课题3　分解纤维素的微生物的分离名师教学实录

课题3.分解纤维素的微生物的分离教案

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

一.）知识回顾

（一）培养基：

1、培养基概念

2、培养基的化学成分

3、培养基种类

（二）无菌技术：

消毒的方法：

灭菌的方法

[联系生活] 用酒精擦拭实验者手臂属消毒还是灭菌？为什么医用酒精是70%的酒精而不用95%的酒精？

（三）接种方法：

1.平板划线法 2.稀释涂布平板法

二）新课讲授

导入课题教师引导学生阅读课本P27课题背景，让学生回忆必修1关于细胞壁的成分纤维素和多糖的相关知识，通过介绍纤维素，探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。学生阅读课本，回忆以前学过的知识。通过旧知识过渡到新知识上面。

三）将学生分为四组，每组讨论完成一个小问题

展示内容

展示

小组

点评

小组

3

4

纤维素如何被纤维素分解菌分解的？

筛选纤维素分解菌的方法？原理？具体操作？

1

2

如何解决土样中纤维素分解菌数量太少的问题？

培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落？

3

4

1

2

1、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CX酶、 C1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。

学生阅读课本P27，获取有关纤维素和纤维素酶的相关信息。培养学生自主学习，获取知识。

2、纤维素分解菌的筛选

1）、纤维素分解菌的筛选方法：刚果红染色法

2）、纤维素分解菌的筛选方法的原理

刚果红是一种染料，它可以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

。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

3）、刚果红染色法教师讲解：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。

具体方法如下：

方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。

本方案优点是：显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。

缺点是：操作烦琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂;

方法二：在倒平板时就加入刚果红。

本方案优点是：操作简便，不存在菌落混杂问题。

缺点是：a、由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。

b、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. 提高微生物的数量

1）由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。

2）选择培养

选择培养教师引导学生阅读课本P29侧边栏，分析讨论选择培养基配方，回答问题。

学生回答下列问题：

①

、该配方是液态培养基还是固态培养基? ②

、该培养基对微生物是否有选择作用?如果有，有时如何进行选择?

③、实际一个对照试验，说明选择培养基的作用?培养学生实验动手能力。

[课堂扩展]你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用

4. 实验设计

教师讲解分离分解纤维素的微生物的实验流程，并让学生讨论写出实验流程图：

学生讨论，设计实验流程，培养学生科学探究精神。

5.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，学生也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果 1、学生交流自己分离微生物一些经验心得，从中找出自己成功之处和有待改进地方。

四）课题延伸

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固体发酵和液体发酵。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。

五）课堂总结

六）课后练习

【例1】

微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是(

)。

A．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

【例2】

生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇，其技术流程为：纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品。纤维素酶的成本能否下降，是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程。

土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。

结合所学知识回答下列问题。

(1)最好选择怎样的环境采集土样？

__________________________________________________。

(2)选择培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度，其原理是______________________________________________________________________________________________。

(3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种，可以在鉴别培养基上加入______染液，将筛选获得的菌液稀释后用 的方法接种到鉴别培养基上，然后挑选产生______的菌落作为菌种进行扩大培养。

(4)纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢？请设计实验进行检测。

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六、

板书设计

七．课后反思