北师大版生物选修1：1.4.1 从土壤中分离纤维素分解菌 学案1

《分解纤维素的微生物的分离》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“分解纤维素的微生物的分离”。

我们将通过实验操作和理论学习，了解微生物在自然界中的作用，特别是分解纤维素的能力，以及如何从环境中分离这些微生物。

二、学习目标1. 掌握分解纤维素微生物的基本知识和特性。

2. 了解微生物分离的基本原理和技术。

3. 能够独立进行微生物的初步分离实验，并记录实验过程和结果。

4. 培养实验操作能力和科学探究精神，提高对生物多样性的认识。

三、评价任务1. 理论知识的掌握程度：通过课堂提问和课后小测验，评价学生对分解纤维素微生物基本知识的理解程度。

2. 实验操作能力：通过观察学生在实验过程中的操作规范性和实验结果，评价学生的实验操作能力。

3. 实验记录与报告：评价学生的实验记录是否完整，实验报告是否条理清晰、数据准确。

四、学习过程1. 导入新课通过展示自然界中纤维素分解的实例（如树叶的腐烂），引出微生物在分解纤维素过程中的重要作用，并简要介绍微生物分离的背景知识。

2. 理论知识学习讲解分解纤维素微生物的基本知识和特性，包括其种类、生活习性、对环境的影响等。

同时，介绍微生物分离的基本原理和技术，如培养基的配制、涂布平板法等。

3. 实验操作演示教师进行实验操作演示，包括无菌操作技巧、培养基的制备和接种等，强调实验过程中的注意事项和操作规范。

4. 学生实验操作学生按照教师的要求，进行微生物的初步分离实验。

教师巡回指导，及时解答学生在实验过程中遇到的问题。

5. 实验结果分析与讨论学生根据实验结果进行数据分析，并讨论实验过程中遇到的问题及解决方法。

教师引导学生总结实验经验，提出改进意见。

五、检测与作业1. 完成实验报告：学生需根据实验过程和结果，撰写一份完整的实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果分析和结论等。

2. 复习理论知识：学生需复习本课所学的理论知识，完成相关练习题。

3. 预习下一课内容：提前预习下一课的内容，为下一课的学习做好准备。

分解纤维素的微生物的分离一、教学目标1．知识与技能a、简述纤维素酶的种类及作用。

b、掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

2．过程与方法a、分析分离分解纤维素的微生物的实验流程。

b、掌握实验操作的原理。

3．情感、态度与价值观a、通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。

b、通过了解土壤中能分解纤维素的微生物在保护环境中的作用，增强社会责任感。

二、教学重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

三、教学难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物的具体过程步骤稀释和涂布。

四、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图导入课题教师引导学生回忆必修1关于细胞壁的成分纤维素和多糖的相关知识，通过介绍纤维素，探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的学生阅读课本，回忆以前学过的知识。

通过旧知识过渡到新微生物。

知识上面。

基础知识1、纤维素和纤维素酶1、棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

2、纤维素酶的组成及作用纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C X酶、C1酶和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。

学生阅读课本，获取有关纤维素和纤维素酶的相关信息。

培养学生自主学习，获取知识。

2、纤维素分解菌的筛选1、纤维素分解菌的筛选方法：刚果红染色法2、纤维素分解菌的筛选方法的原理刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。

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透明圈。

这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

１、学生通过观察课本获取相关知识2、了解纤维素酶的作用和纤维素分解菌在刚果红培养基的的实验操作。

培养学生观察能力，和逻辑思维能力。

实验设计教师讲解分离分解纤维素的微生物的实验流程，并让学生讨论写出实验流程图：学生讨论，设计实验流培养学生科学1、分离分解纤维素的微生物的实验流程示意图土壤取样--选择培养--梯度稀释--将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上--挑选产生透明圈的菌落程。

课题3：分解纤维素的微生物的分离【课程标准】1．简述纤维素酶的种类及作用2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物3．讨论分解纤维素的微生物的应用价值。

【课题重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。

【课题难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。

【基础知识】1．是纤维素含量最高的天然产物。

2．纤维素酶是一种酶，它至少包括三种组分，即，，。

前两种酶使纤维素分解为，第三种酶将纤维素分解为。

3。

纤维素分解菌的筛选方法是利用。

4。

刚果红染色法的原理是。

5．分解纤维素的微生物的分离的试验流程是、、、、6．鉴别培养基用于菌种的鉴别，其中加入可以鉴别出出现的现象是。

7．选择培养的操作方法是。

8．常用的刚果红染色法有两种即。

9．分解纤维素的微生物的分离实验完成后为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行实验，纤维素酶的发酵方法有两种即、。

10．分解纤维素的微生物的分离实验中要选择样品进行分离纤维素分解菌，该样品的特点是、。

作出这种选择的理由是。

11．选择培养能够浓缩所需微生物，原因是。

12．分解纤维素的微生物的分离与土壤中分解尿素的细菌的分离流程有何区别？13．刚果红染色法有两种，这两种的主要优缺点是什么？【跟踪练习】1．下列生物能分解纤维素的是（）（1）人（2）兔（3）牛（4）蘑菇（5）纤维杆菌A（1）（2）（3）（4）（5）B（2）（3）（5）C （2）（3）（4）（5）D（3）（5）2．纤维素分解菌的培养基中胶木膏能提供的主要营养物质是（）（1）碳源（2）氮源（3）生长因子（4）无机盐A（3）B（1）（2）C（1）（2）（3）D（1）（2）（3）（4）3．从土壤中筛选蛋白酶产生菌时，所用培养基为（）A加富培养基 B 选择培养基C 基础培养基D鉴别培养基4．分离土壤中纤维素分解菌用到的方法是（）（1）稀释倒平板法（2）涂布平板法（3）单细胞挑取法（4）选择培养分离A（1）（2）B（2）（3）（4）C（2）（3）D（1）（3）（4）5．鉴别纤维素分解菌的培养基中碳源为（）A CMC-NaB 木聚糖C 纤维素D 裂解酶6．在酸性贫瘠的土壤中分解纤维素占优势的菌为（）A真菌 B 细菌 C 兼性厌氧细菌和真菌 D 放线菌7．CX 酶能水解（）A纤维素和CMC-Na B纤维素和果胶C纤维二糖和微晶纤维D麦芽糖和蔗糖8．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 消化细菌 C 分解纤维素的细菌 D 乳酸菌9．在对纤维素分解菌进行培养时，培养基中酵母膏的主要作用是（）A提供碳源 B 提供氮源 C 提供微生素D凝固剂10．要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在( )A 加入指示剂的鉴别培养基上B 含有蛋白胨的固体培养基上C 只含纤维素粉无其他碳源的选择培养基上D 含四大营养素的培养基上11．纤维素分解菌选择培养基的选择作用原因在于（）A 硝酸钠B 氯化钾C 酵母膏D 纤维素粉12．选择培养的结果，培养液变（）A 清澈B 浑浊C 红色D 产生透明圈13．在对纤维素分解菌进行选择培养时用液体培养基的目的是（）A 可获得大量菌体B 纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长C 可以充分利用培养基中的营养物质D 可获得高纯度的纤维素分解菌14．使用选择培养基的目的是（）A 培养细菌B 培养真菌C 使需要的微生物大量繁殖D 表现某微生物的特殊性状，与其他微生物加以区别15．刚果红可与哪种物质形成红色复合物（）A纤维二糖B纤维素 C 葡萄糖 D 麦芽糖16．刚果红染色时，加入刚果红应在（）（1）制备培养基时（2）剃度稀释时（3）倒平板时（4）涂布时（5）长出菌落时A（1）（3）B（2）（5）C（3）（5）D（4）（5）17．寻找纤维素分解菌应到（）A湿润的环境 B 富含纤维素的环境中C 富含无机盐的环境中D 池塘中18．在将样品稀释图布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，先进行选择培养的目的是（）A完全除去其他微生物B无意义，去掉这一步C增加纤维素分解菌的浓度D使纤维素分解菌充分长大19．下表为纤维素分解菌的鉴别培养基配方，请设计实验测定该培养基用于鉴定纤维素分解菌的最适PH。

北师大版选修1生物技术实践《从土壤中分离纤维素分解菌》教学设计课程简介本课程是北师大版选修1生物技术实践中的一节实验课，旨在通过从土壤中分离纤维素分解菌的实验操作，让学生们了解微生物的分类和培养方法，并掌握一些基本的分离纯化技术和鉴定手段，提高学生们的实验操作能力及实验数据处理和分析的能力。

教学目的和要求教学目的通过本课程的学习，应使学生：1.了解土壤中的微生物资源；2.掌握纤维素分解菌的分离、纯化和鉴定技术；3.培养学生的实验动手能力、观察和分析能力。

教学要求1.学习前预习教材，了解相关知识及实验操作方法；2.实验操作时需注意安全第一；3.讲解实验原理，指导学生进行实验操作；4.指导学生记录实验数据，进行数据处理及分析；5.结束实验后，需帮助学生完成实验报告撰写。

教学内容及时间安排教学内容1.纤维素分解菌的相关知识；2.土壤中纤维素分解菌的分离和纯化方法；3.利用形态学和生理生化鉴定菌株。

时间安排本课程实验时间为2课时。

时间段教学内容第1课时纤维素分解菌的相关知识及实验操作演示第2课时学生进行分离、纯化和鉴定菌株教学方法及注意事项教学方法1.教师通过教材及原理讲解授课；2.实验室操作前先演示，指导学生实验操作；3.操作过程中强调安全第一，注意操作规范；4.帮助学生记录实验数据。

注意事项1.实验操作前，提醒学生注意安全，穿戴实验服及相应的防护用品；2.实验操作时，要保持实验台面清洁，避免污染；3.实验结束后，帮助学生正确处理实验废弃物。

实验操作步骤步骤一：采集土壤样品1.从校园内某些公共场所或有花草树木的地方采集土壤样品。

2.用消毒水将采集器具清洗消毒。

3.选取干燥、无泥沙、无杂草、无病虫害、不含有害物质的样品放入采样袋中。

步骤二：分离纤维素分解菌1.用无菌方法，称取1克土壤样品加入50 ml含有纤维素的液体培养基中。

2.对培养基进行预处理，灭菌并添加所需的养分和抗生素。

3.将培养瓶进行震荡或摇晃，并在恒温器内培养24小时以上。

课题专题3分解纤维素的微生物的分离教学目标1、通过简述纤维素酶的种类及作用，认识分解纤维素的微生物；2、通过分析说明分离分解纤维素的微生物的实验流程，在前面分离尿素细菌的基础上掌握实验操作的原理；领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力；3、通过从土壤中分离出分解纤维素的微生物的分离的操作；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教学过程二次备课一、情境导入上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。

大家思考：1、分离计数分解尿素的细菌的原理是什么？2、草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？二、授新课1．基础知识活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：1．1纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。

纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。

延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。

1．2棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程：〖思考1〗怎样度量酶的活性呢？纤维素纤维二糖葡萄糖C1酶、Cx酶葡萄糖苷酶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1min内转化1mmol的底物所需要的酶量。

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：1．3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。

2．4其原理是：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。

2．实验设计活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：〖思考2〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？液体选择培养基。

从土壤中分离纤维素分解菌-北师大版选修1 生物技术实践教案实验目的1.学习土壤中微生物分离纯化方法；2.学习纤维素分解菌的分类和鉴定方法；3.分离纤维素分解菌，探究纤维素分解相关技术。

实验原理纤维素分解菌纤维素是一个高分子多糖，由葡萄糖单元组成，交联成了一种高度结晶性的纤维。

纤维素是植物细胞壁中主要的成分，广泛存在于森林、草原、农田等土壤中。

生活在土壤中的细菌可以将纤维素降解为可溶性的糖和有机酸类物质。

这些细菌被称为“纤维素分解菌”，它们可以通过代谢纤维素降解材料为生存所需的营养，具有很高的应用价值。

纤维素分解菌分离分离纤维素分解菌可以使用常规的培养技术和纯化方法。

首先，需要将土壤样品带回实验室，处理样品以去除杂质和有机物质等。

然后，根据分离目的选择不同的培养基和培养条件。

由于细菌在不同培养条件下表现出不同的生长特性，因此需要针对纤维素分解菌的特性进行优化。

在培养基上筛选到细菌后，需要进行纯化处理。

这步采用连续接种或墙纸法等方法，使分离物越来越单纯，直至得到单一的细菌菌株。

纤维素分解菌的分类和鉴定分离纤维素分解菌后，需要对其进行鉴定。

首先，通过菌落形态、生长特性、染色性质和生理生化特性等初始特征，初步鉴定目标菌种。

然后，可使用生物化学鉴定方法或分子生物学鉴定方法对细菌进行深入鉴定。

其中常用的方法有生理生化鉴定、酶谱分析、荧光抗生素等，也可以通过16S rRNA序列进行分析鉴定。

实验步骤实验材料1.抽取自然土壤样品，放置于清洁聚丙烯袋中；2.纤维素分解菌选育培养基；3.大肠杆菌ATCC25922；4.PBS缓冲液；5.琼脂和洋葱汁。

实验步骤1.取出土壤样品约1克，加入PBS缓冲液中，磨碎悬浮液并过滤，采用不同温度和时间的处理方法使土壤样品中的纤维素分解菌得到彻底溶解释放。

2.取出所需的培养基，将其在121℃下高压灭菌20min，冷却后将大肠杆菌ATCC25922接种于培养基上，放置于37℃恒温培养箱中过夜，作为对照。

2.3 分解纤维素的微生物的分离教学设计•课标要求探讨微生物的利用。

观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物，观察该微生物能否分解其他物质，讨论这类微生物的应用价值。

•课标解读1．简述纤维素酶的种类及作用。

2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。

•教学地位本课题在学习前面两个课题的基础上，增加了富集培养及鉴别纤维素分解菌这两个步骤，对于前两个课题学习的无菌操作技术、选择培养技术都有应用，因此学习本课题除了复习前面两个课题的相关内容外，还需重点学习鉴别培养基等知识。

•教法指导1．有关纤维素的内容，可联系必修模块中学习的多糖的知识，该部分内容较简单，可安排学生自学，然后教师利用图解的方式，给出Cx酶、C1酶和葡萄糖苷酶的不同功能，帮助学生记忆。

2．对于富集培养，其原理和上一课题中的选择培养类似，教师可将两个课题中的选择培养对比，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。

刚果红染色法的原理比较简单，学生通过自学就能够理解。

对于两种不同的染色方法，教师应引导学生分析各自的优、缺点，进行比较。

•新课导入建议利用课题背景进行导入，在全球能源紧缺的情况下，利用纤维素生产酒精具有广阔的应用前景，而且纤维素是地球上含量最为丰富的多糖，将其水解为葡萄糖之后，便可发酵生产酒精。

纤维素转化为葡萄糖离不开纤维素酶，获得能产生纤维素酶的微生物就能将纤维素转化为葡萄糖。

•教学流程设计学生课前预习：阅读教材P27－30，填写【自主学习（预习案）】了解本课题的基础知识。

活动1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。

学生通过组内探究找出预习过程中发现的问题，教师展示学习预习部分的答案。

活动2：（知识点一：纤维素与纤维素酶）通过探究P27 设计验证纤维素酶功能的实验。

实验分析该实验是如何构成对照的？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。

活动3：（知识点二：纤维素分解菌的筛选）筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。

人教版选修1生物技术实践《分解纤维素的微生物的分离》教案及教学反思一、教学目标1.了解纤维素分解的生物学原理，掌握分离纤维素降解菌的方法和步骤；2.培养学生的生物观察能力、实验操作技能和分析问题的能力；3.提高学生的自主学习和自主探究的意识，培养学生的团队协作能力和创新意识。

二、教学内容1. 纤维素分解的生物学原理纤维素是一种多糖类物质，是植物细胞壁的主要成分之一，占据了地球上碳水化合物的总量的一半以上。

但是，由于植物细胞壁中的纤维素结构十分复杂，因此，只有一些微生物能够分解纤维素，将其转化为可供自身代谢的简单糖类物质。

通常情况下，降解纤维素的微生物包括：异链菌属、放线菌属、线虫菌属、底物杆菌属和葡萄球菌属等。

这些微生物通过分泌纤维素酶，将纤维素分解为纤维素酶、纤维素底物和酶解产物等。

2. 分离纤维素降解菌的方法和步骤（1）样品采集：从自然环境中采集样品，或从肠道、唾液等人和动物的体内采集样品。

（2）菌群分离：将样品通过适当的培养基进行筛选，并利用差减法等方法筛选出分解纤维素的菌群。

（3）分离纯化：将菌群分离纯化，得到单一的分解纤维素菌株。

3. 实验操作步骤（1）样品的采集和处理取自然环境中的土壤样品或肠道、唾液等人和动物的体液样品，通过过筛、高温灭活和加入去离子水等方式，处理样品，然后制成适当浓度的待测样品①。

（2）制备固体培养基利用纤维素、蛋白胨、酵母提取物、钾二氢磷和硫酸铜等物质，制备纤维素酶制剂。

制作含有纤维素酶制剂的固体培养基②。

（3）分离放线菌将样品涂于纤维素酶制剂培养基上，进行固体培养。

在培养期间，观察并记录不同菌落的数量、形态和颜色等，筛选出能够分解纤维素的菌。

（4）分离纯化将筛选出来的菌涂于新的培养基上，并进行固体培养。

记录不同菌落的数量、形态和颜色等，选取单一的纤维素降解菌进行分离纯化。

三、教学反思本次实验设计主要针对纤维素分解这一生物学现象进行实践探究。

在教学过程中，我采用了理论授课和实验操作相结合的方法，让学生充分了解了纤维素的分解原理、分离纤维素降解菌的方法和实验操作步骤，同时培养学生的实验操作能力和实验数据的分析能力。