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高中生物:依课标,强思维;注基础,重能力;思学生之所想,解学生之所惑.

 
 
 

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启发式教学------分解纤维素的微生物的分离  

2011-11-22 19:17:50|  分类: 教案设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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启发式教学------分解纤维素的微生物的分离

一、课题目标

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,讨论这类微生物的应用价值。

二、课题重点与难点

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。

三、课题背景分析

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。

四、研究思路

(一)基础知识

问题情景:

在必修一中我们知道构成纤维素的单体为葡萄糖,请分析教材,总结纤维素酶的组成,及其水解过程。

学生概述:

纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1(外切酶)CX(内切酶)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。

问题情景:

根据分解纤维素的微生物的生长特点,请分析教材,总结纤维素分解细菌的筛选方法、原理及其优点。

学生概述:

1.方法:刚果红染色法。

2.原理: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。

3.优点:该方法可以通过颜色反应直接筛选。

(二)实验流程

问题情景:

1.在什么样的环境中寻找纤维素分解菌,为什么?

学生概述:

采集土样时,应选择富含纤维素的环境。

生物适应一定环境,环境对生物具有选择作用,只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境,从而提高获得目的微生物的几率。

问题情景:

2.依据于纤维素分解菌的生长条件的特点,说明选择培养基(液)的制备原理?

选择培养的目的是什么?

学生概述:

选择培养基中的碳源是纤维素,所以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

问题情景:

3.刚果红染色法有几种?并列表总结这些方法各有哪些优点与不足。

学生概述:

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。

五、实验的具体操作步骤如下(学生依据教材步骤和器材动手实验)

1.土样采集  土样采集的方法与本专题课题2类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境,这是因为在纤维素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境,可以将滤纸埋在土壤中,过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。

2.选择培养  选择培养需要的仪器有:250 mL锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1 mL10 mL的移液管、天平、摇床、温度计等。

培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在250 mL锥形瓶中装入30 mL培养基,用8层纱布做成瓶塞,将瓶口塞紧,再在瓶塞外包裹两层包装纸(或报纸),用线绳扎紧,在121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min

选择培养的操作:称取土样20 g,在无菌条件下加入装有30 mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上,在30 ℃下振荡培养12 d,至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液进行梯度稀释和涂布平板,也可以按课本中所述,重复选择培养的步骤一次,然后再进行梯度稀释和涂布平板。

3.刚果红染色法分离  纤维素分解菌这一步所需要的仪器有:无菌培养皿、涂布器、1 mL移液管,装有9mL无菌水的20 mL大试管,温箱等。

培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在500 mL三角瓶中装入200 mL培养基,在121 ℃下高压蒸汽灭菌20 min

倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔化,按无菌操作的要求,在无菌的培养皿中倒入1520 mL培养基,凝固后待用。

制备菌悬液:按照本专题课题1的稀释操作方法,将选择培养后的培养基进行等比稀释,稀释最大倍数至106

涂布平板:将稀释度为104106的菌悬液各取0.1 mL,滴加在平板培养基上,用涂布器将菌液涂布均匀,在30 ℃倒置培养,至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板,并注意设置对照。刚果红染色的具体操作步骤参照课本[资料三]。

六、课题成果评价

(一)培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落:对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落,则说明可能获得了分解纤维素的微生物。

(二)分离的结果是否一致:由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量,因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同,学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果

 

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