对高中阶段开展《分解纤维素的微生物的分离》实验的几点改进

对高中阶段开展《分解纤维素的微生物的分离》实验的几点改进

刘小丽

刘小丽

〔摘要〕高中生物实验室进行分解纤维素的微生物的分离实验困难较大，本文重点阐述在开展过程中所遇到的问题及在实施实验的过程中的改进之处。问题有：①教师本身缺乏可参考的经验；②如何对实验进行科学合理的设计；③高中生物实验室条件的限制。改进：①选择培养基的配制；②对培养基的灭菌的替代方法；③实验设计的改进；④用刚果红染色法来鉴别分解纤维素的微生物的改进。

〔关键词〕分离分解纤维素的微生物问题改进

《分解纤维素的微生物的分离》是人教版高中生物选修一生物技术实践模块专题二的第二个课题。该课题的重点和难点就是从土壤中成功分离出能够分解纤维素的微生物，并通过该实验再一次体验用选择培养基从土壤中筛选出特定的目标微生物的一般方法。笔者通过指导学生实施完成该实验，碰到了一系列的问题，在实践中也用到了与书本中不同的方法。

1实验开展面临的问题究其原因，无非是以下几点：

1.1教师本身缺乏可参考的经验。从我校师资看，本校20多位生物学科老师，绝大多数教师在大学时都未曾做过该实验，即使做过也少有老师参与过实验全程的设计。因此，对此实验，教师就缺乏可参考可操作的经验。所有可以借鉴的就是书本上的实验程序，但是也只是有一个比较笼统的过程，具体的步骤并不清晰，因此对老师和学生的挑战都蛮大。

1.2如何对实验进行科学合理的设计。从教材设计看，本实验周期长，从准备到完成需要大概一周时间，这包括了器具的灭菌、培养基的配制、土壤的取样、选择培养、接种以及观察实验结果这6个环节，而微生物的生长是需要时间的，因此根本就不可能在一节课内完成所有的实验过程。那么这就需要确定在这么多的实验环节中哪一个或哪几个环节适合在课堂上让全班同学一起完成，而其他环节就只能在课前或课后由部分动手能力强兴趣度高的同学来参与完成。

1.3高中生物实验室条件的限制。从我校高中生物实验室情况看，实验条件非常有限，如超净工作台仅一台，高压蒸汽灭菌锅排气软管损坏不能使用且缺乏试剂纤维素粉和酵母膏。可即便是这样，就我所知，我校的实验室条件在石河子地区也是排在前列的，那么对于团场的学校来说，他们的实验室的条件完成微生物的相关实验可能就更困难。根据我校情况，成功完成“从土壤中分离出分解纤维素的微生物”这一实验本身就是一大难点。

2对于该实验的改进

2.1选择培养基的配制。在进行该实验配制培养基时，按照课本的配方缺乏试剂纤维素粉，于是尝试用羧甲基纤维素钠代替后发现可行。此外，通过查阅资料和已学过的知识，学生提出是否可以直接用植物的干叶片磨碎成粉末，加入到培养基中结果发现也可以筛选出分解纤维素的微生物。另外，在学习必修三第五章生态系统的物质循环那一节内容中，有一个探究实验是关于“土壤中的微生物的分解作用”。可以在那时候设计实施实验探究土壤中的微生物对落叶的分解作用，这样既可以通过实验说明树林中落叶的分解确实是微生物的作用，同时可以保留落叶被分解了的土壤到学习选一本课题相关内容，届时直接从中分离分解纤维素的微生物，这样可以完全省去选择培养的这一步。

2.2对培养基的灭菌的替代方法。我们的目的是能够筛选出分解纤维素的微生物，而配制的培养基就是选择培养基，大多数的微生物在这样的培养基上是不易生长的。因此在高中实验室如果没有高压蒸汽灭菌锅，可以长时间煮沸培养基。除此之外，也可以用家用的高压锅来灭菌延长灭菌时间进行灭菌，经过实践，效果也很不错。

2.3实验设计的改进。①将本实验拆分为课前实验、课堂实验和课后实验三个部分。课前实验和课后实验由兴趣浓厚学有余力动手能力强的同学在老师的指导下来完成，包括器具的灭菌、培养基的配制、土壤的取样、选择培养以及观察实验结果这五个环节；课堂实验是进行梯度稀释涂布和平板划线法的规范操作。在课堂实验操作之前将其他同学和老师所做的前期工作以图片或视频的形式展示给全班同学，这样既可以解决时间问题让所有的同学都可以明白自己要做的在整个实验中的地位，又可以让不同能力层次的同学都得到提高。老师则需要在学生开展实验之前完成整个预实验，确定该实验在学校现有条件下确实可以完成。②课堂实验部分，由于实验条件有限，稀释需要用到的移液管与洗耳球数量不足，且为每一个同学准备了三个平板。一个用于平板划线，另外两个用于涂布。如果每一小组同学都将菌液稀释10～105倍，再涂布平板那么平板数量太多。针对这两个问题我设计让每大组的第一排同学进行稀释，后面的同学每两个为一小组只选择其中一个稀释倍数进行涂布。这样一来，不仅全班同学都可以参与到实验中来，也不至于浪费太多的试剂和准备太多的试管。

2.4用刚果红染色法来鉴别分解纤维素的微生物的改进。课本上介绍到的刚果红染色法有两种，这两种方法我们都进行了尝试。对于先培养菌落再加入刚果红进行染色的方法进行改进：课本上给出的操作是先加入刚果红染色10到15分钟再用特定浓度的氯化钠溶液冲洗，倒去氯化钠溶液观察哪些菌落周围出现了透明圈，在洗的时候我们发现一个问题就是长在培养基上的菌落很容易就被冲走了，在请教了大学老师之后我们将刚果红直接配入氯化钠溶液中，这样只用向长出菌落的培养基中加入一次溶液轻微晃动染色10至15分钟用吸管将多余的氯化钠液体吸去，再观察透明圈出现的情况。这样，就不会出现菌落被冲走的情况了。

作者单位：新疆石河子第一中学