课题3　分解纤维素的微生物的分离第二课时教学实录

《分解纤维素的微生物的分离》教学设计

【背景分析】

教材首先说明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。接着，教材介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，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。

【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：

能够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

【教学重点与难点】

重点：

1．纤维素酶的种类及作用

2．刚果红染色法及其原理

3．掌握从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法、了解这类微生物的应用

难点：

掌握从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法、了解这类微生物的应用

【教学方法】启发式教学

【教学工具】多媒体课件

【教学过程】

（一）引入新课

教师：为什么牛羊等食草动物可以消化植物？

学生：有纤维素酶。

教师：自然界中的植物为什么会被分解？

学生：有纤维素酶。

教师：自然界中的纤维素酶来自哪里？

学生：微生物。

教师：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。

（以小实验作为导入）

实验分析：P27的小实验是如何构成对照的？

1

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。

（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：

1．1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。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。

1．2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

纤维二糖

纤维素

葡萄糖

活动2：阅读“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：

1．3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。

1．4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，在老师的引导下，自己尝试设计实验。

土壤取样

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上

选择培养

梯度稀释

纯化培养

微生物培养

分解纤维素的微生物

活动4：阅读资料一“土壤取样”，回答下列问题：

2．1纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

2．2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。

2．3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：

2．4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。

2．5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。

2．6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6：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：

2

染色法

方法一

方法二

优点

颜色反应基本上是

纤维素分解菌的作用

操作简便

不存在菌落混杂问题

缺点

操作繁琐

刚果红会使菌落之间发生混杂

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。

〖思考〗为什么“摇床”、“震荡培养”？

使纤维素分解菌与溶液充分接触，并且增大了溶氧量。

〖思考〗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。

〖思考〗实验流程中“选择培养”的培养基类型是什么？该培养的目的是什么？

液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

〖思考〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

（多媒体展示答案）

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。

3．结果分析与评价

3.1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。

3.2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。

4.课题延伸

4.1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。

4.2纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖 含量进行定量测定。

5.课堂总结

纤纤维素酶

种类、作用、最适pH、催化活力

维素分解微筛选原理

实验设计

3

刚果红染色前置染色法

后置染色法

富含纤维素土壤

土壤取样

【板书设计】

分解纤维素的微生物的分离

一、

基础知识

二、

实验设计

土壤取样

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上

选择培养

梯度稀释

纯化培养

微生物培养

分解纤维素的微生物

三、

结果分析与评价

四、

课题延伸

五、

课堂总结

【教学反思】

本实验为设计性实验，通过让学生设计从环境中分离筛选纤维素酶生产菌的技术路线并予以实验，使学生学习并掌握从环境中分离筛选纤维素酶产生菌的原理和方法，理解选择培养基的原理和应用方法。使学生了解从环境中获得有用菌种的基本实验环节和技术路线方法；培养学生触类旁通，举一反三，从事微生物学科学研究的基本素质能力。

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