的时候理论课的内容还没有衔接上, 导致学生对于课中的理论知识得不到一个很好的实践机会。由于课中实验的课时安排紧张, 因此对于非本专业学生的要求也相对较低, 但也要保证四个基础性实验的开展。而对于设计性实验和创新性实验, 则可以通过兴趣小组的形式向其他专业学生开放, 利用晚上或者周末的时间对全院各专业的学生开放, 通过增加实践分来鼓励学生积极地参与到微生物学实验兴趣小组。
2. 建立完善的课程评价体系
随着实验课的集中授课, 传统的微生物学从实验内容的选取、实验思路的设计、实验器材的准备都是实验老师为主导, 一手包办。在课堂上学生只需要按照老师提供的实验步骤按部就班地完成即可, 这样使得学生很容易养成一种依赖思想, 最直接的反应就是课前不预习, 课中不集中精神、不思考, 甚至不动手 (微生物学实验常常按组分配, 往往出现一个人动手实验, 部分学生袖手旁观, 最后实验报告以一人的结论为准) 。导致这样的结果与实验考核方式有很大关系, 一般都是通过实验报告书面反映成绩, 实际操作中实验报告书面成绩占到70%以上, 大家资源共享, 实验报告内容雷同, 实验报告不能完全反映出学生的实际上课效果。因此, 除了改革实验课程内容, 建立一套完善的实验课评价体系也是提高教学效果的重要条件。
第一, 建立课前考核, 现在是互联网时代, 与学生取得实时的联系很方便。因此, 每次开课之前, 将要进行的实验课的内容提前发布给学生, 让学生提交实验预习报告。在每节实验课前增加15分钟的考核时间, 将本次实验的几个关键要点、步骤等设计成几个简单的填空、选择和问答题, 现场作答, 预习实验报告和评改统计成绩占学期总成绩的20%。
第二, 在实验课程过程中, 实验教师对学生实验操作的过程进行近距离的指导和观察, 加强课堂实时的记录, 每次实验课对每个学生进行打分。提供实验所需的所有器皿、试剂等材料, 让学生自己搭建实验平台, 不再是课前老师按小组给大家准备好。对实验操作规范、实验效果较好的学生做好图片记录, 在下次实验课的过程中利用多媒体的方式向学生展示, 让学生互相学习。实验课中的操作评价占学期总成绩的30%。
第三, 期末考试不再简单地以开卷答题的方式进行, 而以实际操作打分的方式替代, 在实验期末考试时, 选择无菌操作、显微镜的使用、接种、微生物分离纯化等项目通过抽签的方式让学生进行期末考核。学生在完成实验考核的同时, 要求现场完成一份实验报告, 这样既能检查实验教学成果, 也能够促进学生的主动性, 期末考核占学期总成绩的30%。
第四, 实验报告的合理书写, 从书写格式、实验数据等方面进行综合评价, 实验报告成绩占学期总成绩的20%。
通过一系列的考核方式的完善, 让实验报告的成绩比例从原先的70%降低为20%。新的评价方式多样、注重实验过程, 使学生的自主学习性得到提高。
3. 改变传统师生课堂教学的交流模式
在实验课教学中, 要改变传统的老师按讲义步骤来讲解实验课程, 在提供必要的实验材料、器皿、仪器设备的同时, 在教学中要增设一些疑点难点, 让学生能够在实验过程中自己解决难题。当学生提出问题的时候, 要鼓励学生多进行独立思考, 要鼓励学生相互讨论, 通过实验过程的探索, 共同找寻解决方式。
教师要参与到学生的实验中, 一起动手、一起讨论, 要挖掘学生的创造潜能, 善于提问, 抓住学生实验课程中的重点与难点。在学生面对实验失败的时候, 要多引导学生, 培养学生克服困难、正视失败的能力, 耐心地分析失败的原因, 并利用成功的实验结果给予学生正面的教育。
通过以上一系列改革, 我们相信, 只要不断地进行实验教学模式的改革探索, 微生物学实验室一定能够成为培养学生实践动手能力和创新精神的多功能实践教学基地, 使实验教学质量大大提高, 为今后实验课程的开展、学生毕业论文的顺利完成提供保障。希望我们的实验教学改革能够不断完善, 为培养出具有扎实理论基础和较高实验创新能力的未来生物制药之星而努力。
摘要:微生物学实验是生物制药专业、生物工程专业一门主要的基础实验课。在教学中根据制药工程、生物工程的培养目标及微生物学实验室现有的条件合理安排实验, 用结合实际的方式来突出微生物学作为一门专业基础课的特点, 增设设计性、创新性实验, 培养学生的兴趣、加强对学生动手能力的培养, 改变原来微生物学实验教学中教师为主的模式, 提高实验课的教学质量。同时改变传统的微生物学实验考核的模式, 积极建立开放实验教学平台。通过微生物学实验的革新, 培养出既具有扎实理论基础知识, 又有较高实验技能和实验创造力的专业型人才。
关键词:微生物学实验,教学改革,实验技能
参考文献
[1]沈萍、范秀容、李广武.微生物学实验[M].北京:高等教育出版社, 2006
[2]张小燕.微生物学实验课程新思路探索[J].教育教学论坛, 2013 (10) :191~192
关键词:独立学院;微生物学;教学研究
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0162-01
微生物学是高等院校食品和环境类专业的一门重要的专业基础课。它涉及面广、应用性强、发展迅速,既是生命科学理论研究的中心,又是一门应用性极强的学科,一直也是推动整个生命科学发展的强大动力[1]独立学院是我国高校体系中的一种新的办学模式,为适应新形势下教育的需求,依据独立院校人才培养方案,实现培养“综合素质高,知识结构合理,实践能力强的创新型人才”的目标,笔者结合在独立学院微生物学教学的实践,对微生物学的教学有如下几点体会:
一、根据对象选择适宜的教学内容
(一)独立院校学生的特点
“师者,传道授业解惑也”。教师是要施教的主动者,他所教授的对象是学生,而根本目的是要解惑,故首先得对他的学生有充分的了解,供其所需,这样学生才能真正的获得知识,整个教与学的过程也能圆满的完成。
独立学院的学生与一般公立院校的学生相比,有其自身的特点:
1.基础差,主动学习的能力较差。高考成绩虽然不能说明全部的问题,但是从一定程度上反映了他们基础学科比较薄弱,比如英语,数学等。
2.积极的参加社会活动。由于独立学院学费比较昂贵,大部分学生都会选择周六周日寒暑假外出打工挣钱,他们更注重提高自身实践能力,积极参加学院举行的各项活动。
3.自卑感较强,因为入校分数较低,跟同龄人相比,特别是在学习上有很强的自卑感,另外目前的就业形势严峻,他们对自己的学校也缺乏信心,对未来就业甚是担忧。
(二)精选适合学生的教学内容
由于微生物学是一门历史较短、发展较快、纵横交错和广泛联系实际的学科,具有内容覆盖面广和跨度大等特点[2],目前,针对各类高校不同专业教学要求编写的微生物学教材版本很多,各种教材内容侧重点也有很大的不同[3]。依据独立学院的教学目标和学生的特点选择适宜的教材就特别重要。本学院的食品科学与工程系主要是侧重培养“食品领域内从事生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等工作的应用型工程技术人才”,所以虽然选择的是何国庆等主编《食品微生物学》教材,也没有整本书的内容全部讲解,像其中微生物的基因重组章節,理论性较强,与后续课程关联不大,在实际教学中就不予讲解。微生物的发酵食品等章节考虑到与其它课程的重复,不做重点讲解,而是选择贯穿于各类微生物的章节中讲解。
另外,微生物个体微小,一般用肉眼看不见,种类繁多,所以微生物的知识点比较多且抽象,更因其涉及到细胞生物学,分子生物学,遗传学,生态学等方面,因此微生物学是一门比较难学的专业基础课。为了激发学生的学习兴趣,如果单单讲授书本上的知识是不够的,时常关注时事新闻,微生物学的最新研究动态,查阅专业文献以及浏览生物谷,食品伙伴网等一些网站,想尽办法将枯燥抽象的理论知识与日常生活联系起来,让学生感觉微生物学是真实存在的并富有活力的一门学科,增强他们的求知欲望,增强他们学习这门课程的自信心。
二、采用多媒体和板书的教学手段
微生物必须要借助显微镜才能看到,传统的板书很难让学生理解,空洞的微生物无处不在等话语难以激发学生的兴趣,通过多媒体放映大量的图片,比如发霉的面包,显微镜下霉菌等等,让学生脑海中留下深刻的印象。播放一些视屏,比如蕈菌的繁殖过程等,使枯燥的知识变得鲜活,使微小的物体变大,学生更易接受。不仅老师使用多媒体授课,对于一些需要进行比较的知识点,比如比较细菌,放线菌,酵母菌,霉菌菌落的不同,让学生自主去查阅资料图片,然后上台进行讲解交流,这样他们知识记得更牢固,也引导他们慢慢自主学习,提高他们的综合素质。
三、加强学生的动手实践能力
微生物学是一门实验课程,具有与其他学科不同的实验操作体系,如无菌操作,微生物的分离等这些基本的操作。由于独立学院一般建校较晚,实验室建设也不太完善,设备不全,师资力量不齐全,可开设的实验也不多。一般院校的实验都是由老师准备好实验材料和用品,学生依葫芦画瓢的验证实验即可。笔者选择让学生参与到准备实验当中,让学生配培养基,溶液,接种等,首先让他们把这些基本的操作掌握,另根据有限的实验条件选择比如测量水中细菌总数和大肠杆菌群等综合实验,让学生自己设计,查阅文献,最后自主实验,真正放手让他们自己做,培养他们发现问题,解决问题以及分析问题的能力。学生也对此表现了极大的热情,积极参与到其中,很多学生还主动要求参加老师的科研项目,一方面增加了他们学习的自信心,另一方面为他们以后的就业奠定了良好的基础。
适当的安排学生去工厂实习,例如大三学生去武汉远大豆制品厂参观实习就收到良好的效果,该厂生产的污水并没有直接排掉,而是建成沼气池利用微生物发酵供热,通过实地参观并讲解让学生对书上微生物的生长以及微生物生态等章节的内容理解的更透彻,更重要的是让他们对自己所学专业有了更清晰的认识,使他们以后能更快的适应未来的工作岗位。
培养面向21世纪的人才,提高学生的综合素质,是当代教师义不容辞的义务[4,5]。通过笔者的教学实践经验,总结出了独立院校微生物的教学要结合学生的特征,依据学生的特点和学校的实际情况来安排教学,积极探索一些适合自身发展需求、切实提高本校微生物学教学质量和水平。
参考文献:
[1]熊德之.独立学院高等数学教学改革[J].武汉工程大学学报,2009,39(11):8
[2]周德庆.微生物学教程(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2002,5
[3]沈萍,陈向东.微生物学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2006,5
[4]沈萍,彭珍荣.面向21世纪生物学教学改革研究[M].北京:高等教育出版社,2000:190-931
[5]郑毅,李慧珍,何文锦.微生物学通报,1999,26(5):377-378
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