课题3　分解纤维素的微生物的分离多媒体教学设计及其点评

专题2

课题3 分解纤维素的微生物的分离

基础知识

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

土壤中纤维素分解菌的分离的实验方案

：

分解纤维素的微生物的分离的试验流程

、

、

、

、

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〗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20 g，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1～2 d，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

<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104～106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？

3.刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种即

两种方法的优点与不足：

〖思考5〗为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？

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。

典型例题分析

【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：

(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。

(2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用?如果具有，又是如何进行选择的? 【例2】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为10的培养基中得到以下几种统计结果，正确的是…( )

A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230 B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238 C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和2墨6，取平均值163 D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是2l0、240和250，取平均值233 【例3】用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( ) A．未接种的选择培养基

B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基

C．接种了的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基

D．接种了的选择培养基

【例4】纤维素酶可以将下列哪种物质分解…………( ) A．牛肉片 B．鱼片 C．滤纸条 D．塑料条

【例5】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

【例6】本实验关于选择培养目的叙述正确的是…( ) 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

6基础自测

1．PCR技术要求使用耐高温的DNA聚合酶，这种酶要能忍受93℃左右的高温。如果请你来寻找这种耐高温的酶，你会去哪里寻找………( )

A．土壤中 B．海水中 C．热泉中 D．冷库中

2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是………………( )

A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水

B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水

C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水

D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水； 63.某同学在稀释倍数为10的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)…( )

89A．2.34×10 B．2.34×10 C．234 D．23.4 64.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应10培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因( ) ①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有设置对照

A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④

5.关于土壤取样的叙述错误的是………( )

A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3cm左右，再取样

C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤

6．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

7．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

8．刚果红能与哪项物质形成红色复合物( ) A．纤维二糖 B．纤维素 C．葡萄糖 D．麦芽糖

专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离

[参考答案]：

一、1.C H O 多糖 2.棉花 3.复合酶 C1 Cx 葡萄糖苷 纤维二糖 葡萄糖

二 1. 刚果红 2.红色复合物，纤维素分解菌，是否产生透明圈

三、（流程参考课本P138） 1. 纤维素 2〖思考1〗液体，没有添加琼脂成分. 〖思考2〗以纤维素粉为唯一碳源，只有纤维素分解菌才能生存。

〖思考3〗将纤维素粉改为葡萄糖。

(1)纯度 (3).摇床

混浊(4)参照专题1的稀释操作， (6).透明圈

〖思考4〗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。

3.一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。

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是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于在纤维素粉和琼脂、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而形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。

〖思考5〗在选择培养条件下，可使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。

四 1 发酵产纤维素酶，

液体发酵和 固体发酵

2葡萄糖

四：典例分析

1 答案：(1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。

2 答案：D 3 答案：C 4 C 5C 6A 基础自测

一、1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6 D 7C 8B