课题3　分解纤维素的微生物的分离教案板书设计

课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、教材分析

教材首先介绍了纤维素的化学组成以及纤维素在生物圈的广泛分布，由此转入到如何对纤维素进行有效利用的问题。说明了微生物能利用纤维素是因为能产生纤维素酶，因此对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。最后，教材点明了本课题的研究主题，即从土壤中分离能够分解纤维素的微生物。通过对课题中实验设计思路的深入学习，要求学生掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

二、教学三维教学目标 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。 三、教学重难点 1．重点 简述纤维素酶的组成及作用。说出刚果红染色法及其原理

2．难点 从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法。

四、教学准备

多媒体课件、板书

五、教学过程

【课程导入】

【活动１】阅读教材P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，讨论并回答下列问题：

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，还可以用于酿酒、酿醋等食品加工业，成为葡萄糖的替代品。 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。 （一）纤维素和纤维素酶 1、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。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。

即

3．实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

（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。

纤维素分解菌的筛选 1、方法：刚果红染色法，该方法可以通过颜色反应直接筛选。

2、纤维素分解菌筛选方法的原理: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。

（三）实验设计

（一）分离分解纤维素的微生物的实验流程

思考：本实验流程与课题2中的实验流程有哪些异同？

课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择培养基上，直接分离得到菌落

本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖以后，再将菌液涂布到选择培养基上。

1、土壤取样

选择纤维素丰富的环境，依赖于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。 〖旁栏思考题〗为什么要在富含纤维素的环境中找纤维素分解菌？

在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高

2、选择培养 （1）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）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。 〖思考2〗实验流程中“选择培养”

的目的是什么？

其目的是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。

3、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液进行等比稀释101~107倍，之后，将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。 4、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。

（2）倒平板操作。 （3）涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。 5、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 刚果红染色法

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

刚果红染色法的比较 染色法

优点

缺点

方法1 (后置染色法）

颜色反应基本上是纤维

操作繁琐。

素分解菌的作用

刚果红会使菌落之间发生混杂。

方法2 (前置染色法）

操作简便，

不存在菌落混杂问题

1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈。

2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

阅读教材P28“资料一土壤取样”，讨论并回答下列问题：

1．纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

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。

3．将滤纸埋在土壤中有什么作用？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。

滤纸应该埋进土壤多深？一般将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

（三）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

2.分离的结果是否一致

（四）课题延伸

1．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两种。

2．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产生的葡萄糖含量进行定量测定。