课题2　土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教学设计第一课时

课题3

分解纤维素的微生物的分离

一、教材分析

专题开始讲述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。接着介绍了产纤维素酶的微生物能够分解纤维素，从而引出对纤维素的利用离不开对分解纤维素的微生物的研究。本专题重在培养学生的创新思维，要求学生通过自己设计实验方案，并按照自己的实验方案进行主动探究，从而得出结论，有利于培养学生的观察能力、分析能力和逻辑推理能力。

二、教学目标

1．知识与技能

a、简述纤维素酶的种类及作用。

b、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

a、分析分离分解纤维素的微生物的实验流程。

b、掌握实验操作的原理。

3．情感、态度与价值观

a、通过自主设计、完成实验，培养勇于探究的科学精神。

b、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、教学重点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物。

四、教学难点：

从土壤中分离分解纤维素的微生物的具体过程步骤稀释和涂布。

五、教学过程

【课前热身】纤维素简介

1.纤维素是一类由

葡萄糖

组成的多糖物质，其组成元素是

C、H、O

，它是

植物

（动物或植物）特有的化学成分。它是植物

细胞壁

的重要组成成分。

2.

棉花

是自然界中纤维素含量最高的产物，除此之外，木材、作物秸秆也富含纤维素。

3.纤维素能否作为植物的储能多糖？

否

4.纤维素有哪些应用？

【思考】反刍动物为什么能消化利用粗饲料中的纤维素等多糖类物

？

瘤胃内存在分解纤维素的主要微生物群

（联系纤维素的作用，怎样充分利用自然界的纤维素，进而引入本课题）

【主要内容探讨】

1.

纤维素酶的组成？

纤维素酶是如何将纤维素分解的？

2. （1）筛选出分解纤维素的微生物的方法和原理是什么？

（2）两种刚果红染色法的优点、缺点各是什么？

3. 写出具体的操作步骤

学生讨论并展示答案：

1.纤维素酶是一种复合酶，它至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶

C1酶

葡萄糖苷酶

纤维素

纤维二糖

葡萄糖

CX酶

2、纤维素分解菌的筛选

（1）筛选方法：刚果红染色法

（2）纤维素分解菌的筛选方法的原理

刚果红与纤维素形成红色复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解为中心的透明圈

。通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

（3）两种刚果红染色法的比较

方法一

优点：显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用

缺点：操作繁琐，菌落间易发生混杂

方法二

（提示：结合鉴定培养基配方分析）

优点：操作简便，不存在菌落混杂问题

缺点：由于培养基中含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应（但透明圈较为模糊）；有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分

3、操作步骤

（1）土壤取样：什么环境取样？为什么？

讨论:如果找不到合适的环境，可将滤纸埋在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应埋进土壤中多深？

（2）选择培养：目的？什么类型的培养基？操作方法？（参考选择培养基配方）

（3）梯度稀释

（4）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

（5）挑选产生透明圈的菌落

（提示：此时筛选只是初步筛选，如何确定筛选的是分解纤维素的微生物？）

【课题延伸】

本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶的实验

（1）纤维素酶的发酵方法：液体发酵和固体发酵

（2）纤维素酶测定方法：一般采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定

【结果分析与评价】

（一）培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

设置对照，若对照的培养基在培养过程中无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。

（二）分离的结果是否一致

【练习】

1、下列关于纤维素酶的说法，错误的是

D A、纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种

B、纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖

C、纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁

D、葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖

2、利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是

B A、刚果红能与纤维素形成红色复合物

B、刚果红能与纤维二糖形成红色复合物

C、刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物

D、若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌

3、在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？

C

A.生物结构与功能相适应的观点

B.生物结构与功能整体性观点

C.生物与环境相适应的观点

D.生物发展进化的观点

4、有关选择培养正确的叙述是

A A. 可以增加纤维素分解菌的浓度

B. 可以减少纤维素分解菌的浓度

C. 所用培养基是固体培养基

D. 所用培养基是平板培养基

观看【分解纤维素的微生物的分离试验视频】