高瞻生物细菌与人类教师手册

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1、高瞻生物..細菌與人類..教師手冊-16-教師手冊本手冊包括「課程設計說明」、「課程架構」、「課程概念」、「延伸思考」與「延伸實驗建議」。壹、課程設計說明：現行高中生物教材（95暫綱）僅在高一階段「第二章--生物多樣性：2-4細菌」單元，以不到50分鐘的時間對細菌做粗略的介紹，幸而98課綱中對微生物的介紹略有增加：在基生（2）階段藉著「第二章--生物科學與食品：微生物與食品生產、酵素在食品上的應用」、「第三章--生物科學與醫藥：抗生素與疫苗」；生物「第十章--人體的防禦：病原體—細菌」單元對細菌作更詳盡的描述。但是高中自然課程整體授課時數之減少，讓同學對細菌這個「無所不在的敵人與朋友」依然陌生

2、，只能在短短的數十分鐘正課中學習細菌的形態、構造與分佈等一般概念，更因為授課時數的限制，刪除了相關實驗的操作機會，讓這個認識細菌的單元顯得更加渺小與抽象。對細菌的一知半解，會讓同學喪失從生理、演化等現象去了解其生物多樣性的價值，更遑論想像出細菌會在基因工程世界中扮演何等重要的角色。其實細菌不僅無所不在，也很容易培養，很容易在實驗室中觀察其形態甚至細胞內的生理現象，若將相關實驗在高中階段刪除，實在是非常可惜，於是我們希望設計一個有銜接功能的實驗課程，帶領學生從做中學。此處不再對細菌的形態、生理等一般現象再度贅述，而將重點放在相關實作技巧的介紹上，基於高二學生的微生物實驗起點行為仍顯不足，且考慮到

3、高瞻課程將來的推廣性，本課程從一般高中實驗室的基礎配備出發，設計出簡易的微生物學實驗內容，諸如：菌落培養、細菌抹片、細菌染色觀察乃至菌數估計的練習，來作為入門課程，祈使每一位學生都有動手實際操作的機會，也可以從學生的作業單中來檢驗實驗的成果，不致因為儀器的不足，而受限為示範性實驗甚至是「乾性實驗」。學習過本課程的學生，會具備一定程度的無菌操作概念，也具備較佳的起點行為，便可於下一年度的課程中進行更進階、更有深度的實驗內容，例如食品中生菌數的測定、細菌生化現象的檢驗（例如納豆菌的水解蛋白實驗、細菌發酵詴驗、細菌抗生素感受性詴驗）、細菌質體DNA的抽取等等。總之，本課程設計的目的是利用實際操作來輔

4、助高一階段學過的微生物學概念，藉著環境中菌落的培養及形態的顯微觀察，將微生物的概念具體化、生活化，扮演一個從基礎課程到進階課程中的銜接角色，希望有助於同學對未來醫藥、免疫、食品工程、基因工程等相關領域的學習。16高瞻生物..細菌與人類..教師手冊-17-貳、課程架構：節數性質課程內容第一節理論課程簡介：一、緒論二、細菌的營養方式三、細菌的繁殖四、細菌的人工培養五、無菌操作技術第二節理論六、菌數的測定七、結語附錄：微生物學實驗技術說明：（1）油鏡鏡頭顯微鏡的使用法（2）無菌操作技術實作實作一：環境菌落培養第三節實作實作二：細菌染色觀察（菌種來源：牙垢細菌、純種培養菌落、環境培養菌落）（1）簡單染

5、色法第四節實作（2）革蘭氏染色法實作實作三：系列稀釋練習參、理論部分課程概念表主要概念次要概念一、緒論1.細菌普遍存在於週遭環境與生物體上。2.生物體表與體內若干位置存在著「正常微生物相」，對生物體無害。二、細菌的營養方式1.細菌屬於「原核生物界」。2.細菌依照營養需求可分成「自營性細菌」與「異營性細菌」兩大類。三、細菌的繁殖1.細菌一般利用二分法來快速繁殖。2.閉鎖環境下細菌的「生長曲線」，分成四個時期：遲緩期、對數期、靜止期與衰退期。四、細菌的人工培養1.培養細菌的「培養基」可因使用目的不同，而有固態、半固態和液態之分。2.在液態培養基中加入「洋菜」粉就可使培養基在冷卻後凝結成固態培養基。

6、3.在液體培養基培養細菌會使澄清的液體變得混濁，且混濁度與密度相關。17高瞻生物..細菌與人類..教師手冊-18-4.在固體培養基上培養細菌則會長出肉眼可見之「菌落」，菌落數可以反映出當初樣本上的生菌數。五、無菌操作技術1.「滅菌」是指殺死所有微生物形態，包括其繁殖體與其「芽孢」形態。2.「消毒」是指殺死微生物之繁殖體，但不包含殺死其芽孢之作用。3.加熱法可分為「乾熱滅菌法」與「溼熱滅菌法」。4.「溼熱滅菌法」中以「煮沸法」與「高壓蒸氣滅菌法」最常用。5.照射紫外線可改變細胞內的DNA結構，影響其複製，故可達到殺菌之目的。6.易被熱破壞之液體（如血清、抗生素溶液等）可以用「過濾法」除去微生物。

7、六、菌數的測定1.利用特殊載玻片可以直接顯微計數測得死菌與活菌的總數。2.針對菌數相當少時的檢體可用「濾膜計數法」。3.利用光電比色計的「濁度測定法」估算的是死菌與活菌加起來的總數。4.「標準平板測定法」一般是用來估計水中、牛乳、尿液或其他培養物等液體中的生菌數含量。5.應用「標準平板測定法」時常需要對樣本作「系列稀釋」動作，才能得到較為可靠的數值。七、結語1.大部分細菌對人體是無害的，且在自然界