课题3　分解纤维素的微生物的分离ppt课件课堂实录

课题3《分解纤维素的微生物的分离》教学设计

教学目标

（一）知识与技能

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

（二）过程与方法

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

（三）情感、态度与价值观

领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力

教学重难点

【课题重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物

【课题难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物

教学工具 多媒体

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。

（二）进行新课

一．基础知识

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

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。）

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

纤维素

C1酶、Cx酶

纤维二糖

葡萄糖苷酶

葡萄糖

〖思考1〗实验分析：课本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。

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

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。

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。

〖针对练习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 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

二。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上

选择培养

梯度稀释

微生物培养

纯化培养

挑选产生透明圈的菌落

〖思考２〗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３〗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：阅读投影资料一“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？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：阅读投影资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：

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。

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。

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：阅读投影资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

染色优点

缺点

法

方法颜色反应基本上是

操作繁琐

一

纤维素分解菌的作用

刚果红会使菌落之间发生混杂

方法操作简便

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

二

不存在菌落混杂问题

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

〖思考４〗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。

〖针对练习2〗有关选择培养正确的叙述是（ Ａ ）

A、可以增加纤维素分解菌的浓度 B、可以减少纤维素分解菌的浓度

C、所用培养基是固体培养基 D、所用培养基是平板培养基

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？

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。

２.分离的结果是否一致

如果不同，分析产生不同结果的原因。

四、课题延伸

活动6：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。

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。

五、课后小结

六、巩固练习

1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：

发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存?为什么会产生这种现象? 提出假设：

设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。

实验结果：培养液使细菌的增殖停止。

结论：下面几项最适合作为该实验假设的是（

Ｄ

）

A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境

C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质

2．培养流感病毒时，应选用（

Ｃ

）

A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液 C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤

３．下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是(Ｃ

) ．A．刚果红可以在倒平板时加入

B．刚果红可以在菌落形成后加入

C．刚果红在菌落形成前倒平板时加入，加入的刚果红不需要灭菌

D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌

解析：选C 在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红，则所加刚果红要进行灭菌，以防杂菌污染，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入，则刚果红不需要灭菌。

４．下列关于分离纤维素分解菌的实验操作的叙述，错误的是( 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，但得到的纤维素分解菌会较少

C．可通过定时测定葡萄糖产量的变化来衡量纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量

D．对照组可用等量的纤维素分解菌培养液涂布到不含纤维素的培养基上

解析：选A 经选择培养后，需经稀释后才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养

基上。

５．分离出的微生物还要进行鉴定，而微生物的鉴定需要鉴别培养基，下列不是鉴别

培养基的是( Ｄ

) A．加入酚红的培养基

B．加入刚果红的培养基

C．加入伊红和美蓝的培养基

D．加入纤维素粉的培养基

解析：选D 鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些指示剂配制而成的，如酚红、伊红和美蓝、刚果红等，而纤维素粉不是指示剂，由其配制而成的培养基为选择培养基。

６．分析下面纤维素分解菌的鉴别培养基的配方，回答问题：

成分

含量

CMC­Na 5～10 g 酵母膏

1 g KH2PO4

0.25 g 琼脂

15 g 土豆汁

100 mL 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL

(1)此培养基配方中为微生物提供碳源的是________________。

(2)此配方为________培养基(根据物理状态划分)。

(3)若用此培养基鉴别纤维素分解菌，还应加入________染料。

(4)纤维素分解菌能否在不含纤维素但富含其他有机质的环境中生存？________。

(5)若通过实验测定该培养基用于鉴定纤维素分解菌的最适pH，仅凭一次实验能否准确

测出？________。原因是___________________________________________________。

解析：(1)培养基中能够提供碳元素的物质称为碳源，该培养基中含有碳元素的物质有CMC­Na、酵母膏、土豆汁。(2)该培养基含有凝固剂成分，因此根据物理状态划分属于固体培养基。(3)该培养基含有CMC，可以与刚果红结合形成红色复合物，若培养基中含有纤维素分解菌，则会形成以其为中心的透明圈。(4)纤维素分解菌为异养型生物，也可生活在其他富含有机质的环境中，只是数量不如富含纤维素的环境中多。(5)由于所控制的pH不是连续的，实验中也可能存在误差等，因此仅凭一次实验是不能准确测出其最适pH的。

答案：(1)CMC­Na、酵母膏、土豆汁

(2)固体

(3)刚果红

(4)能

(5)不能

所控制的pH不是连续的，实验存在误差

七、板书设计

一、纤维素与纤维素酶（阅读教材P27～28）

1．纤维素

(1)化学本质：由C、H、O三种元素组成，基本组成单位是葡萄糖，是地球上含量最丰富的多糖类物质。

(2)来源：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外木材、作物秸秆等也富含纤维素；纤维素是构成植物细胞壁的主要成分之一。

2．纤维素酶

(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶。

(2)作用

二、纤维素分解菌的筛选（阅读教材P28）

1．方法

2．原理

三、实验设计和操作（阅读教材P28～29）

1．土壤取样：选择富含纤维素的环境。

2．选择培养

(1)目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

(2)操作方法：将土样加入装有30 mL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_d，直至培养液变混浊，也可重复选择培养。

3．梯度稀释

4．涂布培养：将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

5．筛选菌株：刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落。

四、课题延伸——纤维素分解菌的鉴定 （阅读教材P30）

1．为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维

素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。