课题3　分解纤维素的微生物的分离名师教学设计

2.3 分解纤维素的微生物的分离--教学设计

北川中学

黄湘滢

一、课题背景分析

教材开始讲述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。接着介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，从而引出对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究，最后点明主题。本实验重在培养学生自己设计实验方案能力，并按照自己的实验方案进行主动探究，从而得出结论，有利于培养学生的观察能力、分析能力和逻辑推理能力。

二、教学目标

1．知识与技能

a、简述纤维素酶的种类及作用。

b、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

a、分析分离分解纤维素的微生物的实验流程。

b、掌握实验操作的原理。

3．情感、态度与价值观

a、通过自主设计、完成实验，培养科学探究的精神。

b、通过了解土壤中能分解纤维素的微生物在保护环境中的作用，增强社会责任感。

三、教学重点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教学难点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物的具体过程。

五、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

导入新课

教师引导学生阅读课本P27课题背景，让学生回忆学生阅读课必修1关于细胞壁的成分纤维素和多糖的相关知本，回忆以前识，通过介绍纤维素，探讨如何分离土壤中能够分学过的知识。

解纤维素的微生物。

基础知识

1、纤维素和纤维素酶

1、纤维素分布及含量

自然界中纤维素含量最高的天然产物--棉花。

2、纤维素酶的组成及作用 纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即CX酶、 C1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。

3、体验纤维素酶的作用

1、学生阅读课本P27，获取有关纤维素和纤维素酶的相关信息。

2、学生通过观察课本P28图2-12感知纤维素酶的作用。

2、纤维素1、纤维素分解菌的筛选方法：刚果红染色法 分解菌的

筛选

2、纤维素分解菌的筛选方法的原理 刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心的透明圈

。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

1、明确筛选纤维素分解菌的方法

2、了解纤维素分解菌的筛选原理

实验设计

教师讲解分离分解纤维素的微生物的实验流程，并1、分离分让学生讨论写出实验流程图： 解纤维素的微生物的实验流程示意图

2、土壤取讲解土样的采集要选择富含纤维素的环境，这是因样

为在纤维素含量丰富的环境，通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长

3、选择培教师引导学生阅读课本P29侧边栏，分析讨论选择培养

养基配方，引导回答教材相应问题。

1、讲述选择培养基的作用。

2、讲述对照实验：完全培养基与选择培养基

4、刚果红1、讲解筛选原理：刚果红可以与纤维素形成红色复染色法

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，可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

2、引导学生了解刚果红的使用方法及优缺点。

具体方法如下：

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。

本方案优点是：显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。

缺点是：操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；

学生讨论，设计实验流程。

学生讨论为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？ 学生回答教材P29相应问题

1、学生阅读课本P29资料三，查阅有关刚果红染色法的原理。

2、学生分小组讨论分析两个方法的的优缺

方法二：在倒平板时就加入刚果红。

本方案优点是：操作简便，不存在菌落混杂问题。

缺点是：a、由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。

b、有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红，形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。

5、菌种鉴讲述：本实验只是对分解纤维素的微生物的初筛，定

为了进一步确定菌株，还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。

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后所产生的葡萄糖进行定量的测定

操作提示

教师就微生物技术和选择培养的操作方法提醒学生注意，并让学生分组讨论。

1、复习微生物技术

：

制备培养基、无菌操作技术、稀释涂布平板法、土壤取样。

2、选择培养的操作方法：

称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30 mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30 ℃下振荡培养1～2 d，至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液进行梯度稀释和涂布平板。 结果分析1、培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选与评价

出：菌落对照的培养基在培养过程中没有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。

点。

培养学生严谨的科学态度

学生分小组讨论，总结归纳实验操作的注意事项。

学生交流分离微生物一些经验

六、板书设计

2.3分解纤维素的微生物的分离

一、基础知识

1、纤维素：组成单位、本质、种类和分布

2、纤维素酶：作用

二、纤维素分解菌的筛选

1、筛选方法：刚果红染色法

2、筛选原理：刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红色复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。

3、筛选流程：土壤取样 选择培养 梯度稀释 涂布 挑选产生透明圈的菌落 菌种的鉴定

4、操作提示

5、结果分析与评价

七、课后练习 1、刚果红是一种酸性染料，能将下列哪些物质染色（ D）

①纤维二糖 ②葡萄糖 ③纤维素 ④弹性纤维

A、①③④B、①③C、②③④D、③

④

2、分离土壤中纤维素分解菌用到的方法（ B ）

①

稀释涂布平板法 ②选择培养基 ③

单细胞挑取法

A、①②B、①②③C、②③D、①③

八、参考文献

1.《生物技术实践》教师用书。人民教育出版社编著，北京：人民教育出版社，2015.5。