1、生 物 选修 人教版新课标导学专题二 微生物的培养与应用 课题3 分解纤维素的微生物的分离返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版学 习 目 标课 程 标 准1简述纤维素酶的种类和作用。2从土壤中分离能分解纤维素的微生物。(重点难点)3讨论从土壤中分离出的分解纤维素的微生物的应用价值。1掌握纤维素分解菌的筛选与鉴别2学会设计实验对纤维素分解菌进行分离与培养4 核心素养 5 问题释疑 6 知识构建 7 训练巩固 8 课时作业 1 自主学习 2 新知解读 3 指点迷津 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版自 主 学 习返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版
2、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、H、O 多糖 棉花 细胞壁 羧甲基纤维素钠 微晶纤维素 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版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
3、糖 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版二、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 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版三、实验设计1流程2纤维素分解菌大多分布在_的环境中。3通过选择培养基可增加纤维
4、素分解菌的浓度。梯度稀释 透明圈 富含纤维素 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版1分解纤维素的细菌能否在不含纤维素但富含其他有机物的环境中生存？为什么？提示：能。纤维素分解菌分解纤维素只是为了利用纤维素作为碳源，其他有机物若可提供碳源，也可以生存。2纤维素酶能在微生物细胞内分解纤维素吗？为什么？提示：不能。多数细胞不能直接吸收纤维素，一般来说，纤维素酶都是分泌到细胞外分解纤维素的。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版1纤维素酶与葡萄糖苷酶的作用一样。()分析：纤维素酶是一种复合酶，其中包含葡萄糖苷酶，葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。2纤维素酶具有专一性和高
5、效性等特点。()3培养纤维素分解菌的培养基中应含有无机碳源。()分析：纤维素分解菌的代谢类型为异养型，培养基中应含有有机碳源。判断题 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版4先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，不存在菌落混杂问题。()分析：存在菌落间混杂。若先培养微生物后加染液，染液会把一个菌落的菌冲到另一个菌落里，导致菌落间混杂。5增大目的菌株浓度时可采用固体选择培养基。()分析：应使用液体培养基。6选择纤维素分解菌的培养基与鉴别纤维素分解菌的培养基配方相同，只是后者需用刚果红染色。()分析：两种培养基配方不同。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版新 知 解
6、 读返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版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。知识点1 纤维素分解菌的筛选(刚果红染色法)返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版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烦琐，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
7、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返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版鉴定纤维素分解菌时，可以使用刚果红对其染色，常用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。A 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修
8、 人教版变式训练1(2019康杰中学高二期中)下列有关刚果红染色法的叙述，正确的是()A刚果红可以和纤维素、淀粉等多糖形成红色复合物B出现透明圈的菌落一定是纤维素分解菌C在倒平板时加入的刚果红溶液不需要灭菌D在菌落形成后加入的刚果红溶液不需要灭菌D 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版解析 刚果红不能与淀粉形成红色复合物，A项错误；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，出现透明圈的菌落不一定是纤维素分解菌。B项错误。倒平板时加入刚果红溶液，需要经过微生物的培养过程才能检测培养基中纤维素的有无，需要灭菌，C项错误；在菌落形成后加入的刚
9、果红溶液可直接检测培养基中纤维素的有无，不需要灭菌，D项正确。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版1实验原理知识点2 分离分解纤维素的微生物的实验设计返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版2实验流程返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版(1)土壤取样在富含纤维素、潮湿的土壤中，用无菌小铁铲铲去表层土，迅速铲取土壤并装入无菌信封，密封。(2)选择培养具体操作返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版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
10、养基中吸取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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版(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
11、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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版知识贴士在实验操作中，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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版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
12、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。A 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版变式训练2 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()A B C D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 刚果红 A 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版(3)乙同学打算从牛胃中分离
13、纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，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？_。保证无氧环境 小(低)缓冲溶液 不同的温度梯度之间相互对照 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版解析(1)灼烧接种环是杀死残留的微生物，划线结束后灼烧是为了避免污染环境或感染实验操作者。(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
14、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。当两个或以上细胞连在一起时，培养基上只能观察到一个菌落，所以采用活菌计数法统计的菌落数比实际数目偏小。(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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版指 点 迷 津返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版尿素分解菌和纤维素分解菌的分离与鉴定的比较项目内容 尿素分解菌纤维素分解菌条件尿素为唯一氮源纤维素为唯一碳源鉴定方法及现象培养基中加入酚红指示剂，变红色在培养基上应用刚果红染色法，出现透明圈鉴定原理细菌等微
15、生物生成脲酶，使尿素中肽键断裂产生氨，使pH升高，加入酚红变红色微生物产生纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖，使纤维素刚果红复合物降解而出现透明圈步骤差异土壤取样制备培养基样品梯度稀释涂布平板培养观察土壤取样制备培养基选择培养梯度稀释涂布培养刚果红染色挑取菌落进一步鉴定返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版配 制 的 某 培 养 基 的 成 分 是 纤 维 素 粉、NaNO3、Na2HPO47H2O、KH2PO4、MgSO47H2O、KCl、酵母膏、水解酪素，该培养基能使下面哪种微生物大量繁殖()A酵母菌 B自生固氮菌C各种细菌 D纤维素分解菌解析 该培养基的有机营养成分里
16、面含碳的营养物质是纤维素，只有能分解利用纤维素的纤维素分解菌才能在该培养基上大量繁殖。故选D。D 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版核 心 素 养返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列问题。(1)分解秸秆中纤维素的微生物能分泌纤维素酶，该酶是由3种组分组成的复合酶，其中的葡萄糖苷酶可将_分解成_。(2)在含纤维素的培养基中加入刚果红(CR)时，CR可与纤维素形成_色复合物。用含有CR的该种培养基培养纤维素分解菌时，培养基上会出现以该菌的菌落为中心的_。思维过程 明确纤维素酶的种类和作用，刚果红在培养纤维素分解菌中的作
17、用；明确培养基的成分及其作用；区别选择培养基和鉴别培养基。纤维二糖 葡萄糖 红 透明圈 返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版解析(1)纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。(2)刚果红是一种染料，可以与培养基中的纤维素结合形成红色复合物，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物就无法形成，培养基中就会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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版规律总结(1)在纤维素分解菌分离鉴定过程中，
18、所用的选择培养基为液体培养基，鉴定培养基为固体培养基，在液体培养基中筛选的同时，又有富集培养目的菌提高浓度的作用。(2)纤维素作为纤维素分解菌的碳源和能源存在，在只有纤维素为碳源的培养基中，不能分解纤维素的微生物由于缺乏碳源而不能正常生长繁殖，因而能起选择作用。CMCNa是可溶性纤维素衍生物，可被C1、Cx酶分解为纤维二糖，使被刚果红染色的培养基的红色褪去。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版问 题 释 疑返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版教材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
19、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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版教材P29“旁栏思考题”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
20、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。返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版知 识 构 建返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版训 练 巩 固返回导航专题二 微生物的培养与应用 生物选修 人教版课 时 作 业