课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计(第二课时)

高二年级（生物）科导学案

来筛选纤维素分解菌。

公主岭实验中学

学案类型：

新授课 材料序号：

选一2.3 编稿教师：张亚文

课题3 分解纤维素的微生物的分离

知识与技能

1．能简述纤维素酶的种类及作用；

2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物；学会从土壤中分离某种特定微生物的原理和操作技术。

3．知道分解纤维素的微生物的应用价值。

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

预习内容

课本P27-30

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 糖。

2．纤维素的分布： 是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。

3．纤维素酶的作用：纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。（实验27页）

总结：纤维素 （ ） 葡萄糖

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，红( 一 )土壤取样

采集土样时，应选择富含 的环境。若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素的微生物生长。

〖旁栏思考题〗取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？

选择 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。根据生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中 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〗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？

提示：将滤纸埋在土壤中能使

，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约

cm左右腐殖土壤中。

（二）选择培养

色复合物无法形成，出现以 为中心的透明圈，我们可以通过

1

1、

选择培养的目的：增加 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。（若环境中纤维素分解菌多此步可省略）

2、

制备选择培养基：参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：

①纤维素分解菌选择培养基属于______（固体、液体）培养基，原因__________

②该培养基对微生物_____（具有，不具有）选择作用。如果具有，其选择机制是:

③你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

3、选择培养

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

〖旁栏思考题〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

（三）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基（富集培养土壤液）进行等比稀释

（四）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。

1、倒平板操作。

2、涂布平板：将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃—37℃倒置培养1-2天，菌落周围会出现明显的透明圈。

3、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。）

（五）刚果红染色法

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。

染色法

优点

缺点

46颜色反应基本上是纤维方法一

素分解菌的作用

操作繁琐，加入的刚果红溶液会使菌落之间发生混杂

1产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

操作简便，不存在菌落混方法二

杂问题

纤维素分解菌不易区分。

2有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。与

2

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

4（记忆）1个酶活力单位（1U）是指在温度为25℃，其它反应条件最适宜情况下，在1min内转化1mmol的底物所需要的酶量。

【活动２】阅读教材P28“纤维素分解菌的筛选”，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）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。

2．（记忆）其原理是：刚果红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。

二、实验设计

【活动３】阅读教材P28“实验设计”部分，完成实验方案流程图，讨论并回答下列问题：

〖针对性练习2〗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

四、结果分析与评价

（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

如果不同，分析产生不同结果的原因。

五、课题延伸

本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行 的实验，纤维素酶的发酵方法有 和 两种.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 进行定量的测定。 斐林试剂 砖红色沉淀

【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：

1．（记忆）纤维素是一种由葡萄糖相连而成的高分子多糖类化合物。

2．（记忆）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素在纤维素酶的催化作用分解。

1.（理解）实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养的目的是什么？

使用的是纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

2．（对比）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。其它操作基本基本共同。

【活动４】阅读教材P28“资料一土壤取样”，讨论并回答下列问题：

1．（理解）纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

请完成下列过程：

3．（理解）实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？

3

2．（理解）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。

【活动６】阅读教材P29 “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

颜色反应基本上是

操作繁琐

刚果红会使菌落之间发生混杂

3．（理解）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。

（记忆）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。

【活动５】阅读教材P29“资料二选择培养基”和栏旁培养基配方，讨论并回答下列问题：

方法一

纤维素分解菌的作用

操作简便

方法二

不存在菌落混杂问题

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

1（记忆）纤维素分解菌选择培养基属于液体（液体、固体）培养基纤维素分解菌鉴别培养基属于固体（液体、固体）培养基。

2．（记忆）纤维素分解菌选择培养基的选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有分解纤维素分解菌才能生存。

3．（理解）若设置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，

4．（理解）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。

三、操作提示、结果分析与评价、课题延伸

【活动７】阅读教材P30“课题延伸”，回答：

1．（记忆）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．（记忆）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。

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