课题3　分解纤维素的微生物的分离新颖的课程导入教案

学案6 课 题

专题2课题3分解纤维素的微生物的分离

主备人

梁结秋

审核人

高二备课组 使用时间

2019年3月 4 日第 3周

专题2微生物的培养与应用 课题3分解纤维素的微生物的分离

【学习目标】

1．能简述纤维素酶的种类及作用。

2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用。[来。源:学*科*网Z*X*X*K]

【重点难点】

能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

【课前预习】 做报纸第三期第一版的导学案

同时请将挖空的内容在课本上划线标记

【新课学习】

一、基础知识

（一）纤维素和纤维素酶

1、纤维素:

2、纤维素酶是一种 酶，一般认为它至少包括三种组分，即 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。

思考:分析课本P27-28的实验结果，得出什么结论？

（二）纤维素分解菌的筛选

1、纤维素分解菌的筛选方法—— ，这种方法能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。

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 ，但并不和 、 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菌为中心的 。这样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

分离分解纤维素的微生物实验流程：

土壤取样→

→梯度稀释→

_→ 。

（一）

土壤取样

课本P28〖旁栏思考题〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

答：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。

课本P28〖旁栏思考题〗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？

答：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10cm的腐殖土壤中。

（二）选择培养

1、选择培养的目的：

增加 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

2、制备选择培养基：参照课本29页旁栏中的比例配置，回答下列问题：

（1）旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

答：是 培养基，原因是配方中无 。

（2）这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？

答：有选择作用，本配方中的碳源是 ，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。

（3）你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？

答：用 培养基与之对照。

1

3、选择培养

将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。

（三）梯度稀释：

17按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释10～10倍。

（四）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

1、制备培养基:参照课本旁栏中的比例配制。 2、倒平板操作

463、涂布平板：将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上。

4、30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。

（五）挑选产生透明圈的菌落

（参照课本刚果红染色法，挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。）

刚果红染色法：方法一：先 ，再加入刚果红进行颜色反应。

方法二：在 时就加入刚果红。

课本P29〖旁栏思考题〗想一想，这两种方法各有哪些优点与不足

染色法

优点

缺点

产生透明圈就是操作繁琐

方法一

纤维素分解菌

菌落易混杂

操作简便

产生透明圈不一定是纤维素分解菌（有些微生物能降解色素，方法二

菌落不会混杂

形成明显的透明圈；有淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈。）

〖小结〗1.课题2和课题3的鉴别方法有何区别？

比较项目

分解尿素的细菌

在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基鉴

原理

的碱性增强，pH升高。在培养基中加入定

酚红指示剂，如果pH升高指示剂会变红

培养观察菌落周围是否有着色的环带出现来现象

基

鉴定尿素分解菌

方法

脲酶检测法

纤维素分解菌

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催化分解后红色复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈

观察菌落周围是否出现透明圈来筛选纤维素分解菌

刚果红染色法

三、操作提示：

（一）本课题涉及的生物技术主要有：

（二）选择培养的操作方法：

课本P29〖旁栏思考题〗4.为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

答：在选择培养的条件下，可以使那些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：

（一）如何了解培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落

（二）分离的结果是否一致

五、课题延伸：（课本P30最后一段）

为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行_____________实验，纤维素酶的发酵方法有

______ 发酵和______ 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________

含量进行定量测定。

2

【巩固训练】

1、下列材料中纤维素含量最高的是 ( ) A．杨树 B．小麦 C．玉米 D．棉花

2、纤维素酶能够分解( ) A．纤维素的微生物 B．淀粉的微生物 C．纤维素 D．淀粉

3、刚果红能与哪项物质形成红色复合物( ) A．纤维二糖 B．纤维素 C．葡萄糖 D．麦芽糖

4、寻找纤维素分解菌应到( ) A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中 C．富含无机盐的环境中 D．池塘中

5、纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有( ) A．NaNO3 B．KCl C．酵母膏 D．纤维素粉

6、下列哪种生物能产生纤维素酶( ) A．纤维素分解菌 B．牛 C．羊 D．兔

7、选择培养时应将锥形瓶固定在( ) A．桌子上 B．温箱里 C．窗台上 D．摇床上

8、选择培养的结果：培养液变( ) A．清澈 B．浑浊 C．红色 D．产生透明圈

9、刚果红染色时，加入刚果红可在( ) ①制备培养基时 ②梯度稀释时 ③倒平板时 ④涂布时 ⑤培养基上长出菌落时

A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．④⑤

10、两种刚果红染色法的结果是( ) A．均会出现透明圈 B．均不会出现透明圈

C．方法一出现，方法二不出现 D．方法一不出现，方法二出现

11、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？( ) 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

12、从土壤中分离获得某种微生物的步骤是（ ）

①土壤取样 ②梯度稀释 ③选择培养 ④菌悬液涂布平板 ⑤挑选出单个菌落

A．①②③④⑤ B．①③②④⑤ C、

①②④③⑤ D、①④②③⑤

13、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( ) 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

14.请你设计实验来证明纤维素酶的作用。

实验步骤：

(1)取2支20mL的试管,分别放入1cm×6cm的

。

-1(2)再分别加入pH为4.8，物质的量浓度为0.1 mol·L的 缓冲液10mL、11mL。

(3)在加入lOmL缓冲液的试管中加入1mL 。

(4)将2支试管固定在摇床上，振荡反应1ｈ。结果：加纤维素酶的滤纸条被分解，另一支中的未分解。则证明： 。

15.植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题: （1）分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖3

苷酶可将

分解成

。

（2）在含纤维素的培养基中加入刚果红（CR）时，CR可与纤维素形成 色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的

。 （3）为从富含纤维素的土壤中分离获得纤维素分解菌的单菌落，某同学设计了甲、乙两种培养基（成分见下表）：

培养基甲

培养基乙

酵母膏

+ + 无机盐

+ + 纤维素粉

+ - 琼脂

- + CR溶液

+ + 水

+ + 注：“+”表示有，“－”表示无。

据表判断，培养基甲 （填“能”或“不能”）得到纤维素的分解菌，原因 ；培养基乙

（填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是

。 16.（2015年江苏)人工瘤胃模仿了牛羊等反刍动物的胃,可用来发酵处理秸秆,提高秸秆的营养价值。

为了增强发酵效果,研究人员从牛胃中筛选纤维素酶高产菌株,并对其降解纤维素能力进行了研究。请回答下列问题: (1)在样品稀释和涂布平板步骤中,下列选项不需要的是 _ (填序号)。 ①酒精灯 于培养皿 ③显微镜 ④无菌水 (2)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜过多的原因是 。

(3)向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用

酒精棉球擦净的原因是

。 (4)刚果红可以与纤维素形成红色复合物,但并不与纤维素降

解产物

纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。研究人员在刚果红培养基平板上, 筛到了几株有透明降解圈的菌落(见右图)。

图中降解圈大小与

纤维素酶的

有关。 图中降解纤维素能力最强的菌株是 (填图中序号)。 (5)研究人员用筛选到的纤维素酶高产菌株J1和J4,在不同温度和pH条件下进行发酵, 测得发酵液中酶活性的结果见下图,推测菌株 更适合用于人工瘤胃发酵,理由是

。

17.（2013年宁夏高考理综试卷）临床试用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：

（1）

为了从样本中获取致病菌菌落，可用 法或__ 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。

（2）

取该单菌落适当稀释，用 法接种于固体培养基表面，在37℃培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。

（3）

为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A，B，C，D四种抗生素的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A ；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B ；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明 ；含D的滤纸

片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可

能是抗生素D的 _。

（4）

根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选择抗生素 。

4

（学案6）专题2微生物的培养与应用

课题3分解纤维素的微生物的分离答案

【巩固训练】1D 2C 3B 4B 5D 6A 7D 8B 9C 10A 11C 12B 13B 14．(1) 滤纸条 (2) 醋酸—醋酸钠 (3) 纤维素酶。 (4) 纤维素酶有分解纤维素的作用。

15.（1）纤维二糖 葡萄糖 （2）红 透明圈 （3）能 纤维素作为主要碳源 不能 乙培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

16. (1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性

①

(5)J4 发酵过程会产热和产酸,J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

17.（1）平板划线法 稀释涂布平板法 （2）稀释涂布平板法

（3）敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性较A的弱 耐药菌

（4）A

（学案6）专题2微生物的培养与应用

课题3分解纤维素的微生物的分离答案

【巩固训练】1D 2C 3B 4B 5D 6A 7D 8B 9C 10A 11C 12B 13B 14．(1) 滤纸条 (2) 醋酸—醋酸钠 (3) 纤维素酶。 (4) 纤维素酶有分解纤维素的作用。

15.（1）纤维二糖 葡萄糖 （2）红 透明圈 （3）能 纤维素作为主要碳源 不能 乙培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

16. (1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性

①

(5)J4 发酵过程会产热和产酸,J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

17.（1）平板划线法 稀释涂布平板法 （2）稀释涂布平板法

（3）敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性较A的弱 耐药菌

（4）A

（学案6）专题2微生物的培养与应用

课题3分解纤维素的微生物的分离答案

【巩固训练】1D 2C 3B 4B 5D 6A 7D 8B 9C 10A 11C 12B 13B 14．(1) 滤纸条 (2) 醋酸—醋酸钠 (3) 纤维素酶。 (4) 纤维素酶有分解纤维素的作用。

15.（1）纤维二糖 葡萄糖 （2）红 透明圈 （3）能 纤维素作为主要碳源 不能 乙培养基中没有纤维素，不会形成CR-纤维素红色复合物，即使出现单菌落也不能确定其为纤维素分解菌

16. (1)③ (2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果

(3)避免培养基污染棉塞 (4)量与活性

①

(5)J4 发酵过程会产热和产酸,J4 菌株在较高温度和酸性环境下酶的活性更高

17.（1）平板划线法 稀释涂布平板法 （2）稀释涂布平板法

（3）敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性较A的弱 耐药菌（4）A

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