课题3　分解纤维素的微生物的分离优秀教学设计内容

选修1专题2课题3分解纤维素的微生物的分离

备课教师：荆玉波

一、

教材分析

本节课主要讲的内容是如何从土壤中分离分解纤维素的微生物的操作技术。本课题作为课题一的应用和课题二的深入，分离某种特定的微生物，探索性更强，高考考察的可能性也很大，在教材中具有重要的地位和作用。

二、

学情分析

本节课的学生为高二学生，已经学习了纤维素的基础知识和选修专题一的相关知识有一定的知识储备和积累，并且通过课题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的学习已初步掌握了从土壤中分离特定微生物基础操作技巧，已具备良好的实验设计能力。

三、 课题目标

1.知识目标

简述纤维素酶的种类及作用。

2.能力目标

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

3.情感目标

通过对实验流程的讨论培养勇于探究的科学精神

四、确定本节课的重点、难度

重点：从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

难点：从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

五、教学策略

教材在课题背景中联系已学过的纤维素相关知识并推广到相关应用，采取讨论法，观察法、分析法点出若要充分应用应将其分解，自然过渡到分解纤维素的微生物及其所分泌的酶，之后通过自学辅导法法介绍如何从土壤中分离所需微生物，通过讨论探究法对实验思路的深入学习使学生掌握从土壤中分离特定微生物的操作技术。

六、教学准备

制作多媒体课件

七、课时安排

一课时

八、教学流程

教学流程

环节一：课程导入

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达92%～95%，亚麻、木材、作物秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的。用分解纤维素的微生物处理后，纤维素可分解成糖。它不仅可以供给人们能量，还可以用于生物乙醇，成为石油的替代品。 落叶被分解的图片导入，展示课题目标。

背景材料：

教师活动

学生活动

阅读、倾听。

设计意图

情景导入本节目标。

在土壤中有许多能利用和分解纤维素来作为能源的微生物，因为它们含有纤维素酶。 课题目标：

1.能简述纤维素酶的种类及作用

2.能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术

环节二：讲授新课

（1）指导学生阅读教材相关纤维素酶材料，总结反应式。

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、CX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。 一、基础知识

1. 纤维素酶

阅读、思考、回答。

（2）展示纤维素酶活性的测定实验的图片

引导学生总结实验中的对照关系：右边的试管中加入了纤维素酶，而左边的没有加入。

阅读、

回答。

类及作用。

复习纤维素相关知识，简述纤维素酶的种

2.纤维素分解菌的筛选

引导自学：

（1）方法：刚果红染色法，通过颜色反应筛选。

理解纤维素分解菌的筛选原理。

能够（2）原理

指导学生阅读教材，总结表达式。

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。

阅读、倾2.纤维素分解菌的筛选（1）筛选纤维素分解菌的方法:刚果红染色法（2）其原理是：刚果红+纤维素红色复合物听。

纤维素酶

演练、

回答。

出现以纤维素分解菌为中心的透明圈是否产生透明圈来筛选菌种可以通过_______________配合习题巩固基础：

【典型例题】

设计筛选分解纤维素微生物练一练：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( )BA. 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

二、实验设计

（一）展示实验流程图

实验

阅

读、倾听、思考、回

答。

方案，进行各个步骤操作。

让学生阅读教材相关资料，讨论回答问题，纠正点拨后讲解实验设计步骤和注意事项。

1.土壤取样

〖旁栏思考2〗

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。

〖旁栏思考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。

2.选择培养

（1）目的

引导学生总结目的：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

让学生分析选择培养基配方，回答问题。

纤维素分解菌的选择培养基

纤维素粉 5g NaNO3 1g Na2HPO4·7H2O 0.5g KH2PO4 0.9g MgSO4·7H2O 0.5g KCl 0.5g 酵母膏 0.5g 水解酪素 0.5g

分析、回答。

将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000ml a.旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

液体培养基，配方中无凝固剂琼脂。

b.这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果有，是如何进行选择的？

有选择作用，碳源是纤维素，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）具体操作

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。

〖旁栏思考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。

3.梯度稀释

回忆、倾听、回答。

引导学生回忆系列稀释操作相关知识，加以讲解。

用移液管从富集培养土壤液(选择培养后的培养基)中吸取1ml加入盛有9ml无菌水的试管中充分混匀。然后换枪头从此试管中吸取1ml加入另一盛有9ml无菌水的试管中，混合均匀，以此类推制成10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6不同稀释

度的溶液。稀释最大倍数到106。

分析、

比

4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

（1）制备鉴别培养基

展示鉴别培养基成分，引导学生关注刚果红成分。

鉴别纤维素分解菌的培养基

CMC-Na 5-10g 较、回答。

酵母膏 1g

KH2PO4 0.25g 琼脂 15g 土豆汁 100ml 将上述物质溶解后,用

蒸馏水定容到1000ml （2）加入刚果红的方法

1.先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

2.在倒平板时就加入刚果红

5.挑选产生透明圈的菌落

演练、回答。

讲解操作过程：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。 分接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在30℃－37℃培养，可获得纯培养。 三、结果分析与评价

以两个例子让学生进行分析和评价。

（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

由于在土壤中的细菌远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，也可能得到真菌和放线菌等不同结果。 四、课题延伸

指导学生阅读教材，关注课题延伸。

为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。 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。

环节三：课堂小结

共同回顾本节要点：

1.纤维素酶

①组成：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、CX酶和葡萄糖苷酶。

析、回答。

呼应、回答。

突出本节重点。

C1酶葡萄糖苷酶②作用：纤维素――→纤维二糖―――――→葡萄糖

CX酶2.纤维素分解菌的筛选

①原理：

刚果红纤维素酶→红色复合物――→红色消失，出现透明圈

纤维素②筛选方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

③培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

④实验流程

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选产生透明圈的菌落

环节四、巩固练习

环节

选取典型习题，引导学生完成

独立完成

教学反馈巩固基础

专题2课题3分解纤维素的微生物的分离

五、

一、实验原理：

板书设计

二、

实验流程：

土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选产生透明圈的菌落

1.

纤维素酶：复合酶包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶

C1酶葡萄糖苷酶纤维素――→纤维二糖―――――→葡萄糖

CX酶2.

筛选菌种：方法：刚果红染色法

原理：

刚果红纤维素酶→红色复合物――→红色消失，出现透明圈

纤维素

环节六、布置作业

完成课题三《分解纤维素的微生物的分离》题单

课后完成

学以致用