以就业为导向——教改畜牧微生物学实验课
时间：2023-02-27 09:10:07 来源：千叶帆 本文已影响人
张二芹，张同旭
（1.河南农业大学动物医学院，河南 郑州 450046；
2.河南南阳市第四职业中等专业学校，河南 南阳 473000）
微生物是个体微小、结构简单、生长繁殖快以及适应能力强的生物类群。它们分布广泛，种类繁多，并与人类、动物和植物的生存密切相关。为了能使学生掌握一些快速、简便、通用的方法检测微生物，通过实验练习，使学生学会观察微生物的培养特征、形态特征、特殊结构和生化特性，应用免疫学方法检测微生物，掌握鉴定微生物的基本实验技能。从而培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，让学生能熟练应用一些仪器和具有独立完成实验的能力，为学生以后继续深造和就业创造条件。
微生物指个体微小，结构简单、生长繁殖快以及适应能力强的生物类群。按照核的类型和个体形态可分为三大类型：原核微生物（细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、支原体、立克次氏体和螺旋体）、真核微生物（真菌、藻类和原生动物）和非细胞型微生物（病毒）。它们种类繁多，分布广泛，其与人类、动物和植物生活关系密切。有益的微生物广泛涉及到食品、医药、工农业、环保和科学研究等诸多领域，同时也存在对人类、动物、植物致病，引起食物、果蔬菜和青贮饲料腐烂变质的有害微生物。为了使学生对微生物的生活习性、形态结构和生化特性更充分的了解，以便在今后生产实践中能够熟练鉴别微生物，需通过系统的实验操加深对微生物认识。
微生物学实验主要目的是使学生掌握和认识有益和有害微生物，以便在今后的生产应用中，能降低产业损失，提高经济效益。为了在实验中更深地理解基础理论，使学生实验方法和实验技能得到系统的训练，需对微生物培养特征、形态、特殊结构和生化特性以及免疫学实验过程进行教学改革（见图1）。
图1 微生物实验课教改
2.1 从培养特征——认识微生物微生物培养特征指在培养基上生长特征，即形状、大小、颜色、表面状况、质地和光泽等。老师讲授微生物培养特征及演示实验操作后，学生准备培养基试剂和容器，然后配制培养基，并进行微生物分离培养。通过微生物培养试验，使学生既能深刻地掌握微生物的培养特征、培养基的用途和微生物的培养方法，又能熟练制备培养基、调节缓冲液的pH值、包扎三角瓶和试管以及培养微生物，以及熟练使用电子天平、pH计、移液器、灭菌锅、超净台、培养箱和摇床等仪器以及仪器在使用过程应注意事项。每位学生能掌握做实验的基本流程，独立进行实验操作，提高学生做实验的兴趣。
2.2 从形态——辨别微生物微生物个体微小，通常以微米（μm）和纳米（nm）表示大小，为了能观察到单个微生物，需借助光学显微镜观察微生物。学生先学习显微镜的使用方法，然后根据老师指导，依次在低倍镜和高倍镜下观察微生物。为了更清晰的认识微生物形态，可用油镜观察其形态，同时提醒学生注意物镜与载玻片之间的距离在0.2 mm以内，调焦速度必须放慢，避免压碎玻片，并使物镜受损。镜检结束后，教学生用二甲苯清洁镜头和玻片的香柏油，最后再用擦镜纸擦净，使学生学会使用及护理显微镜的方法。通过独立应用显微镜区别微生物，提高学生的观察能力。自然界中微生物种类繁多，数量巨大，为能更清楚观察微生物，可根据微生物的结构特性鉴定，其中革兰氏染色法依据细菌细胞壁的成分将细菌分为革兰氏阳性菌（G+）与革兰氏阴性菌（G-）。学生在掌握革兰氏染色原理和方法后，对先前培养的微生物进行染色观察，加强学生对细菌细胞壁功能和结构的认识。学会通过其形态（球形、杆状、弧形和螺旋形等）、大小和排列认识常见微生物（如沙门氏菌、巴氏杆菌、链球菌、炭疽杆菌、魏氏梭菌和真菌等），能在今后的学习和生产实习中快速地辨别细菌。
2.3 从特殊结构——区别微生物细菌具有保护自身及其它作用的特殊结构，如荚膜有致病性；
鞭毛能运动；
菌毛，能吸附；
芽孢能抗逆。学生通过镜下观察细菌的特殊结构，认识荚膜包裹着细菌（炭疽杆菌），处于细菌的外面；
鞭毛为细菌表面长出的线状物；
菌毛细多；
芽孢呈圆形或椭圆形，存在于细菌（破伤风梭菌）内。学生通过实验操作，从而掌握细菌的特殊结构和作用，学会鉴别一些有益菌和有害菌，使学生认识到微生物对人类、动物和植物重要的意义。此外提醒学生在观察人畜共患的微生物时，注意自身的防护、工具和环境的消毒，激发学生学习的动力以及发现问题和解决问题的能力。
2.4 从生化试验——鉴定微生物IMViC试验根据微生物在代谢过程中产生的分解产物和合成物质特性鉴定细菌。其是吲哚（I）试验、甲基红（M）试验、二乙酰（VP）试验和柠檬酸盐（C）利用试验的合称缩写，常用于鉴定肠道杆菌。尤其对形态、革兰氏染色反应和培养特性相同或相似的细菌更为重要，主要用于鉴别大肠杆菌和产气肠杆菌，多用于水的细菌检验）。学生掌握IMViC实验原理和方法后，准备培养基、反应底物和指示剂（甲基红、草酚蓝和酚红等），依据细菌的代谢产物酸、气以及其他物质鉴定细菌。目的使学生了解细菌的代谢产物和作用，学会用代谢产物鉴定细菌的基本原理和方法。为了快速、准确、简便鉴定更多的微生物，老师教授学生微生物快速鉴定和自动分析仪使用方法，可将鉴定微生物的数量由几种扩展几十种甚至百种微生物。从而开阔学生的眼界，启发学生学习思维，将学习的微生物知识与其他学科结合起来创造更多更大的价值。
2.5 从免疫学方法——检测微生物免疫系统是人和动物抵御微生物入侵的主要防御系统。微生物（抗原）刺激机体免疫系统产生抗体或致敏淋巴细胞，能被其相应抗体或致敏淋巴细胞结合，减少病原微生物对人类和动物造成的危害。依据抗原抗体在体外结合反应，可鉴定多种微生物。学生做免疫实验之前，掌握免疫、抗原和抗体的概念，理解抗原与抗体之间反应的原理，了解胶体金的特性以及胶体金标记抗原或抗体的原理，用辣根过氧化物酶标记抗原或抗体，且不影响免疫活性和酶活性。学生通过凝集试验观察颗粒状抗原（如沙门氏菌、布鲁氏菌及支原体等）与抗体结合出现的凝集现象；
经琼脂扩散试验观察凝胶中抗原（法氏囊炎和鸭病毒性肝炎）与抗体形成白色沉淀线；
根据胶体金试纸显色反应鉴定微生物；
酶联免疫吸附试验可检测多种病原微生物。因此根据免疫试验，学生可以直观和简便观察到实验结果。
通过微生物实验教学，培养学生的实验操作技能，以及观察问题、分析问题和解决问题的能力，从而能够较全面地提高学生的基本素质。通过实验技能考核（表1），可帮助学生形成科学概念、理解和巩固理论知识，正确掌握实验的基本方法和基本技能。
表1 微生物实验课考核
微生物在自然中分布广泛，种类繁多，需借助仪器才能观察到微生物的形态和大小。有益微生物对医药、工业、农业、畜牧业和科学研究产生重大影响；
而有害微生物对人类、动物和植物致病，甚至危及生命。为了让学生对微生物有初步的认识，需进行实验教学改革，通过实验讲解、实验操作，使学生根据微生物的培养特征、形态、特殊结构、生化特性及免疫实验鉴定微生物，学会应用微生物快速鉴定和自动化分析方法区别多种微生物，培养学生在实践中综合运用所学的知识去解决一些实际生产问题。
