课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计一等奖

课题3 分解纤维素的微生物的分离教学设计

教学目标：

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

3、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

4、领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力

教学重点：

从土壤

中分离分解纤维素的微生物

教学难点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物

教学用具：

多媒体、板书

教学过程：

（一）引入新课

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。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。

草食性动物肠胃中的共生微生物。除自然环境中存在分解纤维素的微生物外，在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。

（二）基础知识

活动1：阅读“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：

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〗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 1 min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：

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。

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。

（三）实验设计

活动3：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4：阅读投影资料一“土壤取样”，回答下列问题：

1、纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

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。

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250px的腐殖土壤中。

活动5：阅读投影资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：

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。

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。

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5：阅读投影资料三“刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

〖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。

（四）、结果分析与评价

活动6：阅读“课题延伸”，回答：

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。

非选择题

1.有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题：

(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。

(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。

(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。

(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。

2.某实验小组欲从土壤中筛选出能分泌淀粉酶的芽孢杆菌，设计实验步骤如下，请给予合理的补充。

(1)采样与培养：将采集的土样混匀后称取1g，置于经过_________法灭菌处理的_______(填“固体”或“液体”)培养基中，振荡培养。

(2)接种与选择：为避免培养液中菌体浓度过高，需将培养液进行_______处理。之后，将菌液涂布接种于以________为唯一碳源的固体培养基上，30℃条件下培养。为避免污染，需将培养皿呈__________状态放置。此外，为排除其他因素的影响，提高实验可信度，本步骤需设计________作为空白对照。

(3)筛选与纯化：将适量的碘液滴加在平板中的菌落周围，如果菌落周围的现象是______，则说明此种菌能够_______。从平板中挑取实验效果明显的目的菌株，采用______法接种于新的培养基平板，可对菌株进行进一步的纯化。

答案：

1.(1)原油 选择(2)平板划线法 稀释涂布平板法

(3)强 (4)干热灭菌法 高压蒸汽灭菌法 火焰

2.(1)高压蒸汽灭菌 液体

(2)系列稀释(或“梯度稀释”) 淀粉 倒置 未接种的空白培养基(或“接种等量无菌水的培养基”) (3)出现透明圈 分泌淀粉酶使淀粉发生水解 平板划线