课题3　分解纤维素的微生物的分离教学目标设计

分解纤维素的微生物的分离

一、教材分析

《分解纤维素的微生物的分离》是人教版高中生物选修一专题二课题3的内容。本节内容是在课题1、2基础上对微生物分离技术的进一步深入学习，在高考中考查的可能性较大。教材首先通过课题背景介绍了纤维素的化学本质、分布、作用，然后再通过基础知识阐述了纤维素酶及其活性验证，引入产生纤维素酶的纤维素分解菌，最后对实验设计和筛选纤维素分解菌的实验原理探究学习，环环相扣，要求学生掌握分离纤维素的微生物的操作技术。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）叙述纤维素酶的种类和作用。

（2）掌握从土壤中分离分解纤维素的微生物的操作技术。

（3）掌握筛选纤维素分解菌的实验原理。

2、过程与方法

通过分析筛选纤维素分解菌的实验原理分离分解纤维素的微生物的实验流程，提高探究、分析问题能力。

3、情感、态度与价值观

（1）通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。

（2）通过了解土壤中能分解纤维素的微生物在生产实践中的应用，增强社会责任感。

三、教学重难点

1．重点

从土壤中分离分解纤维素的微生物实验设计。

2．难点

刚果红染色法一、二的优缺点。

四、教学准备

多媒体课件。

五、课时安排

1.5课时。

六、教学过程

【课程导入】

冬天，树叶会掉落到地上，但是一段时间后，地上的树叶变少了，为什么呢？树叶中含有的主要物质是纤维素，那谁来分解纤维素呢？今天我们来学习分解纤维的微生物的分离。

【进行新课】

一．基础知识

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

1、纤维素的化学本质、其基本组成单位、分布、作用是什么？

纤维素是多糖类物质，基本组成单位是葡萄糖，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，纤维素可以促进胃肠蠕动，帮助消化，纤维素还可以生产出酒精。

2、什么是纤维素酶，其作用是什么？

纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。

3、如何设计实验来证明纤维素酶能分解纤维素？

学生分组讨论并回答（学生可能按照书上回答，可能自己设计，给予相应的提示）。

过渡：纤维素酶能分解纤维素，而谁能合成纤维素酶呢？纤维素分解菌能合成纤维素酶，所以要获得纤维素酶，关键是要分离出能分解纤维素的微生物，那同学们能否设计一个实验来分离分解纤维素的微生物呢？

二、实验设计

（一）分离分解纤维素的微生物的实验流程

土壤取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落

活动2：阅读“实验流程”，思考并回答下列问题：

土壤取样：

1、在哪里取样呢？能否举例说明？

在富含纤维素的环境中。比如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶。

2、为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

因为富含纤维素的环境中纤维素分解菌数量多。

选择培养：

1、该培养基是液体培养基还是固体培养基？为什么？

该培养基是液体培养基，因为其中无琼脂，而琼脂起凝固作用。

2、这个培养基对微生物是否具有选择作用？为什么？

有选择作用，因为此培养基以纤维素为碳源，只有能分解纤维素的微生物才能繁殖，而其他的微生物的生长受到抑制。

3、你能否设计一个对照实验，说明选择培养的作用？选择培养的目的？

将纤维素粉换成葡萄糖。选择培养的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。

4、分解尿素的细菌的分离实验中有选择培养步骤吗？此步骤可以省略吗？

没有。如果收集的土壤样品中纤维素分解菌的数量较多，则可省略。

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。

将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上：

利用刚果红如何将纤维素分解菌筛选出来呢？

1、方法：刚果红染色法

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。

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。

染色法

方法一

优点

颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用

缺点

操作繁琐

刚果红会使菌落之间发生混杂

方法二

操作简便

不存在菌落混杂问题

（二）课题成果评价

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？

对照的培养基在培养过程中没有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。

2、分离的结果是否一致？

由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。

七、课堂小结

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

产生淀粉酶的微生物产生模糊透明圈。

八、教学反思

本节内容思路清晰，先介绍纤维素和纤维素酶的基础知识，然后引入分解纤维素的微生物的分离的实验设计和筛选纤维素分解菌的实验原理，学生已学过尿素分解菌的分离，所以理解、掌握速度较快，但对于刚果红染色法一和二优缺点的理解有些困难，所以需要通过习题来巩固。授课时，由于课堂时间未把握好，没有进行课堂小结。