课题3　分解纤维素的微生物的分离课件配套优秀教案设计

课题3 分解纤维素的微生物的分离教学设计

1.课程标准的要求

根据普通高中生物学课程标准（2017年最新修订版）的阐述，生物学核心素养主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等，而

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力，并在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。

选修1《生物技术实践》模块要求学生在学习了有关知识的基础上，自己设计实践方案并进行实验，动手操作、收集证据等，因而这一模块的学习对于训练学生的科学探究精神和能力是非常重要的。

2.教材内容分析

本节是生物选修1《生物技术实践》模块中的专题2微生物的培养与应用中的课题3，本课题是课题1的应用和课题2的深入，是在介绍了无菌操作、培养基配制，实践了尿素分解菌分离的基础之上对相关知识和能力的进一步强化，在本模块中起着巩固和提高的作用。

本节课内容主要有两大部分，第一部分是介绍基本知识，即纤维素与纤维素酶，第二部分是纤维素分解菌的分离，即本节的重点内容，也是本节课所特有的内容。本课题难度较大，探究性也较强，适合设计成学生参与的探究性学习课程。

3.学生起点能力分析

高二的学生对于实验探究已经不再陌生，熟悉了实验探究的基本流程，且在年级的组织管理下，也适应了小组合作学习模式。

在知识基础上，学生已对无菌操作、梯度稀释、分离纯化微生物的原理和方法（平板划线法和稀释涂布平板法）有了一定的了解，对分离目标微生物的实验思路和过程有了初步的认识。因此在获取相关基础知识的情况下，在老师的指导下，应该能够完成本节的探究性学习，并加深对微生物分离相关知识的理解和运用，提高解决问题的能力。

4.教学目标

（1）了解纤维素的结构与分布、纤维素酶及其作用

（2）理解纤维素分解菌的筛选原理，撰写分离土壤中纤维素分解菌的实验方案

（3）应用纤维素分解菌的筛选原理解决其它菌的筛选问题

5. 课时安排：1课时

6.教学策略方法

根据本节课的知识内容和课型特点，本节的教学策略主要为：演示法、问题引导法、小组合作学习法。

7.教学过程

阶段

引入

（Engagement）

教师行为

播放视频“秸秆燃烧的危害”，并提出问题:视频中我们可以体会到秸秆燃烧的危害，秸秆的主要成分是什么?我们怎样做可以无污染的降解这些秸秆呢? 学生行为

联系生活实际和回忆前知识（植物细胞壁的主要成分等），积极思考（预测答案：用酶来分解）

激发学生兴趣，同时培养学生的环保意识

1

1.提示学生联系必修1多糖，学习纤维素

2. 展示纤维素酶分解的对照实验（教材P27小字部分），引出纤维素酶及其作用。

3. 展示材料：“地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%－60%能被土壤中某些微生物分解利用”，

提出问题：纤维素为什么可以被微生物利用？如何分离纤维素分解菌？

4.播放本实验的操作视频

探究

（Exploration）

5.解释刚果红染色法的原理和现象

6.提供模板，让小组根据模板，合作完成探究课题，撰写实验方案： 一、实验材料和用具

二、实验原理

三、实验步骤

步骤内容

注意事项（细节）

1. 制备培养基

2.

3.……

四、实验结果预测

学生自学纤维素

推理实验，得出结论

训练逻辑思维能自学纤维素酶及其作用。

力，回答问题。

推测土壤某些微生物可以问题串的形以产生纤维素酶

式，层层引导学确定探究课题

生理解探究实验

的背景和目的。

观看与思考

让学生有一个直

观印象，从而更阅读教材，小组讨论，撰加容易地理解本写方案

实验原理和过

程，

培养学生信息获

取能力、合作探

究能力和表达能

力

引导学生深入理提供问题串，引导学生深入思考实验

解本实验，同时（1）应该在什么环境中取材？为什么？

根据老师提供的问题进培养学生表达能（2）需要准备几种培养基？是液体培养基行深入思考，并尝试回答力。

还是固体培养基，这些培养基分别有何特问题，完善实验方案

性？

（3）如何确定你所培养的微生物就是纤维分享自己小组的实验方解释

素分解菌？（怎么做？判断标准是什么？）

案

（Explanation）

（4）刚果红染色的两种方法各有哪些优缺

点？

（5）

稀释之后便是平板涂布，每个梯度至少涂布几个平板？

温度设为30℃的依据是什么？

对照如何设置？ （6）如何确定实验成功与否？

点评学生的回答，点拔分享小组的实验方案

精致鼓励学生在新的情境中运用所学实验思路在新的近似的情境下运迁移，运用知识

（Elaboration）

和方法。

用所学的短语、解释和技

提供试题（见附题1：13年全国课标卷Ⅱ39） 能，完成练习题

提供学习目标和习题（见附题2：14年新课对照学习目标，同桌互总结，巩固知识

评价

标Ⅰ卷39）

检，回忆并阐述所学知识

（Evaluation）

完善导学案

完成课后习题

附题1：（精致）

2

（13年全国课标卷Ⅱ39）临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。

回答下列问题：

（1）为了从样本中获取致病菌菌落，可用____ ___法或______ ___法将样本借种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

（2）取该单菌落适当稀释，用_____ _法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A___ ____；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B_____；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明____ _；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的____ 。

（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素_______。

附题2：（评价）

1.（14年新课标Ⅰ卷39，15分）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题: （1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将 分解成 。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

培养基甲

培养基乙

酵母膏

+ + 无机盐

+ + 淀粉

+ + 纤维素粉

琼脂

+ - - + CR溶液

+ + 水

+ + 注：“+”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 ；培养基乙 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 ；

课题3 分解纤维素的微生物的分离配套导学案

【学习目标】

1、

了解纤维素的结构与分布、纤维素酶及其作用

3

2、

理解纤维素分解菌的筛选原理，撰写分离土壤中纤维素分解菌的实验方案

3、

应用纤维素分解菌的筛选原理解决其它菌的筛选问题

【学习过程】

一、引入

；秸杆燃烧视频

问题：秸秆的主要成分是什么?我们怎样做可以无污染的降解这些秸秆呢?

二、知识探究：

任务一：了解纤维素的结构与分布

纤维素的基本组成单位是________,是地球上含量最丰富的______类物质，主要分布在植物的______、_____、______等器官中。

任务二：了解纤维素酶的作用

1. 纤维素酶是一种______酶，至少包括三种组分，即_______________________________________。

2. 纤维素酶催化水解的过程为：_____________________________

任务三：理解纤维素分解菌的筛选原理，撰写分离土壤中纤维素分解菌的实验方案

（一）、实验材料和用具：（写出你认为重要的用具即可）

（二）、实验原理

（三）、实验步骤

1. 2.

步骤内容

制备培养基

注意事项（细节）

（四）、实验结果预测和分析

（五）、问题讨论（解释）

1.应该在什么环境中取材？为什么？

2.需要准备几种培养基？是液体培养基还是固体培养基，这些培养基分别有何特性？

3.如何确定你所培养的微生物就是纤维素分解菌？（怎么做？判断标准是什么？）

4.刚果红染色的两种方法各有哪些优缺点？

5. 稀释之后便是平板涂布，每个梯度至少涂布几个平板？

温度设为30℃的依据是什么？

对照如何设置？

4

三、知识精致：应用纤维素分解菌的筛选原理解决其它菌的筛选问题

例题：（13年全国课标卷Ⅱ）临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。

回答下列问题：

（1）为了从样本中获取致病菌菌落，可用____ ___法或______ ___法将样本借种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

（2）取该单菌落适当稀释，用_____ _法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A___ ____；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B_____；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明____ ；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的____ __。

（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素_______。

【答案】：（1）划线 稀释涂布（或涂布） （2）涂布 （3）敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A弱 耐药菌 （4）A 【解析】：本题考查微生物的培养和应用。

（1）分离菌落常用稀释涂布平板法或划线涂布法。

（2）取该单菌落适当稀释，用涂布法接种于固体培养基表面，适宜温度培养。

（3）含抗生素的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对该抗生素有敏感性，周围没有透明圈的说明该抗生素不具有敏感性。透明圈越大的敏感性越强。

（4）实验结果抗生素A对该致病菌的作用最好。

四、自我评价（小结）

1. 学习小结，对照目标，回忆并阐述内容；

2.完善导学案

3.

课后作业：

（14年新课标Ⅰ卷39，15分）.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题:

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将 分解成 。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

注：“+”表示有，“－”表示无。

酵母膏

培养基甲

+ 培养基乙

+ 无机盐

+ + 淀粉

+ + 纤维素粉

琼脂

+ - - + CR溶液

+ + 水

+ + 5

据表判断，培养基甲 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 ；培养基乙 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 ；

【答案】（1）纤维二糖 葡萄糖 （2）红色 透明圈 （3）不能 液体培养基不能分离单菌落 不能 乙培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

【解析】（1）纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，如下图：

纤维素

纤维素酶

纤维二糖

葡萄糖苷酶

葡萄糖

（2）刚果红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。

（3）分离和鉴别纤维素分解菌的培养基位固体培养基，且需以纤维素为唯一碳源。

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