课题3　分解纤维素的微生物的分离教案设计（一等奖）

专题2 微生物的培养与应用

课题3分解纤维素的微生物的分离（高二生物）

【学习目标】

1 学生预习教材P27 “（一）纤维素与纤维素酶”，能够整理归纳出纤维素和纤维素酶的基础知识，纤维素酶的组成和各自作用。并能对小字部分实验体会纤维素酶的作用

2 学生预习教材P28 “（二）纤维素分解菌的筛选”的内容，能整理归纳筛选的原理及操作过程

3教材P24 “实验设计”的内容，通过教师提示，学生合作探究，学生能够掌握分解纤维素的微生物分离的实验流程，实验操作，及操作中应该注意的问题，并能与课题2的实验设计结合对比理解

4通过教师提示，学生合作探究，学生能够正确的分析实验结果，能对结果作出合理的评价

5学生能够了解纤维素分解菌的进一步分离纯化的方法

重点 纤维素分解菌的筛选 分解菌的实验流程操作

难点 纤维素分解菌的筛选原理 培养基的配制

【课前预习】

一

纤维素与纤维素酶

阅读教材P27 “（一）纤维素与纤维素酶”，能够整理归纳纤维素和纤维素酶的基础知识，纤维素酶的组成和各自作用，

1纤维素和纤维素酶

（1）纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，纤维素的化学组成是 三种元素，是一种 糖。纤维素的基本组成单位是

，人体内没有 ，所以人体不能直接利用纤维素，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成 。

（2）纤维素的分布： 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。

高二选修一专题2课题3 1

（3）纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即

酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。

C1酶、Cx酶

纤维素

葡萄糖苷酶

葡萄糖

二、纤维素分解菌的筛选 阅读教材P28 “（二）纤维素分解菌的筛选”的内容，及P29培养基的配方，能整理归纳筛选原理

(1)筛选方法： 法。通过 直接随纤维素分解菌进行筛选。

(2)筛选原理：刚果红可以与纤维素形成 ，但不和纤维二糖和葡萄糖发生反应，当纤维素被 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 ，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。

（3）纤维素分解菌培养基的配制

1从物理性质属于 选择培养基：○2纤维素分解菌的代谢类型 ○3培养基中必须加提供碳源的物质是 ，氮源是 ○1从物理性质属于 鉴别培养基：○2培养基中提供碳源的是 ○3若要鉴别纤维素分解菌培养基中还应加入 染料

○【预习自测】1纤维素酶每一种成分都能将纤维素分解成葡萄糖（ ）

2纤维素和纤维素二塘都能与刚果红结合形成红色复合物 （ ）

3筛选纤维素分解菌的培养基中刚果红可以在倒平板时加，也可以在培养微生物后倒入培养平板中 （ ）

4选择培养基中能筛选出纤维素分解菌的菌落 （ ）

5在纤维素分解菌的选择培养基上加入刚果红，则可以看到纤维素分解菌形成的透明圈 （ ）

高二选修一专题2课题3 2

【课堂学习，合作探究】

一

纤维素和纤维素酶

阅读教材P27“小字部分”，能够分析纤维素酶作用的实验验证

实验组

加入的材料试剂及处理

结果

1cmx6cm滤纸条，10mlPH4.8的缓冲液，

1ml纤维素酶，固定摇床振荡，1h 对照组

1cmx6cm滤纸条，11mlPH4.8的缓冲液，

固定摇床振荡，1h 结论

二

纤维素分解菌的筛选

1原理

2方法方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应。

方法二：在 时就加入刚果红。

3列表比较两种刚果红染色法,尝试完成表中内容。

方法

优点

法一

显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用

缺点

操作烦琐,加入刚果红溶液会使

(1)由于在纤维素粉和琼脂、土豆汁中都含有

法二

操作简便,不存在 的问题

淀粉类物质,可以使能够产生

的微生物出现透明圈较为模糊的假阳性反应;(2)有些微生物具有降解色素的能力,长时间培养会降解

而形成明显的透明圈

三 实验设计

高二选修一专题2课题3 3

阅读教材p28-29内容总结归纳纤维素分解菌的实验流程及操作提示

1实验流程图

土壤取样→ →梯度稀释→ → 。

问题：本实验流程与课题2的实验流程有哪些异同？

2实验方案

（1）土壤取样

1为什么选择富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

○

2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？

○

（2）选择培养

1操作方法：○称取土样20g，在无菌条件下加入装有30mL培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在 上，在一定温度下振荡培养1～2d，直至培养液变 。也可重复选择培养。

2是否实验过程必须进行，选择培养的目的是什么？

○

3这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的

○

4你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

○

5为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

○

（3）梯度稀释

目的：平板上能获得 操作：按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释101～107倍。

（4）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

高二选修一专题2课题3 4

1制备培养基：参照课本旁栏中比例。

○2倒平板操作。○3涂布平板：将稀释○度为102～106的菌悬液各取0.1 mL涂布在平板培养基上，30℃倒置培养。

（5）挑选菌落：挑选产生 的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。透明圈越大，说明纤维素分解菌分解利用纤维素的能力 。

3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 则说明培养基制作合格。如果观察到产生 ，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。

4菌种的进一步鉴定

（1）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。

（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 含量进行定量测定。

【巩固练习】

1、下列关于纤维素的叙述中，不正确的是(

)

A．纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物

B．纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为这些微生物能产生纤维素酶

C．植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素

D．自然界中各种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源

2、纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质，它们的基本组成单位依次是

A．葡萄糖、葡萄糖和氨基酸

B．葡萄糖、氨基酸和核苷酸

C．氨基酸、氨基酸和核苷酸

D．氨基酸、葡萄糖和核酸

3、使用液体培养基培养纤维素分解菌的目的是

（

）

高二选修一专题2课题3 5

1用液体培养基可获得大量纤维素分解菌

○2用液体培养基便于稀释涂布平板

○3纤维素分解菌只能在液体培养基中生长

○4用液体培养基可鉴别纤维素分解菌

○1○2

B．○1○3

C．○2○4

D．○3○4

A．○4、分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是(

) 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;但培养纤维素分解菌少

C.经稀释培养后,用刚果红染色

D.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上

5、地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%〜60%能被土壤中某些微生物分解利用。对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精等。请回答下列问题。

(1)这些微生物能分解纤维素是因为它们能产生________酶，一般认为此酶至少包括三种组分，即________、________和________。

(2)纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，分离纤维素分解菌的实验流程大致可以分为以下几步：土壤取样→________→________→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。

(3)在筛选纤维素分解菌的过程中，常用的方法是________。

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