课题3　分解纤维素的微生物的分离第二课时教学设计

<<分解纤维素的微生物的分离>>教学设计

河南省滑县第二高级中学

刘国丽

一、教材分析

本课题在学习前面两个课题的基础上，增加了富集培养及鉴别纤维素分解菌这两个步骤，对于前两个课题学习的无菌操作技术、选择培养技术都有应用，因此学习本课题除了复习前面两个课题的相关内容外，还需重点学习鉴别培养基等知识。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）能简单叙述纤维素酶的种类和作用。

（2）能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。

（3）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

分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，掌握实验操作的原理。

3、情感、态度与价值观

（1）通过自主设计、完成实验，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、教学重难点

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、教学准备

多媒体课件。

五、教学方法

自主学习法、分组讨论法、启发法

六、课时安排

1课时。

七、教学过程

（一）引入新课

（首先展示几张牛仔裤图片）介绍牛仔裤最初是作为淘金业矿工的工装出现的，经过一连串的演变，使原本平民化的服饰演变成了一种时尚，一种潮流并传遍全球。但牛仔裤不经

处理穿在身上不舒服，因此牛仔裤要经过水洗这道工序，才能变得柔软，垂顺进而引出纤维素酶。纤维素酶除了用于服装面料的处理上之外，还能利用纤维素生物燃料的生产中。纤维素酶的应用前景如此广泛，我们该如何获取纤维素酶呢？引出来自微生物。为了能让这些微生物能够更好造福人类，我们需要将他们从土壤中众多的微生物之中分离出来。

（二）

进行新课

首先展示本课题的学习目标，重难点及在高考中的考查情况，然后进行5分钟自主学习和5分钟的小组讨论（自主学习和讨论的题目已展示在幻灯片上和导学案上）。

下面我们找小组代表来展示讨论的结果：

1、基础知识

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

问题1：纤维素的构成、含量、分布、作用是怎样的？（学生回答，教师点评）

构成：纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上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，这是因为它们能够产生纤维素酶，把纤维素分解成葡萄糖后再利用。

分布：植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素，其中棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

应用：纤维素是细胞壁的组成成分，对细胞起到支持和保护作用；纤维素是一种膳食纤维，人类虽然不能消化纤维素，但可以促进胃肠的蠕动，促进消化；纤维素还能用于造纸，用于纺织业。

问题2：纤维素酶的组分及作用？

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即

即CX酶、 C1酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。

过:渡：在我们书上有个小实验，是体会纤维素酶的作用，找学生讲述实验步骤，及实验结果后回答问题3. 问题3：实验分析：投影的小实验是如何构成对照的？（学生回答，教师点评）

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；尽管醋酸－醋酸钠缓冲液用量不同，但都能维持相同的pH。

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

问题4：纤维素分解菌的筛选方法和原理是什么？

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。

2、实验设计

在学生进行小组讨论时，找学生代表在黑板上书写筛选流程图。

活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题

过渡：在课题2我们学习了尿素分解菌的分离实验，我们回顾一下实验流程

问题5：本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。

过渡：实验流程有了，下面我们就逐一学习一下各个环节。首先第一步就是“土壤取样”

活动4：阅读课本资料一“土壤取样”，回答下列问题：

问题6：为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

过渡：那什么样的环境是富含纤维素的环境呢？教师讲解：如森林中常年落叶形成的腐殖土，或者多年积累的枯枝败叶。如果实在找不到这样的环境，我们可以把滤纸埋在土壤中30天，那思考一下将滤纸埋在土壤中有什么作用？

问题7：将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？

人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

过渡：下面我们看第二个环节，“选择培养”，投影展示选择培养基成分表

活动5：阅读课本资料二“选择培养基”，回答以下问题：

问题8：纤维素分解菌的选择培养基是固体还是液体?这个培养基有没有选择作用？如何选择？选择培养的目的是？设计一个对照实验证明选择培养基的选择作用？

①纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。

②培养基选择作用机制是以纤维素粉为主要碳源，只有纤维素分解菌才能大量繁殖。

③通过选择培养增加纤维素分解菌的浓度，确保从样品中分离到所需要的微生物。

④若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖或者用接种后的牛肉膏蛋白胨培养基做对照。

过渡：选择培养之后进行梯度稀释然后涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上，这个培养基需要加入刚果红染液，那刚果红有几种加法呢？每种方法的优缺点又是什么呢？

活动6：阅读课本资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

问题9：常用的刚果红染色法？有优缺点？

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。

方法二：在倒平板时就加入刚果红。

3、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菌落

对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。

如果观察到产生透明圈的菌落，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，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。

活动7：阅读“课题延伸”，回答：

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。

2、纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的葡萄糖含量进行定量测定。

（三）课堂小结

（四）课堂检测

2014年高考题选修一部分（详见课件）、导学案上的当堂检测

八、作业布置

配套练习册本节习题

九、教学反思

这节内容实验思路清晰，从基础知识导入到提取微生物的实验方法，学生通过借鉴尿素分解菌的分离以及微生物接种培养，掌握速度很快，难度不大，但关键仍在于进一步的应用和提升，组件拓展到熟练掌握分离土壤中的特定微生物的实验设计方法。

十、板书设计

一、纤维素和纤维素酶

二、纤维素分解菌的筛选原理

三、实验流程（学生书写流程图）