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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(shí)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(shù)實(shí)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(xué)
專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)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(yǎng)與應(yīng)用最后一節(jié)的內(nèi)容，作為課題1的應(yīng)用和課題2的深入，本課題是在學(xué)習(xí)了無(wú)菌操作、培養(yǎng)基配制，尿素分解菌分離的實(shí)踐基礎(chǔ)上進(jìn)行的。本課題選擇培養(yǎng)和鑒別某種特定的微生物，難度較大、探索性更強(qiáng)，適合設(shè)計(jì)成學(xué)生參與的探究性學(xué)習(xí)課題，也能起到了鞏固和提高知識(shí)的作用。通過(guò)對(duì)課題中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)，并自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并按照自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行科學(xué)探究。
二、學(xué)情分析
通過(guò)前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)無(wú)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(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)分離目的菌株的一般過(guò)程有所體驗(yàn)，但如何設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作還需要老師的正確引導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，開展實(shí)踐，可加深學(xué)生對(duì)所需微生物的培養(yǎng)和鑒別原理的理解，從中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。
三、教學(xué)目標(biāo)
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(yīng)用，認(rèn)同取樣環(huán)境的選擇，形成進(jìn)化與適應(yīng)觀。
科學(xué)思維：學(xué)會(huì)分離分解纖維素菌的實(shí)驗(yàn)流程并掌握實(shí)驗(yàn)操作的原理，有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，分析能力和創(chuàng)新思維。
科學(xué)探究：通過(guò)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并主動(dòng)探究，提升科學(xué)探究的能力，培養(yǎng)合作精神。 社會(huì)責(zé)任：體驗(yàn)從土壤中分離獲得纖維素分解菌，嘗試應(yīng)用其治理環(huán)境，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：從土壤中分離分解纖維素的微生物。
教學(xué)難點(diǎn)：分解纖維素的微生物的分離的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與操作。
五、課前準(zhǔn)備
1.提前兩周組織班級(jí)研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證土壤中含有纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)和分解纖維素的微生物的分離實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、土壤取樣、制備土壤稀釋液、配制兩種培養(yǎng)基并高壓蒸汽滅菌、稀釋涂布平板、30°C恒溫培養(yǎng)3天以上待用。
2.指導(dǎo)研究性學(xué)習(xí)小組拍攝微課視頻：涂布平板操作示范。
四、教學(xué)過(guò)程
教學(xué) 流程 教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課
以漫畫導(dǎo)入：請(qǐng)大家欣賞一組漫畫：麥?zhǔn)罩�，秸稈將何去何從？每年秋收之后，留下大量的秸稈，�?duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)，一把火燒了最簡(jiǎn)單，但是秸稈焚燒，既加劇了霧霾，污染了環(huán)境，也破壞了生態(tài)平衡。所以國(guó)家政府是年年禁燒，甚至利用衛(wèi)星監(jiān)測(cè)哪里出現(xiàn)煙霧，進(jìn)行秸稈焚燒，就立即罰款。農(nóng)民就發(fā)愁了，不燒，地?zé)o法立即耕作，燒又被罰款。怎么辦呢？
職業(yè)體驗(yàn)，我是環(huán)保技術(shù)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(shí)點(diǎn)評(píng)并肯定學(xué)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(jiǎn)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(xiàn)象，更容易引起學(xué)生的興趣和討論的欲望，再通過(guò)職業(yè)體驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的喜悅。
新課基礎(chǔ)
知識(shí)：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(qū)域，把它切成片段，而Cx酶則是從糖鏈的末端切下2個(gè)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(fù)合酶。（板書）
明確纖維素是經(jīng)過(guò)C1酶、Cx酶的作用變?yōu)?br />
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(fù)合酶。
學(xué)生思考并回答：可以從富含纖維素的土壤中
復(fù)習(xí)纖維素相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)述纖維素酶的種類及作用。
了解纖維素分解菌在保護(hù)環(huán)境方面的
纖維素在這三種酶的協(xié)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(rèn)為是最有希望替代石油的一種清潔能源。所以科學(xué)家致力于將每年8億噸的秸稈轉(zhuǎn)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(yīng)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(dòng)1：設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的方案
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)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(jì)時(shí)功能，限時(shí)討論。
小組學(xué)生討論該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么，因變量是什么，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵思路是什么，并把結(jié)果寫在小組的學(xué)案上。小組代表回答本組的討論結(jié)果。
培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和合作精神。
學(xué)生匯報(bào)：
研究性學(xué)習(xí)小組課前做了這個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)研究性學(xué)習(xí)小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果：土壤中含有分解纖維素的微生物。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了土壤中含有纖維素
分解菌，產(chǎn)生的纖維素酶將棉花分解了。但是花了一個(gè)月的時(shí)間，為什么分解效率這么低呢？
（土壤中分解菌的數(shù)量太少，產(chǎn)酶量不高）所以有必要把纖維素分解菌分離出來(lái)。
研究性學(xué)習(xí)小組匯報(bào)，其他學(xué)生傾聽、思考。采用棉花作為實(shí)驗(yàn)材料，分別加入等量的無(wú)菌水和滅菌后的土壤樣液兩組作為對(duì)照組，加入等量的土
壤樣液作為實(shí)驗(yàn)組，觀察三組棉花的分解狀況。一個(gè)月后實(shí)驗(yàn)組的棉花被分解了，對(duì)照組則無(wú)明顯變化。
學(xué)生思考后回答。
通過(guò)課前
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，驗(yàn)證學(xué)生課堂演繹推理結(jié)果，使學(xué)生感觸更大，對(duì)知識(shí)理解更深。
新課
小組活動(dòng)2：設(shè)計(jì)分離纖維素分解
小組討論，設(shè)計(jì)分離
采用類比
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：纖維素分解菌分離流程、
原理、操作 菌的實(shí)驗(yàn)流程。
參考上節(jié)課分解尿素的細(xì)菌的分離實(shí)驗(yàn)，應(yīng)如何把土壤中的纖維素分解菌分離出來(lái)。利用希沃白板5的倒計(jì)時(shí)功能，小組限時(shí)討論后把流程圖寫到學(xué)案中。
教師拍照上傳學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)流
程，并對(duì)學(xué)生的講述加以引導(dǎo)、及時(shí)點(diǎn)評(píng)。
思考：比較了分解尿素的細(xì)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(diǎn)有什么不同？ 2.二者的選擇培養(yǎng)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(jìn)行的選擇培養(yǎng)是怎樣起到選擇作用？多媒體展示：選擇培養(yǎng)基的配方。
鑒別培養(yǎng)基與選擇培養(yǎng)基有什么
不同？多媒體展示：鑒別培養(yǎng)基的配方。鑒別培養(yǎng)基怎樣起到鑒別的作用？（鑒別方法是剛果紅染色法）指導(dǎo)閱讀課文28-29頁(yè)內(nèi)容，思考：剛果紅染色原理和操作方法。
實(shí)驗(yàn)流程并把討論結(jié)果寫到學(xué)案中。
小組代表講述本組設(shè)計(jì)的分離流程。
師生共同總結(jié)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(yǎng)基上培養(yǎng)——挑出所需的菌落。
學(xué)生思考回答下列問(wèn)題：選擇培養(yǎng)各個(gè)組分分別提供什么營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)？選擇培養(yǎng)基有什么特點(diǎn)？（液體培養(yǎng)基、以纖維素為主要碳源、目的）
學(xué)生閱讀課本P28-29資料三，查閱并回答有關(guān)
剛果紅染色法的原理和操作方法。
推理進(jìn)行學(xué)習(xí)，從舊知識(shí)過(guò)渡到新知識(shí)，使學(xué)生更容易掌握新知識(shí)。
自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程圖，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和總結(jié)歸納能力，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。
小組活動(dòng)3：體驗(yàn)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(yǎng)基（1號(hào)）和培養(yǎng)基（2號(hào)）的菌落。培養(yǎng)基（2號(hào)）在培養(yǎng)前已加入剛果紅，對(duì)著光觀察有些菌落周圍出現(xiàn)了透明圈，而培養(yǎng)基（1號(hào)）
學(xué)生進(jìn)行剛果紅染色操作：把培養(yǎng)基（3號(hào)）中的剛果紅染液倒入廢液缸中，再加入1mol/L NaCl覆蓋培養(yǎng)基，15分鐘后倒掉。4.觀察菌落周圍是否
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手的能力
培養(yǎng)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(yǎng)基（3號(hào)）課前我已經(jīng)加入剛果紅染液染色，請(qǐng)學(xué)生繼續(xù)下面的操作。
出現(xiàn)透明圈。
（等待的15分鐘進(jìn)行其他的學(xué)生活動(dòng)）
學(xué)生匯報(bào)分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
大家一定很好奇培養(yǎng)基的菌落是如何培養(yǎng)出來(lái)的？下面請(qǐng)研究性小組代表揭秘實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
研究性學(xué)習(xí)小組多媒體展示他們課前的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程：土壤取樣、制備浸出液——培養(yǎng)基配制及滅菌——稀釋涂布平板——觀察菌落
通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程匯報(bào)，使學(xué)生對(duì)分離纖維素分解菌流程有更具體、清晰的認(rèn)識(shí)。
小組活動(dòng)4：體驗(yàn)稀釋涂布平板操作
看完他們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，大家有沒有想要?jiǎng)邮植僮鞯男膭?dòng)呢？我已為大家準(zhǔn)備好了實(shí)驗(yàn)材料，請(qǐng)大家來(lái)體驗(yàn)稀釋涂布平板操作。
注意事項(xiàng)：操作過(guò)程中酒精燈使用時(shí)要注意安全。
及時(shí)點(diǎn)評(píng)：利用希沃授課助手，教師拍照上傳每組學(xué)生稀釋涂布平板操作過(guò)程的照片，師生互評(píng)、生生互評(píng)，總結(jié)每組照片中操作的正確與否。
第1-4組進(jìn)行系列稀釋操作（配制10-1-10-3的土壤稀釋液）
1.試管編號(hào)，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(duì)空白培養(yǎng)基進(jìn)行涂布平板操作 1.吸取100μL菌液，加入到培養(yǎng)基中
2.用__________均勻地涂布培養(yǎng)基表面
培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手的能力。
微課視頻：
播放班上同學(xué)課前在老師指導(dǎo)下為大家拍攝的視頻：涂布平板操作示范
學(xué)生觀看涂布平板操作示范的微課視頻，糾正自己的操作。
達(dá)到及時(shí)糾錯(cuò)目的。
實(shí)驗(yàn)
見證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)候到了，請(qǐng)大家
學(xué)生測(cè)量透明圈和菌
培養(yǎng)學(xué)生
五、板書設(shè)計(jì)
專題2 微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用 課題3 分解纖維素的微生物的分離 一、基礎(chǔ)知識(shí)
1. 纖維素酶（復(fù)合酶） 2. 剛果紅染色法
結(jié)果與評(píng)價(jià)
把15分鐘前加入到3號(hào)培養(yǎng)基的溶液倒到廢液缸中，觀察3號(hào)培養(yǎng)基菌落是否出現(xiàn)透明圈，那幾組的同學(xué)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(shuō)明了什么？
（該比值越大說(shuō)明微生物產(chǎn)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(jìn)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(dǎo)學(xué)生思考2號(hào)和3號(hào)有什么區(qū)別，一個(gè)培養(yǎng)前染色，一個(gè)培養(yǎng)后染色，3號(hào)培養(yǎng)基剛剛加入溶液，會(huì)使菌落之間出現(xiàn)混雜。一般不選）
學(xué)生思考并回答： 1.從_______（2號(hào)/3號(hào)）
培養(yǎng)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_(dá)____________方法
純化纖維素分解菌。
培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能
力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 結(jié)課 請(qǐng)研究性學(xué)習(xí)小組談?wù)劚緦?shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。
教師結(jié)語(yǔ)：沒有隨隨便便就能成功的實(shí)驗(yàn)，只有每個(gè)人秉著對(duì)科研熱愛的心，不怕失敗，堅(jiān)持不懈，就能夠在科研的道路越走越長(zhǎng)。能夠用我們的智慧分離出纖維素分解菌，為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
1、學(xué)生交流自己分離微生物一些經(jīng)驗(yàn)心得，從中找出自己成功之處和有待改進(jìn)地方。
2、自我評(píng)價(jià)和對(duì)別人評(píng)價(jià)
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)別人評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)的能力
課后作業(yè)
布置完成本課題的思維導(dǎo)圖 課后完成思維導(dǎo)圖 鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
土壤取樣——選擇培養(yǎng)——稀釋涂布平板——純化培養(yǎng) 三、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)
六、教學(xué)反思
本課題從漫畫情境導(dǎo)入到設(shè)計(jì)分離纖維素分解菌的技術(shù)路線，從課前研究性學(xué)習(xí)小組的課外實(shí)驗(yàn)到課內(nèi)班上同學(xué)的分組活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)，教學(xué)思路清晰，問(wèn)題設(shè)置環(huán)環(huán)相扣。本課題通過(guò)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、親身探究，融合信息技術(shù)展開生生互評(píng)互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探討模式更符合新課標(biāo)理念。學(xué)生通過(guò)借鑒尿素分解菌的分離過(guò)程，類比學(xué)習(xí)，熟練掌握提取土壤中的特定微生物的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，也培養(yǎng)了學(xué)生觸類旁通，科學(xué)研究的基本素質(zhì)能力。
視頻來(lái)源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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