课题3　分解纤维素的微生物的分离教案板书设计

分解纤维素的微生物的分离教学设计

都小灿

一、教学目标

（一）知识与技能

1、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。

2、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，弄懂实验操作的原理。

（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。

二、教学重点、难点

从土壤中分离分解纤维素的微生物。

三、教学过程

（一）导入新课

展示图片，作出解说，提出问题。

（二）新课学习

学生阅读教材，回答下列问题：

1、纤维素与纤维素酶

1.1、纤维素的化学组成

含 三种元素，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是 ，人体内没有 ，所以人体不能直接以纤维素为能源物质，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素

分解成 释放到无机环境。

1.2、纤维素的分布

是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。纤维素产生于植物的 作用，地球上的植物每年产生的纤维素超过 亿吨。研究土壤中分解纤维素的微生物将给我们的生活带来很大变化。

1.3、纤维素的组分

纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括 、

和 三种组分。前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。

2、纤维素分解菌的筛选

2.1、方法

染色法，常用的有两种，一种是先培养 ，再加入刚果红进行 ，另一种是在 时就加入刚果红。

2.2、原理

2.2.1、含纤维素的培养基中加入的 ，可与纤维素形成 。

2.2.2、当纤维素被 分解后，形成的 、

不和刚果红发生这种反应，红色复合物就无法形成，培养基中出现以 为中心的透明圈，可通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。

3、实验设计

3.1、实验流程

土壤取样→ (此步可省略)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别 的培养基上→挑选产生 的菌落。

3.2、土壤取样

采取土样时，可以选择 的环境。

3.3、选择培养

3.3.1、目的：增加纤维素分解菌的 ，确保能够从样品中分离得到所需要的 。

3.3.2、操作方法：将土样加入装有30 mL 的锥形瓶中，将锥形瓶固定在 上，在一定温度下振荡培养 ，直至培养液变 ，也可重复选择培养。

3.4、涉及的生物技术

主要有： 的制作、 操作技术、稀释涂布平板法、 、土壤取样等。

（三）归纳及应用

1、纤维素与纤维素酶的比较

比较项目

组成

分布

作用

实验验证

纤维素酶

的作用

纤维素

由葡萄糖组成的多聚体

棉花、木材、作物秸秆等

与果胶构成植物的细胞壁

实验组

纤维素酶

由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶组成

微生物细胞内

水解纤维素

对照组

结论

纤维素酶能分解纤维素

1.1、酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。

1.2、酶发生作用需要一定的条件，不仅仅是温度、pH等，其他物质的存在也会降低酶的活性，如木质素(木材中的有机物)就会降低纤维素酶的活性。

例1、下列关于纤维素的叙述中，不正确的是(

)

A．纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物

B．纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为这些微生物能产生纤维素酶

C．植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素

D．自然界中的各种生物均能把纤维素分解成葡萄糖，从而作为生物体的能量来源

解析：自然界中部分能够合成纤维素酶的生物才能分解纤维素。

答案：D 练习1、下列叙述中，正确的是(

) A．纤维素、纤维素酶基本组成单位相同

B．膳食纤维对人体健康极为有利，是因为人体可分泌纤维素酶而直接利用它

C．纤维素酶是一种复合酶，由C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶组成

D．只有纤维素分解菌才可产生纤维素酶

解析：纤维素、纤维素酶的基本组成单位分别为葡萄糖、氨基酸；人不可分泌纤维素酶，不可直接利用纤维素；除纤维素分解菌可分泌纤维素酶外，其他某些生物亦可产生。

答案：C 2、两种刚果红染色法的区别

2.1、由于土壤中细菌数量远远高于真菌和放线菌数量，因此最容易分离得到的是细菌。, 2.2、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菌为中心的透明圈。可据此，通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

例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

解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，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菌为中心的透明圈。

答案：C 练习2、两种刚果红染色法的结果是(

) A．均会出现透明圈 B．均不会出现透明圈

C．方法一出现，方法二不出现 D．方法一不出现，方法二出现

解析：两种刚果红染色法虽然程序不同，但最终都会使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

答案：A 3、分离得到的纤维素分解菌的鉴定

3.1、鉴定原因：由于形成透明圈的菌落与其他微生物菌落出现混杂现象，产生透明圈的菌落可能是产生淀粉酶的微生物，也可能是降解刚果红的菌种。

3.2、原理：为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

3.3、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葡萄糖进行定量的测定。

3.3.1、纤维素分解菌的选择培养基属于液体培养基，以纤维素为唯一碳源和能源。只有能利用纤维素的微生物，才能在此培养基中繁殖生长。

3.3.2、纤维素分解菌的鉴别培养基属于固体培养基，培养基中加入刚果红染料。只有能产生纤维素酶的微生物，才能使培养基中的刚果红—纤维素复合物无法形成，从而出现透明圈。

例3、关于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

解析：选择培养是增加纤维素分解菌的浓度，所用培养基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。

答案：A 练习3、分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是(

) A．经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

B．富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少

C．经稀释培养后，用刚果红染色

D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上

解析：经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。

答案：A 四、课后练习

完成课后练习部分。