课题3　分解纤维素的微生物的分离教学设计与反思

课题3 分解纤维素的微生物的分离

课型：新授课 【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。

3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

【自主学习】

一、课题背景分析

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。

二.基础知识：

（一）纤维素和纤维素酶

阅读课本27页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：

1、纤维素在生物圈的分布状况？

纤维素是地球上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 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 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将 分解成葡萄糖。

（二）纤维素分解菌的筛选

阅读课本课本28页相关部分，回答下列问题：

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

〖针对性练习1〗下列关于纤维素酶的说法，错误的是

A、纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种 B、纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖

C、纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁 D、葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖

三、实验操作

分离分解纤维素的微生物实验流程：

土壤取样→ →梯度稀释→ → 。

本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同？

提示：本实验流程与课题2的流程的区别如下。课题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其他步骤基本一致。

(一)

土壤取样

采集土样时，应选择富含纤维素的环境。若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素

的微生物生长。

取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？

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。

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？

提示：将滤纸埋在土壤中能使 ，实际上是人工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约 cm左右腐殖土壤中。

（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？

是液体培养基，原因是配方中无凝固剂。

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？

有选择作用，本配方中的碳源是纤维素，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

用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照。

3、选择培养

（三）梯度稀释

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101～107倍。将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

（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。

3.涂布平板：将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布到平板培养基上，30℃倒置培养，菌落周围会出现明显的透明圈。

4.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。）

（五）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。

1．下面是弗来明对青霉素的早期研究过程：发现问题：在培养细菌的器具中发现一种青霉菌，在这种青霉菌的周围有没有其它细菌生存?为什么会产生这种现象? 提出假设：

设计实验：在液体中培养青霉菌后，考察这种液体对细菌增殖的影响。

实验结果：培养液使细菌的增殖停止。

瓶颈突破---疑难解析

【典例1】某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵菌混在一起。该同学设计下面的实验，分离得纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。

(1)实验原理：圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。

(2)材料用具：（略）

(3)主要步骤：①制备两种培养基，一种是 培养基，另一种是 培养基，将两种培养基各自分成两份，依次标上A、a和B、b。

②分别向A、B培养基中接种混合菌，适宜条件培养了3—4天。

③分别从A、B培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a、b培养基中，适宜条件下培养3—4天。

(4)请同答：①将题中的空处填充完整： 培养基和 培养基。

②本实验中，根据上述原理配制的培养基的类型属于 培养基。

③根据所需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意 。

④实验步骤中第③步的目的是 。

⑤圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异为 。

⑥青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌等真菌生长繁殖的原因是 。

【限时训练】

A．青霉菌与细菌之间是共生关系 B．青霉菌污染了细菌生存的环境

C．青霉菌产生了对人体有益的物质 D．青霉菌能产生抑制细菌增殖的物质

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

C．培养基有琼脂

D．子细胞成为群体

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．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

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