課題3 分解纖維?…教案和學案內容

2019-10-27 04:31:05 | 5人點? | 1Y幣
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課題3 分解纖維素的微生物的分離教學設計

一、教材分析

教材首先介紹了纖維素的化學組成以及纖維素在生物圈的廣泛分布,由此轉入到如何對纖維素進行有效利用的問題。說明了微生物能利用纖維素是因為能產生纖維素酶,因此對纖維素的利用離不開對分解纖維素的微生物的研究。最后,教材點明了本課題的研究主題,即從土壤中分離能夠分解纖維素的微生物。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。

二、教學三維教學目標 1、知識與技能 (1)能簡單敘述纖維素酶的種類和作用。 (2)說出剛果紅染色法及其原理

(3)掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術。

2、過程與方法 分析分離分解纖維素的微生物的實驗流程,掌握實驗操作的原理。

3、情感、態度與價值觀 通過自主設計、完成實驗,培養勇于探究的科學精神。 三、教學重難點 1.重點 簡述纖維素酶的組成及作用。說出剛果紅染色法及其原理

2.難點 從土壤中分離出分解纖維素的微生物的方法。

四、教學準備

多媒體課件、板書

五、教學過程

【基礎知識】

【活動1】閱讀教材P27“課題背景”和“纖維素與纖維素酶”,討論并回答下列問題:

(一)纖維素和纖維素酶 1、棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產物。纖維素是一種由葡萄糖相連而成的高分子多糖類化合物。 2、纖維素酶的組成及作用:纖維素酶是一種復合酶,一般認為它至少包括三種組分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖,第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

3.實驗分析:P27的小實驗是如何設置對照的?

在一支試管中添加纖維素酶,另一支試管不添加纖維素酶。

4. 1個酶活力單位(1U)是指在溫度為25℃,其它反應條件最適宜情況下,在1min內轉化1mmol的底物所需要的酶量。

【活動2】閱讀教材P28“纖維素分解菌的篩選”,討論并回答下列問題:

(二)纖維素分解菌的篩選 1、方法:剛果紅染色法,該方法可以通過顏色反應直接篩選。

2、纖維素分解菌篩選方法的原理:剛果紅是一種染料,它可以與纖維素形成紅色復合物,但并不和纖維二糖、葡萄糖發生這種反應。當纖維素被纖維素酶分解后剛果紅—纖維素的復合物就無法形成,培養基中會出現以纖維素分解為中心的透明圈。這樣我們可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。

【實驗設計】

【活動3】閱讀教材P28“實驗設計”部分,完成實驗方案流程圖,討論并回答下列問題:

(一)分離分解纖維素的微生物的實驗流程

1、土壤取樣

選擇纖維素豐富的環境,依賴于生物與環境的互相依存關系,在富含纖維素的環境中纖維素分解菌的含量相對提高,因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環境。 2、選擇培養 (1)目的:增加纖維素分解菌的濃度,以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物 (2)操作:將土樣加入裝有30ml選擇培養基的錐形瓶中,將錐形瓶固定在搖床上,在一定溫度下震蕩培養1~2天,直至培養液變渾濁。也可重復選擇培養。 3、梯度稀釋 按照課題1的稀釋操作方法,將選擇培養后的培養液進行等比稀釋101~107倍,之后,將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基上。 4、將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養基上 (1)制備培養基:參照旁欄中的比例。

(2)倒平板操作。 (3)涂布平板:將稀釋度為104~106的菌懸液各取0.1ml涂布在培養基上,30℃倒置培養,菌落周圍會出現明顯的透明圈。 5、挑選產生透明圈的菌落 參照課本剛果紅染色法,挑選產生透明圈的菌落,一般即為分解纖維素的菌落

【活動4】閱讀教材P29 “資料三剛果紅染色法”,填表比較兩種染色法的各自的優缺點:

(二)剛果紅染色法的比較 操作方法

染色法

優點

缺點

先培養微生物,再加入剛果紅進行顏

顏色反應基本上是纖維

操作繁瑣。

色反應

素分解菌的作用

剛果紅會使菌落之間發生混雜。

在倒平板時就加入剛果紅

方法2 (前置染色法)

操作簡便,

不存在菌落混雜問題

方法1 (后置染色法)

1.產生淀粉酶的微生物也產生模糊透明圈。

2.有些微生物能降解色素,形成明顯的透明圈。

【活動5】閱讀教材P28“資料一土壤取樣”,討論并回答下列問題:

1.纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環境中。

2.為什么要在富含纖維素的環境中尋找纖維素分解菌?

生物適應一定環境,環境對生物具有選擇作用,只有在纖維素含量豐富的環境中纖維素分解菌的含量才會高于其它普通環境,從而提高獲得目的微生物的幾率。

3.將濾紙埋在土壤中有什么作用?人工設置適宜環境,使纖維素分解菌相對聚集。

濾紙應該埋進土壤多深?一般將紙埋于深約10cm的腐殖土壤中。

【活動6】閱讀教材P29“資料二選擇培養基”和欄旁培養基配方,討論并回答下列問題:

1.纖維素分解菌選擇培養基屬于液體(液體、固體)培養基。

纖維素分解菌鑒別培養基屬于固體(液體、固體)培養基。

2.纖維素分解菌選擇培養基的選擇作用機制是什么?

以纖維素粉為唯一碳源,只有分解纖維素分解菌才能生存。

3.若設置對照實驗說明選擇培養的作用,應控制的變量是將纖維素粉改為葡萄糖,

4.為什么選擇培養能夠“濃縮”所需的微生物?

在選擇培養的條件下,可以使那些能夠適應這種營養條件的微生物得到迅速繁殖,而那些不適應這種營養條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”的作用。

【活動7】觀看視頻:觀看“分解纖維素的微生物的分離”視頻。

對比本實驗流程與尿素分解菌的分離實驗流程有哪些異同?

尿素分解菌的分離實驗流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養基上;本課題通過選擇培養使細菌增殖后,再涂布在鑒別培養基上。其它操作基本基本共同。

(三)結果分析與評價

1.培養基的制作是否合格以及選擇培養基是否篩選出菌落

2.分離的結果是否一致

【活動8】閱讀教材P30“課題延伸”,回答:

(四)課題延伸

1.為了確定分離得到的是纖維素分解菌,還需要進行發酵產纖維素酶實驗,纖維素酶的發酵方法有液體發酵和固體發酵兩種。

2.纖維素酶的測定方法,一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素產生的葡萄糖含量進行定量測定。

六、教學反思

本實驗為設計性實驗,通過讓學生設計從環境中分離篩選纖維素酶生產菌的技術路線并予以實驗,使學生學習并掌握從環境中分離篩選纖維素酶產生菌的原理和方法,理解選擇培養基的原理和應用方法。使學生了解從環境中獲得有用菌種的基本實驗環節和技術路線方法;培養學生觸類旁通,舉一反三,從事微生物學科學研究的基本素質能力。

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