课题3　分解纤维素的微生物的分离课程导入

学习卷 科目生物 设计者赵群山 高三年级 班 组 学生姓名 课题3 分解纤维素的微生物的分离

一、预习与质疑（课前完成）

（一）预习内容

课本P27-30

（二）预习目标

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；学会从土壤中分离某种特定微生物的原理和操作技术。

3．知道分解纤维素的微生物的应用价值。

（三）预习检测

一、纤维素与纤维素酶

1．纤维素的化学组成： 三种元素，是一种 糖。

2．纤维素的分布： 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。

3．纤维素酶的作用：纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即

酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。

二、纤维素分解菌的筛选 1．筛选方法： 染色法。

2．筛选原理：刚果红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，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以 为中心的透明圈，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。

三、试验设计

分离分解纤维素的微生物的实验流程图如下：

→

→梯度稀释

→

→

1．土壤取样：采集土样时，应选择富含 的环境。 2．选择培养：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：

【思考1】纤维素分解菌选择培养基属于 培养基，原因是什么？

【思考2】该培养基选择作用机制是什么？

【思考3】若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是什么？

（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）)制备选择培养基：参照课本旁栏中的比例配制。

（3）选择培养：称取土样20g，在无菌条件下加入装有30mL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1～2d，直至培养液变 。也可重复选择培养。

17（4）梯度稀释：依次将培养液稀释10～10倍。思考是如何操作的？

（5）将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

46<1>制备培养基：参照课本旁栏中的比例。 <2>倒平板操作。 <3>涂布平板：将稀释度为10～10的菌悬液各取0.1 mL涂布在平板培养基上，30℃倒置培养。

（6）刚果红染色法：挑选产生 的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。

【思考4】本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

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3．刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种【阅读资料三“刚果红染色法”，比较两种染色法的各自的优缺点】（见“疑难点拨”3）

【思考5】为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？（见“疑难点拨”4）

四、结果分析与评价

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。

二、检测与反馈（课堂完成） 1．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是 ( ) A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌 C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌

2．关于选择培养叙述正确的是 ( ) A．可以增加纤维素分解菌的浓度 B．可以减少纤维素分解菌的浓度

C．所用培养基是固体培养基 D．所用培养基是平板培养基

3．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

4．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

5．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

6．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

7．选择培养的结果是培养液变

（ ）

A．清澈 B．混浊 C．红色 D．产生透明圈

8．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．①⑤

9．两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

10．鉴别纤维素分解菌的培养基中碳源为（ ）

A．CMC-Na B．木聚糖 C．纤维素 D．裂解酶

11．下列生物能分解纤维素的是（ ）

①人 ②兔 ③牛 ④蘑菇 ⑤纤维杆菌

A.①②③④⑤ B.②③⑤

C.②③④⑤ D.③⑤

12．在加入刚果红的纤维素培养基中出现透明圈的菌落是（ ）

A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌 C．乳酸菌 D．分解纤维素的细菌

13．纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括 种组分，即 、 和 。

14．当纤维素被 分解后，刚果红一纤维素复合物就无法形成，培养基中会出现以 为中心的透明圈。这样，我们就可以通过是否产生 来筛选纤维素分解菌。

15.【2013·新课标·T35】（15分）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单菌落，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，使专题2-3 《微生物的培养与应用》

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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，最好应选用抗生素 。

15.（1）平板划线 稀释涂布平板

（2）涂布平板（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

【疑难点拨】

1．分离分解纤维素的微生物的实验流程与稀释液的取样培养流程图有何异同？

它们的区别是：稀释液的取样流程图是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为唯一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌落。分离分解纤维素的微生物的实验流程通过选择培养，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。其他步骤基本相同。

2．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？

将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌的生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。

3．两种刚果红染色法的比较

刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过20年的历史，在本课题中我们给出了两种方法。方法一是传统的方法，缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；其优点是这样显示出的颜色反应基本上纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂的问题，缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质，可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。

4．为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

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。

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