2019届高二生物选修一导学案NO 15 编写 淡然看叶落 审核 审批
课题：2.3分解纤维素的微生物的分离
第 7 周
第 课时
班 组
组评
姓名
师评
【学习目标】1．能简述纤维素酶的种类及作用。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．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
【教学重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【教学难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【自主学习·梳理基础】
一、基础知识
（一）纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，植物每年产生的纤维素能被土壤中的某些微生物分解利用，是因为它们能产生 。对这些微生物的研究与利用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产 ，用 处理服装面料等。
（二）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。
（三）纤维素分解菌的筛选
1、筛选纤维素分解菌可以用 法，这种方法能够通过 直接对微生物进行筛选。
2、纤维素分解菌的筛选方法的原理
刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成 色复合物，但并不和 、 发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心的 。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
（四）实验设计
1、分离分解纤维素的微生物实验流程：
土壤取样→ →梯度稀释→
→ 。
（1）土壤取样
采集土样时，应选择 。富含纤维素的环境中 的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。
选择培养
制备选择纤维素分解菌的培养基，该培养基是 体培养基。
梯度稀释：按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释 倍（4）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
①制备鉴别纤维素分解菌的培养基，该培养基是 体培养基。 ②倒平板操作
③涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养。
④挑选产生透明圈的菌落即为分解纤维素的菌落。
2、刚果红染色法
方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应。
方法二：在 时就加入刚果红。
课题延伸
本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行 的实验，纤维素酶的发酵方法有 发酵和 发酵两种。纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的 进行定量的测定。
【课堂合作探究】
【合作探究１】
实验分析：P27的小实验（图2-12）是如何设置对照的？
“分解纤维素的微生物的分离”实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养基的作用原理是什么（从选择培养基的成分碳源上分析）？该培养的目的是什么？
【合作探究2】
阅读教材P29 “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：
染色法
优点
缺点
方法一
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
方法二
产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
【当堂测试】
1、下列关于纤维素酶的说法，错误的是（ ）
A、纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种 B、纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖
C、纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁 D、葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
2、在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是( )
A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌
C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌
3．纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有( )
A．NaNO3 B．KCl C．酵母膏 D．纤维素粉
4．刚果红染色时，加入刚果红可在( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时
①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤
5、分解纤维素的微生物的分离实验中有关选择培养正确的叙述是（ ）
A、可以增加纤维素分解菌的浓度 B、可以减少纤维素分解菌的浓度
C、所用培养基是固体培养基 D、所用培养基是平板培养基
6．在接种操作的过程中，不正确的是（ ）
A．要将接种环灼烧灭菌 B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌
C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位 D．接种后还要将管口灭菌加塞
【课后巩固】
将基础知识整理到笔记本上；完成练习册该节训练题
【学后反思】
本节课我学会了
掌握了那些？
还有哪些疑问？
专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离 教学设计
淡然看叶落
一、教学目标
（一）知识与技能
简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出分解纤维素的微生物；掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术
（二）过程与方法
分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，理解实验操作的原理。
（三）情感、态度与价值观
领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力。
三、教学重点
从土壤中分离分解纤维素的微生物。
教学难点
从土壤中分离分解纤维素的微生物。
教学过程
1、课程导入及教学目标展示
引入生活中的纤维素以及自然环境中纤维素分解的图片作为例子，棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达92%～95%，木材、作物秸秆等也富含纤维素。在土壤中有许多能利用和分解纤维素来作为能源的微生物，因为它们含有纤维素酶。
用身边例子引起学生的兴趣并引入本节新课，接着展示课程目标：（1）能简述纤维素酶的种类及作用。(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)能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术，引导学生清楚的了解本节课的课程目标进而能更好的进行本节课的学习。
自主学习反馈
学生在课前时间通过阅读教材、查找资料自主完成自主学习部分，完成相应问题,并初步巩固，对学生导学案中自主学习中反映出来的问题进行反馈以及纠正点拨。
【点拨预设】
1.筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。
2.刚果红染色法原理是：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。
课堂合作探究，交流展示
学生通过小组合作探究进行讨论合作探究中相应的问题并对探讨的结果进行展示交流，引导学生在回答问题时能对问题能进行剖析，教师对学生回答不准确以及存在问题的地方进行纠正以及部分知识点进行点拨。
【合作探究1】
1、实验分析：P27的小实验（图2-12）是如何设置对照的？
解析：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。
【点拨】1U表示1个酶活力单位是指在温度为 25 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 1 min内转化 1mmol 的底物所需要的酶量。
【设计意图】通过对课本上小实验的分析强化学生的实验设计思维，尤其是实验设计中对比的重要性。
“分解纤维素的微生物的分离”实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养基的作用原理是什么（从选择培养基的成分碳源上分析）？该培养的目的是什么？
解析：使用的是纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖,含量增多。实验培养基中，以纤维素粉为唯一碳源,只有能分解纤维素的分解菌才能生存。
【点拨】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以及有特定的成分。
【设计意图】学生接触到微生物培养的实验并不多，此实验中清晰的设计思维和方式有助于学生更深层次的考虑，帮助学生更清晰的认识本实验中培养基的成分对整个实验的影响，帮助学生构建清晰的实验思路有序缜密的逻辑思维。
【合作探究2】
阅读教材P29 “资料三刚果红染色法”，填表比较两种染色法的的优缺点：
染色法
优点
缺点
方法一
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
方法二
产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
首先引导学生明确方法一和方法二的具体内容。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。方法一缺点：操作繁琐、刚果红会使菌落之间发生混杂。方法二优点：操作简便、不存在菌落混杂问题。
【设计意图】通过对两种方法的比较让学生对本实验有更深层次的理解。
4、独立完成当堂测试，交流展示
引导学生独立自主的完成导学案中的当堂测试，并进行展示交流、评价。
5、课堂小结
学生自主总结本节课所讲内容，其他同学补充
6、课后巩固
将基础知识整理到笔记本上；完成练习册该节训练题。
板书设计
分解纤维素的微生物的分离
专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离 说课稿
淡然看叶落
一、说教材
“分解纤维素的微生物的分离”是人教版选修1专题2中课题3的内容，在介绍了无菌操作、培养基配制，学习了尿素分解菌分离的基础之上对相关知识和能力的进一步强化，在本模块中起着巩固和提高的作用。本节内容主要有两大部分，一部分是纤维素与纤维素酶，另一部分是纤维素分解菌的分离，其中纤维素酶的作用、选择培养、刚果红染色原理及过程是本节课特有的内容，需要学生理解和掌握。
教材首先说明了纤维素的化学组成以及纤维素在生物圈的广泛分布，由此转入到如何对纤维素进行有效利用的问题。接着，教材介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，因此，对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。最后，教材点明了本课题的研究主题，即从土壤中分离能够分解纤维素的微生物。
二、说学情
通过前2节的学习，学生已经对无菌操作、灭菌原理、梯度稀释、划线涂布有了一定的了解，对分离目标微生物的原理和措施有了初步的认识，并对分离目标生物产生了初步的兴趣。在此基础上，引导学生尽可能多的自主开展实践，有利于学生加深对知识的理解和运用，提高解决问题的能力。
三、说教学目标
根据本教材的结构和内容分析，结合着高二年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的三维教学目标：
知识与技能目标
1.简述纤维素酶的种类和作用。
2.描述分离分解纤维素的微生物的实验过程；理解分离分解微生物的微生物的实验操作原理。
过程与方法目标
1.运用无菌操作等微生物培养技术，从土壤中分离分解纤维素的微生物，通过小组合作，获取信息，设计科学实验，解决实验过程中的问题，分析实验结果。
情感态度与价值观目标
1.认同取样环境的选择，严谨的实验设计、处理方法等在生物探究实验中的重要作用。
2.认同纤维素分解菌在自然界中的作用以及潜在的价值。
四、说重难点
重难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。
(如何突破)1.有关纤维素的知识，联系必修模块《分子与细胞》中多糖的知识并安排学生通过阅读进行自学，学生自学后应该能够说出纤维素的化学组成以及在生物圈中的分布状况。关于纤维素酶的作用通过图片进行展示。该实验的现象能使学生对纤维素酶的作用留下深刻的印象。2.教材在介绍刚果红染色法之前，首先用“筛子筛沙”这一形象的比喻来说明筛选微生物的基本思想方法，同时还可以结合本专题课题2介绍选择培养基的有关内容，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的知识难度并不大，学生通过自学就能够理解。
五、说教学法
为了讲清教材的重、难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我再从教法和学法上谈谈。
教法：本节有关于生态系统的基础知识很多，所以教学方法采用启发式教学，情景教学法，是学生从上课开始就兴趣盎然，激发学生强烈的求知欲。并力求体现以学生发展为本，学生为主体，教师做引导的教学理念。采用观察、推理图解与讲述结合的教学方法，遵循从感性认识到理性认识的认知规律。以图片让学生通过观察、思考、分析、综合等一系列思维活动，逐渐认识到分解纤维素的微生物实验中该注意的知识点。
学法：本节课以发现式学习为主要学习方式，学生通过观察、分析图片，联系实际以及能更好地理解和掌握知识点。
六、说教学过程
1、课程导入及教学目标展示
展示“森林中落叶被分解的实例图片”用身边例子引起学生的兴趣并引入本节新课，接着展示课程目标：（1）能简述纤维素酶的种类及作用。(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)能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术，引导学生清楚的了解本节课的课程目标进而能更好的进行本节课的学习。
自主学习反馈
学生在课前时间通过阅读教材、查找资料自主完成自主学习部分，完成相应问题,并初步巩固，对学生导学案中自主学习中反映出来的问题进行反馈以及纠正点拨。
课堂合作探究，交流展示
提出问题并引导学生对合作探究中的问题通过探究讨论并展示。
【合作探究1】
1、实验分析：P27的小实验（图2-12）是如何设置对照的？
【设计意图】通过对课本上小实验的分析强化学生的实验设计思维，尤其是实验设计中对比的重要性。
“分解纤维素的微生物的分离”实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养基的作用原理是什么（从选择培养基的成分碳源上分析）？该培养的目的是什么？
【设计意图】学生接触到微生物培养的实验并不多，此实验中清晰的设计思维和方式有助于学生更深层次的考虑，帮助学生更清晰的认识本实验中培养基的成分对整个实验的影响，帮助学生构建清晰的实验思路有序缜密的逻辑思维。
【合作探究2】
阅读教材P29 “资料三刚果红染色法”，填表比较两种染色法的的优缺点：
染色法
优点
缺点
方法一
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
方法二
产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
【设计意图】通过对两种方法的比较让学生对本实验有更深层次的理解。
独立完成当堂测试，交流展示
通过当堂测试中的题目对学生本节课的掌握情况进行检测。
【设计意图】进行简单扼要的课堂小结与练习，可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质；也可使学生更深刻地理解理论在实际生活中的应用。
5、课堂小结
引导学生对本节课的内容进行总结。
板书设计
分解纤维素的微生物的分离
课件20张PPT。纤维素：
棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 纤维素能被土壤中微生物分解利用，这是因为他们能够产生纤维素酶课题3 分解纤维素的微生物的分离一、基础知识1.纤维素2.纤维素酶纤维素酶是一种复合酶，一般认为至少包括三组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶（一）纤维素和纤维素酶（二）纤维素分解菌的筛选1.方法：刚果红染色法该方法通过颜色反应直接筛选2.原理： 刚果红可以与纤维素形成______________,当纤维素被____________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___________,可以通过_______________________来筛选纤维素分解菌。红色复合物纤维素酶透明圈是否产生透明圈空白的刚果红培养基纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的透明圈从功能上看，这是一种什么培养基？鉴别培养基研究人员在刚果红培养基平板上,筛到了几株有透明降解圈的菌落(见下图)。 图中降解圈大小与纤维素酶的 有关。 图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)。【深度分析】量与活性 ① 请你根据实验流程图和提供的三个资料以及“操作提示”，在思考有关问题的基础上，设计出一个详细的实验方案。二、实 验 设 计①分布环境1、土壤取样：富含纤维素的环境中操作步骤 生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。②原因③实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等。④讨论:如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？ 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对集中，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中。2、选择培养 增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物。 ①目的：②制备选择培养基③操作： 将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。111、纤维素分解菌选择培养基属于______（固体、液体）培养基，原因是__________【资料二】选择培养阅读资料二“选择培养基”，回答以下几问题：液体没有添加琼脂2、该培养基对微生物_____（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是
____________________________________________________________________________ 具有 以纤维素粉为唯一碳源，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖； 在选择培养的条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应这种营养条件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。3.梯度稀释4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养
基上（1）制备鉴别培养基（2）涂布平板：
将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养。鉴别纤维素分解菌的培养基(水溶性羧甲基纤维素钠)
方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应。
方法二：在 就加入刚果红。培养微生物倒平板前5.刚果红染色法 挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。这两种方法各有哪些优点与不足？颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作繁琐
刚果红会使菌落之间发生混杂操作简便不存在菌落混杂问题1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈
2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈方法一中NaCl溶液的作用？思考： 漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。实际上刚果红结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强。 在产生明显的透明圈的菌落，挑取并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C－ 370C培养，可获得纯化培养。6、挑选产生透明圈的菌落分解纤维素的微生物的分离纤维素酶种类、作用、催化活力刚果红染色筛选原理实验设计土壤取样选择培养涂布培养纯化培养前置染色法
后置染色法富含纤维素土壤增大分解菌含量染色鉴别分离出分解菌课堂总结
