课题3　分解纤维素的微生物的分离PPT及专用教学设计内容

分解纤维素的微生物分离

一、学习目标

1.知识目标

简述纤维素酶的种类及作用。

2.能力目标

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

3.情感目标

讨论分解纤维素微生物的应用价值。

二、课程重点和难点

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

三、课前预习

（1）纤维素与纤维素酶

1．纤维素的化学组成：是一种 糖，含有 三种元素。

2．纤维素酶的作用：

纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 酶、 酶、 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。

（2）纤维素分解菌的筛选 1．筛选方法： 染色法。

2．筛选原理：

刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，当纤维素被 分解后，红色复合物无法形成，出现以 为中心的 ，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。

四、

教学流程

教学流程

教师活动

学生活动

一：

课程导入

直接利用教材里面提供的背景导入。

背景材料：

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达92%～95%，亚麻、木材、作物秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是

阅读、设计意图

情景导入由天然纤维素制得的。用分解纤维素的微生物处理后，纤维素可分解成糖。倾听。

本节它不仅可以供给人们能量，还可以用于酿酒、酿醋等食品加工业，成为葡

1 目标。

萄糖的替代品。 在土壤中有许多能利用和分解纤维素来作为能源的微生物，因为它们含有纤维素酶。

二：

讲授新课

一、基础知识

（一）纤维素与纤维素酶

阅读教材有关纤维素材料，回答下列问题：

1．纤维素是一种多糖，含_______ 三种元素。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，但土壤中回答。

素相

关知识，简述纤阅读、复习思考、纤维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。

2.纤维素酶

（1）学生阅读教材相关纤维素酶材，归纳出相应的知识。

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。

（2）纤维素酶活性的测定实验

课堂上使用多媒体设备，演示纤维素水解滤纸实验，让学生直观地观察整个实验的变化。

（二）纤维素分解菌的筛选

1.方法：刚果红染色法，通过颜色反应筛选。

2.原理：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。

二、实验设计

（一）在多媒体上展示出整个实验流程图，让学生根据流程图，尝试回答〖旁栏思考1〗。

阅读、维素回答。

酶的

种类及作用。

阅读、

倾听。

理解纤维

素分

解菌

的筛

选原理。

演练、

（二）让学生阅读教材相关资料后讲解实验设计步骤和注意事项。

1.土壤取样

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

2 回答。

能够

（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）制备选择培养基

纤维素分解菌的选择培养基

纤维素粉

NaNO3

Na2HPO4·7H2O KH2PO4

MgSO4·7H2O KCl 酵母膏

水解酪素

5g 1g 0.5g 0.9g 0.5g 0.5g 0.5g 0.5g

设计筛选分解阅读、纤维倾听、素微思考、生物回答。

实验

方案，进行各个分析、步骤回答

操作。

将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000ml a.旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

液体培养基，配方中无凝固剂琼脂。

b.这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果有，是如何进行选择的？

有选择作用，碳源是纤维素，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。

c.你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用。

用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。

（3）具体操作

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

用移液管从富集培养土壤液(选择培养后的培养基)中吸取1ml加入盛有9ml无菌水的试管中充分混匀。然后换枪头从此试管中吸取1ml加入另一盛有9ml无菌水的试管中，混合均匀，以此类推制成10,10,10,10,10,10不同稀释度的溶液。稀释最大倍数到10。

-1-2-3-4-5-66回忆、

倾听、

回答。

分析、

比较、

回答。

演练、

回答。

3

4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

（1）制备鉴别培养基

鉴别纤维素分解菌的培养基

CMC-Na 5-10g 酵母膏 1g KH2PO4 0.25g 琼脂 15g 土豆汁 100ml 将上述物质溶解后,用

蒸馏水定容到1000ml （2）涂布平板

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讲解操作过程：将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，

30℃倒置培养。

5.挑选产生透明圈的菌落

讲解操作过程：挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。 接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在30℃－37℃培养，可获得纯培养。 三、结果分析与评价

以两个例子让学生进行分析和评价。

（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。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。

（二）分离的结果是否一致

由于在土壤中的细菌远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，也可能得到真菌和放线菌等不结果。

三：

课堂小结

1.纤维素酶

①组成：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。

C1酶葡萄糖苷酶②作用：纤维素――→纤维二糖―――――→葡萄糖

CX酶2.纤维素分解菌的筛选

①原理：

重点。

呼应、突出回答。

本节分析回答。

刚果红纤维素酶→红色复合物――→红色消失，出现透明圈

纤维素②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。

③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

④实验流程

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选产生透明圈的菌落

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五、课后练习

一、选择题

1．纤维素酶能够分解（ ） A．纤维素的微生物 B．淀粉的微生物 C．纤维素 D．淀粉

2．刚果红能与哪项物质形成红色复合物( ) A．纤维二糖 B．纤维素 C．葡萄糖 D．麦芽糖

3．纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有…( ) A．NaNO B．KCl C．酵母膏 D．纤维素粉

4．选择培养的结果：培养液变…（ ）

A．清澈 B．浑浊 C．红色 D．产生透明圈

5．刚果红染色时，加入刚果红可在……( ) ①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时

二、非选择题

6.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。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，该酶是由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成______________。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)染料时，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________。

答案

(1)纤维二糖

葡萄糖(2)红

透明圈 要在富含纤维素的环境中寻找纤维分解菌?

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