课题3　分解纤维素的微生物的分离教学目标设计

专题2 微生物的培养与利用

课题3 分解纤维素的微生物的分离

石林民族中学 杨志丽

【教学目标】 1、简述纤维素酶的种类及作用

2、掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术

【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

【教学用具

】

多媒体、板书

【教学过程】

导入：

中国是一个农业大国，农作物在秋收以后，大部分秸秆会作为废弃物丢弃焚烧，不仅造成资源浪费，也造成严重环境问题。如何解决这一问题呢？通过一则新闻了解一下。（播放新闻）

引导1：视频中如何来解决秸秆浪费问题？通过秸秆还田。视频中提到，通过微生物菌群达到使秸秆还田腐熟产生新的有机质的目的。

引导2：秸秆主要成分是纤维素，这种微生物有什么特点呢？能够产生纤维素酶，分解纤维素，因此，这种微生物的分离对农业可持续发展意义重大。本节课我们将探讨分解纤维素的微生物的分离问题。

环节一：自主学习

阅读教材P27—P30的相关内容，并完成学案上的知识梳理部分，并且同桌之间交流自学成果

一、纤维素与纤维素酶

1、纤维素的化学组成： 三种元素，是一种 。

2、纤维素酶的组成：纤维素是一种 ，一般认为至少包括三种组分，即 ，前两种使分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成 二、纤维素分解菌的筛选

1. 筛选方法： 染色法。

2、筛选原理：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成 ，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后， 无法形成，培养基会出现以 为中心的 。

3、培养基：以 为主要碳源的选择培养基。

环节二：自主探究

自主探究一：纤维素与纤维素酶

引导3：纤维素分解菌的特点是能够产生纤维素酶，分解纤维素，哪位同学来说说纤维素的元素组成及分布状况？

学生活动：自主阅读课题背景和基础知识，回答问题

引导4：纤维素的分解离不开纤维素酶的催化作用，纤维素酶是一种复合酶，由哪些组分组成呢？他们是如何水解纤维素呢？

学生活动：学生根据自学知识回答。

引导5：我们通过一个实验体会纤维素酶的分解作用。这个实验是如何设计的呢？

学生活动：自主阅读P27内容，体验实验设计过程。

教师总结：纤维素酶能够把纤维素分解为葡萄的，所以能够达到秸秆还田产生新的有机质的目的，减缓了资源浪费和环境污染问题。

自主探究二：纤维素分解菌的筛选

引导6：如何把这种对农业生产意义重大的微生物从土壤中分离出来呢？自主学习P28纤维素分解菌的筛选，并且结合上节课学习的土壤中分解尿素的细菌的分离，思考纤维素分解菌分离方法和原理。

学生活动：

自主学习，并且请同学总结。

教师总结：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。

纤维素和刚果红形成红色复合物，但不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后，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。

环节三：合作探究

引导7：现在根据实验原理和方法来设计实验，现在请同学们认真阅读课本28—29页“设计实验”内容，然后以小组为单位完成以下三个合作探究任务。

合作探究一：根据实验原理完成实验流程图

土壤取样 → 选择培养 → → 涂布平板挑选产生 的透明圈

思考完成填空：

①、在 的环境中采集土壤；

②、用含有 的培养基选择培养，目的是增加 的浓度；

③、涂布平板时，将样品涂布到 培养基上；

学生交流讨论，请小组代表回答，教师总结。

合作探究二：纤维素分解菌的选择培养

阅读课本P29“资料二选择培养基”和旁栏培养基配方，讨论并回答下列问题：

①、纤维素分解菌的选择培养基的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

②、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？

③、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

④、为什么选择培养基能够“浓缩”所需要的微生物？

学生交流讨论，请小组代表回答，教师总结

合作探究三：刚果红染色法

阅读教材P29“资料三刚果红染色法”，思考下列问题

常用的刚果红染色法有哪几种？它们在加入刚果红的时间上有什么不同？

方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应

方法二：在 时就加入刚果红。

学生交流讨论，请小组代表回答，教师总结

合作探究四：尿素分解菌和纤维素分解菌选择培养基和鉴别培养基的区别

比较项目

选择培养基

分解尿素的细菌

将细菌涂布在 的选择培养基上

在氮素为唯一氮源的培养基中加

入 ，培养基中的尿素被分解

成 后使培养基碱性 ，指示剂会变 。

观察菌落周围是否有着色环带来鉴定尿素分解菌

纤维素分解菌

将细菌涂布在为 主要碳源的选择培养基上

刚果红可以与 形成 色复合物，当纤维素被纤维素酶水解后，培养基上就会出现以 为中心的 。

观察菌落周围是否出现 来筛选纤维素分解菌

鉴

定

培

养

原理

现象

基

方法

脲酶检测法

刚果红染色法

环节四：课堂小结

分解纤 维筛选原理：刚果红染色法

素的

微 土壤取样 生实 物验 选择培养

的设

分计

梯度稀释

离

涂布培养

纤维素、纤维素酶

环节五：当堂练习

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

3、（2014.全国卷II）植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题：

分解桔秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶。其中的葡萄糖苷酶可将 分解成 。 在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的 。

为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

据表判断，培养基甲 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 ；培养基乙 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是 。