课题3　分解纤维素的微生物的分离PPT专用教学设计内容

自辅教学案

科目：高二·生物

主备人：王换丽

审核人：肖艳 授课时间：

课题：2-3分解纤维素的微生物的分离

第1课时（总第6课时）

课型：新授

【目标要求】

［学习目标］

1．简述纤维素酶的种类及作用。

2．阐明从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

3．讨论分解纤维素微生物的应用价值。

［学习重点］

▲阐明从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

［学习难点］：

阐明从土壤中分离出分解纤维素的微生物。

【过程与方法】

［自学提要］

一、基础知识

（一）纤维素与纤维素酶

1．纤维素是由 组成的 类物质， 是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。

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纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成 。正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。

3．在做纤维素酶分解纤维素的实验过程中，如果没有摇床，可以采用 方法代替。

（二）纤维素分解酶的筛选

4．筛选纤维素分解菌可以用 法，这种方法能够通过 直接对微生物进行筛选。刚果红是一种 ，纤维素+刚果红→ 复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，刚果红一纤维素的红色复合物无法形成，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的 ，因此，可以通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。

思考：利用刚果红染色的方法有几种？各自的优缺点是什么？

方法一：先 ，再加入 进行颜色反应。

方法二：在 时就加入 。 二、实验设计

5．分离分解纤维素的微生物的实验流程图如下： → →梯度稀释→ → 。

[土壤取样] 选择 的环境。

思考：⑴此流程图与样品的稀释和稀释液的取样培养流程图有何异同？

⑵为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

⑶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？

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6.筛选中用到的两种培养基

①纤维素分解菌的选择培养基（ 培养基）

能够产生 酶的微生物才能利用作为碳源和能源物质；不能分解纤维素的微生物由于缺乏 而不能正常生长繁殖，因此该培养基具有 作用。

②鉴别纤维素分解菌的培养基（ 培养基）

微生物的某种代谢产物与培养基中的特定指示剂或化学药品发生反应。

①培养基组分

含量 提供的主要营养

纤维素粉

NaNO3

Na2HP04.7H20 KH2P04

KC1

酵母膏

5g lg

碳源

氮源、无机盐

②

培养基组分

含量 提供的主要营养

CMC-Na 酵母膏

KH2P04

琼脂

土豆汁

5～10 g 碳源

lg 碳源、氮源、生长因子

0.25 g 15 g 无机盐

凝固剂

1.2 g

0.9 g O．5g MgS04·7H20 0.5 g

无机盐

100 mL 碳源、生长因子

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1 000 mL 0.5 g 生长因子、碳源、氮源

水解酶素

0.5 g 氮源、生长因子

将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000mL

思考：为什么选择培养基能够“浓缩”

所需微生物？

三、结果分析与评价

7．如何判断培养基的制作是否合格？如何判断选择培养基是否筛选出目的菌落？

对照的培养基在培养过程中 （有或者没有）菌落生长，则说明培养基制作合格。如果鉴别培养基中观察到产生 的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。

8．分离的结果是否一致？

能够分解纤维素的微生物种类很多，不仅有细菌，还有霉菌、放线菌等。这些微生物的菌落特征各不 ，分解纤维素的能力也不相同，所以形成的菌落大小、形态以及透明圈的大小并不相同。由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是能够分解纤维素的细菌。但由于所取土样的环境不同，也可能得到能够分解纤维素的真菌和放线菌等不同的分离结果。

［自学反馈］

［探究释疑］

（14全国卷1）植物秸秆中的纤维紊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，其中的葡萄糖苷酶可将____ 分解成 。

(2)在含纤维素的培养基中加入刚果组(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）：

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酵母膏

无机盐

淀粉

纤维素粉

琼脂

CR溶液

水

+ + + + + - - + + + + + 培养基甲

+ 培养基乙

+ 注：“+”表示有，“一”表示无。

据表判断，培养基甲 （填“能”或“不能”）用于分离和鉴别纤维素分解菌，原因是____ ；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____ 。

［精练拓展］

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

2．2.生活在反刍动物胃内的纤维素分解菌，其新陈代谢类型是（

）

A. 自养需氧型

B. 异养厌氧型

C. 异养需氧型

D. 自养厌氧型

3．纤维素分解菌的筛选原理是( )。

A．刚果红可以与纤维素形成红色复合物

B．刚果红可以与水解的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物

C．刚果红可以与纤维素酶形成红色复合物

D．刚果红可以与纤维素分解菌结合形成红色复合物

4．在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，通常要进行选择培养，其目的是( )。A．分离纤维素分解菌 B．加快纤维素分解菌的生长速度

C．使纤维素分解菌均匀地分布在稀

D．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

5．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．加入指示剂的鉴别培养基上 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

6．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

7．分离土壤中纤维素分解菌所用到的方法是( )。

①稀释倒平板法

②涂布平板法

③单茵落挑取法

④选择培养基分离

A．①② B．②③④ C．②③ D．①③④

8．下列有关培养基和菌种鉴定的叙述，正确的是( ) A. 微生物培养所用的都是液体培养基

B. 利用半固体培养基上的菌落特征来判断和鉴别细菌的类型

C. 利用刚果红培养基上是否形成透明圈来筛选纤维素分解菌

D. 在无氮培养基中加入酚红指示剂鉴定尿素分解菌

9．某同学进行纤维素分解菌的分离与鉴别，下列能说明实验操作规范的是( )。

A．未接种的培养基上长出了菌落 B．选择培养结束后，选择培养基澄清

C．在长出菌落的培养基上，覆盖CR溶液后，没有出现透明圈

D．在添加有CR溶液的培养基上，菌落周围出现透明圈

10.刚果红染色法有两种方法，下列关于这两种刚果红染色法的说法，不正确的是( )。

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科目：高二·生物

主备人：王换丽

审核人：肖艳 授课时间：

A．方法一先加刚果红进行颜色反应，然后再培养微生物

B．方法二等培养基上长出菌落后，再加入刚果红

C．方法一、方法二均出现透明圈

D．透明圈是纤维素水解产物与刚果红反应后形成的复合物

11.纤维素、纤维素酶和控制纤维素酶合成的物质，它们的基本组成单位依次是( )。

A．葡萄糖、葡萄糖和氨基酸 B．葡萄糖、氨基酸和核苷酸

C．氨基酸、氨基酸和核苷酸 D．淀粉、蛋白质和核酸

12.纤维素酶在植物细胞工程方面有着广泛的应用，你认为在下列哪种生物体中提取纤维素酶比较合理？( ) A．发酵酵母 B．在腐木上生长的霉菌 C．高等植物细胞 D．白蚁体内的鞭毛虫

13.（2015年江苏卷）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

②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

。

【归纳整理】画出本节课的思维导图

【学/教反思】

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