课题3　分解纤维素的微生物的分离多媒体教案及点评

专题2 微生物的培养与应用

课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、课题背景分析

教材首先介绍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。说明了微生物能利用纤维素是因为能产生纤维素酶，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。通过对课题中实验设计思路的深入学习，要求学生掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

二、课题目标

简述纤维素酶的种类及作用，从土壤中分离出纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。

二、教学三维教学目标 1、知识与技能

（1）能简单叙述纤维素酶的种类和作用。

（2）说出刚果红染色法及其原理

（3）掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

2、过程与方法 分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，掌握实验操作的原理。

3、情感、态度与价值观 通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。

三、教学重难点 1．重点：

简述纤维素酶的组成及作用；说出刚果红染色法及其原理；从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法。

2．难点：

从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法。

四、教学准备 多媒体课件、板书

五、教学过程

【基础知识】

（一）纤维素和纤维素酶

【学生活动】

阅读教材P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，并回答下列问题：

1、纤维素由哪些元素组成，基本单位时什么？

2、纤维素酶是一种酶还是复合酶，由几种组分，如何将纤维素水解？

【知识点讲解】

1、纤维素 含C、H、O三种元素，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是葡萄糖，人体内没有纤维素酶，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葡萄糖释放到无机环境。

2.纤维素酶

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酶、CX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。

思考：实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

提示： 1个酶活力单位（1U）是指在温度为25℃，其它反应条件最适宜情况下，在1min内转化1mmol的底物所需要的酶量。

（二）纤维素分解菌的筛选 【学生活动】

阅读教材P28“纤维素分解菌的筛选”，讨论并回答问题：

纤维素分解菌的筛选用了什么方法？原理是什么？

【知识点讲解】

①筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

②原理

纤维素分解菌[来源:Zxxk.Com]

↓

刚果红→红色复合物红色消失，出现透明圈

纤维素

【方法点拨】刚果红染色法

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。

【学生活动】

阅读教材P29 “资料三刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

刚果红染色法的比较

染色法

操作方法

优点

缺点

先培养微生物，

操作繁琐。

再加入刚果红进

颜色反应基本上是纤方法1 刚果红会使菌落之间发生混维素分解菌的作用

行颜色反应

杂。

(后置染色法）

在倒平板时就加

操作简便，

入刚果红

不存在菌落混杂问题

【实验设计】

【学生活动】

阅读教材P28“实验设计”部分，完成实验方案流程图

（一）分离分解纤维素的微生物的实验流程

1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈。

2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

方法2 (前置染色法）

1、土壤取样

选择纤维素丰富的环境，依赖于生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。 2、选择培养

（1）目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物 （2）操作：将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。 3、梯度稀释 按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养液进行等比稀释101～107倍，之后，将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。 4、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 （1）制备培养基：参照旁栏中的比例。

（2）倒平板操作。 （3）涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。 5、挑选产生透明圈的菌落 参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落 【学生活动】

阅读教材P28“资料一土壤取样”，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．为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

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。

3．将滤纸埋在土壤中有什么作用？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。

滤纸应该埋进土壤多深？一般将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

【学生活动】

阅读教材P29“资料二选择培养基”和栏旁培养基配方，讨论并回答下列问题：

1．纤维素分解菌选择培养基属于液体（液体、固体）培养基。

纤维素分解菌鉴别培养基属于固体（液体、固体）培养基。

2．纤维素分解菌选择培养基的选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有分解纤维素分解菌才能生存。

3．若设置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，

4．为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

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。

【学生活动】

对比本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本相同。

（三）结果分析与评价

1.培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

2.分离的结果是否一致

（四）课题延伸

【学生活动】阅读教材P30“课题延伸”，完成下列填空：

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两种。

2．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产生的葡萄糖含量进行定量测定。

六、典例精析

1、纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题：

[来源:学_科_网Z_X_X_K]

(1)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用________染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时得到了如图所示的结果，则纤维素分解菌位于(

) A．③

B．①②

C．②③ D．①②③

(2)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，最主要的实验条件差别是______________________，该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目________。

2、为从富含纤维素分解菌的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：

酵母膏

无机盐

淀粉

纤维素粉

琼脂

CR溶液

水

培养基＋[来源:学＋

＋

－

＋

－

＋

甲

|科|网]

培养基＋

＋

＋

－

＋

＋

＋

乙

注：“＋”表示“有”，“－”表示“无”。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌，原因是__________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于鉴定纤维素分解菌，原因是_______________________________________。