课题3　分解纤维素的微生物的分离教案和学案内容

第7课时

分解纤维素的微生物的分离

[目标导读]

1.结合教材P27“基础知识”，掌握纤维素酶的种类和作用及纤维素分解菌的筛选方法。

2.阅读教材P28“实验设计”，理解并掌握纤维素分解菌的分离过程及刚果红染色法的原理。

3.阅读教材P30“课题延伸”，掌握纤维素酶的测定方法。

[重难点击]

1.简述纤维素酶的种类及作用。

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。

【一、纤维素分解菌的筛选的原理】

1.纤维素与纤维素酶

(1)纤维素

据图，纤维素是一种由

首尾相连而成的

化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质。

是自然界中纤维素含量最高的天然产物。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

。

(2)纤维素酶

①组成：一种复合酶，它至少包括三种组分，即

酶、

酶和

酶。

②作用

纤维素―――――→纤维二糖―――――→葡萄糖

(3)实验验证

试管

1 滤纸条

1×6cm 缓冲溶液

pH＝4.8的0.1mol/L醋酸—醋酸钠缓冲溶液10mL pH＝4.8的0.1mol/L2 1×6cm 醋酸—醋酸钠缓冲溶液11mL 2.纤维素分解菌的筛选

(1)方法：

法。该方法可以通过________反应直接筛选。

(2)原理：刚果红＋纤维素→

复合物――――→纤维素被分解，出现以

为中心的

，我们可以通过

来筛选纤维素分解菌。

纤维素酶C1酶、CX酶葡萄糖苷酶纤维素酶(70～80U/mL) 1mL 条件

两试管固定在

50mL锥形瓶

中，在摇床上以

140r/min的转

速振荡反应1h 结果

时间足够

长，滤纸被

完全分解

基本无

变化

【二、实验设计与操作提示】

结合实验原理和教材给出的资料，完成下面的实验方案流程图。

1

1.实验过程分析

土壤取样：选择富含

的环境



样品中分离到所需要的微生物操作方法：将20克土样，在无菌条件下加入选择培养可省略

装有30mL选择培养基的锥形瓶中，将瓶

固定在摇床上，在一定温度下振荡培养

1～2d，直至培养液变混浊，也可重复选择

培养梯度稀释

涂布培养：将样品涂布到

的培养基上

筛选菌株：

染色法，挑选产生

的菌落

目的：增加纤维素分解菌的浓度，确保能够从

方法一：后置染色法，先

，再加入刚果红进行颜色反应。

方法二：前置染色法，在

时就加入刚果红。

归纳提炼

两种刚果红染色法的比较

项目

内容

方法一

培养基上长出菌落→覆盖质量浓度为1mg/mL的过程

10～15minCR溶液―――――→倒去CR溶液→加入NaCl溶15min液―――→倒掉NaCl溶液→出现透明圈

优点

显示出颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用

配制CR溶液→灭菌→按照1mLCR/200mL培养基比例混匀→倒平板→培养→出现透明圈

方法二

操作简便，不存在菌落混杂问题

①由于琼脂、土豆汁中均含有淀粉类物质，可能使产生淀粉酶的微生物也形成透明圈，即假缺点

制作繁琐，加入刚果红会使菌落之间发生混杂

阳性反应；②有些微生物具有降解色素的能力，它们会降解刚果红形成透明圈，与纤维素分解菌不易区分

纯化培养

2.两种培养基

(1)从功能上来看，培养基配方1为纤维素分解菌的

培养基，该培养基中的碳源是

，只有能利用它的纤维素分解菌才能生存；培养基配方2为纤维素分解菌的

培养基。在该培养基中加

入

溶液，当培养基中长出菌落后，由于在该培养基上生长的只能是

菌，能分泌

，因此菌落周围会形成

。

(2)从物理性质上来看，培养基配方1为纤维素分解菌的

培养基，利用这种培养基可以增加纤维素分解菌的浓度；培养基配方2为纤维素分解菌的

培养基，原因是添加了

成分，需要在培养基上形成我们肉眼可见的

。

2

(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

。

纤维素分解菌的选择培养基配方1 纤维素粉

NaNO3

Na2HPO4·7H2O KH2PO4

MgSO4·7H2O KCl 酵母膏

水解酪素

到1000mL

5g 1g 1.2g 0.9g 0.5g 0.5g 0.5g 0.5g 鉴别纤维素分解菌的培养基配方2 CMC－Na 酵母膏

KH2PO4

琼脂

土豆汁

1000mL 5～10g 1g 0.25g 15g 100mL 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到将上述物质溶解后，用蒸馏水定容

【三、结果分析与评价】

1.培养基的制作是否合格：对照的培养基在培养过程中

菌落生长，则说明培养基制作合格。

2.选择培养基是否筛选出菌落：如果观察到

的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。

3.分解的结果是否一致：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。

【活学活用】

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

2.鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，刚果红染色法有两种常用方法，两种刚果红染色法的结果是(

) A.均会出现透明圈

B.方法一出现，方法二不出现

C.均不会出现透明圈

D.方法一不出现，方法二出现

3.下列关于分离纤维素分解菌的实验的叙述，错误的是(

) A.经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

B.选择培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少

C.经稀释培养后，用刚果红染色

D.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上

4.鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成的，这些物质是(

) A.指示剂或化学药品

B.青霉素或琼脂

C.高浓度食盐

D.维生素或指示剂

【四、课题延伸】

1.为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行

的实验，纤维素酶的发酵方法有

发酵和

发酵两种。

2.纤维素酶的测定方法：一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的

含量进行定量测定。

当堂检测

1.在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是(

) A.分解尿素的细菌

B.硝化细菌

C.分解纤维素的细菌

3

D.乳酸菌

2.不能够与刚果红反应生成红色复合物的是(

) A.纤维二糖

B.纤维素

C.CMC－Na

D.淀粉

3.下列对刚果红染色法的叙述，不正确的是(

) A.可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

B.可以在倒平板时就加入刚果红

C.既可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，也可以在倒平板时就加入刚果红

D.可以将刚果红与培养基中其他物质一起放入培养基后再灭菌倒平板

4.纤维素酶可以将下列哪种物质分解(

) A.牛肉片

B.鱼片

C.滤纸条

D.塑料条

5.选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。为选择酵母菌和硝化细菌，应选用的培养基分别为(

) A.伊红美蓝培养基、含青霉素培养基

B.含青霉素培养基、含氨的无机培养基

C.含氨的无机培养基、含青霉素培养基

D.含青霉素培养基、伊红美蓝培养基

6.要将能分解纤维素的细菌从土壤中分离出来，应将它们接种在(

) A.加入伊红美蓝的鉴别培养基上

B.含有蛋白胨的固体培养基上

C.只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上

D.含四大营养要素的培养基上

7.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计，正确的是(

) A.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→挑选菌落

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

8.在加入刚果红的培养基中会出现透明圈，产生的透明圈是(

) A.刚果红与纤维素形成的复合物

B.刚果红与纤维二糖形成的复合物

C.纤维素分解后形成的葡萄糖导致的

D.以纤维素分解菌为中心形成的

9.使用刚果红染色时，加入刚果红应在(

) ①制备培养基时

②梯度稀释时

③倒平板时

④涂布时

⑤长出菌落时

A.①③

B.②⑤ C.③⑤

D.④⑤

10.下列生物能分解纤维素的是(

) ①人

②兔

③牛

④蘑菇

⑤纤维杆菌

A.①②③④⑤

B.②③⑤ C.②③④⑤

D.③⑤

4