课题3　分解纤维素的微生物的分离第一课时教学实录

《分解纤维素的微生物的分离》教学设计

一、课题背景分析

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。

二、课题目标

（一）知识目标：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）能力目标：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）情感目标：领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力

三、课题重点与难点

课题重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

课题难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教学整体思路：

（一）纤维素与纤维素酶

教学思路：有关纤维素的知识，教师可以联系必修模块《分子与细胞》中多糖的知识并安排学生通过阅读进行自学，学生自学后应该能够说出纤维素的化学组成以及在生物圈中的分布状况。关于纤维素酶的作用，教师可以参照课本的楷体字部分做演示实验，使学生对纤维素酶的作用留下深刻的印象

（二）纤维素分解菌的筛选

教学思路：教材在介绍刚果红染色法之前，首先用“筛子筛沙”这一形象的比喻来说明筛选微生物的基本思想方法。教师还可以结合本专题课题2介绍选择培养基的有关内容，进一步引导学生深入认识分离微生物的基本思想。刚果红染色法的知识难度并不大，学生通过自学就能够理解，只需注意解读两种方法的优缺点。

五．教学过程：

（一）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：

纤维素————

纤维二糖

——————

葡萄糖

C1酶

CX酶

葡萄糖苷酶

〖思考1〗实验分析：投影的小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〗1个酶活力单位是指在温度为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“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。

分析其原理是：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，并动手完成实验：

选择培养——梯度稀释——涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上——微生物培养——土壤取样挑——选产生透明圈的菌落——纯化培养

〖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。

〖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。

六、课题成果评价：

（一）关于选择培养基的使用

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。

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。

（二）阅读“课题延伸”，回答问题：

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。

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。

课后小结

课后习题

微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是（ ）

c1酶和cx酶 B.c1酶和葡萄糖苷酶 C.Cx酶和葡萄糖苷酶 D.c1酶，Cx酶和葡萄糖苷酶

2．培养流感病毒时，应选用

A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液

C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤

3．从土壤中筛选纤维素分解军的实验设计，下列流程正确的是：（ ）

A.土壤取样→ 梯度稀释→ 稀释涂布平板

→

挑选均落

B.土壤取样→ 选择培养

→

稀释涂布平板→ 挑选菌落

C.土壤取样→ 梯度稀释→ 选择培养

→ 挑选菌落

D.土壤取样 →

梯度稀释 →稀释涂布平板

→

选择培养→ 挑选菌落

4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是

A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用

5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是

A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利

D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足

参考答案：1—5 ACBAD 板书

课题2.3 分解纤维素的微生物的分离

1．基础知识

2．实验设计

3．结果分析与评价

七．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。