课题3　分解纤维素的微生物的分离课程导入及其完整教案

分解纤维素的微生物的分离

【教学目标】

（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

【教学重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物

【教学难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物

【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：

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。纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。

延伸：草食性动物是怎样消化食物中纤维素的？肠胃中的共生物生物。

棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素的分解需要在纤维素酶的催化作用下完成，请完成下列过程：

C1酶、Cx酶

葡萄糖苷酶

纤维素

纤维二糖

葡萄糖

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。

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。

其原理是：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。

2．实验设计

活动3：完成实验方案流程图，讨论回答问题：

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上

选择培养

梯度稀释

土壤取样

纯化培养

微生物培养

挑选产生透明圈的菌落

〖旁栏思考1〗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

基本相同。

活动4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题：

纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

〖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？

生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

〖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。

活动5：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：

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。

培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。

若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖。

活动5：阅读资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

染色法

优点

缺点

操作繁琐

方法一

颜色反应基本上是

纤维素分解菌的作用

刚果红会使菌落之间发生混杂

操作简便

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

方法二

不存在菌落混杂问题

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

〖旁栏思考4〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

在选择培养条件下，可使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．结果分析与评价

活动6：阅读“课题延伸”，回答：

（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。

（三）课堂总结

纤维素酶

种类、作用、最适pH、催化活力

纤

维前置染色法

素筛选原理

刚果红染色

后置染色法

分

解实验设计

土壤取样

富含纤维素土壤

微

生增大分解菌含量

选择培养

物

的分离

涂布培养

纯化培养

染色鉴别

分离出分解菌

课堂练习

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

4 、有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究和作用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。研究人员用化合物A、硝酸盐、磷酸盐以及微量元素配制的培养基，成功的筛选到能产生纤维素酶的微生物。分析回答问题。

(1)培养基中加入的化合物A是________，为微生物的生长提供________，这种培养基属于________培养基。

(2)为了筛选出能产生纤维素酶的微生物，向培养基中加入________。

(3)在筛选出能产生纤维素酶的微生物之前，可用液体培养基培养，增加微生物的浓度。为获得纯净的菌株，常采用平板划线的方法进行接种，此过程所用的接种工具是________，操作时采用________灭菌的方法；还可用________

的方法接种。

(4)实验结束后，使用过的培养基应该进行灭菌处理后才能倒掉，这样做的目的是

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