课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计(第一课时)

课题三

分解纤维素的微生物的分离

教学设计

一、

教材分析

本课题开始讲述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。接着介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，从而引出对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。而这一研究将应用到在本专题第一课题所讲到的：制备培养基、无菌操作技术、稀释涂布平板法、土壤取样等微生物技术。本专题重在培养学生的创新思维，要求学生通过自己设计实验方案，并按照自己的实验方案进行主动探究，从而得出结论，有利于培养学生的观察能力、分析能力和逻辑推理能力。

二、教学目标

1．知识与技能

a、简述纤维素酶的种类及作用。

b、掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

2．过程与方法

a、分析分离分解纤维素的微生物的实验流程。

b、掌握实验操作的原理。

3．情感、态度与价值观

a、通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。

b、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：

从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教学难点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物的具体过程步骤稀释和涂布。

五、教学过程

教学内容

导入课题

教师活动

1.

我们山区农村对作物秸秆的焚烧，有那些危害？

2.

如何把作物秸秆变废为宝？作物秸秆的主要成分是什么？

纤维素 葡萄糖 酒精

学生活动

学生思考，联系以前学过的知识和生活回答问题。

设计意图

通过生活事实、旧知识过渡到新知识上。

3.

作物秸秆在自然界中的去向是？

要想把作物秸秆变废为宝，首先我们要将自然界土壤中能分解纤维素的微生物分离出来。

基础知识

1、纤维素和纤维素酶

1、棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

2、纤维素酶的组成及作用

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C酶、 C酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素X1学生阅读课本P27，获取有关纤维素和纤维素酶的相关信息。

培养学生自主学习，获取知识。

分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

3、纤维素酶分解纤维素的实验

2、纤维素分1、纤维素分解菌的筛选方法：刚果红染色法

１、学生通过观察课本P28图2-12和2-13获取相关知识

培养学生观察能力，和逻辑思维能力。

解菌的筛选

2、纤维素分解菌的筛选方法的原理

刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成红色复合物，2、了解纤维素酶的作用和纤维但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。当纤维素被素分解菌在刚果红培养基的的纤维素酶分解后刚果红—纤维素的复合物就无法形成，实验操作。

培养基中会出现以纤维素分解为中心的透明圈

。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

实验设计

1、分离分解纤维素的微生物的实验流程示意图

教师讲解分离分解纤维素的微生物的实验流程，并让学生讨论写出实验流程图：

学生讨论，设计实验流程。

培养学生科学探究精神。

2、土壤取样

教师讲解土样的采集要选择富含纤维素的环境，这是因为在纤维素含量丰富的环境，通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长

3、选择培养

1.选择培养的目的

增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物

2.教师引导学生阅读课本P29侧边栏，分析讨论选择培养基配方，回答问题。

学生回答下列问题：

1、该配方是液态培养基还是固态培养基？

2、该培养基对微生物是否有选择作用？如果有，有时如何进行选择？

3、实际一个对照试验，说明选择培养基的作用？

3．配制培养基的步骤

4.

无菌操作技术

学生回忆

培养学生实验动手能力。

学生讨论为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

培养学生的热爱大自然的学科素养。

4、梯度稀释

5、刚果红染

教师讲解：刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤

学生阅读课本P29资料三，查色法

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。

具体方法如下：

培养学生111111阅有关刚果红染色法的原理。

自主学习1、学生分小组讨论分析两个方法的的优缺点。

2、学生完成下表两种方法进行能力。

培养学生的总结归纳能力。

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。

比较。

本方案优点是：显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。

缺点是：操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；

方法二：在倒平板时就加入刚果红。

本方案优点是：操作简便，不存在菌落混杂问题。

缺点是：a、由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。

b、有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。

操作提示

教师就微生物技术和选择培养的操作方法提醒学生注意，并让学生分组讨论。

1、选择培养的操作方法：

称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30 mL培养基的1、回答问题：为什么选择培养培养学生能够“浓缩”所需的微生物？

学科素养。答：在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条和实验操作能力。

摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30 ℃下振荡培养1～2 件的微生物得到迅速繁殖，而d，至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液进行梯度稀释和涂布平板

。

那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。

结果分析与评价

1、培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出：

1、学生交流自己分离微生物一菌落对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则些经验心得，从中找出自己成培养学生学会对别人评价和自我评价的能力

说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，功之处和有待改进地方。

则说明可能获得了分解纤维素的微生物。

2、分离的结果是否一致

：

由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果

六、

板书设计

2、自我评价和对别人评价

七、

课堂练习

1、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？（ ）

A、生物结构与功能相适应的观点 B、生物结构与功能整体性观点

C、生物与环境相适应的观点 D、生物发展进化的观点

2、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（ ）

①土壤取样 ②梯度稀释 ③选择培养 ④菌悬液涂布平板 ⑤挑选出单个菌落

A、

①②③④⑤ B、①③②④⑤

C、

①②④③⑤ D、①④②③⑤

3、有关选择培养正确的叙述是（ ）

A、可以增加纤维素分解菌的浓度

B、可以减少纤维素分解菌的浓度

C、所用培养基是固体培养基

D、所用培养基是平板培养基

八、

课后练习

有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究和作用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功的筛选到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。

(1)培养基中加入的化合物A是________，为微生物的生长提供________，这种培养基属于________培养基。

(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基中加入________。

(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液体培养基培养，增加微生物的浓度。为获得纯净的菌株，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具是________，操作时采用________灭菌的方法；还可用________ 的方法接种。

(4)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是_________________________________。