课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计及说课稿

2.3分解纤维素的微生物分离

一、教学目标：

1、简述纤维素的种类及作用，掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

2、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。

3、领悟科学探究的方法。

二、教学重难点

从土壤中分离分解纤维素的微生物

三、教学方法

启发式教学

四、教学过程：

一、基础知识

1．纤维素

(1)化学本质：多糖，其基本组成单位是葡萄糖。

(2)来源：棉花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；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分之一。

（3）纤维素能被纤维素酶分解

2．纤维素酶

(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。

(2)作用原理

3．纤维素分解菌的筛选

(1)利用刚果红染色法筛选纤维素分解菌。

(2) 刚果红染色法筛选的原理是什么？

刚果红和纤维素反应生成红色复合物，在纤维素酶的作用下，纤维素被分解，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

(3)纤维素分解菌的筛选常用的有两种方法，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；另一种是在倒平板时就加入刚果红。

两种刚果红染色法的比较

项目

内容

方法一

培养基上长出菌落→覆盖质量浓

10～15 min度为1 mg/mL的CR溶液――

→

过程

倒去CR溶液→加入NaCl溶液

15 min――→倒掉NaCl溶液→出现透

明圈

优点

缺点

显示出颜色反应基本上是纤维素

分解菌的作用

制作繁琐，加入刚果红会

操作简便，不存在菌落混

杂问题

①由于琼脂、土豆汁中均含有

配制CR溶液→灭菌→按照

1 mL CR/200 mL培养基比例

混匀→倒平板→培养→出现

透明圈

方法二

使菌落之间发生混杂

淀粉类物质，可能使产生淀粉

酶的微生物也形成透明圈，即

假阳性反应；②有些微生物具

有降解色素的能力，它们会降

解刚果红形成透明圈，与纤维

素分解菌不易区分

二、实验设计和操作

1．实验流程

土壤取样→选择培养(此步可省略)→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。

（1）土壤取样

采取土样时，可以选择富含纤维素的环境。在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高。

（2）选择培养

a．目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离得到所需要的微生物。

b．操作方法：将土样加入装有30 mL选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培养1～2_d，直至培养液变混浊，也可重复选择培养。

C.选择培养基配方（液体培养基）

纤维素分解菌的选择培养基配方1

纤维素粉

5 g

NaNO3

1 g

Na2HPO4·7H2O 1.2 g

KH2PO4

0.9 g

MgSO4·7H2O 0.5 g

KCl 0.5 g

酵母膏

0.5 g

水解酪素

0.5 g

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL

（3）鉴别培养

a.为什么对挑选产生透明圈的菌落作进一步的鉴定？

产生透明圈的菌落可能是能产生淀粉酶的微生物，也可能是能降解刚果红的菌种，所以需要进一步鉴定。

b.鉴别培养基的配方（固体培养基）

鉴别纤维素分解菌的培养基配方2 CMC－Na 酵母膏

KH2PO4

琼脂

土豆汁

5～10 g 1 g 0.25 g 15 g 100 mL 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL 在该培养基中加入刚果红溶液，在该培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

2．分解纤维素微生物的分离实验的注意事项

(1)培养基灭菌是否合格：对照的空白培养基在培养过程中没有菌落生长，则说明培养基灭菌合格。

(2)选择培养基是否筛选出菌落：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。

(3)为确定得到的细菌是否是纤维素分解菌，还需进行发酵产生纤维素酶的实验。因为形成透明圈的菌落与其他微生物菌落可能出现混杂现象，而且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。

（4）判断该选择培养基是否具有选择作用时，应设立基础培养基并且要接种纤维素分解菌进行对照。

三、小结

1、纤维素

2、纤维素酶

3、实验流程

四、练习

1、用来判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置的对照是

A．未接种的选择培养基 B．接种的选择培养基

C．接种的牛肉膏蛋白胨培养基 D．未接种的牛肉膏蛋白胨培养基

2、中国经济的发展深刻地影响着农村生活，过去农村大多以农作物秸秆作为主要能源用于做饭、取暖等，现在基本上已经被电能、天然气等能源所取代，从而造成一些不必要的能源闲置及浪费。其实农作物秸秆是一种廉价易得的资源，有很大的利用价值，请回答下列相关问题：

（1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶至少由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将__________________分解成____________________。

（2）从土壤中分离出分解纤维素的微生物的实验流程如下：

①

步骤（二）选择培养以 作为唯一碳源；

②

步骤（三）是 ；

③

步骤（五）的鉴别培养基需用 染液，挑选菌落时应该挑选 菌落。