课题3　分解纤维素的微生物的分离精品学案

选修1专题2课题3分解纤维素的微生物的分离

教案

潮阳一中

张晓玲

一、教学目标

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：讨论分解纤维素微生物的应用价值。

二、教学重点

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

三、教学难点

从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

四、

教学过程

教学流程

环节一：习题复习导入

习题复习引入

回顾培养基和如何筛选细菌的相关知识

教师活动

学生设计活动

意图

思考回答

回顾旧知识，联系新知识

环节二：讲授新课

阅读纤维素与纤维素酶的相关知识，讨论回答下列问题： 1、组成纤维素的基本单位？ 2、自然界中纤维素含量最高的天然产物？ 3、纤维素能被土壤中某些微生物分解利用的原因？ 4、纤维素酶的组成？ 5、写出纤维素酶分解纤维素的反应式。 一、基础知识

（一）纤维素与纤维素酶

1．纤维素 纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。植物的根、茎、叶等器官都含有阅读、思考、回

复习纤维答。

素相

关知

识，

大量的纤维素。

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，其中40%-60%能被土壤中的微生物所利用，不会大量积累。

2.纤维素酶

（1）指导学生阅读教材相关纤维素酶材料，讲解纤维素水解相关知识。

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

简述纤维素酶的种

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。

（二）纤维素分解菌的筛选

1.方法：刚果红染色法，通过颜色反应筛选。

2.原理

指导学生阅读教材，讲解原理。

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，红色复合阅读、倾

草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？

在草食性动物等的消化道内，共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。

（2）纤维素酶分解纤维素的实验

课堂演示纤维素水解滤纸实验：右边的试管中加入了纤维素酶，而左边的没有加入。

读、回

阅答。

类及

作

用。

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。

二、实验设计

（一）展示实验流程图，让学生回答〖旁栏思考1〗

听。

理解纤维

素分

解菌演的筛练、回答。

选原理。

（二）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

阅读、倾听、思考、回

骤和注意事项。

1.土壤取样

〖旁栏思考2〗

为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败能够设计筛选分解纤维素微生物

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

讲解目的：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答。

实验

方

案，

进行

各个

步骤

操

作。

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 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

分析、回答。

回忆、倾听、回答。

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

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10,10,10,10,10,10不同稀释度的溶液。

稀释最大倍数到10。

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 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）涂布平板

讲解操作过程：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。

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【方法点拨】刚果红染色法

让学生阅读教材资料三，分析比较两种刚果红染色法优缺点。

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。

5.挑选产生透明圈的菌落

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。 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。 分本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？

课题2是将土样直接稀释涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上分离得

析、比较、回答。

到菌落。

本课题将土样先不稀释，通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，

再将菌液稀释涂布在鉴别培养基上选出菌落。

选择培养基与鉴别培养基比较

三、操作提示：

1、复习微生物技术

2、选择培养基的操作方法

四、结果分析与评价

五、课题延伸

指导学生阅读教材，关注课题延伸。

1.确定得到的是纤维素分解菌的方法

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。

2.纤维酶的发酵法 固体发酵、液体发酵

环节三：课堂小结及板书

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。

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：

呼应、回突出本节重答。

点。

。

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