课题3　分解纤维素的微生物的分离课堂实录及点评

2.3 分解纤维素的微生物的分离

一.教学目标 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

3、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

4、领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力

二.教学重难点 1. 教学重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物

2. 教学难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物

三．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。

四．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。

五．教学过程 （一）引入新课

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。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。

草食性动物肠胃中的共生微生物。除自然环境中存在分解纤维素的微生物外，在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。

（二）基础知识

1

（知识点一：纤维素与纤维素酶）

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

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: 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。

思考2:

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

1 min内转化

1mmol 的底物所需要的酶量。

（知识点二：纤维素分解菌的筛选）

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

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。

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。

（三）实验设计

（知识点三：分离纤维素分解菌的实验设计）

活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题

土壤取样

选择培养

纯化培养

梯度稀释

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上

微生物培养

挑选产生透明圈的菌落

〖思考〗“土壤取样”，回答下列问题：

1.纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

2

2.将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？

人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

〖思考〗“选择培养基”，回答以下三个问题：

3.纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。

4.培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。

5.若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖。

活动4: 合作探究：“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

合作探究：纤维素分解菌筛选过程中两种培养基的比较

合作探究：为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

在选择培养条件下，可使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。

（四）、结果分析与评价

活动4：阅读“课题延伸”，回答：

1、为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵。

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2、纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的

葡萄糖含量进行定量测定。

六、小结：

七、课堂练习

1．下列关于纤维素酶的说法，错误的是(D) A．纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分

B．纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖

C．纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁

D．葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖

2.以下分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是(

A

) 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．选择培养这一步可省略，但所培养的纤维素分解菌少

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

3．下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是(

C

) A．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入

B．刚果红可以在菌落形成后加入

C．在菌落形成前倒平板时加入，刚果红不需要灭菌

D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌

4．以纤维素为唯一碳源筛选出多种具有较高纤维素降解能力的微生物，其中有真菌和细

菌，试分析此类微生物在生态系统中的作用与下列哪种生物类似(

C

)

A．硝化细菌

B．蓝藻

C．蚯蚓

D．兔子

5.（

14年新课标Ⅰ卷）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题: （1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成______________。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成_______ 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的______________。

（3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

酵母膏

无机盐

+

+

淀粉

+

+

纤维素粉

琼脂

+

-

-

+

CR溶液

+

+

水

+

+

培养基甲

+

培养基乙

+

注：“+”表示有，“－”表示无。

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据表判断，培养基甲_____（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是__________________________；培养基乙______（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____________________________________________；

八、教学反思

本节课学生通过课前预习已经掌握了基础知识部分，课上通过同学们组内探究和教师讲解学生能较好地把握了本节课的重难点，课下通过课后练习反馈，本节课的选择培养基和鉴别培养基的特点个别学生掌握的不是特别理想，应配备习题加以巩固。

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