课题3　分解纤维素的微生物的分离ppt课件配套教案内容

专题2课题3 分解纤维素的微生物的分离（学案）

【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。

【知识链接】

生物乙醇是指通过微生物的发酵将各种生物质（如农作物废弃物、木材、木材废弃物等）转化为燃料酒精。它可以单独或与汽油混配制成乙醇汽油作为汽车燃料。农作物废弃物、木材、木材废弃物等物质里面中含有大量的纤维素，那如何将纤维素转化成乙醇？

【新知预习】

一、基础知识

1．纤维素与纤维素酶

(1)纤维素是一种由________首尾相连而成的________化合物，是含量最丰富的________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。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________。[来源:学§科§网Z§X§X§K][来源:学。科。网Z。X。X。K]

(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。

思考：

构成纤维素和纤维素酶的单体分别是 和 。

2．纤维素分解菌的筛选

(1)筛选纤维素分解菌的方法是____________法。该方法可以通过________反应直接筛选。

(2)筛选原理：刚果红是一种________，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成____________，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当纤维素被________分解后，____________无法形成，出现以_____________为中心的________，我们可以通过_______________来筛选纤维素分解菌。

二、实验设计

1．土壤取样

采集土样时，应选择富含纤维素的环境。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

(1)目的：增加纤维素分解菌的__________，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

(2)操作方法：称取土样20 g，在无菌条件下加入装有30 mL培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在_________上，在一定温度下振荡培养1～2 d，直至培养液变__________。也可重复选择培养。

1

(3)培养基选择作用机制是以__________为唯一碳源，只有____________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______________________________。

3．梯度稀释:依次将培养液稀释10～10倍。

4．将样品涂布到__________________纤维素分解菌的培养基上。[来源:Z#xx#k.Com]17

常用的刚果红染色法有两种，一种是先培养__________________，再加入________进行颜色反应，另一种是在________时就加入刚果红。挑选产生________的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。

三、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__________________实验，纤维素酶的发酵方法有________发酵和________发酵。

2．纤维素酶测定方法，一般是采用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。

【问题探讨】

1.为什么要在富含纤维素的环境中找纤维素分解菌？

2.将滤纸埋在土壤中有什么作用？

3.P29旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？

4.P29旁栏中的选择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？

5.你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？

6.

为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

【课堂练习】

1.下列关于纤维素和纤维素酶的叙述，不正确的是（ ）

A.纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物

B.纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，是因为这些微生物能产生纤维素酶

C.葡糖糖苷酶可直接把纤维素分解成葡萄糖

D.纤维素酶能去掉植物的细胞壁

2

2.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.纤维素分解成的葡萄糖与刚果红反应形成的复合物

D.以纤维素分解菌为中心形成的

3.在从土壤中分离出分解纤维素的微生物实验中，先进行选择培养，再进行刚果红染色法筛选。关于选择培养叙述正确的是（ ）

A.可在形成的菌落上获得纤维素分解菌种 B.选择培养不可以省略，但可以重复操作

C.可杀灭不需要的微生物 D.增加纤维素分解菌的浓度

4.现在大力提倡无纸化办公，但是仍然不可避免的每年要产生大量的废纸，其主要成分是木质纤维，人类正努力将其转化为一种新的资源——生物乙醇。右图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工作流程，请回答相关问题。

(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在_______________的环境中。将从土壤中获得的微生物培养在以_____________为碳源，并加入____________________的固体培养基上筛选周围有_____________的菌落。

(2)如上所述的筛选中获得了三个菌落，对它们分别培养，并完成环节②，且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同，则你认为三种酶液的活性______________(“一定相同”“不一定相同”“一定不同”)，可以通过_____________________________进行定量测定。

(3)根据测定结果：①环节常选择木霉，则②中获得的酶是____________酶。该酶至少包括____________________________________三个组分。

(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是_____________，为了确保获得产物乙醇，⑤环节要注意_____________，④过程要注意避免_____________。

5.下表是某种培养基成分含量表。请据表回答：

编号

成分

含量

①

NH4HCO3

0.5g ②

KHPO4

0.3g ③

CaSO4

0.5g ④

FeCl2

0.5g ⑤

维生素

少许

⑥

H2O 100mL ⑴若用于培养微生物，该培养基中有_____类营养物质，可培养的微生物的同化作用类型是________。

⑵若用该培养基筛选纤维素分解菌，应加入的物质是_________；为了鉴别纤维素分解菌菌落的存在与否还应加______________。

⑶若用此培养基纯化尿素分解菌，此培养基该如何调整？____________________________________；若要鉴定菌种，可在培养基中再加入___________，如果培养基变_____，则说明存在尿素分解菌。

3

自我检测

1．下列哪种物质可以被纤维素酶分解(

) A．牛肉片 B．淀粉 C．滤纸条 D．塑料条

2．下列有关刚果红染色法的叙述，不正确的是(

) A．刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入

B．刚果红可以在菌落形成后加入

C．刚果红在菌落形成前倒平板时加入，加入的刚果红不需要灭菌

D．在菌落形成后加入刚果红时，刚果红不需要灭菌

3.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.含有蛋白胨的固体培养基上 B.加入指示剂的鉴别培养基

C.只含纤维素粉而无其他碳源的选择培养基上 D.含有四大营养物质的培养基上

4.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计，下列流程正确的是(

) A．土壤取样→稀释涂布平板→选择培养→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

5．通过分离分解纤维素的微生物实验，对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，这只是分离提纯的第一步,如果要确定的到纤维素分解菌还需要进行(

) A．发酵产纤维素酶的实验 B．提取纤维二糖的实验

C．浓缩纤维素分解菌的实验 D．提取葡萄糖的实验

6．利用农作物秸秆等纤维质原料生产的乙醇，经加工可制成燃料乙醇，这种“绿色能源”的开发备受世界关注。农作物秸秆经预处理后，应该选用某种酶进行水解处理，使之转化为发酵所需的葡萄糖。你认为这种酶可从以下哪种微生物中提取(

) A．制作腐乳的毛霉 B．酿制果醋的醋酸菌 C．生长在腐木上的霉菌 D．土壤中尿素分解菌

7.下列关于纤维素酶的叙述中不正确的是(

) A．纤维素酶可将纤维素先分解为纤维二糖再分解为葡萄糖

B．纤维素酶含有C、H、O、N等化学元素

C．用纤维素酶处理玉米根尖成熟区细胞后，将细胞放入0.3g/mL的蔗糖溶液中出现质壁分离现象

D．纤维素酶是一种复合酶

8.分离纯化乳酸菌的固体培养基中因含有碳酸钙而不透明，乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。因此，在分离纯化时应挑选具有_____________的菌落作为候选菌。

4