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視頻標(biāo)簽：分解纖維素,微生物的分離
所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版高中生物選修1生物技術(shù)實踐專題二課題3分解纖維素的微生物的分離-北京
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選修1生物技術(shù)實踐專題二課題3分解纖維素的微生物的分離-北京師范大學(xué)燕化附屬中學(xué)
選修一《專題二課題3 分解纖維素的微生物的分離》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)基本信息
課題 “變廢為寶”的探險家
-------分解纖維素的微生物的分離 授課人 彭伶俐 授課時間 2018．11.30 授課班級 高二（7）班
授課教材 人教版高中生物學(xué)選修1 《生物技術(shù)實踐》模塊
教學(xué)背景分析
教材分析：
本課題是人教版選修1《生物技術(shù)實踐》模塊專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用中的一個課題，是作為課題1的應(yīng)用和課題2的深入，在介紹了無菌操作，培養(yǎng)基的配制，微生物的分離純化，以及尿素分解菌分離的基礎(chǔ)上對選擇培養(yǎng)基應(yīng)用的進(jìn)一步深化，本課題分離某種特定的微生物，難度較大、探索性更強(qiáng)，可以讓學(xué)生將現(xiàn)實生活生產(chǎn)實踐與生物學(xué)問題相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生處理不同信息，分析解決實際問題的能力。教材在課題背景中利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的纖維素的化學(xué)組成推廣到生活中纖維素的廣泛分布和應(yīng)用。從內(nèi)容上主要分為兩大部分，第一部分是纖維素與纖維素酶，第二部分是纖維素分解菌的分離。通過對課題中實驗設(shè)計思路的深入學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)以及探究合理的實驗設(shè)計方案。 學(xué)情分析：
通過以前的學(xué)習(xí)和生活經(jīng)驗，學(xué)生已經(jīng)知道纖維素是多糖，也是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的成分，也對無菌操作、滅菌原理、稀釋涂布法、平板劃線法有了一定的了解，對分離目標(biāo)生物的原則和過程有了初步的認(rèn)識，并對土壤中各種微生物的篩選產(chǎn)生了濃厚的興趣，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗、分析實驗并開展實踐活動，有利于學(xué)生加深對知識的理解和應(yīng)用，提高解決問題的能力，同時引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會環(huán)境和能源問題。
教學(xué)目標(biāo)及重難點分析
教學(xué)目標(biāo)：
1、知識目標(biāo)
（1）描述篩選分解纖維素的微生物的實驗過程。 （2）理解分離分解纖維素的微生物的實驗操作原理。
（3）理解生物與環(huán)境相適應(yīng)、物質(zhì)與能量相互依存的生命觀念。 2、能力目標(biāo)
（1）掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)。
（2）設(shè)計科學(xué)實驗方案，解決實際問題，分析實驗結(jié)果，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。 3、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
（1）學(xué)生自主設(shè)計、完成實驗，培養(yǎng)勇于探究的科學(xué)精神。 （2）認(rèn)同取樣的選擇、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶φ盏仍谏锾骄繉嶒炛械闹匾饔茫B(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣。
2
（3）認(rèn)同纖維素分解菌在保護(hù)環(huán)境中的作用以及生物質(zhì)能源的可利用價值，增強(qiáng)社會責(zé)任感。 教學(xué)重點：
從土壤中分離纖維素的微生物；剛果紅染色法的原理，選擇培養(yǎng)基的應(yīng)用。 教學(xué)難點：
從土壤中分離纖維素的微生物；對照組的設(shè)計
教學(xué)設(shè)計思想
本節(jié)課遵循STEM理念，圍繞秸稈再利用這一主線來設(shè)計，先從秸稈焚燒的現(xiàn)實問題引入，介紹國家鼓勵發(fā)展的可再生的生物質(zhì)能源，為了解決實際問題，從而提出本課題：從土壤中篩選分解纖維素的微生物。教師通過一系列的問題串引導(dǎo)學(xué)生小組討論，設(shè)計合理的實驗方案，用文字簡述其過程，鍛煉學(xué)生的語言組織能力，然后教師總結(jié)實驗流程和視頻展示生物興趣小組的實驗過程，進(jìn)一步加深學(xué)生的印象，同時用平板劃線法分離純化纖維素分解菌。此外，又提出課題延伸的問題，介紹纖維素乙醇的發(fā)酵工藝流程。
教學(xué)階段
教師活動
學(xué)生 活動 設(shè)置 意圖 技術(shù)應(yīng)用
創(chuàng)設(shè)情境
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，單是秸稈每年就有9億噸的產(chǎn)量，這么多的秸稈都是怎么處理的呢？ 學(xué)生：秸稈焚燒。
秸稈焚燒會造成嚴(yán)重的空氣污染，所以環(huán)境保護(hù)法已經(jīng)將露天焚燒列為違法行為。
從生物的角度來看，秸稈里面有沒有能量呢？
所以這樣焚燒就是一種資源浪費，那如何做到無污染，
還能將秸稈再利用呢？你認(rèn)為秸稈還有哪些用途？ 同學(xué)來談一談。
秸稈可以再利用作為飼料，作為肥料，發(fā)酵成沼氣，作為能源。是一種可再生的生物質(zhì)能源，與太陽能、風(fēng)能都是一樣的，但生物質(zhì)能是唯一可存儲和運輸?shù)目稍偕茉矗菄抑攸c鼓勵發(fā)展的領(lǐng)域之一。 我們先來看一個視頻。 聆聽，思考
學(xué)生回答
聆聽，思考
觀看視頻 從實際問題出發(fā)引入發(fā)展的方向。為接下來的課題研究提供背景資料。培養(yǎng)學(xué)生生命的觀念和社會責(zé)任感。 PPT，圖片、視頻
提出課題 生物質(zhì)能源是未來發(fā)展的方向，要想把秸稈這種資源充分利用，首先我們要了解秸稈的主要成分是什么？
學(xué)生答：纖維素。
纖維素是葡萄糖首尾相連的高分子化合物，是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)，那么能夠催化纖維素分解
學(xué)生回答問題，聆聽，思考。
從已知的知識出發(fā)解決實際問題，從
PPT、圖片
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的是什么酶呢？
纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即C1酶，Cx酶和葡萄糖苷酶，C1酶和CX酶將纖維素分解為纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解為葡萄糖。
老師課前實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)卷煙紙這些纖維素放在土壤中，一段時間后慢慢降解掉？為什么呢？
學(xué)生答：因為土壤中含有分解纖維素的微生物。
所以能夠從土壤中篩選一種高效分解纖維素的微生物來降解秸稈就顯得非常有意義。
因此我們可以提出一個課題：從土壤中篩選分解纖維素的微生物。
觀察實驗過程，得出結(jié)論。
學(xué)生回答問題。
提出有價值的研究課題 而提出本課題。目的讓學(xué)生理解每一個課題的研究都是為了解決實際問題。
實驗設(shè)計
如何從眾多的微生物中選出特定的微生物，該如何設(shè)計實驗?zāi)兀?nbsp;
在這個實驗設(shè)計的過程中要思考以下幾個問題：如何取樣？比如從什么地方取土壤，方法是什么？如何達(dá)到篩選的目的，培養(yǎng)基該怎么配制，怎么設(shè)置對照組？如何培養(yǎng)，條件如何設(shè)置？
教師提供可以參考的實驗用具：鏟子，濾紙，酒精燈，錐形瓶，移液槍，槍頭，試管若干，接種環(huán)，涂布器，培養(yǎng)皿及其它。
學(xué)生討論，圍繞這幾個問題，設(shè)計出合理的實驗方案。
學(xué)生展示實驗方案。
教師點評。
補(bǔ)充：如何設(shè)置實驗組和對照組？
全營養(yǎng)培養(yǎng)基作為對照目的是驗證選擇培養(yǎng)基是否起到選擇的作用。
實驗組是以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基。 補(bǔ)充：如何設(shè)置培養(yǎng)條件？ 培養(yǎng)條件是32℃恒溫培養(yǎng)箱
學(xué)生聆聽，獨立思考。
小組討論并總結(jié)實驗方案。
學(xué)生思考總結(jié)
學(xué)生小組討論，培養(yǎng)學(xué)生合作溝通的能力，科學(xué)探究的能力，養(yǎng)成科學(xué)思維
的習(xí)慣。
教師總結(jié)補(bǔ)充進(jìn)一步完善實驗方案。
PPT
，圖
片
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補(bǔ)充：如何鑒別纖維素分解菌？
介紹剛果紅染色法。剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶分解纖維素，從而使菌落周圍形成透明圈。
教師總結(jié)實驗方案的流程：
土壤取樣—選擇培養(yǎng)基—梯度稀釋—涂布在鑒別培養(yǎng)基上—挑選菌落。
學(xué)生聆聽，回答問題
學(xué)生反思實驗設(shè)計，從而糾正不足之處。
學(xué)生展示和操作
視頻展示生物興趣小組的實驗過程。 學(xué)生觀察實驗結(jié)果。
分析三個問題：
① 透明圈大小代表什么？ ② 為什么有其他菌生長？
③ 想得到更純凈的纖維素分解菌，接下來怎么做？
學(xué)生挑選菌落，采用平板劃線法分離純化纖維素分解菌
學(xué)生觀看視頻 復(fù)習(xí)平板劃線法分離純化單菌落。
展示學(xué)生操作的實驗流程，讓她們切身體會實驗場景。
PTT、視頻、圖片、實驗操作。
課題延伸
（一）挑選出有透明圈的菌落一定是纖維素分解菌嗎？如何驗證？
（二）土壤中篩選的菌種可以直接發(fā)酵降解秸稈，用
于工業(yè)生產(chǎn)嗎？
工藝應(yīng)用：秸稈纖維素發(fā)酵燃料乙醇。 介紹工藝流程和試驗基地。
學(xué)生思考回答
學(xué)生體會工藝流程
PPT
板書設(shè)計
變廢為寶的探險家
實驗組和對照組 剛果紅染色法
無菌技術(shù)、稀釋涂布平板法 選擇培養(yǎng)
挑選透明圈大的菌落
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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