1、微生物的培养与应用专题二课题3 分解纤维素的微生物的分离专题二课 堂 合 作 探 究2思 维 创 新 升 华3知 识 体 系 构 建4课时作业5课 前 预 习 导 学1课 前 预 习 导 学 1.简述纤维素酶的种类及作用。2掌握从土壤分离某种特定微生物的操作技术。3分析分离分解纤维素微生物的实验流程。一、纤维素与纤维素酶 1纤维素(1)化学组成：由_三种元素组成，是地球上含量最丰富的_类物质。(2)分布及作用：_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；纤维素是构成植物_的主要组成成分之一。(3)某些商品纤维素 水溶性的_(CMCNa)不溶于水的_(Avicel)C
2、、H、O多糖棉花细胞壁羧甲基纤维素钠微晶纤维素 2纤维素酶(1)组成：纤维素酶是一种_，包括三种组分，即_、_、_。(2)作用：C1酶和Cx酶使纤维素分解成_，_，将纤维二糖分解为_。复合酶C1酶Cx酶葡萄糖苷酶纤维二糖葡萄糖苷酶葡萄糖 二、纤维素分解菌的筛选 1方法：_染色法。2原理(1)含纤维素的培养基中加入的_，可与纤维素形成_；(2)当纤维素被_分解后，形成的_、_不和刚果红发生这种反应，红色复合物就无法形成，培养基中出现以_为中心的透明圈，可通过是否产生_来筛选纤维素分解菌。刚果红刚果红红色复合物纤维素酶纤维二糖葡萄糖纤维素分解菌透明圈 三、实验设计 1流程 2纤维素分解菌大多分布在
3、_的环境中。3通过选择培养基可增加纤维素分解菌的浓度。梯度稀释透明圈富含纤维素 教材P28“旁栏思考题”1本实验流程与课题2的流程的区别为：课题2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。本课题通过选择培养，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。其他步骤基本一致。2由于生物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于普通环境。3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生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。教材P29“旁栏
4、思考题”1方法一：缺点是操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；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：优点是操作简便，不存在菌落混杂问题。缺点是由于培养基中还含有淀粉类物质，可以使能产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应；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。2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。课 堂 合 作 探 究 1.原理：刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二
5、糖和葡萄糖反应。当纤维素被纤维素酶分解后，该复合物无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。2目的：通过颜色反应直接筛选微生物。纤维素分解菌的筛选(刚果红染色法)3方法与比较方法操作优点缺点方法一先培养微生物，再加入刚果红显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂方法二倒平板时加入刚果红操作简便，不存在菌落混杂的问题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透明圈较为模糊的假阳性反应；有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红而形成明显的透明圈鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，常用
6、的刚果红染色法有两种，一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应；另一种是倒平板时就加入刚果红。两种染色法的结果是 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 解析两种刚果红染色法虽然程序不同，但最终都会使培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。答案为A。答案A 纤维素分解菌的筛选原理是()A刚果红可以与纤维素形成红色复合物 B刚果红可以与水解后的纤维二糖和葡萄糖形成红色复合物 C刚果红可以与纤维素酶形成红色复合物 D刚果红可以与纤维素分解菌结合形成红色复合物 答案A 解析刚果红是一种染料，它可以与纤维素形成红色复合物，但并不和水解后的纤维
7、二糖和葡萄糖发生这种反应。刚果红也不与纤维素酶或纤维素分解菌结合形成红色复合物。1.实验原理 分离分解纤维素的微生物的实验设计 2实验流程 设置对照 将上述操作过程中的选择培养基改为不含纤维素的培养基，如牛肉膏蛋白胨基础培养基，其余过程均与过程相同。(3)梯度稀释 用1mL无菌吸管从选择培养其中吸取1mL培养液注入盛有9mL无菌水的试管中，吹吸三次，使充分混匀；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101、102、103、104、105、106倍的各种稀释液。(4)涂布培养 将鉴别培养基三个平板分别用记号笔写上104、105、106倍的
8、三种稀释度，另取三个不含纤维素的培养基平板，分别用记号笔写上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倍的三管稀释液中吸取0.1mL对号滴入已写好稀释度的平板上，用无菌涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀。将培养基平板倒置于3037温室中培养12d，每隔24h观察菌落情况。特别提示：在实验操作中，土壤取样、选择培养、梯度稀释、涂布等步骤都需注意无菌操作。分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()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，但培养纤维素分解菌少 C经稀释培养后，用刚果红染色 D对照组可用等量的培养液涂
9、布到不含纤维素的培养基上 解析经选择培养后，再经稀释，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；选择培养可省略；经稀释培养后，用刚果红染色；设置对照能证明经选择培养后，的确得到了大量欲分离的微生物。答案A 纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题：(1)在培养纤维素分解菌的过程中，进行平板划线时，每次划线结束后仍然要灼烧接种环，原因是_。(2)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用_染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时得到了如图所示的结果，则纤维素分解菌位于()AB CD(3)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时
10、除了营养不同外，最主要的实验条件差别是_，该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目_。(4)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中，为了抵制外界酸和碱对酶活性的影响，采取的措施是向提取液和分离液中添加_。若探究纤维素酶活性的最适温度，如何设置对照？_。答案(1)及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境或感染实验操作者(2)刚果红 A(3)保证无氧环境 小(低)(4)缓冲溶液 不同的温度梯度之间相互对照 解析(1)灼烧接种环最直接的是杀死残留微生物，结束后灼烧是为了避免污染环境、感染实验操作者。(2)刚果红与纤维素形成的红色复合物在纤维素被分解后将不再形成，可在培养基上出现以纤维素
11、分解菌为中心的透明圈。(3)牛胃是一个厌氧的环境，所以其中的纤维素分解菌与需氧型醋酸菌培养条件有所不同。因是活菌计数，所以部分死亡菌不能计数。另外当菌落重合时，只能计数为一个菌落，所以偏小。(4)探究最适温度可设置一系列的温度梯度相互对照，其他无关变量要适宜。思 维 创 新 升 华 1纤维素酶的应用 纤维素酶可以作为畜禽饮料添加剂。其作用机制在于它可破坏植物细胞壁，使胞内原生质暴露出来，由内源酶进一步降解，所以除了细胞壁被降解供能外，还提高了胞内物质的消化率，从而有效地提高了饮料的有效能值。2分离纤维素分解菌的几个关键步骤为：分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基为
12、液体培养基，以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；因培养基中无凝固剂，为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。刚果红染色法就是应用的此培养基。3对照实验的设置 判断某个培养基是否具有选择作用时，应设立基础培养基进行对照。本实验方案中应设置普通培养基(或牛肉膏蛋白胨培养基)作为对照实验。分离纤维分解菌先进行选择培养，其目的是增加纤维素分解菌的浓度；然后经梯度稀释后，再涂布到鉴别培养基上。判断所使用的培养基是否被杂菌污染时，应设立不接该菌种的培养基进行空白对照。4鉴别培养基 利用细菌分解糖类和蛋白质的能力及其代谢产物的不同，在培养基中加入特定的作用底物和指示剂，观察细菌生长过程中分解底物所释放的不同产物，通过指示剂的反应不同来鉴别细菌。本实验中的培养基加入刚果红，可鉴别纤维素分解菌。如在培养基中加入伊红美蓝，可鉴别饮用水或乳制品中是否有大肠杆菌，若有，菌落呈现黑色，并带有金属光泽。知 识 体 系 构 建 答案染色鉴别 纯化培养课 时 作 业（点此链接）
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