课题3　分解纤维素的微生物的分离教案（名师）

课题3 分解纤维素的微生物的分离

教学目标：

（一）知识与技能

1 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。

2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

分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，理解实验操作的原理。

（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

教学重难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物

教学过程

（一）

课题背景

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。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。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。

（二）引入新课

这节课我们以纤维素分解菌的分离与纯化。

（三）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：

〖思考1〗分析纤维素酶分解纤维素的实验：

实验是如何构成对照的？（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。）

〖思考2〗本实验的自变量是什么？

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1：完成实验方案流程图，讨论回答问题：

〖思考3〗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4〗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2：阅读投影资料一“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3：阅读

“选择培养基”，回答以下三个问题：

3．1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。

3．2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。

3．3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。

〖思考5〗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。

活动4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进行等比稀释101～107倍。

活动5.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

⑴制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。

⑵倒平板操作。

⑶涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各

取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养。

⑷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,即为分解纤维素的菌落.)

活动6：阅读三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

〖思考6〗方法1中氯化钠的作用？漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了；大的透明圈说明分解纤维素的能力强！

活动7.纯化培养

在产生明显的透明圈的菌落，挑取并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C－

370C培养，可获得纯化培养。

活动8比较分解尿素的细菌和分解纤维素的细菌的相关知识：选择培养、鉴定培养的原理、目的、培养基类型、想象、方法。

3．结果分析与评价

（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，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。

4阅读“课题延伸”，回答：

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。

（三）课堂总结

（四）实例探究

植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：

(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分形成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将______________分解成_____________

(2)为从富含纤维素分解菌的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落并加以鉴定，某同学设计了甲、乙两种培养基：注：“＋”表示“有”，“－”表示“无”。

据表判断，培养基甲________(填“能”或“不能”)用于分离纤维素分解菌，原因是__________________________________________；培养基乙________(填“能”或“不能”)用于鉴定纤维素分解菌，原因是__________________________________________。