果皮粗提液抗菌抑菌效果的实验教学设计

黄云开 ,  陈学梅

实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (10) : 118 -120.

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实验教学与仪器 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (10) : 118 -120. DOI: 10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.10.036
实验改进与创新

果皮粗提液抗菌抑菌效果的实验教学设计

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摘要

为帮助学生深入理解室内霉菌的特性、掌握抑菌实验的基本原理,并培养其科学探究能力,以“探究果皮粗提液对室内霉菌抗菌效果”为主题,开展了一项高中生物学拓展性综合实验教学活动,以期为广大一线教师开展相关活动提供参考。

Graphical abstract

关键词

果皮粗提液 / 抗菌 / 抑菌 / 实验教学设计

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黄云开,陈学梅. 果皮粗提液抗菌抑菌效果的实验教学设计[J]. 实验教学与仪器, 2025, 42(10): 118-120 DOI:10.19935/j.cnki.1004-2326.2025.10.036

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鉴于篇幅限制,高中生物学教材在“微生物的培养技术及应用”一节,仅以细菌为例简述了微生物的培养技术和应用,尽管学生在初中阶段已尝试通过环境采样来检测霉菌,但这些实验活动主要聚焦于菌落形态的宏观辨识,而未深入至显微水平去了解霉菌的微观结构,从而在学生的认知框架中留下了关于霉菌特性的缺口。此外,值得注意的是,尽管这一主题频繁出现于各级别考试中,特别是在探讨“抑菌圈”现象的相关试题中,但教材并未对“抗菌作用实验”进行阐述。鉴于上述情况,笔者决定设计并实施一项综合活动,旨在深化学生对霉菌的直观认识——涵盖从菌落观察到显微结构分析,同时引入并阐释抑菌实验的核心原理。
在南方湿热的气候条件下,室内环境易受霉菌污染[1]。室内霉菌不仅会诱发人体罹患哮喘、鼻炎等过敏症状,还会对室内物体造成腐蚀性伤害,引发经济上的损失。而柯薇[2]的研究发现,利用酒精提取的香蕉皮与柚子皮提取液能有效抑制霉菌繁殖。受此启发,笔者尝试设计主题为“果皮粗提液对室内霉菌抗菌抑菌效果探究”的实验教学活动,引导学生进行室内霉菌的鉴定,并利用香蕉皮、柚子皮粗提液进行抑菌实验。该活动旨在帮助学生加深对常见室内霉菌种类的理解,同时掌握并强化霉菌的科学鉴定技术与抑菌实验技能,提升其在微生物学领域的实践能力。

1 实验目的

①尝试检测和鉴定室内霉菌;②尝试制作果皮粗提液并进行抑菌实验;③通过小组合作,完成实验任务,树立实事求是的探究精神,养成团队合作意识。

2 材料用具

沙氏培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA培养基)、烘干后的柚子皮及香蕉皮、乳酸石炭酸棉蓝染色液、70%乙醇、蒸馏水、3 mg/mL纳他霉素、生理盐水、酒精灯、接种环、接种针、载玻片、盖玻片、显微镜、封口膜、镊子、玻璃试管、直径为6 mm的小滤纸片等。

3 实验过程

3.1 室内霉菌的采样、培养、观察与鉴定

(1) 霉菌的采样:将已灭菌的沙氏培养基放置在不同采样点,打开皿盖,静置5 min,让霉菌孢子自然沉降到培养基上。静置结束后,收回平皿,并用封口膜密封平皿,同时用标签纸做好标记(姓名、采样时间、采样地点)。

(2) 霉菌的培养与观察:将采样所得的样品置于28 ℃培养箱培养;每隔24 h观察并记录霉菌生长情况,包括菌落数量、菌落类型、菌落形态特征等。

(3) 霉菌的鉴定:霉菌培养5~7 d时,取洁净的载玻片,往上滴加一滴乳酸石炭酸棉蓝染色液,同时用解剖针从生长有霉菌的平板中挑取不同菌种的一团菌丝,置于染液中,缓慢地用解剖针将菌丝分散开,然后加盖玻片,用显微镜进行镜检并记录观察结果。

3.2 果皮粗提液抗菌效果的探究

(1) 制备果皮粗提液:将烘干后的香蕉皮、柚子皮研磨成粉状,将研磨后的果皮粉末按料液比1∶10加入70%乙醇溶液中浸提5~7 d,过滤杂质,得到果皮粉末多酚提取液,即制备成果皮抑菌剂。

(2) 制备霉菌悬液:用接种环挑取少量霉菌菌丝体,将其置于含有10 mL蒸馏水的试管中,不断搅动菌悬液2 min,使菌丝体断裂成小碎片。

(3) 涂布平板:取 0.1mL菌悬液加入含有PDA培养基的平板中,同时用涂布棒将菌悬液均匀涂布于平板上;而后,在平板背面将平板分为A、B、C、D共4个区(图1)。

3.3 抑菌实验

用镊子夹取4片滤纸,将其分别放入3 mg/mL纳他霉素溶液(阳性对照)、无菌生理盐水(阴性对照)、自制柚子皮抑菌剂和香蕉皮抑菌剂中浸泡1 min,再用镊子将滤纸取出并沥干;按顺序将4块滤纸分别置于平板的A、B、C、D区的中央(A:纳他霉素;B:生理盐水;C:柚子皮抑菌剂;D:香蕉皮抑菌剂),盖上平板皿盖,用封口膜密封;将4块平板放入28 ℃的培养箱中培养5~7 d,每天观察并记录。

4 结果分析与讨论

4.1 不同采样点的霉菌丰度不同

对实验室及实验楼厕所的霉菌进行采样培养,结果如图2所示。结果显示:实验室霉菌含量较少,而实验楼厕所则存在较为丰富的霉菌。这表明,实验楼厕所存在一定的霉菌污染现象。

4.2 采样所得霉菌种类主要为曲霉属和青霉属

对菌落数量出现较多、形态存在差异的4种菌进行镜检,结果如图3所示。根据镜检结果可判断出:前3种为曲霉属类霉菌,第4种为青霉属类霉菌。

4.3 果皮粗提液对曲霉存在较弱抑菌效果,对青霉无抑菌效果

在抑菌实验中,实验平板培养72 h后,霉菌已铺满平板,阳性对照纳他霉素表现出了超强的抑菌效果,而阴性对照生理盐水,以及实验样品香蕉皮粉末及柚子皮粉末多酚提取液都未出现明显的抑菌圈,如图4所示。

虽然香蕉皮粉末和柚子皮粉末多酚提取液并未出现明显的抑菌圈,但在实验平板培养24 h、48 h以及72 h后对其进行观察时,明显发现浸泡过不同样品的滤纸片周围霉菌生长状况有别,详见表1。在培养72 h后,浸泡生理盐水的滤纸片都被4种菌种的菌丝侵染,说明生理盐水无法抑制菌丝的生长。而3种厕所菌种——曲霉在培养72 h后,其菌丝对浸泡过香蕉皮和柚子皮多酚提取液的滤纸片仅是围绕其生长,而未蔓延上滤纸片,表明香蕉皮和柚子皮的多酚提取液对3种厕所菌种-曲霉的菌丝生长有一定的抑制作用。与之相对,第4种厕所菌种——青霉的菌丝蔓及香蕉皮和柚子皮多酚提取液的滤纸上,此提取液对青霉无抑制效果。

5 实验建议

一是建议在学生学完“微生物的培养技术及应用”后开展这一活动,以利于学生迁移与应用所学知识。实验时间跨度长,建议安排三周时间来完成。第一周,向学生阐明实验目的和流程,安排学生对室内霉菌进行采样培养,以及对柚子皮和香蕉皮进行研磨和浸提;第二周,引导学生制备水浸片观察霉菌的形态和进行抑菌实验;第三周,邀请学生分享实验结果,同时进行活动总结。

二是要加强反思教育,在实验中出现果皮提取液的抑菌效果不佳时,要注意引导学生从有效抑菌成分浓度的角度思考“为什么实验效果不像文献中描述的那么好”,从而提出问题“如何提高果皮粗提液中有效抑菌成分的浓度?”以此引发后续的实验和教学。

三是在进行抑菌实验时,并不一定要选择香蕉皮和柚子皮来作为果皮粗提液的原材料,教师可以鼓励学生通过查阅资料,自行选择感兴趣的材料来制作抑菌剂,并完成抑菌实验。

四是要加强实验的安全教育,霉菌对人体具有一定的危害性,因此在实验时,应要求学生佩戴口罩和手套。在制作水制浸片、菌悬液的过程中,应要求学生按照实验室规范要求进行操作。

参考文献

[1]

孙宗科,康怀雄,申志新,等.南方和北方城市住宅室内空气微生物调查[J].环境与健康杂志,2011,28(02):130-132.

[2]

柯薇.香蕉皮中多酚类物质的抑菌活性研究[J].现代食品,2016(15):93-95.

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