课题3　分解纤维素的微生物的分离教案设计（一等奖）

分解纤维素的微生物的分离

一、教学目标

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。

3.情感目标

讨论分解纤维素微生物的应用价值。

二、教学重难点

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

三、

教学流程

导入：

站在科学研究的视角，从实际应用出发引入到本节课题，同时学生也明白了此项生物技术的实践意义。

抛出问题：我们学过的多糖中分布最广泛的是哪一种？回忆这种多糖的相关知识。

过渡:纤维素来源广泛，且其产物葡萄糖是生物体的主要能源物质以及酿酒等的原料，如果可以把纤维素分解的话，原料来源就相当丰富了。那么什么物质可以将纤维素分解为葡萄糖呢？

思考：什么生物体内有纤维素酶呢？

我们常说要多吃富含纤维的水果、蔬菜等食物，人体能消化利用纤维素吗？

（膳食纤维的作用：食物中的纤维素能和胆固醇的代谢产物胆酸在肠道中结合，减少人体对胆固醇的吸收。

食物中的纤维素吸收水分性能好，使粪便保持一定量的水分，避免大便干燥,对便秘、痔疮等有预防和治疗作用。

纤维素使肠管蠕动加快，促进消化功能）

以植物为食的初级消费者呢？

（在草食性动物的消化道内共生有分解纤维素的微生物，这些微生物产生的

纤维素酶分解纤维素后可被动物吸收利用。）

总结：有些微生物可以产生纤维素酶分解纤维素，如果我们找到这种微生物的话，问题就解决了。 事实上，科学家也正是沿着这样的思路，而且已经将这一想法变成了现实。

（展示一项相关应用的论文图片）

一、基础知识

（一）纤维素与纤维素酶

指导学生阅读教材相关纤维素酶材料，找出纤维素酶的组成及作用。

（二）纤维素分解菌的筛选

指导学生阅读教材相关材料，掌握筛选的方法及原理。

展示课本上鉴别培养基的图片，并思考：

1.

该该培养基是选择培养基还是鉴别培养基呢？

2.

有没有对照？分别是什么？

（有透明圈和无透明圈，透明圈的大小）

二、实验设计

引入问题：回想分离尿素分解菌的实验流程，观察分离纤维素分解菌的流程，找出二者的差别。

1、土壤取样

如果现在你去采集土样，是随便找一块土地呢还是找什么环境中的土样？

富含纤维素的环境中。在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对高，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。

讨论:如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋在土壤中多深？

能使纤维素分解菌相对集中，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的土壤中。

2、选择培养

①制备培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基

让学生分析选择培养基配方，回答问题。

纤维素分解菌的选择培养基

纤维素粉

5g NaNO3

1g Na2HPO4·7H2O

0.5g KH2PO4

0.9g MgSO4·7H2O

0.5g KCl

0.5g 酵母膏

0.5g 水解酪素

0.5g 将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000ml a.该培养基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。

提示：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照,或者将纤维素改为葡萄糖。

②目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离所需要的微生物。

③操作方法：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，在一定温度下振荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。

思考振荡的作用，为什么培养液会变浑浊？

振荡的作用：使菌体和培养液充分接触，增加溶解氧

3.梯度稀释

引导学生回忆系列稀释操作相关知识，加以讲解。

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

展示鉴别培养基成分，引导学生关注刚果红成分，注意碳源和培养基的物理

性质。

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

⑵倒平板操作

阅读加入刚果红的两种方法，分析其原理，比较各自的优缺点。

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。

NaCl溶液的作用：漂洗作用，洗去结合不牢的刚果红

方法二：在倒平板时就加入刚果红。

染色法

优点

缺点

方法一

颜色反应基本上是纤刚果红会使菌落之间发生混杂

维素分解菌的作用

方法二

操作简便,不存在菌1.培养基中还含有淀粉类物质，能产生淀粉酶的落混杂问题

微生物可能出现模糊的透明圈；

2.能降解色素的微生物长时间培养过程会降解刚果红形成明显的透明圈

⑶涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养。

阅读进一步鉴定的方法，完成填空：

为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行_____________实验，纤维素酶的发酵方法有______ 发酵和______ 发酵。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________ 含量进行定量测定。

课堂小结：

四、板书设计

一、.基础知识

1.纤维素酶

2.筛选

二、实验设计

土壤取样 选择培养 梯度稀释 涂布