第五章第一节微生物的类群

第五章第一节微生物的类群教材分析本章知识的学习是建立在细胞的结构和功能、新陈代谢、遗传与基因工程、细胞工程等知识的基础上进行的。本章的知识点覆盖面广，具有发散性和联系性的特点。本章包括四节内容，微生物的类群在高二介绍的原核生物细胞知识基础上，进一步讲解了细菌、放线菌和病毒的形态结构。由构成微生物细胞的化学组成入手，阐述微生物营养的知识，在教学中应注意与物质基础的内容相联系，要明确培养基的配制原则和用途；与微生物代谢旺盛相关的特点有二：一是表面积大，利于与外界环境进行物质交换；二是对物质的转化利用快，微生物代谢产物分为初级代谢产物和次级代谢产物，两者的产生、种类和功能是要着重讲述的；微生物的代谢调节主要是酶的调节，即酶活性的调节和酶合成的调节。通过实例使学生理解这两种调节方式的主要区别：微生物生长要着重讲述所研究的对象，群体的生长规律以及环境因素对微生物生长的影响。发酵工程和酶工程的教学，应从学生的认知规律出发，从生产实例和生活常识入手，讲述发酵工程的概念、内容和应用，酶工程的概念和应用的知识。由于发酵工程具有菌种选育的过程，因此和人工诱变、细胞工程和基因工程的知识具有联系性，但人工诱变是不定向的，而细胞工程和基因工程对菌种的遗传特性是定向改变的。教学目标1．知识方面（1）识记细菌的结构和繁殖的知识；（2）识记放线菌、病毒的结构和繁殖。2．态度观念方面通过微生物实验的设计和观察，使学生树立结构与功能相统一的生物学的基本观点。3．能力方面（1）能认识书中图5-1、5-5、5-6所列举的结构，培养学生的识图能力；（2）通过列表比较分析原核微生物和真核微生物的区别和联系，培养学生的分析、归纳能力；（3）通过实验的设计和观察，培养学生的探索精神和实践能力；（4）培养学生的资料查询能力和调查能力。重点、难点分析细菌的结构和繁殖，既是本节的重点，也是难点。教学模式实验教学和电化教学相结合。设计思路课前组织学生进行实验调查，查阅资料，进行相关的实验设计，培养学生的观察、分析和运用资料进行汇总的能力。课堂教学中应用学生的实验结果，运用多媒体手段进行展示。课后培养学生运用所学知识分析微生物与环境的关系。在课程训练中充分发挥学生的自主学习能力。课前准备将学生分成若干小组（每组3～4人），以问题的形式引出实验课题，确定每组的实验内容。问题1：微生物是无处不在的，你如何通过实验证明这一点？问题2：微生物个体很小，你如何观察到微生物？问题3：微生物与环境、人类有何关系？根据以上问题，实验小组的同学进行讨论，确定实验课题。通过实验，调查等手段去完成课题，在学习研究的过程中增加了对微生物的认识水平；而且课题具有多样性，如：课题一：采集不同环境（如土壤、空气、水体）中的样本进行检测，确定微生物存在的广泛性。课题二：利用所学的生物知识，取样、制片、染色，观察微生物的形态。课题三：根据社会热点问题，利用电视、广播、报刊、网络信息，查阅艾滋病、炭疽热、疯牛病、流感等的相关资料。确定课题后，教师讲解关于微生物实验的实例。如水污染的测定。测定目标：水样中的细菌总数。水样采集地点：河流的上游、中游和下游。实验设备：（1）采集容器：无菌玻璃或塑料容器，（2）量筒：100mL量筒，（3）吸管：10mL无菌吸管，（4）吸力锥形瓶，（5）无菌培养皿，（6）镊子。试剂：质量分数为95％的酒精，琼脂培养基（蛋白胨20.0g，明胶20.0g，甘油10．0g，琼脂15.0g，蒸馏水1L）注意事项：（1）应用已清洁灭菌的器具。（2）所采样本具有代表性，且检验前不能受到污染。（3）水样在运输过程中，应保持在低温状态。（4）水样采集到检验时间不能超过24h。教师通过本实例的讲解，使学生初步学会微生物实验的基本操作方法和无菌操作的基本原则。要点提示本课程教学中应充分发挥学生自主学习的能力，在教学中强调启发学生的思维，鼓励学生集恩广益。培养学生思维的独立性和实验设计、实验操作、数据汇总的能力。本课成功与否的关键在于课前准备是否充分，实验设计应具有合理性、易操作性，查阅的资料应丰富。在教学活动中教师是组织者，去引导学生的学习活动。一、以图表和学生的实验结果引入本课，启发学生思维通过以上资料和实验结果，进行设问，引导学生总结资料，发现微生物在土壤、水体和空气中均有存在，实际上微生物是无处不在的。由表2可以发现细菌总数和细菌形态在不同地区有所不同，这与河水的清洁程度有关。二、运用电化教学手段，创造教学情境叙述学生实验，描述不同微生物的形态，提出问题：为什么观察到的微小生物个体有的有核，有的没核？引出原核与真核微生物的区别，引导学生进行比较观察。生物个体很小，为了便于学生加深印象，加强感性认识，应用多媒体图片展示多种微生物的形态。1．细菌运用图5-1讲解细菌的结构。细菌属原核生物，其基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核区。运用材料引导学生分析细胞壁的功能。（保护和维持细胞形状）。材料一：将杆菌接入浓度为0.2mol／L的蔗糖等渗溶液和盛有玻璃珠的三角烧瓶中，加以摇动，可使细胞壁破裂，细胞内容物流出。材料二：将细菌用溶菌酶处理，除去细胞壁，并接入低渗溶液，无细胞壁的细胞膜就会破裂。这是因吸水过多而胀破的。细菌核区的环状DNA控制着细菌的主要遗传性状，质粒上的基因与细菌的杭药性、固氮、抗生素生成有关。介绍学生查阅的有关炭疽热的知识，讲解细菌的特殊结构：一般说，芽孢不起繁殖作用，只起度过不良环境的作用，芽孢对热、紫外线和许多有毒化学物质有很强的抗性。鞭毛与运动有关，不少细菌在细胞壁外具有荚膜，对细菌具一定的保护作用。观察学生制作的菌落形态，结合表3进行分析。由于微生物个体很小，很难进行直接观察，而微生物群体——菌落具有大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等特征。如教材图5-3所示。2．放线菌通过多媒体手段，展示放线菌的形态。放线菌在自然界分布很广，在土壤、堆肥和湖底、河底的淤泥等处，尤其在土壤中种类和数量很多。其结构主要由菌丝组成，包括营养菌丝（基内菌丝）和气生菌丝。放线菌没有有性繁殖，主要通过形成无性抱子形式进行无性繁殖，成熟的分生孢子或孢囊孢子在适宜环境里发芽形成新的菌丝体。放线菌与许多抗生素的产生有关。3.病毒展示多种病毒图片，提出问题，分析病毒的结构特点。病毒的结构包括核酸、衣壳（合称核衣壳），衣壳的基本单位是衣壳粒，通常由1～6个多肽组成。某些病毒还包括囊膜，由蛋白质、多糖和脂类构成。有的病毒囊膜表面具有突起物，称刺突。衣壳具有保护病毒核酸，决定病原特异性等功能。病毒所具有的遗传物质或是DNA，或是RNA。利用多媒体电化教学手段展示病毒增殖的过程，即吸附、注入、复制合成、组装、释放的过程。阅读相关资料，了解艾滋病、流感、肝炎、烟草花叶病毒等产生的因素。三、运用相关知识，进行实验设计，提高学生能力指导学生应用微生物知识，测定公共场所中细菌总数，反馈教学效果。通过该实验，可以观察学生在实验设计、数据统计、菌落观察、实验分析等方面的能力。公共场所空气中细菌总数检验方法1．检验方法自然沉降法是指直径9cm的营养琼脂平板在采样点暴露15min，经37℃、8h培养后计数生长的细菌菌落数的采样测定方法。2．仪器和设备高压蒸汽灭菌器、干热灭菌器、恒温培养箱、冰箱、平皿（直径9cm）。制备培养基用一般设备：量筒、三角烧瓶、pH计或精密pH试纸等。3．培养基3.1成分：蛋白胨10g、牛肉浸膏10g、氯化钠3g。琼脂15～20g，蒸馏水1000mL。3.2制法：将上述各成分混合，加热溶解，校正pH至7.4，过滤分装，121℃、20min高压灭菌。用自然沉降法测定时，倾注约15mL于灭菌平皿内，制成营养琼脂平板。撞击法参照采样器使用说明制备营养琼脂平板。4．操作步骤4.1设置采样点时，应根据现场的大小，选择有代表性的位置作为空气细菌检测的采样点。通常设置5个采样点，即室内墙角对角线交点为1个采样点，该交点与四墙角连线的中点为另外4个采样点。采样高度为1.2～1.5cm。采样点应远离墙壁1m以上，并避开空调、门窗等空气流通处。4.2将营养琼脂平板置于采样点处，打开皿盖，暴露5min，盖上皿盖，翻转平板置36℃恒温箱中，培养48h。4.3计数每块平板上生长的菌落数，求出全部采样点的平均菌落数。