1、微生物與發(fā)酵工程教學(xué)設(shè)計(jì)（復(fù)習(xí)課） 大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)第十高級中學(xué)吳敬洪設(shè)計(jì)說明：.學(xué)校及學(xué)生情況我校是一所剛剛成立三年的普通高級中學(xué)。就去年畢業(yè)生高考情況看，理科班有1人過重點(diǎn)分?jǐn)?shù)段（藝術(shù)體育特長生除外），實(shí)驗(yàn)班過2本線10人左右，平行班無人過2本線。學(xué)生行為習(xí)慣、思維能力和知識儲備均欠佳。目前，我校學(xué)生教室內(nèi)不具備多媒體設(shè)備，目前還是“一支粉筆、一塊黑板”。高三學(xué)生必備學(xué)習(xí)材料為高中生物三本書、學(xué)生筆記本、五年高考三年模擬一書。.高三復(fù)習(xí)基本思路因?yàn)閷W(xué)校安排課時(shí)少，每周五節(jié)課（包括補(bǔ)課）按部就班進(jìn)行輪次復(fù)習(xí)已不可能，所以，將一輪復(fù)習(xí)與二輪復(fù)習(xí)合并，主要體現(xiàn)在：將第一冊、第二冊、全一冊教材章

2、節(jié)全部融合在一起進(jìn)行復(fù)習(xí)，如生物的新陳代謝部分，就是依次復(fù)習(xí)植物的代謝及提高光能利用率、人和動物的代謝及營養(yǎng)與健康、微生物的代謝及發(fā)酵工程。在復(fù)習(xí)的過程中，依據(jù)學(xué)生的情況和知識的體系，適當(dāng)調(diào)教學(xué)次序。決不介紹考綱以外的知識點(diǎn)，考綱規(guī)定不在考察范圍的知識點(diǎn)決不講解。精選習(xí)題，同一知識點(diǎn)的題盡量減少，但每題必講透。因?qū)W生學(xué)習(xí)習(xí)慣差，大部分學(xué)生不能按要求完成預(yù)習(xí)、課后習(xí)題，故生物課復(fù)習(xí)基本沒有課后作業(yè)（有也是少量的），但老師加強(qiáng)課后的針對性復(fù)習(xí)指導(dǎo)。.本章節(jié)內(nèi)容分析及復(fù)習(xí)思路微生物與發(fā)酵工程部分，零散知識多，而且與高中各章所提到的各種微生物有千絲萬縷的聯(lián)系，與細(xì)胞、生殖、遺傳、進(jìn)化、環(huán)境、其他生物工

3、程都有聯(lián)系，復(fù)習(xí)時(shí)可有多條線索和多個(gè)側(cè)面。為了抓住主干，兼顧零散，我們復(fù)習(xí)思路如下：微生物的概念、微生物的代謝特點(diǎn)（簡單了解）、微生物的類群（病毒、細(xì)菌為例）、微生物的代謝產(chǎn)物、微生物代謝的調(diào)節(jié)、微生物的營養(yǎng)、微生物的生長、發(fā)酵工程簡介。復(fù)習(xí)時(shí)采取講練結(jié)合步步為營，在習(xí)題選擇上既考慮主干知識，又要適當(dāng)增添些其他章節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系，讓學(xué)生認(rèn)識本部分的知識放在高中生物知識之間的聯(lián)系。.課時(shí)安排本部分共6課時(shí)（每課時(shí)45分鐘）第一、二課時(shí)：微生物的類群和微生物的代謝第三、四課時(shí)：微生物的營養(yǎng)和微生物的生長第五、六課時(shí)：發(fā)酵工程簡介教學(xué)設(shè)計(jì)之一 微生物的類群和微生物的代謝復(fù)習(xí)知識點(diǎn)：細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和繁殖、病毒

4、的結(jié)構(gòu)和增殖微生物的代謝產(chǎn)物、微生物代謝的調(diào)節(jié)教學(xué)步驟：教師活動學(xué)生活動師生關(guān)系教師提出問題1：什么叫微生物？什么叫微生的代謝？微生物的代謝有什么特點(diǎn)？為什么會有這樣的特點(diǎn)？學(xué)生翻看教材，整理相關(guān)語句到筆記本上教師監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)教師簡單給出答案，并強(qiáng)掉“通常用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看到”“異常旺盛”“表面積與體積之比”等知識。強(qiáng)化理解記憶學(xué)生聽教師講解教師提出問題2：微生物的類群包括哪些？從有無細(xì)胞結(jié)構(gòu)來分析。學(xué)生整理相關(guān)內(nèi)容，可以隨時(shí)提問教師和學(xué)生共同完成微生物類群的知識（見附一）教師提出問題3：病毒的結(jié)構(gòu)有哪些？各部分結(jié)構(gòu)的功能有哪些？學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第257頁知識清單一：病

5、毒的結(jié)構(gòu)和各部分結(jié)構(gòu)的功能教師監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)并解答部分同學(xué)問題教師簡單說出答案，并提出討論問題4：病毒抗原特異性功能是由哪個(gè)結(jié)構(gòu)決定的？“衣殼具有決定病毒抗原特異性功能”與“核酸中貯存著病毒的全部遺傳信息，控制著病毒的一切性狀（如病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)、致病性等）”是否相矛盾？學(xué)生思考，表達(dá)自己看法，接受教師解釋，強(qiáng)化記憶相關(guān)知識點(diǎn)。 學(xué)生之間，師生之間相互討論。教師提出問題5：病毒的增殖過程是怎樣的？以噬菌體為例介紹。并以問答式強(qiáng)調(diào)病毒復(fù)制DNA盒合成蛋白質(zhì)的過程場所條件。學(xué)生在2分鐘時(shí)間內(nèi)進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶。教師提問部分同學(xué)表述，沒回答問題的同學(xué)抓緊時(shí)間記憶。教師講解細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和功能（具體內(nèi)容略）學(xué)生參

6、照課本“細(xì)菌的結(jié)構(gòu)示意圖”復(fù)習(xí)相關(guān)知識。師生共同認(rèn)識細(xì)菌有內(nèi)到外的各部分結(jié)構(gòu)及相應(yīng)得知識點(diǎn)。教師提出問題6：菌落是如何形成的？為什么菌落可以成為鑒定菌種的依據(jù)？學(xué)生閱讀課本復(fù)習(xí)相關(guān)知識，并在老師指導(dǎo)下強(qiáng)化記憶。師生共同強(qiáng)調(diào)：“單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌”“固體培養(yǎng)基”“大量繁殖”“子細(xì)胞群體”“大小、形狀、光澤度、顏色、硬度、透明度”等。課堂練習(xí)學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第257頁知識清單一：細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和各部分結(jié)構(gòu)的功能。教師監(jiān)督學(xué)生完成基本知識的填寫，回答部分學(xué)生的疑問教師過渡：微生物的代謝是發(fā)生在微生物細(xì)胞內(nèi)的全部化學(xué)反應(yīng)。這樣，微生物代謝的調(diào)節(jié)就是對酶的調(diào)節(jié)。控制酶的有無，能控制某代謝的發(fā)生與否，

7、這是對酶合成的調(diào)節(jié)；控制酶的活性，就控制了代謝發(fā)生的速度；這是酶活性的調(diào)節(jié)。問題7：微生物的調(diào)節(jié)具體怎樣完成？學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第259頁知識清單二：微生物代謝的調(diào)節(jié) 教師監(jiān)督學(xué)生完成基本知識的填寫，回答部分學(xué)生的疑問教師語言過渡：微生物代謝的調(diào)節(jié)，使得微生物能根據(jù)自身需要和外界環(huán)境進(jìn)行自身的代謝，并能合成代謝產(chǎn)物。問題8：微生物的代謝產(chǎn)物有哪些呢？學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第259頁知識清單二：微生物的代謝產(chǎn)物 教師強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)從：對微生物生長繁殖的作用、包含的種類、產(chǎn)生時(shí)期、與菌種的關(guān)系幾個(gè)角度加強(qiáng)記憶。注：此為第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，第二課時(shí)中所選習(xí)題和習(xí)題的講解不包括其中附一：微生

8、物的類群 無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物：病毒、類病毒、朊病毒微生物的類群： 原核生物：藍(lán)藻、細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物 真菌原生生物 真核生物：原生動物 原生植物 教學(xué)設(shè)計(jì)之二 微生物的營養(yǎng)和微生物的生長復(fù)習(xí)知識點(diǎn)：微生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)及功能、培養(yǎng)基的配置原則、培養(yǎng)基的種類微生物群體的生長規(guī)律、影響微生物生長的環(huán)境因素教學(xué)步驟：教師活動學(xué)生活動師生關(guān)系導(dǎo)入：微生物的代謝異常旺盛，原因之一微生物的表面積與體積的比很大，使它們能夠迅速的與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。提出問題1：那么，微生物與外界環(huán)境交換的物質(zhì)有哪些呢？微生物需要哪些營養(yǎng)呢?學(xué)生翻看教材填寫表格（見附二）教師監(jiān)督學(xué)生填表

9、教師簡單給出答案 學(xué)生更正表格內(nèi)容注意個(gè)別指導(dǎo)教師提出問題2：怎樣為微生物提供這些營養(yǎng)呢？配制培養(yǎng)基要注意哪幾個(gè)原則？為什么？學(xué)生看書，找到答案教師隨機(jī)提問學(xué)生，并完成板書教師提出問題3：我們按照遵守培養(yǎng)基的配制原則，配制出來的培養(yǎng)基又有哪些種類呢？學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第258頁知識清單二：培養(yǎng)基的種類 教師監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)并解答部分同學(xué)問題教師簡單說出答案，并提出討論問題4：下列培養(yǎng)基的類型是什么？A培養(yǎng)金黃色葡萄糖球菌所用的加高濃度食鹽的培養(yǎng)基。B分離自生固氮菌所用的無氮培養(yǎng)基C加入伊紅-美藍(lán)檢測大腸桿菌的培養(yǎng)基D篩選雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)基 學(xué)生思考，表達(dá)自己看法，接受教師解釋，強(qiáng)化記憶相

10、關(guān)知識點(diǎn)。 學(xué)生之間，師生之間相互討論。在合適的培養(yǎng)基上，微生物（如細(xì)菌）的個(gè)體會由小到大不斷地生長，但是，對于微生物來說，個(gè)體的生長很不明顯，持續(xù)很短時(shí)間就開始繁殖，而其生長和繁殖交替進(jìn)行，界限難以劃清。因此，常以微生物的群體為單位來研究微生物的生長。問題5：我們知道微生物的生長規(guī)律可以以生長曲線來反應(yīng)，那么，生長曲線形成的條件是什么？如何測定？ 生長曲線的所反映的微生物生長的時(shí)期有哪些呢？學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第258頁知識清單二：生長曲線的形成、測定方法、生長曲線的各時(shí)期名稱 教師提問部分同學(xué)表述，沒回答問題的同學(xué)抓緊時(shí)間記憶。結(jié)合課本介紹四個(gè)主要時(shí)期的相關(guān)知識學(xué)生參照課本復(fù)習(xí)相關(guān)

11、知識，強(qiáng)化記憶師生共同認(rèn)識相關(guān)知識點(diǎn)課堂練習(xí)學(xué)生完成五年高考三年模擬A版第258頁知識清單二：微生物生長曲線組成和影響微生物生長的環(huán)境因素 教師監(jiān)督學(xué)生完成基本知識的填寫，回答部分學(xué)生的疑問注：此為第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，第二課時(shí)中所選習(xí)題和習(xí)題的講解不包括其中附二：微生物的營養(yǎng)微生物的營養(yǎng)自養(yǎng)微生物異養(yǎng)微生物水無機(jī)鹽碳源氮源生長因子教學(xué)設(shè)計(jì)之三 發(fā)酵工程簡介微復(fù)習(xí)知識點(diǎn)：微生物代謝的人工控制、發(fā)酵工程的概念和內(nèi)容、發(fā)酵工程的應(yīng)用教學(xué)步驟：教師活動學(xué)生活動師生關(guān)系導(dǎo)入：發(fā)酵原理發(fā)現(xiàn)及發(fā)酵工程的形成簡介、發(fā)酵工程概念簡介。提出問題1：發(fā)酵工程的內(nèi)容有哪些？請學(xué)生根據(jù)課本文字描述，研讀課本圖：發(fā)酵工程生

12、產(chǎn)產(chǎn)品的流程圖。教師監(jiān)督學(xué)生看書。教師繪制空白流程圖（只給出箭頭和空白框）學(xué)生在筆記上填寫流程圖教師結(jié)合實(shí)際情況給與指導(dǎo)教師以谷氨酸發(fā)酵為例，介紹發(fā)酵工程的具體步驟中的相關(guān)知識點(diǎn)：學(xué)生根據(jù)老師講解，整理筆記教師隨機(jī)提問學(xué)生，并完成板書（具體知識點(diǎn)見附三）教師以發(fā)酵工程簡圖為線索提問下列問題：問題2：下列微生物“菌種”是如何獲得的：產(chǎn)青霉素的青霉菌種；產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌菌種；問題3：根據(jù)黃色短桿菌合成賴氨酸的途徑分析，若要用黃色短桿菌來生產(chǎn)賴氨酸，怎樣育種？學(xué)生根據(jù)提問，查找課本，回答相關(guān)問題教師根據(jù)學(xué)生掌握情況，適當(dāng)講解相應(yīng)部分，難易及深度根據(jù)不同班級情況自行掌握。課堂練習(xí)學(xué)生完成五年高考

13、三年模擬A版第261頁知識清單三：發(fā)酵工程 教師監(jiān)督學(xué)生完成基本知識的填寫，回答部分學(xué)生的疑問注：此為第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)，第二課時(shí)中所選習(xí)題和習(xí)題的講解不包括其中附三：發(fā)酵工程流程（以谷氨酸發(fā)酵為例）1菌種的選育：常用菌：從自然界中分離，并通過誘變育種得到的谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等生產(chǎn)用菌種2培養(yǎng)基的配制：根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則，選擇原料（水和碳源：豆餅或馬鈴薯的水解液、玉米漿；氮源：尿素；無機(jī)鹽：磷酸氫二鉀、氧化鉀、硫酸鎂；生長因子：生物素）配置為液體培養(yǎng)基3滅菌：4擴(kuò)大培養(yǎng)和接種：將選育出的優(yōu)良菌種經(jīng)過多次擴(kuò)大培養(yǎng)，讓它們達(dá)到一定數(shù)量后，再進(jìn)行接種。5發(fā)酵過程：取樣檢測培養(yǎng)液中的細(xì)菌數(shù)目，

14、產(chǎn)物濃度，添加必須的培養(yǎng)基組分，嚴(yán)格控制溫度（30-37）、PH（7-8）、溶氧、通氣量與轉(zhuǎn)速。若條件變化，不僅影響菌種的生長繁殖，而且會影響菌種代謝產(chǎn)物的生成。例如：當(dāng)ph呈酸性時(shí)，谷氨酸棒狀桿菌就會生成乙酰谷氨酰胺；當(dāng)溶氧不足時(shí)，生成的代謝產(chǎn)物就會是乳酸或琥珀酸。.微生物的生長6分離提純：用離子交換的方法將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離提取出來。下列兩則材料打印下發(fā)給學(xué)生留作資料保存 附四教材中涉及的微生物相關(guān)內(nèi)容一覽表類別微生物名稱可直接聯(lián)系得相關(guān)知識細(xì)菌（原核生物）根瘤菌共生固氮菌、根瘤菌、固氮、根瘤、異養(yǎng)需氧圓褐固氮菌自生固氮菌、固氮，分泌生長素，異養(yǎng)需氧金黃色葡萄球菌選擇培養(yǎng)基、高濃度食鹽環(huán)

15、境下仍然可以生長 大腸桿菌鑒別培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基中加入伊紅和美藍(lán)，若有大腸桿菌，其代謝產(chǎn)物（有機(jī)酸）就與伊紅和美藍(lán)結(jié)合，菌落呈深紫色，并帶有金屬光澤；異養(yǎng)厭氧；其質(zhì)粒可做基因工程運(yùn)載體；酶合成調(diào)節(jié)（在沒有葡萄糖而有乳糖的條件下，產(chǎn)生分解乳糖的酶，稱誘導(dǎo)酶）谷氨酸棒狀桿菌酶活性的調(diào)節(jié)（細(xì)胞內(nèi)谷氨酸增加，能可逆性地抑制谷氨酸脫氫酶的活性）；發(fā)酵工程中谷氨酸的生產(chǎn)；異養(yǎng)需氧。黃色短桿菌代謝的人工調(diào)節(jié)（細(xì)胞內(nèi)蘇氨酸與賴氨酸共同增多會抑制天冬氨酸激酶的活性、阻斷法）；發(fā)酵工程中谷氨酸的生產(chǎn)；異養(yǎng)需氧。釀農(nóng)鏈球菌自身免疫病（風(fēng)濕性心臟病），菌體表面一種抗原決定簇與心臟瓣膜的一種物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)相似；異養(yǎng)厭氧硝化

16、細(xì)菌氮循環(huán)、硝化作用；自養(yǎng) 需氧反硝化細(xì)菌氮循環(huán)，在土壤氧氣不足的情況下，將硝酸或硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)镹2；異養(yǎng)厭氧乳酸菌將葡萄糖氧化為乳酸；異養(yǎng)厭氧肺炎雙球菌證明轉(zhuǎn)化因子的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)；異養(yǎng)厭氧結(jié)核桿菌、麻風(fēng)桿菌胞內(nèi)寄生菌；需要通過細(xì)胞免疫才能消滅真菌（真核生物）酵母菌生殖方式：孢子生殖或出芽生殖；呼吸方式：有氧呼吸和無氧呼吸；其質(zhì)粒可做基因工程運(yùn)載體；選擇培養(yǎng)基（培養(yǎng)酵母菌的培養(yǎng)基中加青霉素可抑制細(xì)菌的生長）病毒類噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)；病毒的增殖；無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，遺傳物質(zhì)(核酸) 只有DNA或，專性寄生。流感病毒衣殼粒外有囊膜和刺突天花病毒特異性免疫人類免疫缺陷病毒艾滋病的病原體附五：易混概念辨析1.芽體與芽孢：芽體是出芽生殖中，由母體生出的小突起，芽體與母體形態(tài)結(jié)構(gòu)相似，但相對較小。芽孢不是繁殖形成的個(gè)體，而是芽孢細(xì)菌度過不良環(huán)境的休眠體。2.生長激素與生長因子：生長激素與生長因子都與生物的生長有關(guān)，是某些生物生長不可缺少的微量有機(jī)物。生長激素是動物的腦垂體分泌的一種植物激素，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。生長因子是一些