课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计(第二课时)

《分解纤维素的微生物的分离》教学设计

一、教材分析

本课题作为课题1的应用和课题2的深入，增加了富集培养及鉴别纤维素分解菌这两个步骤，分离某种特定的微生物，难度较大、探索性更强，在高考中考查的可能性也很大。教材在课题背景中利用学生已经学过的纤维素的化学组成以及纤维素在生物圈的广泛分布，由此转入到如何对纤维素进行有效利用的问题。接着，教材介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，因此，对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。最后，教材点明了本课题的研究主题，即从土壤中分离能够分解纤维素的微生物。通过对课题中实验设计思路的深入学习，要求学生掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

二、教学目标

1.简述纤维素酶的种类及作用，能从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

2.能够分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理。

3.领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力。

4.通过了解土壤中能分解纤维素的微生物在保护环境中的作用，增强社会责任感。

三、教学重点难点

1.重点:从土壤中分离分解纤维素的微生物。

2.难点:从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教法指导

1．有关纤维素的内容，可联系必修模块中学习的多糖的知识，该部分内容较简单，可安排学生自学，然后教师利用图解的方式，给出Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶的不同功能，帮助学生记忆。

2．对于富集培养，其原理和上一课题中的选择培养类似，教师可将两个课题中的选择培养对比，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的原理比较简单，学生通过自学就能够理解。

3.关于实验设计部分,学生可自行完成实验方案流程图,教师再设计一系列问题帮助学生理清思路、完善细节。

五、教学过程

【引入新课】

通过展示秸秆以及秸秆焚烧的图片引出纤维素【进行新课】

（一）基础知识

活动1：学生通过预习并回忆以前学过的内容，将下列关于纤维素的表格填上：

1、纤维素

元素组成

C、H、O、N、P

基本单位

种类

葡萄糖

天然纤维素、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素

化学性质

常温下稳定，不溶于水及一般有机溶剂，不具有还原性，但其水解产物具有还原性

棉花、木材、作物秸秆

植物细胞壁的主要成分，一种重要的膳食纤维具有刺激胃肠蠕动，促进消化液分泌的功能，此外，纤维素可用于造纸，纺织，制造炸药等

分布

功能

思考：纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，但却不会在地球上大量的积累，为什么？

学生思考回答：纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。（引出纤维素酶）

2、纤维素酶

教师展示纤维素酶的图片。

（1）纤维素酶分解的原理

（2）纤维素酶分解纤维素的实验

活动2：设计实验。根据你所掌握的微生物培养技术，如果要观察土壤中微生物

分解纤维素的效果，应该如何设计简单的实验？并预测实验结果。

学生讨论出方案并回答

土壤中的微生物分解了滤纸，用什么方法可以将这些微生物从土壤中分离出来？有什么方法可以鉴别这些微生物就是纤维素分解菌？请说出实验的设计思路。

3、纤维素分解菌的筛选

筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。

其原理是：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

随讲随练：习题巩固，分析图形中透明圈大小

（二）实验设计

活动3：完成实验方案流程图，阅读教材P28“实验设计”部分，讨论回答问题：

问题1、土壤取样的地点有什么要求？为什么？

问题2、选择培养的目的是什么？如何制备选择培养基？

问题3、如何进行稀释操作？

问题4、鉴别培养基的原理是什么？

如何进行涂布？

问题5、刚果红染色法有哪些？如何操作？

活动4：学生阅读教材讨论后，依次回答问题

1、土壤取样

①土壤取样的地点有什么要求？为什么？

②如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？

2、选择培养

①旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

②这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？

③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？

3、如何进行稀释操作？

按照稀释涂布法的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。

3、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

（1）制备鉴别培养基:（2）涂布平板：

5、挑选产生透明圈的菌落

（三）结果分析与评价、课题延伸

活动5:阅读教材P30“课题延伸”,回答问题: 1.为了确定分离得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶实验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

2.纤维素酶的测定方法,一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素产生的葡萄糖含量进行定量测定。

活动6：比较纤维素分解菌和尿素分解菌的异同并填表，并且从中总结出分离微生物的一般方法

活动7：再次展示秸秆焚烧的图片，讨论：通过学习，你认为可以怎样无污染、有效利用秸秆？呼应课前。

六、课堂小结

七、课后作业：搜集并讨论分解纤维素的微生物的应用

八、教学反思：本实验为设计性实验，通过让学生设计从环境中分离筛选纤维素酶生产菌的技术路线并予以实验，使学生学习并掌握从环境中分离筛选纤维素酶产生菌的原理和方法，理解选择培养基的原理和应用方法。使学生了解从环境中获得有用菌种的基本实验环节和技术路线方法；培养学生触类旁通，举一反三，从事微生物学科学研究的基本素质能力。

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