分解纖維素的微生物的分開

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課題：2.3分解纖維素的微生物的分開授課時(shí)間：

課型：課時(shí)：

三維目標(biāo)：1.知識(shí)與技能：

（1）簡(jiǎn)述纖維素酶的種類及作用。

（2）把握從土壤中分開某種特定微生物的操作技術(shù)。

過程與方法：

（1）分析分開分解纖維素的微生物的試驗(yàn)流程。（2）把握試驗(yàn)操作的原理。情感態(tài)度與價(jià)值觀：

（1）通過自主設(shè)計(jì)、完成試驗(yàn)，培養(yǎng)勇于探究的科學(xué)精神。

（2）通過了解土壤中能分解纖維素的微生物在保護(hù)環(huán)境中的作用，加強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)：

從土壤中分開分解纖維素的微生物。

教學(xué)難點(diǎn)：

從土壤中分開分解纖維素的微生物的具體過程步驟稀釋和涂布。

教具使用：教學(xué)過程

教學(xué)環(huán)節(jié)

導(dǎo)入課題:

學(xué)生閱讀課本P37課題背景，讓學(xué)生回憶必修1關(guān)于細(xì)胞壁的成分纖維素和多糖的相關(guān)知識(shí)，通過介紹纖維素，探討如何分開土壤中能夠分解纖維素的微生物。

教學(xué)意圖：通過舊知識(shí)過渡到新知識(shí)上面。基礎(chǔ)知識(shí)

一、纖維素和纖維素酶

閱讀課本37頁基礎(chǔ)知識(shí)部分第一、二段，回復(fù)以下問題：1、纖維素在生物圈的分布狀況？纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中棉花是自然界中纖維素含量最高的自然產(chǎn)物。

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教師及學(xué)生活動(dòng)

學(xué)生閱讀課本，回憶以前學(xué)過的知識(shí)。

學(xué)生閱讀課本P37，獲取有關(guān)纖維素和纖維素酶的相關(guān)信息。

1、纖維素酶的組成及作用？

纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認(rèn)為它至少包括三種組分，即CX酶、C1酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。

思考題：草食性動(dòng)物是怎樣消化食物中纖維素的？

腸胃中的共生微生物。除自然環(huán)境中存在分解纖維素的微生物外，在草食性動(dòng)物等的消化道內(nèi)，也共生有分解纖維素的微生物，其原理也是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素，而人沒有分解纖維素的能力。

教學(xué)意圖：培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，獲取知識(shí)。探討：纖維素酶的作用對(duì)照試驗(yàn)

二、纖維素分解菌的篩選：

閱讀課本課本38頁相關(guān)部分和通過觀測(cè)課本P38圖2-12和2-13回復(fù)以下問題：

（1）、纖維素分解菌的篩選方法是什么？

剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接對(duì)微生物進(jìn)行篩選

（2）、說明纖維素分解菌的篩選方法的原理？

①剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。

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按組相互交流，識(shí)別，說出，歸納，把握有關(guān)纖維素和纖維素酶的基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)提出的問題開展探討

學(xué)生通過觀測(cè)課本P38圖2-12和2-13探討問題，獲取相關(guān)知識(shí)

②纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶分解纖維素，從而使菌落周邊形成透明圈。

教學(xué)意圖：培養(yǎng)學(xué)生觀測(cè)能力，和規(guī)律思維能力。三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)原理：

分開分解纖維素的微生物的試驗(yàn)流程示意圖（圖2-14）

土壤取樣→選擇培養(yǎng)（此步是否需要，應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來確定）→梯度稀釋→將菌懸液涂布到有特定選擇作用的培養(yǎng)基上→挑揀單菌落→發(fā)酵培養(yǎng)

思考題：1.本試驗(yàn)的流程與課題2中的試驗(yàn)流程有哪些異同？答：本試驗(yàn)流程與課題2的流程的區(qū)別如下。課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為惟一氮源的選擇性培養(yǎng)基上，直接分開得到菌落。本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。（一）、土壤取樣

①取樣環(huán)境②原因

思考題：1.為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋覓纖維素分解菌？答：由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。

2.將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認(rèn)為濾紙應(yīng)當(dāng)埋進(jìn)土壤多深？答：將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集，實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適合環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中。

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了解纖維素酶的作用和纖維素分解菌在剛果紅培養(yǎng)基的的試驗(yàn)操作。學(xué)生探討，設(shè)計(jì)試驗(yàn)流程。學(xué)生閱讀材料1探討問題，分析，歸納。

（二）選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)的目的：

增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分開到所需要的微生物

制備選擇培養(yǎng)基：

學(xué)生閱讀課本P40側(cè)邊欄，分析探討選擇培養(yǎng)基配方和鑒別培養(yǎng)

學(xué)生閱讀材料2，對(duì)提出的問題開展探討基配方，回復(fù)問題。

（1）該配方是液態(tài)培養(yǎng)基還是固態(tài)培養(yǎng)基？

（2）該培養(yǎng)基對(duì)微生物是否有選擇作用？假使有，有時(shí)如何進(jìn)行選擇？

（3）想一想，這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足？你計(jì)劃選用哪一種方法？

（4）你能否設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照試驗(yàn)，說明選擇培養(yǎng)基的作用

（用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對(duì)照）（三）、操作方法：

將土樣參與裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1～2天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)

思考題：為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮〞所需的微生物？（四）、梯度稀釋

依照課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進(jìn)行等比稀釋，稀釋最大倍數(shù)到106

（五）將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上1.制備培養(yǎng)基:參照旁欄中的比例2.涂布平板：

將稀釋度為104～106的菌懸液各取0.1ml涂布在培養(yǎng)基上，30℃倒置培養(yǎng)

（六）挑揀產(chǎn)生透明圈的菌落

參照課本剛果紅染色法，挑揀產(chǎn)生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落

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尼勒克縣第一中學(xué)活頁教案

按組相互交流，歸納，把握有關(guān)培養(yǎng)基的基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生分小組探討，總結(jié)歸納試驗(yàn)操作的本卷須知。

（七）剛果紅染色法：

教師講解：剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，當(dāng)纖維素被纖

維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。具體方法如下：

方法一：先培養(yǎng)微生物，再參與剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)。

本方案優(yōu)點(diǎn)是：顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。缺點(diǎn)是：操作煩瑣，參與剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜；方法二：在倒平板時(shí)就參與剛果紅。

本方案優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問題。

缺點(diǎn)是：a、由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(yīng)。

b、有些微生物具有降解色素的能力，它們?cè)陂L時(shí)間培養(yǎng)過程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分探討：學(xué)生完成下表兩種方法進(jìn)行比較。

教學(xué)意圖：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，熱愛大自然的學(xué)科素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手能力自主學(xué)習(xí)能力，總結(jié)歸納能力。四、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

（一）培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落（二）分開的結(jié)果是否一致

教學(xué)意圖：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)別人評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)的能力五、課題延伸

本課題對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步的篩選，但是這只是分開純化的第一步。為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的試驗(yàn)，纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量的測(cè)定。

教學(xué)意圖：開拓學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生情感，并使知識(shí)聯(lián)系生活

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尼勒克縣第一中