课题3　分解纤维素的微生物的分离名师教学设计1

课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、课题背景分析

教材首先说明了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。然后，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。

二、学情分析

1、知识水平：学生对纤维素的结构及分布已有一定的认识，对于纤维素酶可以催化纤维素水解也有一定的了解，能够通过课前预习和课堂上老师的引导快速掌握。

2、科学探究能力：通过课题一和课题二的学习，学生已经具备了一定的微生物培养及无菌技术的操作能力和观察分析能力。

3、思维品质：情感、态度与价值观

（1）通过小组合作设计实验，培养勇于探究的科学精神。

（2）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、课题三维目标

（一）知识目标：

1、简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物

2、掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术

1

（二）能力目标：

1、能够分析分离分解纤维素的微生物的实验流程；

2、弄懂实验操作的原理

（三）情感目标：

1、领悟科学探究的方法，

2、发展科学思维和创新能力

四、课题重点与难点

（一）课题重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

（二）课题难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

五、教具准备 PPT课件

六、课时安排 1课时

七、教学方法 1、教法：启发式教学、讲解法等。

2、学法：自主学习法、小组合作法、归纳总结法等。

八、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

复习提问，温故知新

温故知新

设计问题： 1、纤维素由哪些化学元素组成？它是

多糖吗，如果是，它的单体是谁？

2、依据酶的专一性，将纤维素水解成单体时，需

要什么酶？ 思考，回答过渡：课题的基础知识中还给大家介绍了一些相关的知识，我们把教材翻开第27页，一起来了解一下。

问题

基础知识

基础知识中涉及四个内容：纤维素，纤维素2

酶，纤维素酶分解纤维素的实验，纤维素分解菌的筛选原则。

分组活动，培养阅读归纳分析布置任务:：将学生分成四组，每一组一个内阅读教材，能力，及容，阅读教材，完成相应的学案内容

完成学案中团队合作精神

投影展示1：第一组纤维素的归纳成果，并的相关任务

评价，PPT出示正确答案。

投影展示2：第二组纤维素酶的归纳成果，并评价，PPT出示正确答案。

投影展示3：第三组纤维素酶分解纤维素的实验的归纳成果，并评价，PPT出示正确答案。

提问1：自变量是谁，因变量是谁？

提问2：谁是实验组，谁是对照组？

思考：纤维素是地球上含量最丰富的多糖类

第三组学生思考并回答

物质，植物每年产生

的纤维素超过70亿吨，思考，并回但却不会在地球上大量的积累。原因？

PPT出示一些分解纤维素的微生物的图片。 过渡：如果要分离出土壤中的纤维素分解菌，依据的原理是什么？

投影展示4：第四组纤维素分解菌的筛选原则的归纳成果，并评价，PPT出示正确答案。

过渡：如果要从土壤中分离纤维素分解菌，我们需要设计一个怎样的实验流程呢？

实验设计

播放分离纤维素分解菌的实验操作视频

大家在看完视频后，归纳实验流程。

对学生的归纳进行评价。

观看视频，

获取信息归纳流程

的能力

答问题

布置任务1：阅读教材第28页的资料一：土

壤取样，完成学案中的相关内容。

阅读教材

相互讨论1：（1）为什么要在富含纤维素的相互讨论

3

环境中寻找纤维素分解菌？

回答问题

阅读教材，获取信息的能力，以及相互合作的精神

（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？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？

对学生的答案进行评价。

布置任务2：阅读教材第29页的内容，完成

学案上选择培养的相关内容。

阅读教材

相互讨论2：（1）物理性质上看选择培养基相互讨论

的类型及原因

（2）培养基具有选择作用的原因

回答问题

（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培

养基的作用？

（4）为什么选择培养能够“浓缩”所需的微

生物？

对学生的答案进行评价。

布置任务3：阅读教材第29页资料三：刚果阅读教材

红染色法，填表比较两种染色法的各自的优点和缺点。

思考3：方法一中加入氯化钠的目的是什么？

对学生的答案进行评价。

结果分析与评价

思考：1、培养基的制作是否合格

2、分离的结果是否一致

相互讨论

回答问题

阅读教材

完成任务

学生评价

相互讨论

回答问题

相互合作

课题延伸

布置任务：阅读教材第三十页，完成学案的相关内容

投影展示学生的成果，并要求学生评价

对学生成果与评价，进行点评

课堂小结与习题

出示板书，总结本堂内容

出示思考题：纤维素分解菌会存在于生物体内吗？如果会，请举例。

4

阅读教材，获取知识的能力

总结归纳

相互讨论，学以致用

回答问题

布置任务：完成学案上的习题

投影学生的习题答案，并评价

板书：

做习题

评价

课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、基础知识：

（一）纤维素与纤维素酶

1、纤维素：含量、分布、种类

2、纤维素酶：组成、催化过程

（二）纤维素分解菌的筛选：刚果红染色法

二、实验设计

土壤取样 选择培养 梯度稀释 将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 挑选产生透明圈的菌落

三、结果分析与评价

四、课题延伸

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。

5

专题2 微生物的培养与应用

课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、学习目标

1.简述纤维素酶的种类及作用。

2.掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

二、教学过程：

（一）基础知识

1、纤维素：

（1）含量：是地球上含量 的多糖类物质 （2）分布： 是自然界中纤维素含量最高的天然产物，

此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。 （3）商品纤维素：都是由天然纤维素制得的。如水溶性的 、不溶于水的 等。 （4）作用：可用于纺织工业和造纸

2、纤维素酶

（1）组成：是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 。

（2）催化过程： （ ） （ ）

纤维素 葡萄糖 3、实验：纤维素酶分解纤维素的实验

试管

滤纸条

缓冲液PH=4.8

ml

纤维素酶

条件

结果

甲组

1cm

×

6cm 乙组

1cm

×

6cm (对照组或实验组)

ml 试管置于锥

ml

形瓶中并在摇床上震荡反应1h 10ml来源:Z.xx.k.Com]

4、纤维素分解菌的筛选

（1）筛选方法： （2）筛选原理：刚果红（CR）是一种染料，它可以与象 这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的 发生这种反应。

（3）筛选过程：

纤维素 纤维素被分解 加入刚果红 红色复合物 红色复合物无法形成

出现以纤维素分解菌为中心的 通过产生的透明圈来筛选

（二）实验设计

1、

实验流程

6

2、操作步骤

（1）土壤取样

①分布环境：富含 的环境中

②实例：树林中多年落叶形成的 ，多年积累的 等

③讨论一：

a、

为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

b、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？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？

* （2）选择培养

①目的：可以通过选择培养 ，以确保能够从样品中分离所需要的微生物

②制备选择培养基

③操作方法：将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变 。也可重复选择培养

④讨论二：

a、物理性质上看选择培养基的类型及原因

b、培养基具有选择作用的原因

c、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？

d、为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

（3）梯度稀释

16按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释10～10倍。

（4）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：按照旁栏中的比例

46②涂布培养：将鉴别培养基平板进行标号，分别将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1mL，0对号滴加到鉴别培养基平板培养基平板上，并用涂布器均匀涂布。将培养基平板于30C倒置培养,至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板

（5）挑选产生透明圈的菌落

①参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落

②两种常用的刚果红染色法

7

染色法

方法一：先

，再

加入刚果红进行颜色反应。

方法二：在 时

就加入刚果红

优点

缺点

讨论三：方法一中为什么要加入氯化钠？

（三）结果分析与评价

1、如何判断培养基的制作是否合格

2、分离的结果是否一致

（四）课题延伸

本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行 的实验，纤维素酶的发酵方法有 和 两种。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后所产生的 进行定量的测定。

（五）习题：

植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：

(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种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______ ________分解成_______ __ ____ 。

(2)为从富含纤维素分解菌的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：注：“＋”表示“有”，“－”表示“无”。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌，原因是________________ __________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于鉴定纤维素分解菌，原因是_________________ _________________________。

培养基

甲

乙

酵母膏

+ + 无机盐

+ + 淀粉

- + 纤维素粉

琼脂

+ - - + CR溶液

+ + 水

+ +

8