课题3　分解纤维素的微生物的分离特级教师教学实录

课题3 分解纤维素的微生物的分解

【学习目标】

1.

阐述纤维素酶的种类及应用

2.

从土壤中分离出分解纤维素的微生物

3.

讨论分解纤维素的微生物的应用价值

【重点难点】

重点：从土壤中分离出分解纤维素的微生物

难点：从土壤中分离出分解纤维素的微生物[来源:学_科_网]

【预习案】

任务一、基础知识

1.纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，植物每年产生的纤维素能被土壤中的某些微生物分解利用，是因为它们能产生 。对这些微生物的研究与利用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产 ，用 处理服装面料等。

2.纤维素酶是一种复合酶，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。

3.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。

4.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

任务二、实验操作

1.土壤取样

选择 的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。根据生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中 的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。

2.选择培养

选择培养的目的：增加 ，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

3.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。

4.分离分解纤维素的微生物实验流程：

土壤取样→

→梯度稀释→ → 。

【探究案】

探究点一、本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

探究点二、土壤取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？

探究点三、选择培养的目的是什么？回答资料二中提出的三个问题。

探究点四、为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

[来源:学,科,网]

【训练案】

1.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是：（ ）

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．富集培养这一步可省略，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

2．培养流感病毒时，应选用（ ）

A．固体培养基 B．含有多种无机盐的培养液 C．活的鸡胚 D．无菌的牛肉汤

3．以下关于微生物对氧的需求的叙述中正确的是（ ）

A．产甲烷杆菌属厌氧呼吸，但氧的存在不影响其生存

B．链球菌进行厌氧呼吸，不能接触空气

C．黄色短杆菌在氧气充足时才能产生谷氨酸

D．谷氨酸棒培育杆菌是厌氧呼吸

4．可以使微生物细胞内蛋白质、核酸发生不可逆破坏的环境加素是（ ）

A．高温 B.营养成分的变化 C.氧含量 D.温度、pH、氧的共同作用

5．微生物（除病毒外）需要从外界吸收营养物质并通过代谢来维持正常的生长和繁殖。下列有关微生物营养的说法正确的是（ ）

A．乳酸菌与硝化细菌所利用的碳源物质是相同的 B．微生物生长中不可缺少的一些微量的无机物称为生长因子 C．培养基中的营养物质浓度越高对微生物的增殖越有利

D．生长因子一般是酶或核酸的组成成分，微生物本身合成这些生长因子的能力往往不足

6．下列有关味精生产的一些措施的叙述，正确的是 ( ) A．常用的菌种是谷氨酸棒状杆菌和金黄色葡萄球菌 B．培养基是含有五种营养成分的合成培养基 C．在发酵中要控制的只是温度、pH、通气量 D．味精是谷氨酸经Na2CO3中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离而成

7．菌落形成的根本原因是( ) A．细菌有鞭毛

B．细菌能运动

8．在接种操作的过程中，不正确的是( ) A．要将接种环灼烧灭菌 B．取下棉塞后要将试管口灼烧灭菌

C．培养基有琼脂 D．子细胞成为群体

C．将接种环伸入试管内，先接触长菌多的部位 D．接种后还要将管口灭菌加塞9．高压蒸气灭菌的原理是( ) A．高压使细菌DNA变性 B．高压使细菌蛋白质凝固变性 C．高温烫死细菌 D．高温使细菌DNA变性

[来源:学_科_网]

10．某种细菌每30分钟分裂一次，开始接种时为3个细胞，在对数生长期培养5个小时后，问此时有多少细胞？( ) A．15 B．48 C．1024 D．3072 11.（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_______。

12.富集培养是微生物学中最强有力的技术手段之一。主要是指利用不同微生物间生命活动特点的不同，制定环境条件使仅适应条件的微生物旺盛生长，从而使其在群落中的数量大大增加，人们能够更容易地从自然界中分离到所需的特定微生物。富集条件可根据所需分离的微生物的特点，从物理、化学、生物及综合多个方面进行选择，如温度、pH、紫外线、高压、光照、氧气、营养等许多方面。右图描述了采用富集方法从土壤中分离能降解对羟基苯甲酸的微生物的实验过程。

（1）本实验所需培养基为 ，碳源 为 。

（2）实验原理是 。

（3）①→③重复培养的目的是

。

（4）⑤的菌落中大部分是降解 的微生物。

（5）⑥为 组，⑦为 组，设置⑥的目的是 。

（6）接种到⑥

的培养基中，在操作过程中为防止污染应注意的事项是 。

记忆大餐：

1、纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素，其中棉花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纤维素酶。

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。

3、筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。

4、筛选纤维素分解菌的原理是：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。

5、分离分解纤维素的微生物的实验流程图：

土壤取样

[来源:学科网ZXXK]选择培养

梯度稀释

涂布到鉴别纤维素分解菌培养基上

微生物培养

纯化培养

挑选产生透明圈的菌落

6、土壤取样：选择纤维素丰富的环境。生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。

7、将滤纸埋在土壤中，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。

8、纤维素分解菌选择培养基属于液体培养基，原因是没有添加琼脂成分。选择培养的目的是：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物

9、培养基选择作用机制是以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。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。

10、“刚果红染色法”，比较两种染色法的各自的优缺点：

染色优点

法

颜色反应基本上是

方法纤维素分解菌的作一

用

操作简便

方法不存在菌落混杂问二

题

圈。

11、在选择培养条件下，可使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有些微生物能降解色素，形成明显的透明产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

刚果红会使菌落之间发生混杂

操作繁琐

缺点

的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“浓缩”的作用。

12、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液体 发酵和固体发酵。

13、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。