课题3　分解纤维素的微生物的分离优秀完整教案

2016级生物导学案 编制时间2018年4月 10日 使用班级：2016级理科班 主备人：刘双林 复备人：李红梅 审核人签字：

专题2

微生物的培养与应用

课题3

分解纤维素的微生物的分离

班级

学习小组

学生姓名

教师评价

预习案

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

是自然界中纤维索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

。

（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。

[想一想]构成纤维素和纤维素酶的单体分别是什么?

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。

[想一想]如图是利用选择培养基筛选能够分解纤维素的细菌，观察结果能否说明获得分解纤维素的细菌?

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。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。

省级示范高中

建始一中

第

1 页

共

4 页

（3）纤维素分解菌选择培养基属于

培养基，原因是

。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101～107倍。

4．将样品涂布到

纤维素分解菌的培养基上。

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。

[想一想]本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些异同?

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。

[想一想]人体内环境中是否含有纤维素?人体血液中的葡萄糖可来源于纤维素的水解吗?

探究案

探究一

两种刚果红染色法比较

比较

项目

操作方法

优点

缺点

先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。显示出的颜色反操作烦琐；刚果红会方

即在长出菌落的培养基上，覆盖质量浓度为1 应基本上是纤维使菌落之间发生混法

mg／mL的CR溶液，10～15 min后，倒去CR素分解菌的作用

杂

一

溶液，加入物质的量浓度为1 mol／L的、NaCl溶液，15 min后倒掉NaCl溶液。此时产生纤维素酶的菌落周围就会出现透明圈

在倒平板时就加入刚果红。即配制质量浓度为操作简便，不存产生淀粉酶的微生方

10 mg／mL的CR溶液，灭菌后，按照每200 mL在菌落混杂问题

物也产生模糊透明法

培养基加入1 mL的比例加入CR溶液，混匀后圈；有些微生物能降二

倒平板。等培养基长出菌落后，产生纤维素酶解色素，形成明显的的菌落周围就会出现明显的透明圈

透明圈

省级示范高中

建始一中 第

2页

共4页

例1：下列对于刚果红染色法的叙述，不正确的是（

）

A．可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应

B．可以在倒平板时就加入刚果红

C．既可以先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，也可以在倒平板时就加入刚果红

D．可以将刚果红与培养基中其他物质一起放入培养基后再灭菌倒平板

变式：鉴别纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，刚果红染色法有两种常用方法，两种刚果红染色法的结果是（

）

（3）分离分解纤维素的微生物用的培养基均为固体培养基。

（

）

（4）分离分解纤维素的微生物不需要对照实验。

（

）

（5）选择培养基能够“浓缩”所需的微生物。

（

）

（6）测定培养液中微生物数量，可选用显微镜直接计数法计数。

（

）

（7）刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。（

）

（8）纤维素酶只包括三种组分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。

（

）

（9）筛选分解纤维素的微生物的培养基中是以纤维素为唯一碳源的选择培养基。

（

）

A．均会出现透明圈

B．方法一出现，方法二不出现

C．均不会出现透明圈

D．方法一不出现，方法二出现

探究二

纤维素分解菌的选择培养基和鉴别培养基的比较

项目

物理性质

培养基中纤维素的来源

微生物的生长情况

液体培养基，不含凝固剂，利以纤维素作为碳源和能纤维素分解菌

用液体培养基能使营养成分的选择培养基

充分消耗，在筛选的同时，又纤维素粉

源的微生物可以正常生有富集培养目的苗，提高浓度长，而其他绝大多数微的作用

生物不能正常生长

固体培养基，含凝固剂，刚果CMC—Na（可溶性纤维纤维素分解菌

红染色法就是利用这种培养素衍生物，可被C；酶的鉴别培养基

基，因为在这种培养基上能形分解为纤维二糖，也可绝大多数微生物都可以成肉眼可见的菌落

使刚果红染色的培养基正常生长

的红色褪去）

例2：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．未接种培养基上长出菌落

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

变式：下列关于分离纤维素分解菌的实验的叙述，错误的是

（

）

A．经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上

B．选择培养这一步可省略，但培养的纤维素分解菌少

C．菌液经稀释后，涂布到培养基上后，加刚果红染色

D．对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素分解菌的培养基上

当堂自测

1．判断题

（1）分离分解纤维素的微生物的实验流程与分离分解尿素的微生物的实验流程完全相同。（

）

（2）分离分解尿素的微生物只用了选择培养基，分离分解纤维素的微生物还用了鉴别培养基。

（

）

省级示范高中

建始一中 第

3 页

共

4 页

2．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→梯度稀释→稀释涂布平板→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

3．在对纤维素分解菌进行选择培养用液体培养基的目的是

（

）

A．用液体培养基可获得大量菌体

B．纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长

C．用液体培养基可以使菌体充分利用培养基中的营养物质

D．用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌

4．在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，一般先进行选择培养，其主要目的是（

A．完全除去其他微生物

B．没有意义，去掉这一步更好

C．增加纤维素分解菌的浓度

D．使纤维素分解菌充分长大

5．下列有关分解纤维素微生物的分离的叙述，不正确的是

（

）

A．纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵

B．对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后，无需再进行其他实验

C．纤维素酶的测定方法，一般是对所产生的葡萄糖进行定量的测定

D．纤维素酶是一种复合酶

6．当纤维素被纤维素酶分解后，会在培养基中出现一些透明圈，这些透明圈是

（

）

A．刚果红与纤维素形成的复合物

B．纤维素分解后的葡萄糖

C．由纤维素酶聚集在一起形成的

D．以纤维素分解菌为中心形成的

省级示范高中

建始一中 第

4页

共4页

）