微生物学的应用范文

微生物学的应用篇1

关键词：微课；细胞生物学实验；设计；教学资源

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）23-0260-02

经济的迅猛发展带动科技的日新月异，网络技术与通信技术发展迅速，微信、微博等交流媒介成为大众知识共享的传播平台，而微课作为教学中的创新也备受关注，作为对传统教学模式的颠覆，其更注重教学效率的提升与教学质量的理想化。伴随移动学习时代的到来，微课使得当前学校教育及社会教育都发生了显著的变化。但是我们应该看到，时代催生的网络视频也带有某种弊端性，难以真实有效地满足各个层面的学习需求[1]。焦建利教授提出：传统的课堂实录视频资源已经难以实现互联网时代人们注意力模式的匹配，因此传统的教学方式也很难满足师生教与学的需求。加上网速及宽带的硬性限制，教学资源周转率低，优秀教学资源被无形浪费。基于这样的背景，微课诞生，吸取了传统教学视频的弊端教训，更注重主题的突出明确，更具有针对性与服务性，在内容设置上也趋于短小精悍，实现了自由补充与延伸[2]。对于生物细胞学科教学来说，实验是教学的关键，在教学中发挥着重要的作用。不可否认的是生物学作为生命科学的前沿学科之一，无论是实验技术方法还是理论知识阐述都实现了深度的提升与广度的延伸，逐渐实现与遗传学、分子生物学及发育生物学的学科融合，逐渐在生命科学研究领域占据主导[3]。因此，实现微课与细胞生物学实验教学的结合，对学生创新能力与独立思考能力的培养逐渐成为生物实验教学关注的焦点，成为细胞生物学实验教学改革的要务。

一、微课简述

1.微课的起源。微课最早由美国爱荷华大学LeRoy A. McGrew教授提出，初衷是针对化学课程总结的60秒概述，设置了三大主体部分，分别为总体介绍、解释说明及举例分析。后来英国学者T.P.Kee在此基础上提出了一分钟演讲，所谓的一分钟演讲就是突出演讲的精练传神，要求具有缜密的逻辑结构及真实生动的案例阐述。在经过上述两个阶段的发展后，微课由美国新墨西哥州圣湖安学院大卫.m.彭罗斯提出并创建实施。其包括15到30秒的介绍及结论，服务与上文的关键概念导引。然后录制上述内容并限制时间为3分钟内，在微课程指引下提出书面作业要求，学会借助课外阅读或者实践活动完成关键知识的学习。目前最具代表性的当属Educause的微课理念，不是指微观学习中的微内容，而是以建构主义学习理论为支撑的在线教学或格式化教学中的教学实际。

2.我国微课发展现状。我国微课依然是新兴事物，起步晚，发展相对缓慢，目前涉及领域也有部分处于空白。基于微课的发展现状，当前学术界也未就微课理念达成共识。学者焦建利[4]认为，微课是对某一知识点的集中阐释，主要特点就是短小精悍，在线教学视频是其主要表现形式。学者祝智庭[5]则认为微课应该就某个教学主题展开延伸，组织精细化的课堂教学设计，时间限度最好控制在10分钟以内。而学者胡铁生[6]则认为微课程注重的是视频的微小，因此在针对单一学科或者单一知识点组织教学时应注重教学情景的融入，突出在线学习与自由学习。这一概念也逐渐被大众所认可。资源建设方面，我国微课也尚未成型，目前的应用研究还相对零散，评价模式也有待完善。实现微课程的规范化发展还有很长的路要走。

二、细胞生物学实验教学存在的问题

1.内容更新缓慢，亟待加强。我国的细胞生物学实验教学一直处于教学滞后阶段，仅仅作为理论教学的补充或者教学附属而开设，缺乏关注上必然影响教学的创新与跟进，加上该实验教学项目单一化趋势严重，时代气息不足，技术手段及知识的综合运用十分缺乏，内容更新十分滞后。

2.教学方式单一化，学生自主性不足。细胞生物学实验的基本流程就是提前由教师准备好实验材料、实验仪器及实验试剂，学生在教师的示范引导下按部就班地进行实验操作，整个操作过程趋于程式化、简单化。学生不仅无法在实验准备阶段有所参与，更挫伤了学生创新与研究的积极性。

3.教学方法贫乏，缺乏对学生创新能力培养的关注。传统的细胞生物学实验教学受有限的教学时间的限制，因此实验内容与要求也大多提前限定，教师单纯地演示讲解，学生被动地参与学习，双方互动交流不足，教师也无法引导学生进行实验的创新。

4.教学技术陈旧，现代教育技术参与较少。细胞生物学作为生物教学的前沿学科，理应注重教学的创新，特别是积极加入现代教育技术的创新元素，以信息技术为核心推动实验教学。但是我国细胞生物学的教学现状却是现代教育技术十分欠缺，传统实验教学维度单一化趋势严重。

三、微课在细胞生物学实验中如何应用

1.微课的特性和优势，传统多媒体教学的弊端：伴随多媒体技术的迅猛发展及教学融入，部分教师开始尝试运用多媒体辅助教学，但是当代大学生自由散漫的个性也成为多媒体辅助教学实施的制约因素，学生难以集中精力听取教师讲课，精品的视频资源难以得到高效率的运用。应用于课后学习的视频资料也难以受到学生的关注与重视，多数处于闲置。微课则突破了视频教学的局限，具有普通视频教学资源不具备的教学优势。首先，其教学内容浓缩，教学时间较短，借助移动端操作更为便捷，学生学习积极性显著提升。其次，其教学主题十分明确，学生能够迅速找到自己感兴趣的点，从而获得启发教育或者延伸学习。最后，微课视频的教学容量相对较小，符合学生的接受能力，学生更积极主动地参与到微课学习中去。

2.细胞生物学微课设计，把握10分钟原则：注意力10分钟。10分钟内有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。微课设计ADDIE模型：A，分析；D，设计；D制作；I应用；E，评价。通常来说，微课设计要想保证自身的完整性必须具备6个基本环节，分别为教学主题的明确、前段分析、微课基础知识点的切割与划分、微课资源要素的重点设计、微课视频录制及后期加工处理、微课的最终终端输出与展现。6个环节紧紧相扣，推动微课的高效开展。

四、微课引入实验教学的意义与应用前景

微课具有广阔的教育应用前景。2011年，手机将取代个人电脑成为个人信息中心。学生自带设备BYOD，包括个人电脑、手机、上网本、平板等越来越普遍化。这为微课的实施提供了必备的硬件前提。调查中发现，84.44%的被调查者认可微视频在微课教学中的核心地位与作用，并且70%以上的人认为配套的教学设计与课件也是不可忽视的部分。纵观当前的教育改革，多数一线教师已经充分认识到微课教学的魅力与优势，开始在课堂教学中尝试微课教学。其中范福兰等人在基于交互式微视频教学资源教学应用效果的调查显示，70.5%的学生认为交互式微视频资源能够激发他们对课程学习的兴趣，单一的图文及音视频资源则受关注度一般，这也从侧面说明随着流媒体技术的发展成熟，微视频的教学前景将是广阔而光明的。

五、一些值得思考的问题

1.有关微课适用性，微课程在全国范围内展开，带来教学思想、教学模式的重大转变，各个领域、各种培训、不同学科对于微课程应用的尝试存在“泛用”、“滥用”现象。微课程适用于哪些领域、哪些课程、哪些内容以及荧光怎样设计、怎样制作、怎样使用才是最科学合理的成为今后科学研究的新课题。

2.细胞生物学实验微课应用存在问题，我国针对该专业的微课理论研究及实践演练依然不足，多数高校在微课开展实施的过程中存在建多用少的资源浪费现象。因此必须将微课作为校本研修资源，对其加强引导宣传，让教师认可微视频教学的优势并拓展专业发展的新途径。此外微课程应奠定创新型教学模式的资源基础，以期为学生提供更实用的教学资源，做好教学辅助。当然微课作为新兴教学理念，应该在移动学习与泛在学习的基础上实现教学需求与教学实践的同步发展，最大限度提升微课程的开展利用率。

六、小结

微课作为新兴的教学模式理应受到关注，了解微课的本质内涵，在梳理其优势与缺陷基础上综合当前的运用实际，科学预测并规划后期发展，实现微课在设计开发与应用上的创新完善。本文就微课教学的几点问题进行了归纳分析，以期为微课教学的拓展应用提供有效思路，让微课的魅力更多地展现出来，服务于高校教学。

参考文献：

[1]韦学恩.网络公开课视频资源应用现状与对策探究[D].扬州大学，2012.

[2]黄婢.“微时代”下的“微课”浅析[J].科技风，2013，（10）.

[3]Zhang Jin，Hua Zichun. Thought on teaching practice and reform in the course of cell biology. Chinese Journal of Cell Biology），2011，33（6）：716-9.

[4]焦建利.微课及其应用与影响[J].中小学信息技术教育，2013，（4）.

[5]祝智庭.基础教育信息化发展新模式[J].中国教育信息化：基础教育，2011，（9）.

微生物学的应用篇2

关键词：微信；植物生理学教学；资源共享；课外答疑；互动交流

“植物生理学”是生物科学专业的一门重要基础课程，旨在探究植物的生命规律、揭示植物生命活动的本质[1]。近年来，地方新建本科师范院校专业课程结构不断调整，学时数大幅度删减[2]。因此，植物生理学课程表现出课时短、内容多、涉及面广、概念抽象、理解困难等问题。在如此的窘境下，保证教学质量和课堂效果是大部分地方本科师范院校亟待解决的问题之一。为此，笔者在近年植物生理学教学经验总结的基础上，将微信应用于植物生理学教学过程中，初步构建了微信网络平台在植物生理学中的辅助教学体系。通过微信群及朋友圈，可加强师生之间的互动交流，激发学生的学习兴趣。本文结合笔者在教学过程中获得的经验，介绍了微信在植物生理学教学中应用的探索与实践，旨在为今后的植物生理学教学工作提供一定的便利。

一、资源共享

随着科技的进步、教育的发展，学生的学习仅限于课堂是不现实的，为了更好地掌握课堂知识，学生必须借助现代教学资料对知识进行梳理和消化，进而创新。但地方新建本科师范院校的图书资料、音像设备、通讯信息等教学资源缺乏，加之植物生理学主要内容为植物体内生理生化变化情况，该内容无法被肉眼观察，导致学生的学习积极性不高，学习效果不容乐观。基于这种情况，任课教师可专门注册一个植物生理学课程微信号，充分利用微信群及朋友圈共享植物生理学教学大纲、讲义、教案、教学进度表等教学文件，也可以将植物生理学精彩片段或自己感兴趣的图片、文章、视频等到微信群、朋友圈或指定对象。

二、o导答疑

目前因植物生理学教学课时缩短、内容增加等方面的影响，导致学生在课堂中遇到的困难和疑惑教师没有时间解答。随着国内“微课”“翻转课堂”“慕课”的兴起，教师对学生进行课外辅导和答疑将成为教学过程中的一项重要任务。实际上，由于教学和科研任务的限制，教师没有足够的时间和精力为学生开展面对面的课外辅导和答疑。但是利用植物生理学微信群及朋友圈，教师摆脱了时空的限制，可以不定时地为学生在线课外辅导和答疑，也可为个别学生的留言进行单独解答，有效地将植物生理学课堂有效延伸至课外，便于学生们的课前预习及课后复习巩固。通过微信平台，教师及时掌握了学生的学习情况，解决了学生在植物生理学学习中存在的问题，有效地培养了学生主动学习的能力。

三、互动交流

在植物生理学教学过程中，师生之间的互动交流是必不可少的环节，课堂上虽然能为师生之间的互动交流提供一定的可能，但实际上由于时空的限制，教师与学生之间的充分交流无法实现。并且很多学生更多地倾向于通过移动网络设备进行语音、图片、视频等方式的交流。尤其对有些不太敢在课堂上发表自己意见的学生，其更易于接受通过微信进行这种虚拟的互动交流。微信作为一个功能强大的互动交流平台，不仅可以把教师和学生紧密地联系在一起，而且还可以实现一对一、一对多、多对多的互动交流，消除了教师和学生在面对面交流时的窘境，使教师与学生之间的沟通变得轻松自如，并且通过选择视频、发表心情、传输图片和音乐分享等方式拉近了心灵的距离，培养了教师和学生之间的感情。微信群及朋友圈可以让教师对学生的学习行为加以指导，学生也可以在教师的指导下有效地选择教学资源进行积极主动的学习。因此，将微信合理应用于地方新建本科师范院校的植物生理学教学过程中，对教师和学生来说是一个共赢的举措。

参考文献：

[1]李 勇，黄见良，崔克辉，等.浅谈植物生理学教学中的几点体会[J].教育教学论坛，2014（28）：118-119.

[2]任丽丽，吴 涛，许 卉.植物生理学实验教学改革初探[J].实验科学与技术，2010，8（5）：99-100.

微生物学的应用篇3

一、微课存在于高中生物教学的必要性

在生物教学中，如果不借助于动态的展示，动植物的发展变化过程很难展现出来，因为学生无法直观地观察，所以学生无法完全了解掌握已经学习的生物知识。而微课刚好具有活灵活现的动态视频效果和身临其境的音响效果的优点，可以弥补这一遗憾。因此，把微课应用到高中生物教学中有一定的基础，也可以收到事半功倍的教学效果。

（一）放大微观世界的变化

对于理科生而言，最难的也就是生物，因为它无法直观地描述动植物生长变化的过程，而只是单纯的抛出来一个结论让学生记，学生无法深刻地记住老师教授的知识点也是正常的事情，为了提高学生对生物知识的记忆程度，微课当是首选。另外，从现代社会文明发展的角度来说，大多数高中生都能熟练地操作智能手机、平板电脑等各种智能终端设备，因此，高中生物教学中使用微课并不是那么难以接受，而且有利于学生了解接触微观世界，有利于培养学生的想象力。

（二）通过微课，激发学生的学习兴趣

大家也都知道，在传统的生物课堂上，学生翻看课本，或者紧盯着黑板听老师的讲解细胞分裂、生物进化等知识，这样的授课方式单调乏味，不但学生对学习的积极性下降，就连授课老师也不甚满意，想要改变这一现状。如果把微课引入到高中生物教学中，生物课堂的教学内容将会有一定的变化，它可以使教学内容更加直观、充实、科学、丰富，也可以激发学生学习生物的兴趣。另外，从另外的层面而言，微课是利用课余零碎的时间，不仅可以强化学生的时间观念，而且可以优化学生利用课余时间学习的理念，为培养健康的学习习惯奠定基础。

（三）启发学生独立思考

生物学领域大都是科学方法和实例，在传统生物教学中，老师讲授的方法也都是通过实验模型、挂图以及用粉笔简化和语言描述来帮助学生理解重要的知识点。这样的授课方法不仅会耗费大量的学习时间，而且最后的结果很可能是学生依旧一无所获。

二、微课在高中生物教学中的应用

应用微课进行授课的时候，因为其不受时间地点的限制，所以无论在课前、课后、还是在上课过程中都十分方便，可见其应用范围广。我们可以按照步骤去走，课前自学时使用、课上讲解时也可使用、课后复习拓展时也可使用。

三、微课在高中生物课堂应该注意的问题

（一）主题要明确

大家也都知道，高中生物知识并不是每一个知识点都需要运用微课授课，为了减少授课的麻烦程度，学生能轻易理解的东西就不用运用微课讲授，使用微课授课时，要有不易解决的问题，围绕一些有代表性的问题进行探讨，选题一定要有价值，能够起到举一反三的效果是最好的授课成果。

（二）内容简明扼要

运用微课上课，其实是主要的运用视频教学片断进行讲授。根据学生对事物关注度的时间限制，视频的播放时间一般在8-10min为宜，如果时间进行过长，上课不但无法让学生全心关注，也会不利于学生后期对生物课程的学习接受。

（三）微课视频要有吸引力

现在，随着信息技术的快速发展，学生通过多种终端设备对外界的认识越来越深刻，所以，要吸引学生并不是容易的事情。因此，微课视频的选择就显得尤为重要，要把内容设计的更能吸引学生，注重学生的心理体验，要让他们有要求再次观看。

（四）微课内容要深入浅出

之所以运用微课进行高中生物教学的授课活动，就是为了把抽象的生物知识形象化的展示出来，让学生能理解记忆，节省更多的学习时间。

微生物学的应用篇4

关键词：微课 生物教学 应用分析

微课实际上就是指微视频，这里的“视频”具体指教学视频，无论在课堂上还是在课余时间均可以应用微课进行学习与巩固、收集素材等，极大丰富了教学资源，对提高教学效率与质量有着重要意义。下面将基于微课在高中生物教学中应用的实际意义，提出几点在高中生物教学中的创新应用。

一、微课在高中生物教学中应用意义

（一）可以将学生的自主学习能力提高

通过录制视频的方式，可以将各种教学资料与内容以视频的方式展现出来，也使得教学方式更加的灵活，不仅可以在课堂上应用，也可以在课堂外使用，借助微课资源预习、学习与巩固，体现了多种学习与教学功用。学生可以依据教师布置的预习内容借助微课查找相关的资料，对重点知识进行提前学习，在课堂上也可以提取出有用的知识参与课程讨论等，课后借助微资源对学习到的知识进行巩固，从而加深对知识的了解。真正使学生的学习主动性调动起来，提高了课前与课中及课后的学习效率与质量，培养出了自主学习的良好习惯。

（二）营造积极的学习气氛，激发学习兴趣

传统的教学方式下，教师按照教材中的内容讲解，空洞且乏味，而应用微课则可以通过视频替代板书，更加吸引了学生目光与注意力，活跃了课堂气氛，从而真正调动其学生学习的积极性与参与度。比如，通过微课进行实验教学，播放一段实验视频，可以让学生观看到整个实验操作的步骤，对重点的步骤可以反复播放，还可以回放，可以多角度、全方位的了解整个实验操作的过程，不仅节省了时间，还可以加深印象。高中生物课很多知识均需要通过实验获得，通过实验证明，应用微课开展实验，将学生的参与性充分调动出来，使实验教学的价值得以真正发挥。

二、微课在高中生物教学中创新应用

（一）导入预习，帮助更快掌握生物知识

比如，在学习《细胞期――系统内分工与合作》这一节内容时，先学习细胞基质的Y构与功能，然后学习细胞膜系统结构与沟通，学习完这些基本的知识后，开展教学实验，每人一台显微镜，对叶绿体与线粒体的结构进行观察，随后进行课堂讨论。以上教学过程近通过教材能够形成知识脉络，鉴于细胞器是本节课的重点，教师可以绘制出一个细胞亚显微镜结构的微课件，然后学生用鼠标点击细胞质基质，这样就会发出声响，显示了这一部位是结构特点与功能；鉴于该课科有实验内容，即“应用显微镜观察叶绿体与线粒体结构”，可以更好的对知识运用到实践中，做到活学活用，教师将配套的光盘中实验视频剪辑下来，制作出包含实验原理、步骤、结果的5分钟视频；细胞中结构与功能是本节课难点，教师制作了PPT演示，将分泌蛋白分泌过程与吞噬过程两个视频放入到PPT中演示，可以更加直观、清楚的看到整个动态化过程。

（二）巧妙导课，快速将新课教学导入

教学中可以灵活对新闻、广告等学生感兴趣的素材插入进来，与课程内容巧妙结合，可以取得更加显著的教学效果。例如，在“分子与细胞”这一节内容中，先播放一段视频，视频节选自《红楼梦》中的一段对话，贾宝玉说：“女人是水做的”，教师提问：“男人是否也是水做的呢？水是如何在人体中发挥作用的呢？学生通过视频对这一问题有了更深的思考，对知识有了更多的渴求，然后教师就可以将此节课分子与细胞相关知识导入进来，第一时间吸引学生注意力。

（三）疑难解惑，对复杂的生物现象形象描述

高中生物需要学习到光合作用、细胞与分子、兴奋传导、基因表达与突变等众多的知识，很多知识学习起来会存在一定难度，这些就是课程的难点，教师单一讲解很难消化与吸收。运用微课教学可以将枯燥的教学变得生动、鲜活。比如，在学习《通过神经系统的调节》这一节内容时，兴奋传导与传递是课程的难点，课件可以将游戏作为导入，刺激无效，将不会产生神经冲动，刺激有效，神经冲动会产生，同时演示出局部电流流动方向与电势变化；如果兴奋传导至神经末梢，会促使小泡移动到突触前膜，将神经递质释放，与突触后膜受体结合，发生兴奋传导。学生通过观看这一段视频，整个脑海中会反复映射神经兴奋传导的过程，有利于知识的吸收与消化，同时，配合教师的讲解可以使知识由难化简，更加快速的掌握。

（四）拓展延伸，将不同学生学习需求满足

高中生物课属于理科范畴，对于理科生来说，生物学习起来并不困难，但是依然有一部分学生学习起来较为吃力，需要依据不同学习层次、不同基础有针对性的教学，使不同层次学生学习需求满足，真正做到因材施教。当前，很多学校开始应用到Piad等先进的学习工具，教师可以依据学生实际学习情况制作课件，过程分为：课件展示习题―学生思考与练习―视频展示与习题讲解―重复联系，层次高的学生可以观看有一定难度的视频，做有难度的题目，层次低的学生可以观看简单的视频，做简单的练习，以满足不同层次学习需要。

三、结语

本文主要对微课在高中生物教学中应用的意义进行了分析，介绍了几点其在高中生物课堂中的具体应用方法，体现了这一方法可以调动学习主动性，活跃课堂氛围，是值得推广的学习方法。

参考文献：

[1]李伟平.微课在高中生物教学中的应用研究[D].河北师范大学，2016.

[2]李伟平.微课与“新产婆术”在高中生物教学中的应用[J].学周刊，2016，（07）.

[3]诸葛莹.浅谈微课在高中生物教学中的应用[J].科技展望，2015，（35）.

[4]肖安庆.微课在高中生物教学中的创新应用[J].教学与管理，2015，（28）.

[5]刘福城，肖安庆，李通风.微课小环境下教学模式的探讨――以微课在高中生物教学中的应用为例[J].中国现代教育装备，2014，（02）.

微生物学的应用篇5

关键词：多媒体 微生物学教学 教学手段

随着科技的不断发展，当今社会已跨入了一个高度信息化的社会。人们通过网络、手机、电视、广播等途径，广泛地接受信息并进行信息交流，享受着信息科技给我们带来的方便与快捷。其中，教育就是信息技术的受益领域之一。随着信息技术向教育教学的不断渗入，传统的板书教学模式逐渐被新的多媒体教学所取代，并广泛受到师生的欢迎。在教学中，多媒体教学手段的正确应用，可以明显提高教学效果。特别是在微生物学教学中，应用多媒体进行教学，能够充分调动学生的积极性和主动性，使学生更直观、更广泛、更深刻的接受微生物学知识，便于学生对微生物学课堂内容的掌握，提高教学质量与效果。但是，多媒体教学的不当应用或滥用，也会为教学带来了负面的影响。

一、多媒体教学在微生物学教学中的作用

1.吸引学生注意力，激发学习兴趣

培养学生的学习兴趣和良好的学习习惯，是学校教育的重要任务之一。著名的物理科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”在教与学的关系上，孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”可见，兴趣是推动学生主动学习、积极思维、探索知识的内在动力。另外，心理学研究表明：直接的兴趣产生于被感知事物自身的趣味性和新异性。因此，如何使课堂上所教的内容，更具吸引力、更能吸引学生的注意力，是取得更好教学效果的前提。在课堂上，成篇的文字符号，空洞的说教，抽象的讲析，是不行的，这样很容易引起学生对教学内容的反感，引起厌学情趣，教学效果肯定不会好。在传统的微生物学教学中，即使教师有激发学生学习兴趣的意识，但教师课堂上一味的说教和不能动的墨色微生物形态挂图，对于激发学生的好奇心和求知欲的能力是有限性的。但如果采用多媒体技术，可以给学生提供课本内容相关的彩色人物照片、活体的微生物视频、形象的动画，使教学内容更情趣化，让微生物动起来，让学生的学习氛围活起来，从而创设一种学生乐于接受的教学氛围，减轻学生“听课”的疲劳和紧张，提高教学效果。

2.变抽象为具体，加深学生理解

多媒体教学应用于微生物学教学，也是微生物学学科的特点所需要的。微生物学教材中涵盖的内容较多，微生物因其微小，多需凭借显微仪器才可观察的到，学生平时很难见到，且种类多，形态多样，形态记忆给学生带来了困难，仅凭课本介绍和教师的讲解，学生往往只能得到一个抽象的印象。如果运用多媒体技术，在讲授某一重要微生物的形态时，可在提供正常的文字内容的同时，辅以形象、生动的照片或与该种类重要性相关的新闻视频等，可激发学生对微生物重要性的认识及对该物种的重视，从而加深对该物种形态的记忆。如此做法，无疑会增强学生对微生物的好奇心与求知欲，调动学生的学习热情，使其积极地、主动地参与教学活动，快速、高效地获取知识，从而对微生物学产生浓厚的学习兴趣。

3.丰富知识，拓宽视野

生物科学是目前国际上发展最迅速、影响极大的一门学科，对人类乃至整个世界发展与变革具有重大的影响。其中，微生物学是生命科学中的专业基础学科，是生命科学专业学生必须掌握的一门知识。但因其发展迅速，所以知识更新较快。课本的内容是编辑的几年前的研究成果，最新的研究成果和知识很难在书中找到。然而，我们教学的目的是在学生掌握微生物学基础知识的同时，让学生了解本学科的最新进展、最新研究成果。因此，这就需要在教学中对课本知识进行拓展和延伸，多媒体技术的出现与成熟为此提供了可能和方便。多媒体的使用，可以将老师课堂板书的大半时间节约出来，将更多时间展示与课堂知识相关的内容，可以增加课堂的信息量，扩宽学生的视野，促进学生的学习兴趣，提高微生物学教学的质量。

二、多媒体在微生物学教学中的应用

在微生物学教学中要使多媒体技术发挥正确的作用，必须在现代教育理论的指导下，进行精心的制作和合理的使用课件，才能使微生物学课堂教学达到最优化。

1.制作一套合适的微生物学教学课件

教学课件的优劣会直接影响到教学效果的好坏。因此，课件制作在多媒体教学中十分重要。在制作课件时，要注意以下几点：（1）不可照搬课本内容。因为这样，将导致学生对听课失去兴趣，与其听你讲，不如在其想学的时候看课本。（2）不可盲目追求美感，华而不实。教师在设计和制作多媒体课件时，要从教学的实际出发，根据课堂内容，既要抓住教学的重点难点，又要兼顾大学生的认识规律，来制作课件。不能仅仅是为了吸引学生的注意力，而插入一些与教学内容好不相关的图片。那样，只会让学生的注意力分散，从而降低了课堂学习效率。（3）不可照搬他人的课件。一个优秀的课件是相对的，而不是绝对的。例如，在美国哈佛大学微生物学适用的课件，拿到北京大学就不一定适用，因为授课对象和被授课对象已发生改变，其文化背景、语言等各方面的不同，都会影响教学的效果。因此，每一个成功的课件的制作是作者在深入钻研教材、认真分析学生情况的基础上，结合其教学理念、教学环节安排等诸多因素设计制作而成，它仅恰当的适合制作者的授课对象，且不可盲目照搬。（4）课件内容要适量。即重点要突出，目标要明确，尽量是一节课中至关重要的信息，辅助内容要适量。不可只追求课件形式上的完美，而忽视了教学的真正目的。

2.摆正多媒体在微生物学教学中的位置

多媒体只是教学的辅助手段，它不能担当教学的主角，教学的主角还应是教师和学生。我们应在注重知识传授的前提下，合理、恰当地运用多媒体，让学生感到接受知识的快乐。既要避免过分依赖多媒体，又要让学生感觉到教师的存在。可以说，多媒体技术是传统媒体的发展与升华，是传统媒体结合计算机技术发展而来的，它并不排斥传统的教学媒体。只有将多媒体技术和传统媒体有机的结合，才能使微生物学课堂教学达到事半功倍的效果。

总之，在微生物学教学中，我们要根据自己和授课对象的具体情况认真制作、合理运用多媒体课件，使之与其他教学手段有机结合，优化课堂教学，提高课堂效率，克服传统教学弊端，充分体现多媒体教学的真正价值。

参考文献：

[1]伏广龙，马卫兴，陈文宾.多媒体在《微生物学》教学中的应用[J].时珍国医国药，2010，(10).

[2]葛红莲，王红星.多媒体课件在微生物学教学中的适时应用[J].考试周刊，2009，(47).

[3]代聪梅.浅谈多媒体在微生物学教学中的作用[J].科学教育，2005，(2).

[4]方祥，钟士清，郭丽琼，莫美华，钟青萍.微生物学网络资源在多媒体教学中的应用[J].微生物学通报，2005，(5).

[5]曹婧，宁安红，黄敏.多媒体与传统教学在微生物学理论课中的比较[J].大连医科大学学报，2004，(3).

微生物学的应用篇6

一、微生物的分离与培养

1．培养基的分类和应用

划分

标准培养基种类特点用途物理

性质液体培养基不加凝固剂工业生产固体培养基半固体培养基加凝固剂，如琼脂观察微生物的运动、分类、鉴定微生物分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种化学

成分天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产合成培养基培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)分类、鉴定用途选择培养基培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长培养、分离出特定微生物(如培养酵母菌和霉菌，可在培养基中加入青霉素；培养金黄色葡萄球菌，可在培养基中加入高浓度食盐)鉴别培养基根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物，如可用伊红―美蓝培养基鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并带有金属光泽)2.消毒和灭菌的区别

使用方法结果常用的方法消毒较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法等灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌3.三种常用灭菌方法的比较

灭菌方法适用材料或用具灭菌条件灭菌时间灼烧灭菌接种环、接种针或其他金属工具酒精灯火焰的充分燃烧层（外焰）直至烧红干热灭菌玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等干热灭菌箱内，160℃～170℃1～2h高压蒸

汽灭菌培养基等高压蒸汽灭菌锅内100kPa，121℃15～30min4.微生物的纯化培养及菌种的保藏

(1)原理：在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。

(2)方法：平板划线法、稀释涂布平板法。

方法平板划线法稀释涂布平板法注意

事项(1)接种环的灼烧：

①第一次划线前：杀死接种环上的微生物，避免污染培养物

②每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端

③划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者

(2)灼烧接种环之后，要冷却后再进行操作，以免温度太高杀死菌种

(3)划线时最后一区域不要与第一区域相连

(4)划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破(1)稀释操作时：每支试管及其中的9mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1～2cm处

(2)涂布平板时：

①涂布器用体积分数为70%的酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃

②不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精

③酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体目的在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体――菌落培养平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上水珠落入培养基造成污染例1(2011・新课标卷)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。请回答下面的问题。

(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于培养基。

(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即和。

(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力。

(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、和。无菌技术要求实验操作应在酒精灯附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

解析(1)欲筛选出能降解原油的菌株，则培养基中应只含有原油而无其他碳源。不能降解原油的细菌则在此培养基上不能生存，这类培养基为选择培养基。(2)分离纯化菌种时，接种的方法有平板划线法和稀释涂布平板法，使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个菌落，以便于纯化菌种。(3)降解原油能力越强的菌株，在菌落周围形成的分解圈就越大。

答案(1)原油选择(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)强(4)干热灭菌高压蒸汽灭菌火焰

【知识拓展】(1)高温加热灭菌，其原理就是使细菌体内蛋白质变性，从而达到杀灭细菌的目的。

(2)化学药剂的灭菌消毒方法，其作用原理是使细菌体内蛋白质变性，但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内，因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。

(3)体积分数为70%~75%的酒精杀菌效果最强。浓度过低，杀菌力弱；浓度过高，使菌体表面蛋白质凝固形成一层保护膜，乙醇分子不能渗入其内，杀菌效果受影响。

二、特定微生物数量的测定

1．测定微生物数量的方法

(1)直接计数法：常用的是显微镜直接计数法。

(2)间接计数法：常用的是稀释平板计数法。

2．测定微生物数量方法的实际应用

(1)土壤中好氧型细菌的计数。

①制备土壤稀释液：取土壤表层3～5cm处的土样；制备系列稀释液。

②取样及倒平板：该实验的接种方法是稀释涂布平板法。

③培养。

④观察记录结果：每克土壤样品菌数＝某稀释倍数的菌落平均数×稀释倍数涂布平板时所用稀释液的体积。

(2)检测天然水源中的细菌总数和大肠杆菌菌落数。

细菌总数通常是指1g或1mL检测样品中所含细菌菌落的总数。大肠杆菌菌落数通常是指每100g或100mL检测样品中所含大肠杆菌菌落的实际数值。

(3)检测某种食品中的细菌总数和大肠杆菌菌落数。

一般说来，大肠杆菌菌落总数越多，说明食品的卫生质量越差。

(4)土壤中分解尿素的细菌的计数。

某些细菌中含有尿素分解酶，能将培养基中的尿素分解成氨，该物质的水溶液会使酚酞指示剂呈现红色。

例2用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确的是（）

A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230

B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238

C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和256，取平均值163

D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是210、240和250，取平均值233

解析在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以A、B项不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，此时，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。

答案D

【知识拓展】(1)为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。

(2)在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目，如果某个平板的菌落数与其他差别甚远，说明该平板操作过程中出现失误，应舍弃。

(3)统计的菌落往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果用菌落数而不是活菌数来表示。

三、培养基对微生物的选择分析

1．分离微生物的方法

从混合样品中获得某种微生物的方法通常有两种：

(1)利用该分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理，专门在培养基中加入该营养物质，从而使它成为一种加富培养基。

(2)利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性，在混合培养物中加入该抑制物，经培养后，原来占优势的微生物生长受抑制，而分离对象却可乘机大大增殖，在数量上占优势。

2．选择培养基及应用实例

(1)选择培养基：在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进需要的微生物的生长，目的是从众多微生物中分离所需要的微生物。

(2)选择培养基应用实例。

①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。

②培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。

③培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。

④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。

⑤改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。

例3下列关于微生物分离、培养和计数的叙述，不正确的是（）

A．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度

B．测定土壤样品中的活菌数目，常用显微镜直接计数法

C．提纯和分离严格厌氧型微生物，一般不用稀释涂布平板法

D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中的唯一氮源

解析土壤中含有多类微生物，因此在分离土壤中不同的微生物时要采用不同的稀释度，同时还要有针对性地提供培养条件。显微镜直接计数法不能区分活菌与死菌，要测定土壤样品中的活菌数目通常采用稀释涂布平板法。提纯和分离严格厌氧型微生物时，一般不用稀释涂布平板法，因为在涂布平板时容易接触到空气。分离能分解尿素的细菌时，要用以尿素为唯一氮源的选择培养基。

答案B

【知识拓展】自养微生物与异养微生物类型划分的主要依据是能否以无机碳作为生长的主要或唯一碳源，而与氮源无关。自养微生物以CO2或碳酸盐为唯一碳源进行代谢生长；异养微生物必须以有机物作为碳源才能进行代谢生长。

三、跟踪练习

1．(2013・东城区检测卷)下列关于微生物分离和培养的叙述，错误的是（）

A．微生物培养前，需对培养基进行消毒

B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法

C．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度

D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中的唯一氮源

2．(2013・广州模拟卷)消毒和灭菌是两个不同的概念，灭菌是指彻底杀灭微生物使其永远丧失生长繁殖的能力。消毒仅指杀死一部分对人体有害而对被消毒的物体基本无害的病原菌。下列适用于消毒处理的是（）

①皮肤②饮用水③牛奶④注射器⑤培养皿⑥接种环⑦培养基⑧果汁⑨酱油⑩手术刀

A．①②③⑧⑨B．④⑤⑥⑦⑩

C．①②⑤⑥⑧D．以上全部

3．下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是（）

A．刚果红可以在倒平板时加入

B．刚果红可以在菌落形成后加入

C．在倒平板时加入刚果红不需要灭菌

D．在菌落形成后加入刚果红不需要灭菌

4．下列关于大肠杆菌的培养的叙述，不正确的是（）

A．在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑pH、温度和渗透压等条件

B．在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行消毒

C．若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数，要想使所得估计值更接近实际值，除应严格操作、多次重复外，还应保证待测样品稀释的稀释度合适

D．使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃

5．(2013・深圳调研卷)某学者欲研究被石油污染过的土壤中的细菌数量，并从中筛选出能分解石油的细菌。下列操作错误的是（）

A．利用平板划线法对细菌进行计数

B．用以石油为唯一碳源的培养基筛选

C．采用稀释涂布平板法分离菌种

D．称取和稀释土壤样品时应在火焰旁

6．下列是关于“检测土壤中的细菌总数”实验操作的叙述，其中错误的是（）

A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，经高温、高压灭菌后倒平板

B．取104、105、106倍的土壤稀释液和无菌水各0.1mL，分别涂布于各组平板上

C．将实验组和对照组平板倒置，37℃恒温培养24～48小时

D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的实验组平板进行计数

7．下表为某培养基的配方，有关叙述正确的是（）

成分牛肉膏葡萄糖K2HPO4伊红美蓝青霉素琼脂蒸馏水含量10g10g2g0.4g0.065g1万单位适量1000mLA.能在此培养基上生长的大肠杆菌，拟核上有抗青霉素的基因

B．此培养基是天然鉴别培养基

C．此培养基可以用来检测自来水中细菌含量是否符合饮用水标准

D．此培养基可以用于选育转基因大肠杆菌菌种的基因工程的操作过程中

8．苯酚是工业生产排放的有毒污染物质，自然界中存在着降解苯酚的微生物。某工厂产生的废水中含有苯酚，为了降解废水中的苯酚，研究人员从土壤中筛选获得了只能利用苯酚的细菌菌株，筛选的主要步骤如下图所示，①为土壤样品。下列相关叙述错误的是（）

A．图中②培养目的菌株的选择培养基中应加入苯酚作为碳源

B．如果要测定②中活细菌数量，常采用稀释涂布平板法

C．若图中④为对照实验，则其中应以苯酚作为唯一碳源

D．使用平板划线法可以在⑥上获得单菌落

9．幽门螺杆菌(Hp)感染是急、慢性胃炎和消化性溃疡的主要致病因素。在患者体内采集样本并制成菌液后，进行分离培养。实验基本步骤如下：

配制培养基灭菌、倒平板X培养观察

请回答：

(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现色环带。

(2)步骤X表示。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得菌落。

(3)在培养时，需将培养皿倒置并放在中。若不倒置培养，将导致。

(4)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的分解为NH3和14CO2。

10．(2013・如皋中学质检卷)某学校打算开辟一块食用菌栽培基地，以丰富学生的劳动技术课内容。首先对食用菌实验室进行清扫和消毒处理，准备食用菌栽培所需的各种原料和用具，然后从菌种站购来各种食用菌菌种。请回答下列问题：

(1)牛肉膏蛋白胨固体培养基配方如下：

牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂蒸馏水5.0g10.0g5.0g20.0g定容至1000mL其中提供氮源的是；提供碳源的主要物质是。

(2)微生物在生长过程中对各种成分所需量不同，配制培养基时各成分要有合适的。在烧杯中加入琼脂后要不停地，防止。

(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干个试管一捆，包上牛皮纸并用皮筋勒紧放入中灭菌，压力100kPa，温度，时间。灭菌完毕拔掉电源，待锅内压力自然降到0时，将试管取出。如果棉塞上沾有培养基，此试管应。

(4)使用高压蒸汽灭菌锅时注意，先向锅内倒入，把锅内水加热煮沸并将其中原有冷空气彻底排出后将锅密闭。

(5)从一支试管向另一支试管接种时注意，接种环要在酒精灯(填“内”或“外”)焰灭菌，并且待接种环后蘸取菌种，试管口不能离开酒精灯火焰附近，将接种的试管在适温下培养，长成菌落后放入℃冰箱中保藏。

11．在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解，长期使用可污染土壤。为修复被该除草剂污染的土壤，可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低，含一定量该除草剂的培养基不透明)。

(1)制备土壤浸出液时，为避免菌体浓度过高，需将浸出液进行处理。

(2)要在长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌，从物理性质、用途方面来看，上述培养皿中培养基的特点是。

(3)在划线培养时，只有很少菌落出现，大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是或有氧条件抑制了这些细菌的生长。

(4)在固体培养基上形成的菌落中，无透明带菌落利用的氮源主要是，有透明带菌落利用的氮源主要是，据此可筛选出目的菌。

(5)科研人员用放射线处理该细菌获得两个突变株A和B，然后对突变株A和B进行实验，结果如下表所示：

接种的菌种一般培养基实验处理及结果A不生长添加营养物质甲，能生长B不生长添加营养物质乙，能生长A＋B能生长不添加营养物质甲、乙就能生长突变株A不能在一般培养基上生长的原因是。突变株A和B混合在一起接种于一般培养基中能生长的最可能原因是。

参考答案

1．A2．A3．C4．B5．A6．D7．D8．C

9．(1)脲酶红

(2)接种涂布单（个）

(3)恒温培养箱无法形成单菌落

(4)尿素

10．(1)牛肉膏、蛋白胨牛肉膏

(2)比例用玻璃棒搅拌琼脂糊底引起烧杯破裂

(3)高压蒸汽灭菌锅121℃15～30min废弃

(4)适量水

(5)外冷却4

11．(1)稀释

(2)在无氮固体培养基中添加了该除草剂

(3)培养基中缺少这些细菌可利用的氮源

(4)氮气该除草剂

微生物学的应用篇7

1 原子力显微镜工作原理

原子力显微镜（Atomic force microscopy，AFM）是一种以物理学原理为基础，通过扫描探针与样品表面原子相互作用而成像的新型表面分析仪器。它属于继光学显微镜、电子显微镜之后的第三代显微镜。AFM通常利用一个很尖的探针对样品扫描，探针固定在对探针与样品表面作用力极敏感的微悬臂上。悬臂受力偏折会引起由激光源发出的激光束经悬臂反射后发生位移。检测器接受反射光，最后接受信号经过计算机系统采集、处理、形成样品表面形貌图像。早期研制的为接触式原子力显微镜，它包括恒力模式和恒高模式。前者利用反射光位移引起的光电二极管输出电压的变化构成反馈回路控制压电陶瓷管伸缩，从而调节固定于扫描器上样品的位置，保持样品和探针间作用力（悬臂弯曲度）不变，测量每一点高度的变化。后者保持样品和探针间的距离不变，测量每一点作用力的大小。这种模式在调节探针与样品距离前即可直接观测悬臂弯曲度的改变。除传统的接触式之外，1993年又研制出轻敲式原子力显微镜。该显微镜在扫描过程中探针与样品表面轻轻接触，悬臂受存在于两者间的排斥力作用随样品表面起伏发生高频振颤。由于探针与样品的接触短暂，因此它更适用于质地脆或固定不牢的样品 ［1］ 。

2 原子力显微镜的应用

在AFM诞生最初的一段时间主要应用于电化学、材料科学等领域。近些年，人们逐渐探索着运用AFM对生物样品进行纳米水平的观测及显微操作等。与其它显微镜相比，AFM的纳米量级的高空间分辨率尤为突出，横向分辨率可达0.1～0.2nm，纵向分辨率高达0.01nm。此外，它不但能够对生理状态下的样品成像，而且可以实时动态地研究样品结构和功能的关系。故而，AFM成为纳米尺度上研究物质结构、特性和相互作用的有力手段。以下主要对这项纳米技术在生物医学研究领域中取得了显著的成绩作一综述。

2.1 形态结构 作为新兴的形态结构成像技术，AFM实现了对接近自然生理条件下生物样品的观察。这主要由于它具备以下几个特点:（1）与扫描电镜和透射电镜这些高分辨的观测技术相比，样品制备过程简便，可以不需染色、包埋、电镀、电子束的照射等处理过程;（2）除对大气中干燥固定后样品的观察外，还能对液体中样品成像;（3）可以根据观察者的要求，调节样品所处的温度、湿度、大气、真空等观察条件。目前，AFM已广泛地应用于细胞及蛋白、多糖、核酸等生物大分子结构的研究中。对一个细胞而言，AFM不但能够提供长度、宽度、高度等形态方面的信息，还可以满足人们对膜上的离子通道、丝状伪足、细胞间连接等细微结构的研究 ［2，3］ ，甚至还可清楚地观察到膜身的骨架结构 ［4］ 。后者对细胞表面与表面下结构相互作用的进一步研究非常有利。Qian ［5］ 等利用AFM对酵母的热休克蛋白Sis1与Ssa1进行观察，发现只有Ssa1的lid区一端与Sis1缩氨酸结合区作用，并且Sis1二聚体的缩氨酸结合区呈现较高水平的凹槽结构，这有助于阐明蛋白相互作用机制及其在蛋白折叠、组装、降解、转移中的重要作用。定的生理生化反应会引起生物样品空间结构的变化。利用AFM对这些变化的观察，为细胞结构及结构调节的生理意义等研究提供更多有价值的信息。例如Liu ［6］ 等将大麦的中期染色体经严格点干燥、2M NaCl处理后提取出2种非组蛋白。通过AFM在纳米水平显示提取蛋白后染色体的三维结构，发现处理后的染色体发生下列变化:高度降低同时表面较前粗糙。又如:Sit ［7］ 将纤维蛋白原固定在3种不同基底表面，研究样品发生的结构变化。由AFM的三维定量分析显示纤维蛋白原按照mica

2.2 力学特性 由于利用AFM可对扫描各点高度及作用力的测量，这就意味着我们不仅可以获取生物样品的表面形态和三维结构，还可以得到其表面硬度、粘弹性、摩擦力等力学特性的表面图谱 ［10］ 。例如AFM在扫描样品时，探针尖端作用样品可使样品产生可测量的凹陷。当应力与应变力成线性关系时，样品发生的变形属弹性变化，即撤销力时样品可恢复原有形态。我们利用凹陷的深度数据就能够获取有关样品局部的弹性信息。Alcaraz ［11］ 等利用AFM测量支气管上皮和肺泡上皮细胞在不同负荷力和作用频率下的复剪切弹性系数，观察其变化规律。在样品表面性能测量中，应该考虑到探针可能同时会受到其他作用而影响实验数据。在该实验中作者就针对溶液粘性牵拉力及与样品接触的探针几何形状引起的偏差予以校正，使测量结果更准确。

2.3 分子间力 将很高的空间分辨率与敏感且准确的力学感应性相结合，是AFM的一个极为显著的特点。通过将探针连接在弹性系数很小的悬臂上，AFM对力的测量敏感性可达到pn水平。到目前为止，AFM已经广泛地运用于测量溶液中生物分子间相互作用如与生物反应有关的水合力的研究 ［12］ 。利用这些研究结果还有助于对生物分子结构和机械性能进行分析。例如，蛋白质依靠多种非共价作用而保持其结构稳定，通过机械或化学的方法将蛋白伸展后，可以利用AFM直接测量稳定蛋白结构的作用力，并进一步探究这些力对蛋白结构的影响。近几年AFM对肌蛋白titin的去折叠研究取得的显著成果即有力地说明了这一点 ［13］另外，AFM还能够测量单个分子间微弱的非共价力。例如测量受体-配体的去结合力，若受体固定在基底表面的话，则将与之对应的配体固定于探针表面，使探针功能化。随探针-样品的距离逐渐缩小，悬臂受探体-样品间吸引或排斥力的作用向接近或远离样品的方向偏折，悬臂偏折的最大幅度反映分离紧密结合两分子所需的力。在测量中，有可能会受到探针与表面的非特异性相互作用的干扰 ［14］ 。因此，有必要认真地选择对照实验包括使用未功能化探针;或基底所处的溶液中利用游离的配体封闭受体;调节溶液的离子强度或pH，降低静电力的干预 ［15］ 。除此之外，探针还有可能受溶液粘性牵拉力作用，使撤离速率减慢至记录数据低于实际的作用力。

2.4 显微操作 通过在纳米级水平调控探针的位置和施加力，AFM可以实现对生物分子进行物理操作如切割生物结构，转移分子至特定位置。在一定的范围调整施加力，AFM在成像的同时即可对样品进行操作。施加力的范围主要由悬臂的力学常数和探针粗细决定。与标准显维切割技术相比，AFM对目标区域切割、提取等操作具有更准确的特点。1992年Hansma ［16］ 利用AFM切割遗传物质DNA分子的特定位置，这是人们首次使用AFM对生物分子进行的可控性纳米操纵。随后它在生物膜的切割 ［17］ 、待研究分子的分离 ［18］ 等方面也得到广泛的应用。

3 AFM在染色体研究方面的进展

AFM的高分辨成像和简便的样品制备过程吸引了众 多学者利用它对染色体结构进行研究。但早期由于镶嵌于30nm蛋白质层的RNA吸附在染色体的表面 ［19］ ，同时盐、细胞残渣等随同染色体滴片时吸附于玻片上 ［20］ ，妨碍染色体表面更细微的结构成像。近来随着染色体制备方法的改善和AFM成像技术的提高，该方面的研究得到进一步的发展。染色体经胃蛋白酶、RNA酶依次作用后，置于溶液中观察，不仅去除了表面的蛋白质层，而且再次水化后染色体体积增大5～7倍，能够分辨出样品表面的染色质纤维所形成的环状结构 ［19］ 。最近利用该方法使染色体成像横向和纵向分辨率分别可达到1nm、0.1nm，并且发现染色质纤维是由放射状排列染色质环与盘绕的螺旋管状结构共同组成 ［21］ 。在G、C分带中期染色体的三维结构观察 ［7］ ，染色单体型畸变识别 ［8］ ，核型分析等方面研究的应用证实了与光学显微镜、扫描及透射电镜等成像工具相比AFM具备独特的优势:它不仅能够识别染色体畸变，同时可以对结构变化进行细微的观察。除正常染色体的结构及表面性质的研究，AFM还对G分带染色体形态发生的一系列变化进行观察。研究发现随胰蛋白酶作用时间的延长，染色体除周边之外的其余结构将逐渐发生崩解 ［22］ 。中期染色体经G、C分带会出现纵向高度的差异 ［23，24］ ，各条带中染色质纤维排列的松紧度也有所不同 ［25］ 。这些都有助于染色体分带机制的阐明。对重离子射线诱发染色体畸变分析发现AFM不但识别出染色单体裂隙和单体断裂，还清楚观察到单体型畸变的断裂点纤维状结构 ［26］ 。这证实了AFM是辐射诱发染色体畸变的结构研究中十分有用的工具。可见，AFM已在染色体结构、物理性质等方面研究获得很大的进展。另外，作为一种纳米操纵工具，AFM还被用于纳米切割染色体，提取DNA制作FISH实验的探针等 ［27］ 。在亚细胞水平结构研究的基础上，发挥AFM连接亚细胞结构、分子水平研究的桥梁作用，它有可能在基因定位和功能研究等方面得到进一步的应用与发展。综上，凭借它对染色体纳米量极的成像和显微操纵，AFM有希望成为结合细胞遗传学和分子遗传学的有力工具。

4 展望

1986年，AFM作为一种新的成像技术被研制成功。在之后短短的十余年里它由原有的纳米水平单分子成像，逐渐扩展到表面功能的研究，分子间力的测量，可控性分子操作等多个领域。当然，不容忽视，在上述的AFM多种应用中仍存在一些有待进一步完善、解决的问题，也就是说，作为一个新兴的研究工具，它同样也存在着自身的不足。除了在实验中不断地分析、探求更好的解决方法之外，我们更应该将AFM与其他成像工具相结合，取长补短，以便能够更大程度地挖掘其内在潜力，使AFM在生物医学研究中做出更大的贡献。相信随着这项多功能技术的相关工作的不断发展，它会为形态结构、表面功能、相互作用力等方面研究提供更多、更重要的新发现。

参考文献

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微生物学的应用篇8

1资料与方法

1. 1研究对象

研究对象为本校2016届医学检验技术专业1班48名,2班46名学生，所有学生为随机分班，医学微生物学教学课时及带教老师均完全相同。将1班设为对照组，其中男21名，女27名，年龄17-19岁，平均年龄(18. 3士0. 4)岁，采取传统的教学法授课;2班设为观察组，其中男19名，女27名，年龄17-20岁，平均年龄(18. 1士0. 5岁，采取案例教学法授课。两组学生在年龄、性别组成等一般资料方面比较差异无统计学意义，具有可比性。

1. 2研究方法

1.2.1对照组

采取传统的讲授教学法理论知识教学时授课老师首先依据大纲的要求制定计划授课，借助幻灯片和黑板板书进行理论讲解。微生物学实验操作的教学时，授课老师依次讲解微生物学实验的目的、要求、操作方法等，随后再具体指导操作。

1.2.2观察组

采取案例教学法老师依次按照选择案例、合理设计问题、组织学生分析讨论问题、老师总结分析的思路教学，具体如下:①案例设计:老师根据不同章节的具体内容选择具有代表性、典型性的案例，案例来源可来自于医院的病案室、报刊、学术资料、互联网等多种途径，案例难度应该由易到难，与章节知识密切相关，具有可讨论性，利于学生将知识融会贯通，锻炼学生的思维能力。如在讲解流感病毒的内容时，可从医院病案室选择一例典型的甲型流感案例，完整的讲解案例的症状、实验室检查、治疗、预防，仅需一个案例就可以将医学微生物学基础知识与临床案例结合，帮助学生理解流感病毒的形态、性状、致病性、预防、诊断等知识;②提出问题:可根据所设计的案例，设计与医学微生物学基础知识关联紧密的问题，老师根据大纲要求，尤其对要求重点掌握的难点提出问题，如:抗体的类型和致病的特点、引起食物中毒的病原体有哪些、引起肝炎的病毒的类型和结构特点等，也可举实际案例，如讲解破伤风杆菌时可举实际案例，一患者临床表现为苦笑面容、牙关紧闭、角弓反张，提出此类患者应该如何处理，是注射破伤风抗毒素还是类毒素?在注射破伤风类毒素时有哪些注意事项?通过实际案例及问题可帮助学生详细了解破伤风杆菌;③老师将学生随机分为5组，每组8}-10人，组员根据案例及老师提出的问题，结合教材、图书馆、数据库等途径查阅资料，相互分析、讨论、总结答案，再由组长进行回答;④老师分析总结:老师耐心记录各组答案，尤其注意共性问题，最后进行总结点评，对各组答案中的优点给予充分的肯定和表扬，对答案中出现的共性问题即典型性问题重点解答，加强学生对重点和难点知识的掌握程度。同时注重培养和锻炼学生动手实践能力，充分将理论知识与实践相结合。

1. 3评价指标

待学期结束时通过理论及实训操作考试评价两种教学方法的教学效果，并以调查问卷的形式对案例教学法进行总结分析。

1. 4统计学方法

采用SPSS 21. 0软件进行统计学处理。计量资料采用‘x士、”表示，组问比较采用t检验，计数资料以率(%)表示，采用丫检验;P< 0. 05为差异有统计学意义。2结果2. 1两组学生成绩比较观察组学生理论考试平均成绩、实训操作考试平均成绩均显著高于对照组，组问比较差异具有统计学意义(P<0. 05)，见表。

2. 2问卷调查结果

在观察组学生中共发放46份调查问卷表，回收46份，回收率100%，调查问卷的结果表明观察组学生学习积极性及主动性、理论知识联系实际问题的能力、言语表达及团队合作沟通的能力、研究分析和解决问题的能力均得到了显著提高，见表203讨论    医学微生物学是临床基础学科中的一门基础课程，与医学专业课程、临床检验工作紧密相关，是医学院校一门主要课程，是感染性疾病的预防、诊治、药敏实验、病原菌分析等的依据。但是由于医学微生物学内容繁杂、专业名词多、枯燥、理论知识抽象等诸多原因导致学生学习积极性不高，学习效果不理想。以往传统的讲授教学法以老师为主、学生为辅，学生学习积极性不高，学习效果差。而案例教学法学生为主体、教师进行辅导，通过实际案例提出问题、引导学生分析、讨论案例、解决问题、纠正错误。将实际案例引入到医学微生物学的教学中大大激发了学生学习的积极性，培养学生的学习能力，通过实际案例将枯燥的理论知识具体化、形象化，增强理论知识联系实际问题的能力。    

本研究中观察组学生理论考试平均成绩、实训操作考试平均成绩均显著高于对照组，组问比较差异有统计学意义<P<0. 05)。