课题3　分解纤维素的微生物的分离优秀公开课教案

一、教学导航

问题1

纤维素及纤维素酶的组成和作用是什么？

1.纤维素

⑴组成：C、H、O三种元素→______(C6H1206)(单体)→纤维素(C6H10O5)n(高分子化合物) ⑵含量：是地球上含量最丰富的____物质。

⑶分布：____是自然界中纤维素含量最多的天然产物。此外木材、作物秸秆等也含大量纤维素。

⑷性质：纤维素为白色、无气味的纤维状结构物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。与淀粉一样，纤维素不具有还原性，但在强酸、强碱或稀酸加压下能进行水解反应，产生葡萄糖，故其水解产物具有还原性。

⑸用途：纤维素可用于造纸、纺织、炸药制造等工业；食物中的膳食纤维具有刺激肠胃蠕动，促进消化液分泌的功能，被称为第七营养素。

2.纤维素酶

⑴组分与作用：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分：____、____和____________，前两种酶使纤维素分解成________，第三种酶将纤维二塘分解成________。

⑵实验验证纤维素酶的作用

①在2支20ml的试管中，分别放入1cm×6cm的________。

②再分别加入pH为4.8，物质的量浓度为0.1mol·L-1的____________缓冲液10ml、11ml。

③在加入10缓冲液的试管中加入1ml________.

④将2支试管固定在50ml的锥形瓶中，在摇床上以140r/min的转速________1h，观察结果。

结果：加纤维素酶的滤纸条被分解，另一支中的未分解。

证明：纤维素酶有____________的作用。

问题2

筛选纤维素分解菌的原理是什么？怎样设计实验分离纤维素分解菌？

1.筛选纤维素分解菌的原理【重点】

⑴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。

⑵原理

①刚果红（简称CR）可以与像纤维素这样的多糖物质形成____________，但并不何水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。

②纤维素分解菌能产生____________分解纤维素，____________________就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的________。

2.实验设计

⑴实验流程：土壤取样→________→________→将样品涂布到________________________上

→挑选产生________的菌落

⑵具体操作步骤【难点】

①土壤取样：纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，因此，采集土样时，可以选择

____________的环境。若找不到合适的环境，还可以将富含纤维素的物质，如滤纸等，埋在深约10cm左右腐殖土壤中使纤维素分解菌相对聚集，经过30d左右，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。

②选择培养（此步是否需要，应根据样品中的菌株数量是多少来确定）

a.目的：________________________，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。

b.制备选择培养基：参照教材（P29）旁栏中的比例配制的____培养基，由于碳源仅有________，故只有能够产生纤维素酶的微生物才能分解纤维素作为碳源和能源，其他微生物会因此缺乏碳源和能源而死亡。

c.选择培养具体步骤：称取20g土样，在无菌条件下加入装有30ml________的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培养1-2d，直至培养液____，也可重复选择培养。

d.设置对照：将选择培养基改为____________的培养基，如牛肉膏蛋白胨培养基。

③梯度稀释：用1ml无菌吸管从选择培养基中吸取____培养液注入盛有____无菌水的试管中，吹吸三次，使充分混匀；然后再用一支1ml无菌吸管从此试管中吸取1ml菌液注入另一支盛有9ml无菌水的试管中，以此类推配制成稀释101、102、103、104、105、106倍的各种稀释液。

④涂布培养：在三个____________平板分别用记号笔写上____________倍的三种稀释度，另取三个____________________平板，在其上也分别用记号笔写104、105、106倍的三种稀释度；然后用三支1ml无菌吸管分别由104、105、106倍的三种稀释液中吸取0.1ml，对号滴入已写好稀释度的平板上，用无菌玻璃涂棒在培养基表面轻轻地涂布均匀。

将培养基平板倒置于30-37℃温室中培养1-2d，每隔24h观察菌落情况。

⑤刚果红（CR）染色

a：____________，再加入刚果红进行颜色反应。b：在____________就加入刚果红。

优点

缺点

方法显示出颜色反应基本上操作繁琐，加入刚果红会使菌落之间发生混杂

一

是纤维素分解菌的作用

方法操作简便，不存在菌落①由于纤维素、琼脂和土壤汁中都含淀粉类物质，可能使产生二

的混杂问题

淀粉酶的微生物也形成透明圈，即发生假阳性反应；②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透明圈，与纤维素分解菌不易区分

⑥挑选产生透明圈的菌落：挑选产生明显透明圈的菌落，并接种到纤维素分解菌的选择培养基上，30-37℃的条件下培养，可获得纯培养物。

3.分离的纤维素分解菌的鉴定

⑴由于形成透明圈的菌落与其他微生物菌落出现混杂现象，产生透明圈的菌落可能是产生淀粉酶的微生物，也可能是降解刚果红的菌种形成的。

⑵原理：为确定的到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产________的实验，纤维素酶的发酵方法有________和________两种。

⑶纤维素酶的测定方法：一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的________进行定量的测定。