课题3　分解纤维素的微生物的分离优秀教学实录

科目

课时

课题

生物

3课时

班级

时间

高二（1.2）

4.3 课型

授课人

新授

张春

课题3 分解纤维素的微生物的分离

1、知识目标：

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；掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术

2、能力目标：

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、情感目标：

领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力

1、重点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物

2、难点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物

备注：重点围绕重点知识和学科知识设计，填空、选择、简答、读图分析、综合练习等形式出现

(1)纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物。（）

(2)（2017·徐州师大附中高二检测）葡萄糖苷酶能够将纤维素分解成纤维二糖。（）

三维

目标

重、难点及知识解析

重点知(3)自然界中的各种微生物均能把纤维素分解成葡萄糖，从而作为生物体的能量来识预习（）

设计

源。(4)透明圈就是刚果红与纤维素形成复合物的结果。（）

(5)（2017·成都高二期中）在筛选能分解纤维素的细菌的实验中，选择培养的目的是增大样品中目的菌株的浓度。（）

考纲研究（课标研究）

培养基的选择作用

备注：研究分析近5年中、高考试题及考情

2014年新课标全国卷1考查微生物的分离和鉴别，要求学生识记所考情分列知识点，并能运用所学知识点做出合理的判断

析

备注：构建知识结构、也可作为课堂小结运用。

本课时知识体系构建（教学板书）

教学过程

备注：按环节填写教学内容、方法、师生互动方式、与中、高考相关的整合的模拟题、高考真题等。

（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。

（二）进行新课

1．基础知识

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

1．1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。

1．2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：

C1酶、Cx酶

葡萄糖苷酶

纤维二糖

纤维素

葡萄糖

〖思考1〗实验分析：P27的小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。

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

1．3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。

2．4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，出现以纤维课堂反思与评价

教师授课及学生学习过程

备注：应用的媒体、方法、时间设定；发现亮点或不足；提出改进意见等等。

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。

2．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

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基选择培养

梯度稀

纯化培养

微生物培养

挑选产生透明圈的菌

〖思考3〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？

液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

〖思考4〗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。其它操作基本基本共同。

活动4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题：

2．1纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

2．2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。

2．3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。

活动5：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：

2．4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。

2．5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。

2．6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5：阅读资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

染色法

方法一

方法二

优点

颜色反应基本上是

纤维素分解菌的作用

操作简便

不存在菌落混杂问题

缺点

操作繁琐

刚果红会使菌落之间发生混杂

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

〖思考5〗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。

3．结果分析与评价

活动6：阅读“课题延伸”，回答：

3．1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。

3．2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。

（三）课堂总结、点评

纤纤维素酶

种类、作用、最适pH、催化活力

维前置染色法

素筛选原理

刚果红染色

后置染色法

分

解实验设计

土壤取样

富含纤维素土壤

微

生增大分解菌含量

选择培养

物

的涂布培养

染色鉴别

分

离纯化培养

分离出分解菌

备注：针对重点知识和高频考点考查题型，本节提炼的答题技巧、答题模板及方法归类：

1．（2017·南京高二检测）下列关于纤维素酶的叙述，错误的是（

）

A．纤维素酶只有一种，只能将纤维素分解为葡萄糖

B．纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分

C．纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物提供营养物质

2．在加入刚果红的培养基中会出现如图所示透明圈，产生的透明圈是（

）

A．刚果红与纤维素形成的复合物

B．刚果红被纤维素分解菌分解形成的

C．纤维素分解后形成的葡萄糖导致的

D．以纤维素分解菌为中心形成的

重点知识、题1．（2017·南昌高二月考）下列关于纤维素分解菌分离实验的说法，不正确的是型研究（

）

与答题A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌

技巧、方法归B．从土壤中分离含量较多的微生物时，选择培养可以省略

类

C．该实验用到选择和鉴别培养基

D．在用刚果红染色法中，若将微生物培养在事先加入刚果红的培养基上，出现透明圈的菌落肯定为所需菌种

2．下列关于尿素分解菌和纤维素分解菌分离的叙述，错误的是（

）

A．前者需要尿素为唯一的氮源，后者需要以纤维素为唯一的碳源

B．尿素分解菌能产生脲酶，纤维素分解菌能产生纤维素酶

C．两个过程中都需要梯度稀释

D．刚果红染色法也可以用于鉴定尿素分解菌

备注：本区域备写有梯度的提高能力的训练题、自己预测模拟题，小结、课后练习题、布置预习内容

6．我国现已成为世界上第三大生物乙醇生产国和应用国。根据原料不同，生物乙醇可分为以淀粉类物质为原料的第1代生物乙醇和以秸秆等纤维素为原料的第2代生物乙醇。两者的生产过程都需要多种微生物参与，且在较高温度下反应能提高产率。据此回答下列问题：

(1)生产第1代生物乙醇时，首先利用微生物或酶将淀粉材料彻底水解为

，才能利用。酵母菌在

条件下将其转化为乙醇。

(2)生产第2代生物乙醇时需要纤维素分解菌，为此，小明同学设计了两种培养基。甲培养基含纤维素粉5 g、酵母膏0．5 g、水解酪素0．5 g、无机盐适量；乙培养基含CMC-Na10g、

酵母膏1 g、琼脂15 g、土豆汁100 mL、无机盐适量。

①在上述

（填“甲”或“乙”）种培养基上能够筛选出纤维素分解菌的单菌落，另外一种培养基的作用是

。

②为防止杂菌污染，除要对培养基进行

灭菌，还需要对操作者的双手进行清拓展模洁和

。

拟，课③筛选符合生产要求的高产率菌种还需要提供

条件。

后练习

课时作业：学生用书第82页

（2017·湖北荆门调研）如图为利用农作物秸秆生产燃料乙醇的工艺流程，请回答下列问题：

秸秆①反应罐②压榨③酒精④秸秆→――→――→――→――→蒸馏

颗粒水解出渣发酵(1)过程①常加入能分解

的微生物，其作用是把秸秆颗粒分解，从而产生

。

(2)从土壤中获取①所需微生物的过程称为微生物的

，所用选择培养基应以

为唯一碳源，并向培养基中加入

以筛选出所需菌种。

(3)酒精发酵常用的菌种是

，生产酒精阶段的必要条件是

。在酸性条件下，可用

来检测发酵产物中是否有酒精产生。