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視頻標簽：分解纖維素,微生物的分離
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版高中生物選修1生物技術實踐專題二課題3分解纖維素的微生物的分離-福建
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生物技術實踐專題二課題3分解纖維素的微生物的分離-福建省漳州第一中學
專題2 微生物的培養與應用 課題3 分解纖維素的微生物的分離
一、教材分析
本課題是人教版選修1專題2微生物的培養與應用最后一節的內容，作為課題1的應用和課題2的深入，本課題是在學習了無菌操作、培養基配制，尿素分解菌分離的實踐基礎上進行的。本課題選擇培養和鑒別某種特定的微生物，難度較大、探索性更強，適合設計成學生參與的探究性學習課題，也能起到了鞏固和提高知識的作用。通過對課題中實驗設計思路的深入學習，要求學生掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術，并自己設計實驗方案，并按照自己的實驗方案進行科學探究。
二、學情分析
通過前兩節的學習，學生對無菌操作、系列梯度稀釋，平板劃線法、稀釋涂布平板法有了一定的認識，同時對分離目的菌株的一般過程有所體驗，但如何設計嚴謹的實驗方案，進行規范的實驗操作還需要老師的正確引導。在此基礎上，引導學生自主探究，開展實踐，可加深學生對所需微生物的培養和鑒別原理的理解，從中培養學生的觀察能力和分析能力。
三、教學目標
生命觀念：從土壤中分離出分解纖維素的微生物，了解這類微生物的應用，認同取樣環境的選擇，形成進化與適應觀。
科學思維：學會分離分解纖維素菌的實驗流程并掌握實驗操作的原理，有利于培養學生觀察能力，分析能力和創新思維。
科學探究：通過自主設計實驗方案，并主動探究，提升科學探究的能力，培養合作精神。 社會責任：體驗從土壤中分離獲得纖維素分解菌，嘗試應用其治理環境，增強社會責任感。
四、教學重難點
教學重點：從土壤中分離分解纖維素的微生物。
教學難點：分解纖維素的微生物的分離的實驗方案的設計與操作。
五、課前準備
1.提前兩周組織班級研究性學習小組同學進行驗證土壤中含有纖維素分解菌的實驗和分解纖維素的微生物的分離實驗的前期準備工作：設計實驗方案、土壤取樣、制備土壤稀釋液、配制兩種培養基并高壓蒸汽滅菌、稀釋涂布平板、30°C恒溫培養3天以上待用。
2.指導研究性學習小組拍攝微課視頻：涂布平板操作示范。
四、教學過程
教學 流程 教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
以漫畫導入：請大家欣賞一組漫畫：麥收之后，秸稈將何去何從？每年秋收之后，留下大量的秸稈，對農民來說，一把火燒了最簡單，但是秸稈焚燒，既加劇了霧霾，污染了環境，也破壞了生態平衡。所以國家政府是年年禁燒，甚至利用衛星監測哪里出現煙霧，進行秸稈焚燒，就立即罰款。農民就發愁了，不燒，地無法立即耕作，燒又被罰款。怎么辦呢？
職業體驗，我是環保技術人員。 秸稈能不能變廢為寶，可以的話，秸稈變變變，能夠變成什么？ 及時點評并肯定學生的答案。
小組討論后回答： （沼氣池的原料、造紙、編制手工藝品、葡萄糖、乙醇等，并簡述理由，如秸稈中的纖維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）
漫畫形式介紹生活中常見的秸稈焚燒的現象，更容易引起學生的興趣和討論的欲望，再通過職業體驗，讓學生體驗運用知識解決問題的喜悅。
新課基礎
知識：纖維素和纖維
素酶 新課講授：秸稈的主要成分是纖維素。纖維素是由許多葡萄糖連接形成的
糖鏈，C1酶能作用于糖鏈中松散的區域，把它切成片段，而Cx酶則是從糖鏈的末端切下2個葡萄糖，形成纖維二糖，纖維二糖在葡萄糖苷酶的作用下變成葡
萄糖。由此可見，纖維素酶至少要包括
3種組分，是一種復合酶。（板書）
明確纖維素是經過C1酶、Cx酶的作用變為
纖維二糖，然后在葡萄糖苷酶的作用下變成葡萄糖。纖維素酶至少要包括3種組分，是一種復合酶。
學生思考并回答：可以從富含纖維素的土壤中
復習纖維素相關知識，簡述纖維素酶的種類及作用。
了解纖維素分解菌在保護環境方面的
纖維素在這三種酶的協同作用下變成葡萄糖。葡萄糖又能在微生物的作用下變成乙醇，纖維素乙醇被認為是最有希望替代石油的一種清潔能源。所以科學家致力于將每年8億噸的秸稈轉化為生物燃料（甚至是航空燃料），找到將纖維素分解成生物乙醇的高效分解菌。 那我們應該從哪里尋找纖維素分解菌呢？
尋找。如含枯枝落葉的腐土。
作用。
小組活動1：設計驗證實驗的方案
設計實驗：驗證土壤中含有分解纖維素的微生物？
利用希沃白板5的倒計時功能，限時討論。
小組學生討論該實驗的自變量是什么，因變量是什么，實驗的關鍵思路是什么，并把結果寫在小組的學案上。小組代表回答本組的討論結果。
培養學生科學探究精神和合作精神。
學生匯報：
研究性學習小組課前做了這個驗證實驗。請研究性學習小組代表匯報實驗過程和結果：土壤中含有分解纖維素的微生物。
這個實驗驗證了土壤中含有纖維素
分解菌，產生的纖維素酶將棉花分解了。但是花了一個月的時間，為什么分解效率這么低呢？
（土壤中分解菌的數量太少，產酶量不高）所以有必要把纖維素分解菌分離出來。
研究性學習小組匯報，其他學生傾聽、思考。采用棉花作為實驗材料，分別加入等量的無菌水和滅菌后的土壤樣液兩組作為對照組，加入等量的土
壤樣液作為實驗組，觀察三組棉花的分解狀況。一個月后實驗組的棉花被分解了，對照組則無明顯變化。
學生思考后回答。
通過課前
實驗實踐，驗證學生課堂演繹推理結果，使學生感觸更大，對知識理解更深。
新課
小組活動2：設計分離纖維素分解
小組討論，設計分離
采用類比
實驗設計：纖維素分解菌分離流程、
原理、操作 菌的實驗流程。
參考上節課分解尿素的細菌的分離實驗，應如何把土壤中的纖維素分解菌分離出來。利用希沃白板5的倒計時功能，小組限時討論后把流程圖寫到學案中。
教師拍照上傳學生設計的實驗流
程，并對學生的講述加以引導、及時點評。
思考：比較了分解尿素的細菌和分解纖維素的微生物分離流程的異同。 1.二者土壤取樣地點有什么不同？ 2.二者的選擇培養基有什么不同？ 3.二者的鑒別方法有什么不同？
纖維素分解菌的分離流程中，系列稀釋前進行的選擇培養是怎樣起到選擇作用？多媒體展示：選擇培養基的配方。
鑒別培養基與選擇培養基有什么
不同？多媒體展示：鑒別培養基的配方。鑒別培養基怎樣起到鑒別的作用？（鑒別方法是剛果紅染色法）指導閱讀課文28-29頁內容，思考：剛果紅染色原理和操作方法。
實驗流程并把討論結果寫到學案中。
小組代表講述本組設計的分離流程。
師生共同總結出從土壤中分離目的菌株的一般流程：土壤取樣——梯度稀釋——涂布到培養基上培養——挑出所需的菌落。
學生思考回答下列問題：選擇培養各個組分分別提供什么營養物質？選擇培養基有什么特點？（液體培養基、以纖維素為主要碳源、目的）
學生閱讀課本P28-29資料三，查閱并回答有關
剛果紅染色法的原理和操作方法。
推理進行學習，從舊知識過渡到新知識，使學生更容易掌握新知識。
自主設計實驗流程圖，培養學生自主學習能力和總結歸納能力，提高學生的學科素養。
小組活動3：體驗剛果紅染色操作。 1.比較兩者染色方法的不同：先觀察每組瓷盤中培養基（1號）和培養基（2號）的菌落。培養基（2號）在培養前已加入剛果紅，對著光觀察有些菌落周圍出現了透明圈，而培養基（1號）
學生進行剛果紅染色操作：把培養基（3號）中的剛果紅染液倒入廢液缸中，再加入1mol/L NaCl覆蓋培養基，15分鐘后倒掉。4.觀察菌落周圍是否
培養學生實驗動手的能力
培養前未加入剛果紅，有沒有透明圈我們要染色之后才能確定。2. 培養基（3號）課前我已經加入剛果紅染液染色，請學生繼續下面的操作。
出現透明圈。
（等待的15分鐘進行其他的學生活動）
學生匯報分離纖維素分解菌的實驗過程：
大家一定很好奇培養基的菌落是如何培養出來的？下面請研究性小組代表揭秘實驗過程。
研究性學習小組多媒體展示他們課前的實驗操作過程：土壤取樣、制備浸出液——培養基配制及滅菌——稀釋涂布平板——觀察菌落
通過實驗過程匯報，使學生對分離纖維素分解菌流程有更具體、清晰的認識。
小組活動4：體驗稀釋涂布平板操作
看完他們的實驗過程，大家有沒有想要動手操作的心動呢？我已為大家準備好了實驗材料，請大家來體驗稀釋涂布平板操作。
注意事項：操作過程中酒精燈使用時要注意安全。
及時點評：利用希沃授課助手，教師拍照上傳每組學生稀釋涂布平板操作過程的照片，師生互評、生生互評，總結每組照片中操作的正確與否。
第1-4組進行系列稀釋操作（配制10-1-10-3的土壤稀釋液）
1.試管編號，各加入_______mL的生理鹽水 2.移取_______mL的菌液，注入10-1試管中，混勻，即制備好了10-1的稀釋液，依次類推。
第5-8組對空白培養基進行涂布平板操作 1.吸取100μL菌液，加入到培養基中
2.用__________均勻地涂布培養基表面
培養學生實驗動手的能力。
微課視頻：
播放班上同學課前在老師指導下為大家拍攝的視頻：涂布平板操作示范
學生觀看涂布平板操作示范的微課視頻，糾正自己的操作。
達到及時糾錯目的。
實驗
見證實驗結果的時候到了，請大家
學生測量透明圈和菌
培養學生
五、板書設計
專題2 微生物的培養與應用 課題3 分解纖維素的微生物的分離 一、基礎知識
1. 纖維素酶（復合酶） 2. 剛果紅染色法
結果與評價
把15分鐘前加入到3號培養基的溶液倒到廢液缸中，觀察3號培養基菌落是否出現透明圈，那幾組的同學有看到透明圈了？
落的直徑大小，比較透明圈的大小。并思考透明圈和菌落的直徑大小的比值比較大的，說明了什么？
（該比值越大說明微生物產酶水平越高）
的觀察分析能力和邏輯思維能力。
課題延伸
如何進一步純化纖維素分解菌。 1.挑選單一菌落 2.純化纖維素分解菌
（引導學生思考2號和3號有什么區別，一個培養前染色，一個培養后染色，3號培養基剛剛加入溶液，會使菌落之間出現混雜。一般不選）
學生思考并回答： 1.從_______（2號/3號）
培養基中挑選,選擇透明圈和菌落的直徑大小比值_______的菌落。
2.采用______________或者_____________方法
純化纖維素分解菌。
培養學生的邏輯思維能
力和嚴謹的科學態度。 結課 請研究性學習小組談談本實驗的心得體會。
教師結語：沒有隨隨便便就能成功的實驗，只有每個人秉著對科研熱愛的心，不怕失敗，堅持不懈，就能夠在科研的道路越走越長。能夠用我們的智慧分離出纖維素分解菌，為環保事業做出貢獻。
1、學生交流自己分離微生物一些經驗心得，從中找出自己成功之處和有待改進地方。
2、自我評價和對別人評價
培養學生學會對別人評價和自我評價的能力
課后作業
布置完成本課題的思維導圖 課后完成思維導圖 鞏固本節課所學知識
二、實驗設計
土壤取樣——選擇培養——稀釋涂布平板——純化培養 三、結果分析與評價
六、教學反思
本課題從漫畫情境導入到設計分離纖維素分解菌的技術路線，從課前研究性學習小組的課外實驗到課內班上同學的分組活動和實驗，教學思路清晰，問題設置環環相扣。本課題通過學生自主設計、親身探究，融合信息技術展開生生互評互動的實驗探討模式更符合新課標理念。學生通過借鑒尿素分解菌的分離過程，類比學習，熟練掌握提取土壤中的特定微生物的實驗設計方法，也培養了學生觸類旁通，科學研究的基本素質能力。
視頻來源：優質課網 www.m.fsyixinda.com
