课题3　分解纤维素的微生物的分离教案设计

选修1专题2—3 课纤维素分解微生物的分离

导学案

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【学习目标】简述纤维素酶的种类及作用；掌握从土壤中分离出纤维素的微生物的方法。

【课堂学习】

活动１：阅读教材P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）纤维素是一种由 相连而成的 类化合物。

2．（记忆）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素在 的催化作用分解。

请完成下列过程：

3．（理解）实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

活动２：阅读教材P28“纤维素分解菌的筛选”，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）选纤维素分解菌的方法是 法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。

2．（记忆）其原理是：刚果红与纤维素形成 ，当纤维素被 分解后，红色复合物无法形成，出现以 为中心的 ，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

活动３：阅读教材P28“实验设计”部分，讨论并回答下列问题：

1．（理解）实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养的目的是什么？

使用的是纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

2．（对比）本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。

【活动4】阅读教材P29“资料二选择培养基”和栏旁培养基配方，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）纤维素分解菌选择培养基属于 （液体、固体）培养基。

（记忆）纤维素分解菌鉴别培养基属于 （液体、固体）培养基。

2．（记忆）纤维素分解菌选择培养基的选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有分解纤维素分解菌才能生存。

3．（理解）若设置对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖，

【课堂练习】

1.纤维素分解菌的选择培养基具有选择作用，原因在于其含有

A.NaNO3 B.KCL C.酵母膏 D. 纤维素粉

2.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. ④⑤

3.在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点？

A. 生物结构与功能相适应的观点 B. 生物结构与功能整体性观点 C.生物与环境相适应的观点

D. 生物发展进化的观点

4.利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是

A. 刚果红能与纤维素形成红色复合物 B. 若培养基上出现的透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌

C. 刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物 D. 刚果红能与纤维二糖形成红色复合物

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5．要将从土壤中提取的自生固氮菌与其他细菌分离开来，应将它们接种在

A．含五大类营养物质的培养基上 B．加入某种指示剂的鉴别培养基上

C．含蛋白胨等营养物质的培养基上 D．无氮的选择培养基上

6．下列关于微生物分离和培养的叙述，错误的是(

) A．微生物培养前，需对培养基进行消毒

B．测定土壤样品中的细菌数目，常用菌落计数法

C．分离土壤中不同的微生物，要采用不同的稀释度

D．分离能分解尿素的细菌，要以尿素作为培养基中的唯一氮源

7．下列关于微生物培养和利用的叙述不正确的是(

) ．A．利用稀释涂布平板法只能分离微生物不能对微生物进行计数

B．接种时连续划线的目的是将聚集的菌种逐步稀释获得单菌落

C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培养基可选择和鉴别尿素分解菌

D．用大白菜腌制泡菜的过程中亚硝酸盐含量变化是先增加后减少

8．关于微生物的叙述，错误的是(

) A．T2噬菌体由蛋白质和RNA组成

B．蓝藻无叶绿体，但能进行光合作用

C．通过诱变育种可获得青霉素高产菌株

D．赤霉菌分泌的赤霉素可促进植物生长

9．(2012·八校联考)微生物培养过程中，要十分重视无菌操作，现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染，请分析下列操作，错误的是(

) ①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢

②接种操作要在酒精灯火焰附近进行

③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒

④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌

⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌

⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌

A．①③

B．②④

C．③⑤

D．④⑥

10．请回答下列有关微生物的问题：

(1)微生物的分布：微生物主要分布在富含有机质的土壤表层；不同微生物对pH的要求不同，细菌常生活在________性的环境中。

(2)消毒和灭菌：在菊花组织培养中，对外植体常用______和氯化汞进行消毒；在微生物培养中，对培养基常用____________的方法进行灭菌。

(3)微生物的应用：在葡萄酒的自然发酵过程中，运用吸附在葡萄皮上的野生________发酵产生酒精。

(4)微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是________________和__________________。

(5)微生物的计数：运用活菌计数法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，原因是________________________________________________________________________

_。

(6)微生物的鉴定：为筛选出纤维素分解菌，应向培养基中加入__________染料，将呈红色反应，再依据培养基中是否产生__________来筛选纤维素分解菌。

5．如图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答有关问题：

（1）要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从高温热泉中寻找耐热菌，这说明

。

（2）接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，本实验宜采用

法，原因是

。

（3）用稀释涂布平板法统计菌落数目时，最好选择菌落数在

间的平板进行计数。若统计出在一稀释倍数为105的平板上的平均菌落数为30个，所用稀释液的体积为0.2 mL，则每克样品中的菌落数为

。

（4）某同学根据需要，配制了纤维素分解菌的培养基如下，整个实验过程严格执行无菌操作。

纤维

素粉

NaNO3

Na2HPO4·

7H2O KH2PO4

2 MgSO4·

7H2O KCl 酵母膏、

水解酪素

5g

1g 1.2g 0.9g 0.5g 0.5g 适量

如果将其中的纤维素粉换成

，菌落数

，即可说明选择培养基的作用。

10答案：(1)中性或微碱

(2)酒精

高压蒸汽灭菌

(3)酵母菌

(4)平板划线法

稀释涂布平板法

(5)当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落

(6)刚果红

透明圈

11．（1）根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找

（2）释稀涂布平板

平板划线法难以根据稀释体积计算每克样品中的细菌数

（3）30～300

1.5×107个

（4）葡萄糖

明显多于选择培养基上的菌落数

〖学习要求〗简述纤维素酶的种类及作用；掌握从土壤中分离出纤维素的微生物的方法。

【预习指导】在课前时间通过阅读教材、同学交流和讨论，完成下列问题，并初步巩固。

一、基础知识

【活动１】阅读教材P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）纤维素是一种由葡萄糖相连而成的高分子多糖类化合物。

2．（记忆）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。纤维素在纤维素酶的催化作用分解。

请完成下列过程：

3．（理解）实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？

在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

4．（记忆）1个酶活力单位（1U）是指在温度为25℃，其它反应条件最适宜情况下，在1min内转化1mmol的底物所需要的酶量。

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【活动２】阅读教材P28“纤维素分解菌的筛选”，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选。

2．（记忆）其原理是：刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。

二、实验设计

【活动３】阅读教材P28“实验设计”部分，完成实验方案流程图，讨论并回答下列问题：

1．（理解）实验流程中“选择培养”使用的是什么类型的培养基？该培养的目的是什么？

使用的是纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。

2．（对比）本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？

尿素分解菌的分离实验流程是将土样制成的菌悬液直接涂布在选择培养基上；本课题通过选择培养使细菌增殖后，再涂布在鉴别培养基上。其它操作基本基本共同。

【活动４】阅读教材P28“资料一土壤取样”，讨论并回答下列问题：

1．（理解）纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

2．（理解）为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？

生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

3．（理解）将滤纸埋在土壤中有什么作用？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。

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（记忆）滤纸应该埋进土壤多深？一般将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。

【活动５】阅读教材P29“资料二选择培养基”和栏旁培养基配方，讨论并回答下列问题：

1．（记忆）纤维素分解菌选择培养基属于液体（液体、固体）培养基。

（记忆）纤维素分解菌鉴别培养基属于固体（液体、固体）培养基。

2．（记忆）纤维素分解菌选择培养基的选择作用机制是什么？

以纤维素粉为唯一碳源，只有分解纤维素分解菌才能生存。

3．（理解）若设置对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将纤维素粉改为葡萄糖，

【活动６】阅读教材P29 “资料三刚果红染色法”，填表比较两种染色法的各自的优缺点：

染色法

方法一

纤维素分解菌的作用

操作简便

方法二

不存在菌落混杂问题

优点

颜色反应基本上是

缺点

操作繁琐

刚果红会使菌落之间发生混杂

产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈，

有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。

4．（理解）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。

三、操作提示、结果分析与评价、课题延伸

【活动７】阅读教材P30“课题延伸”，回答：

1．（记忆）为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产纤维素酶实验，纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。

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2．（记忆）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产生的葡萄糖含量进行定量测定。

【活动８】观看视频：观看“分解纤维素的微生物的分离”视频。

〖课后学习〗

1．尝试进行分解纤维素的微生物的分离。

2．基础训练册：将基础知识整理到作业本上；完成该节训练题。

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