课题3　分解纤维素的微生物的分离PPT及专用教学设计内容

分解纤维素的微生物的分离

一、教材内容分析

本课题作为课题1的应用和课题2的深入，分离某种特定的微生物，难度较大、探索性更强，在高考中考查的可能性也很大。教材在课题背景中利用学生已经学过的纤维素的化学组成推广到生活中纤维素的广泛分布和应用。而若要充分利用纤维素，就应将其分解，引导学生自然而然地过渡到分解纤维素的微生物及其产生的相关酶。之后，教材紧接介绍了纤维素、纤维素酶以及如何从土壤中分离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、教学目标

1. 知识与技能

a. 能阐述纤维素酶的种类和作用。

b. 能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。

c. 掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

2. 过程与方法

通过分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，掌握实验操作的原理。

3.

情感态度价值观

通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。通过了解土壤中能分解纤维素的微生物在保护环境中的作用，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。

2.难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教学方法

自主学习、小组合作探究、教师点拔。

五、教学流程

[基础知识] （一）纤维素和纤维素酶

1、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C1C酶、Cx酶葡萄糖苷酶酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，作用是：纤维素1――→纤维二糖――→葡萄糖。

（二）纤维素分解菌的筛选

1、方法：刚果红染色法

2、原理：

[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

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。

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。

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，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10-4~10-6

的菌悬液各取0.1m1涂布在培养基上，30C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

（二）刚果红染色法

方法

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

培养基长出菌落→覆盖CR溶液配制CR溶液→灭菌→按照1 mL 10～15 min――→倒去CR溶液→加入过程

CR/200 mL培养基的比例混匀→倒15 minNaCl溶液――→倒掉NaCl溶液→平板→培养→出现透明圈

出现透明圈

方法二：在倒平板时就加入刚果红

优点

显示出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

①由于琼脂、土豆汁中均含有淀粉类物质，可能使产生淀粉酶的微生缺点

操作繁琐，加入刚果红会使菌落之物也形成透明圈，即假阳性反应；间发生混杂

②有些微生物具有降解色素的能力，它们会降解刚果红形成透明圈，与纤维素分解菌不易区分

（三）土壤中纤维素分解菌的分离实验的具体操作步骤

1、土样采集

土样采集的方法与本专题课题2类似。土样的采集要选择富含纤维素的环境，这是因为在纤维素含量丰富的环境,通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。

2、选择培养

选择培养需要的仪器有：250m锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1mL和10mL的移液管、天平、摇床、温度计等。

培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在250 mL锥形瓶中装入30 mL培养基，用8层纱布做成瓶塞，将瓶口塞紧，再在瓶塞外包裹两层包装纸（或报纸），用线绳扎紧，在121 C下高压蒸汽灭菌20 min 选择培养的操作：称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30 mL培养基的摇瓶中。将摇瓶置于摇床上，在30。C下振荡培养1~2 d至培养基变混浊。此时可以吸取0.1 mL培养液进行梯度稀释和涂布平板，也可以按课本中所述，重复选择培养的步骤一次，然后再进行梯度稀释和涂布平板。

3、刚果红染色法分离纤维素分解菌

这一步所需要的仪器有：培养皿、涂布器、1 mL移液管，装有9mL无菌水的试管，恒温箱等。

培养基的制备参照课本旁栏中的比例配制。在500mL三角瓶中装入200mL培养基，在121。C下高压蒸汽灭菌20 min倒平板操作:将灭菌后的固体培养基熔化，按无菌操作的要求，在无菌的培养皿中倒入10~20 mL培养基，凝固后待用。

制备菌悬液：按照本专题课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，稀释最大倍数至10%。

涂布平板：将稀释度为104~106

的菌悬液各取0.1 mL滴加在平板培养基上，用涂布器将菌液涂布均匀，在30。C倒置培养，至菌落长出。每个稀释度下需涂布3个平板，并注意设

置对照。刚果红染色的具体操作步骤参照课本[资料三]。

（四）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。

六、课堂小结

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。纤维素分解菌的筛选方法是刚果红染色法，它有两种方法，一是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，二是在倒平板时就加入刚果红。