课题3　分解纤维素的微生物的分离优质课教案内容

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

福建省漳州第一中学

沈淑芬

一、教材分析

本课题是人教版选修1专题2微生物的培养与应用最后一节的内容，作为课题1的应用和课题2的深入，本课题是在学习了无菌操作、培养基配制，尿素分解菌分离的实践基础上进行的。本课题选择培养和鉴别某种特定的微生物，难度较大、探索性更强，适合设计成学生参与的探究性学习课题，也能起到了巩固和提高知识的作用。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，并自己设计实验方案，并按照自己的实验方案进行科学探究。

二、学情分析

通过前两节的学习，学生对无菌操作、系列梯度稀释，平板划线法、稀释涂布平板法有了一定的认识，同时对分离目的菌株的一般过程有所体验，但如何设计严谨的实验方案，进行规范的实验操作还需要老师的正确引导。在此基础上，引导学生自主探究，开展实践，可加深学生对所需微生物的培养和鉴别原理的理解，从中培养学生的观察能力和分析能力。

三、教学目标

生命观念：从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用，认同取样环境的选择，形成进化与适应观。

科学思维：学会分离分解纤维素菌的实验流程并掌握实验操作的原理，有利于培养学生观察能力，分析能力和创新思维。

科学探究：通过自主设计实验方案，并主动探究，提升科学探究的能力，培养合作精神。

社会责任：体验从土壤中分离获得纤维素分解菌，尝试应用其治理环境，增强社会责任感。

四、教学重难点

教学重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

教学难点：分解纤维素的微生物的分离的实验方案的设计与操作。

五、课前准备

1.提前两周组织班级研究性学习小组同学进行验证土壤中含有纤维素分解菌的实验和分解纤维素的微生物的分离实验的前期准备工作：设计实验方案、土壤取样、制备土壤稀释液、配制两种培养基并高压蒸汽灭菌、稀释涂布平板、30°C恒温培养3天以上待用。

2.指导研究性学习小组拍摄微课视频：涂布平板操作示范。

四、教学过程

教学

流程

导入新课

以漫画导入：请大家欣赏一组漫画：麦收之后，秸秆将何去何从？每年秋收之后，留下大量的秸秆，对农民来说，一把火烧了最简单，但是秸秆焚烧，既加剧了雾霾，污染了环境，也破坏了生态平衡。所以国家政府是年年禁烧，甚至利用卫星监测哪里出现烟雾，进行秸秆焚烧，就立即罚款。农民就发愁了，不烧，地无法立即耕作，烧又被罚款。怎么办呢？

职业体验，我是环保技术人员。

秸秆能不能变废为宝，可以的话，秸秆变变变，能够变成什么？

及时点评并肯定学生的答案。

新课基础新课讲授：秸秆的主要成分是纤维素。纤维素是由许多葡萄糖连接形成的明确纤维素是经过C1酶、Cx酶的作用变为复习纤维素相关知识，简述纤维素酶的种类及作用。

了解纤维素分解菌在保护环境方面的小组讨论后回答：

（沼气池的原料、造纸、编制手工艺品、葡萄糖、乙醇等，并简述理由，如秸秆中的纤维素可以被分解成葡萄糖，葡萄糖可以再被酵母菌等微生物分解成酒精）

漫画形式介绍生活中常见的秸秆焚烧的现象，更容易引起学生的兴趣和讨论的欲望，再通过职业体验，让学生体验运用知识解决问题的喜悦。

教师活动

学生活动

设计意图

知识：糖链，C1酶能作用于糖链中松散的区域，纤维二糖，然后在葡萄糖纤维素和纤维把它切成片段，而Cx酶则是从糖链的末端切下2个葡萄糖，形成纤维二糖，纤维二糖在葡萄糖苷酶的作用下变成葡苷酶的作用下变成葡萄糖。纤维素酶至少要包括3种组分，是一种复合酶。

学生思考并回答：可以从富含纤维素的土壤中素酶

萄糖。由此可见，纤维素酶至少要包括3种组分，是一种复合酶。（板书）

纤维素在这三种酶的协同作用下变成葡萄糖。葡萄糖又能在微生物的作用下变成乙醇，纤维素乙醇被认为是最有希望替代石油的一种清洁能源。所以科学家致力于将每年8亿吨的秸秆转化为生物燃料（甚至是航空燃料），找到将纤维素分解成生物乙醇的高效分解菌。

那我们应该从哪里寻找纤维素分解菌呢？

小组活动1：设计验证实验的方案

设计实验：验证土壤中含有分解纤维素的微生物？

利用希沃白板5的倒计时功能，限时讨论。

寻找。如含枯枝落叶的腐土。

作用。

小组学生讨论该实验的自变量是什么，因变量是什么，实验的关键思路是什么，并把结果写在小组的学案上。小组代表回答本组的讨论结果。

培养学生科学探究精神和合作精神。

学生汇报：

研究性学习小组课前做了这个验证实验。请研究性学习小组代表汇报实验过程和结果：土壤中含有分解纤维素的微生物。

这个实验验证了土壤中含有纤维素研究性学习小组汇通过课前报，其他学生倾听、思考。实验实践，验采用棉花作为实验材料，分别加入等量的无菌水和灭菌后的土壤样液两组作为对照组，加入等量的土证学生课堂演绎推理结果，使学生感触更大，对知识理解更深。

分解菌，产生的纤维素酶将棉花分解了。壤样液作为实验组，观察但是花了一个月的时间，为什么分解效率这么低呢？

（土壤中分解菌的数量太少，产酶量不高）所以有必要把纤维素分解菌分离出来。

新课小组活动2：设计分离纤维素分解三组棉花的分解状况。一个月后实验组的棉花被分解了，对照组则无明显变化。

学生思考后回答。

小组讨论，设计分离采用类比

实验设计：纤维素分解菌分离流程、菌的实验流程。

参考上节课分解尿素的细菌的分离实验，应如何把土壤中的纤维素分解菌分离出来。利用希沃白板5的倒计时功能，小组限时讨论后把流程图写到学案中。

教师拍照上传学生设计的实验流实验流程并把讨论结果写到学案中。

小组代表讲述本组设计的分离流程。

师生共同总结出从土壤中分离目的菌株的一般流程：土壤取样——梯度稀释——涂布到培养基上培养——挑出所需的菌落。

学生思考回答下列问题：选择培养各个组分分别提供什么营养物质？选择培养基有什么特点？（液体培养基、以纤维素为主要碳源、目的）

学生阅读课本P28-29资料三，查阅并回答有关推理进行学习，从旧知识过渡到新知识，使学生更容易掌握新知识。

自主设计实验流程图，培养学生自主学习能力和总结归纳能力，提高学生的学科素养。

原理、程，并对学生的讲述加以引导、及时点操作

评。

思考：比较了分解尿素的细菌和分解纤维素的微生物分离流程的异同。

1.二者土壤取样地点有什么不同？

2.二者的选择培养基有什么不同？

3.二者的鉴别方法有什么不同？

纤维素分解菌的分离流程中，系列稀释前进行的选择培养是怎样起到选择作用？多媒体展示：选择培养基的配方。

鉴别培养基与选择培养基有什么不同？多媒体展示：鉴别培养基的配方。刚果红染色法的原理和操鉴别培养基怎样起到鉴别的作用？（鉴别方法是刚果红染色法）指导阅读课文28-29页内容，思考：刚果红染色原理和操作方法。

小组活动3：体验刚果红染色操作。

1.比较两者染色方法的不同：先观察每组瓷盘中培养基（1号）和培养基（2号）的菌落。培养基（2号）在培养前已加入刚果红，对着光观察有些菌落周围出现了透明圈，而培养基（1号）学生进行刚果红染色操作：把培养基（3号）中的刚果红染液倒入废液缸中，再加入1mol/L NaCl覆盖培养基，15分钟后倒掉。4.观察菌落周围是否培养学生实验动手的能力

作方法。

培养前未加入刚果红，有没有透明圈我们要染色之后才能确定。2. 培养基（3号）课前我已经加入刚果红染液染色，请学生继续下面的操作。

学生汇报分离纤维素分解菌的实验过程：

大家一定很好奇培养基的菌落是如何培养出来的？下面请研究性小组代表揭秘实验过程。

出现透明圈。

（等待的15分钟进行其他的学生活动）

研究性学习小组多媒体展示他们课前的实验操作过程：土壤取样、制备浸出液——培养基配制及灭菌——稀释涂布平板——观察菌落

通过实验过程汇报，使学生对分离纤维素分解菌流程有更具体、清晰的认识。

培养学生实验动手的能力。

小组活动4：体验稀释涂布平板操作

看完他们的实验过程，大家有没有想要动手操作的心动呢？我已为大家准备好了实验材料，请大家来体验稀释涂布平板操作。

注意事项：操作过程中酒精灯使用时要注意安全。

及时点评：利用希沃授课助手，教师拍照上传每组学生稀释涂布平板操作过程的照片，师生互评、生生互评，总结每组照片中操作的正确与否。

第1-4组进行系列稀释操作（配制10-1-10-3的土壤稀释液）

1.试管编号，各加入_______mL的生理盐水

2.移取_______mL的菌液，注入10-1试管中，混匀，即制备好了10-1的稀释液，依次类推。

第5-8组对空白培养基进行涂布平板操作

1.吸取100μL菌液，加入到培养基中

2.用__________均匀地涂布培养基表面

微课视频：

播放班上同学课前在老师指导下为大家拍摄的视频：涂布平板操作示范

实验见证实验结果的时候到了，请大家学生观看涂布平板操作示范的微课视频，纠正自己的操作。

学生测量透明圈和菌达到及时纠错目的。

培养学生

结果与评价

把15分钟前加入到3号培养基的溶液倒到废液缸中，观察3号培养基菌落是否出现透明圈，那几组的同学有看到透明圈了？

落的直径大小，比较透明圈的大小。并思考透明圈和菌落的直径大小的比值比较大的，说明了什么？

（该比值越大说明微生物产酶水平越高）

的观察分析能力和逻辑思维能力。

课题延伸

学生思考并回答：

培养学生1.从_______（2号/3号）1.挑选单一菌落

培养基中挑选,选择透明的逻辑思维能圈和菌落的直径大小比值力和严谨的科2.纯化纤维素分解菌

_______的菌落。

（引导学生思考2号和3号有什么区别，2.采用______________学态度。

一个培养前染色，一个培养后染色，3或者_____________方法纯化纤维素分解菌。

号培养基刚刚加入溶液，会使菌落之间

如何进一步纯化纤维素分解菌。

出现混杂。一般不选）

结课

请研究性学习小组谈谈本实验的心得体会。

教师结语：没有随随便便就能成功的实验，只有每个人秉着对科研热爱的心，不怕失败，坚持不懈，就能够在科研的道路越走越长。能够用我们的智慧分离出纤维素分解菌，为环保事业做出贡献。

1、学生交流自己分离微生物一些经验心得，从中找出自己成功之处和有待改进地方。

2、自我评价和对别人评价

培养学生学会对别人评价和自我评价的能力

课后作业

布置完成本课题的思维导图

课后完成思维导图

巩固本节课所学知识

五、板书设计

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、基础知识

1.

纤维素酶（复合酶）

2.

刚果红染色法

二、实验设计

土壤取样——选择培养——稀释涂布平板——纯化培养

三、结果分析与评价

六、教学反思

本课题从漫画情境导入到设计分离纤维素分解菌的技术路线，从课前研究性学习小组的课外实验到课内班上同学的分组活动和实验，教学思路清晰，问题设置环环相扣。本课题通过学生自主设计、亲身探究，融合信息技术展开生生互评互动的实验探讨模式更符合新课标理念。学生通过借鉴尿素分解菌的分离过程，类比学习，熟练掌握提取土壤中的特定微生物的实验设计方法，也培养了学生触类旁通，科学研究的基本素质能力。