课题3　分解纤维素的微生物的分离教案3

课题3 分解纤维素的微生物的分离

★课题目标

（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

★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

★教学方法

启发式教学

★教学工具

多媒体课件

★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

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.纤维素在生物圈的分布状况？

纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

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。

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、纤维素分解菌的筛选方法

刚果红染色法：这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选

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。

活动3：阅读资料三“刚果红染色法”，比较两种染色法的各自的优缺点：

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

方法一 优点是这样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；

方法二 优点是操作简便，不存在菌落混杂问题

缺点一是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；缺点二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

练一练：

1、下列关于纤维素酶的说法，错误的是

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

2、利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是

A、刚果红能与纤维素形成红色复合物 B、刚果红能与纤维二糖形成红色复合物 C、刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物

D、若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌

2．实验操作

活动4：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

纯化培养

挑选产生透明圈的菌落

微生物培养

活动5：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题：

1.取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？

选择纤维素丰富的环境，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。

生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境

活动6：阅读资料二“选择培养基”，回答以下问题：

1、选择培养的目的：

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要的微生物

2、制备选择培养基

a、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

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

b、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？

有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖

c、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照

3、操作方法：

将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养

思考：为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

在选择培养的条件下，可以使那些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

梯度稀释

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，稀释最大倍数到610

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

462、涂布平板：将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30℃倒置培养

挑选产生透明圈的菌落

参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落

练一练

1、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？（ ）

A、生物结构与功能相适应的观点 B、生物结构与功能整体性观点

C、生物与环境相适应的观点 D、生物发展进化的观点

2、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（ ）

①土壤取样

②梯度稀释

③选择培养

④菌悬液涂布平板 ⑤挑选出单个菌落

A、

①②③④⑤ B、①③②④⑤

C、

①②④③⑤ D、①④②③⑤

3、有关选择培养正确的叙述是（ ）

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

〖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。

3．结果分析与评价

（一）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。

（二）分离的结果是否一致

如果不同，分析产生不同结果的原因。

活动7：阅读“课题延伸”，回答：

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。

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

纤维素分解微生物的分离

纤维素酶

筛选原理

实验设计

种类、作用、最适pH、催化活力

刚果红染色

土壤取样

选择培养

涂布培养

纯化培养

前置染色法

后置染色法

富含纤维素土壤

增大分解菌含量

染色鉴别

分离出分解菌

★课余作业

1、为什么要在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