课题3　分解纤维素的微生物的分离教学内容概述

分解纤维素的微生物的分离

一、教材分析

本课题位于选修一专题二《微生物的培养与应用》的第三个课题，作为对课题1和课题2 的深入，分离某种特定的微生物，难度较大、探索性强。关于纤维素我们在必修一已经学习过，教材在课题背景中利用学生已经学过的纤维素等化学组成推广到生活中纤维素的广泛应用与分布。纤维素是一类生物大分子，若有充分将其利用，就应该讲其分解，从而引导出纤维素酶以及分离纤维素的微生物。本课题通过对分离纤维素分解菌实验设计思路的学习，要求学生掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

二、教学目标

（一）

知识与技能

1、

2、

3、

能简单叙述纤维素酶的种类和作用

能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用

掌握从土壤中分离某种特定微生物的技术

（二）

过程与方法

分析分离分解纤维素微生物的实验流程，掌握实验操作的原理

（三）

情感态度价值观

1、

2、

通过自主设计，完成实验，培养勇于探究的科学精神

通过了解土壤中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、教学重难点

教学重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物

教学难点：从从土壤中分离分解纤维素的微生物

四、教学准备

多媒体课件

五、教学方法

自主探究法、合作讨论法、讲授法

六、

教学课时：1课时

七、教学过程

（一）新课导入

糖类是生物体生命活动的主要能源，其中人类以淀粉作为能量的主要来源，但却无法分解纤维束。许多食草动物如牛、羊却主要以植物中的纤维素作为能源物质，为什么呢？棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物；纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨；分布植物的根、茎、叶中；由此可见，纤维素在我们的日常生活中应用非常广泛。古有诗云“落红不是无情物，化作春泥更护花”，落红是如何化作春泥的呢？这就与分解纤维素的纤维素酶离不开了。

（二）教学过程

1、纤维素与纤维素酶

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(外切酶)、CX酶(内切酶)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、实验：纤维素酶分解纤维素的实验

①取二支20mL的试管

②各加入一张滤纸条

③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml ④在乙试管中加入1mL纤维素酶

⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在140r/min的摇床上振荡1h ⑥结果：乙试管的滤纸条消失

讨论：1、乙试管的滤纸条为什么会消失？

2、甲试管的作用是什么？ 3、本实验如何构成对照？ 3、纤维素分解菌的筛选

（1）方法：刚果红染色法

（2）原理：刚果红可以与像纤维素这样的多糖形成红色复合物，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，可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

【实验设计】

1、选择什么样的环境取样

选择纤维素丰富的环境，依赖于生物与环境相互依存的关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对较高，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。因此，从这些土壤中获得目的为微生物的概率要高于普通环境。

2、选择培养

（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的微生物

（2）操作：将土样加入装有30ml选择培养基淀的锥形瓶中，将锥形瓶

在摇床上，在一定的温度环境下震荡培养1-2天，直至培养液变浑浊。

（3）分析教材P29纤维素分解菌选择培养基的配方，回答下列问题

a、旁栏给出的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

b、这个培养基对微生物是否具有选择作用，如果有，又是如何进行选择的？

C、你能否设计一个对照试验，说明选择培养的作用？

该培养基对微生物具有选择作用，其选择机制是以纤维素粉为唯一碳源，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖

3、梯度稀释

按照课题1中的操作稀释方法，将选择培养后的培养液等比稀释101-107倍，之后，将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

4、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

（1）制备培养基，参照旁栏中的比例

（2）倒平板操作

（3）涂布平板：将稀释度为104-106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30°倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈5 5、挑选产生透明圈的菌落

刚果红染色法

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

方法二：在倒平板时就加入刚果红

思考：这两种方法各有哪些优点与不足

染色法

方法一

优点

颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用

方法二

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。

6、挑选产生透明圈的菌落

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300C－ 370C培养，可获得纯培养。

（三）结果分析与评价

1、你选用了哪种实验样品来分离纤维素分解菌？取样的环境有哪些特点？作出这种选择的理由是什么？

2、培养基中有杂菌污染吗？你是否分解到了能够产生透明圈的微生物？他们是纤维素分解菌吗？

3、比较你的分离结果与其他同学有什么不同，分析产生不同结果的原因。

4.培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

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

八、课堂总结

九、板书设计

十、课后反思

本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选。但是，这只是分离纯化的第一步。为了确定得到的是纤维素分解菌，还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。通过本节内容的学习，我们了解到了土壤中的落叶是如何慢慢被分解的，增加了学生的尝试。在实验过程中，重新了解了选择培养基和鉴别培养基二者的区别，掌握了培养基的配置方法。但在实验过程中还有许多值得我们注意的地方，师生应该一起探究学习。