1、-1-第4节 微生物的利用-2-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 1.简述纤维素酶的种类及分布。2.简述从土壤中分离出分解纤维素的微生物的方法。3.说出微生物在食品制作等方面的应用。-3-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 一 二 三 一、从土壤中分离纤维素分解菌1.纤维素分解菌土壤中存在大量纤维素分解菌,包括真菌、细菌和放线菌等,它们可以产生纤维素酶,分解和利用纤维素和半纤维素。2.分离纤维素分解菌的原理在用纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能很好地生长,并产生黄色或棕绿色色素,其他微生物则不能生长。3.分离纤维素分解菌的意义目前对纤维素的利用主要采用生
2、物手段,即利用纤维素分解菌或其产生的酶来分解纤维素。这项技术在碳循环、提高土壤肥力及解决人类食物问题等方面有重大意义。4.实验步骤(1)纸条法。制备培养基;分装;制配土壤稀释液;接种培养;观察。(2)固体培养法。制备培养基;接种培养;观察。-4-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 一 二 三 从土壤中分离纤维素分解菌的实验中,为什么对土壤溶液进行梯度稀释?提示:通过梯度稀释使聚集在一起的微生物分散成单个细菌,在培养基表面形成单个菌落。-5-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 一 二 三 二、微生物对有机物质的分解1.不同培养基中,同一菌株或菌群表现出的活力不一致,这
3、可能是由于测定的时间不一致以及培养基中所含酶的浓度、活力不同而造成的。另外,不同的培养基中,底物不同,诱导产物也可能有差异。2.纤维素的分解比较困难,木质素的分解比纤维素更难,淀粉和果胶的分解比纤维素容易。纤维素分解菌之所以还能分解其他物质是因为它们还能分泌淀粉酶、蛋白酶、果胶酶和木质素酶等。-6-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 一 二 三 三、利用微生物制作食品1.利用微生物制作豆豉的原理:豆豉是用煮熟的大豆经过纳豆菌(一种带芽孢的枯草杆菌)发酵制成的。纳豆菌分泌的蛋白酶能够分解大豆中的蛋白质,产生小分子多肽及多种氨基酸,制成风味独特的发酵食品。在制备过程中,根据纳豆菌的芽
4、孢对热不敏感的特性,可采用高温控制杂菌污染。2.利用微生物制作豆豉的实验步骤(1)制备豆豉菌悬液。(2)浸泡。(3)煮豆。(4)接种。(5)发酵。3.发酵食品是微生物技术最早开发应用的领域。目前,微生物技术应用已深入到工农业生产、医疗保健、环境保护等领域。-7-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 1.利用刚果红筛选纤维素分解菌的两种方法刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,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,培养基中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。染色法 操作 优点 缺点
5、 方法一 在培养出微生物后加入刚果红 显示出的颜色反应基本上都是纤维素分解菌的作用,结果明显、准确 操作烦琐,加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂 方法二 在培养基中先加入刚果红,再培养微生物 操作简便,不存在菌落混杂问题 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,与纤维素分解菌不易区分 -8-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 2.筛选纤维素分解菌时在土壤中取样的要点要在富含纤维素的环境中取样,以提高获得目的微生物的概率。生物适应一定环境,环境对生物具有选择作用,只有在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量才会高于其他普通环境。也可人工设置适宜纤
6、维素分解菌生存的环境。如,将滤纸埋在土壤中,这样能使纤维素分解菌相对聚集,一般应将纸埋于深约 10 cm的腐殖土壤中。3.微生物利用中的实验应用(1)“探究纤维素分解菌是否只能分解纤维素”的实验设计思路分组设计实验方案。用同一种分解纤维素的微生物分解不同的物质,如淀粉、果胶、木质素等。用不同分解纤维素的微生物分解同一种物质。还需注意在实验设计时设计对照实验和重复实验等。(2)选择培养的“浓缩”作用。在选择培养的条件下,能够使适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖,而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。-9-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 4.对尿
7、素分解菌和纤维素分解菌的分离实验的比较 尿素分解菌的分离与鉴定 纤维素分解菌的分离与鉴定 分离条件 尿素为唯一氮源 纤维素为唯一碳源 分离、鉴定原理 细菌等微生物合成脲酶,将尿素分解产生 NH3,使 pH 升高,加入酚酞变红色 分解纤维素的微生物产生纤维素酶,将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖并产生黄色或棕绿色色素,其他微生物不能生长 实验步骤 土壤取样制备培养基样品梯度稀释涂布平板培养观察进一步鉴定 制备培养基分装制备土壤稀释液接种培养观察进一步鉴定 -10-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 题型一 从土壤中分离纤维素分解菌【例题 1】某同学为了从土壤中分
8、离得到纤维素分解菌,进行以下操作。(1)土壤取样:用小铁铲和普通信封将土取回,然后倒入一烧瓶中,加蒸馏水稀释,塞好棉塞。(2)制备培养基。K2HPO4 1.0 g NaNO3 2.5 g FeCl35H2O 0.1 g MgSO47H2O 0.3 g CaCl2 0.1 g NaNO3 2.5 g NaCl 0.1 g 加蒸馏水到 1 000 mL pH 7.27.4 -11-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三(3)分装:按每试管 5 mL 分装,然后加滤纸条,滤纸条紧贴内壁,且一半浸入培养基中。(4)制备土壤稀释液,制备 10-1,10-2,10-3,1
9、0-4 和 10-5 的土壤稀释液。(5)接种培养:分别吸取各稀释度的土壤稀释液 1 mL 接种到滤纸上,每个稀释度重复 4 次。(6)培养观察:把接种好的培养皿放到 28 的培养箱中培养 14 d,观察滤纸条上出现的菌落和滤纸颜色变化情况。找出该同学明显的操作错误。-12-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 解析:从土壤中分离微生物的一般流程是:土壤取样制备培养基分装制备土壤稀释液接种培养观察。该实验步骤没有问题,但在前五步操作中都没有进行无菌操作,因而无法说明分解纤维素的微生物一定来自于土壤。答案:(1)取样工具应提前灭菌;不能用蒸馏水,应用无菌水;该
10、操作应在火焰旁进行。(3)培养基分装并加滤纸条后应灭菌。(4)在稀释土壤溶液的过程中,每一步都要在火焰旁。(5)接种应在无菌条件下进行。-13-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 题型二 对微生物分解有机物效力的测定【例题 2】在纤维素分解菌的鉴定实验中,纤维素酶的测定方法一般是()A.对纤维素进行定量测定B.对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定C.对纤维素酶分解纤维素后所产生的纤维二糖进行定量测定D.对纤维素分解菌进行定量测定解析:纤维素酶的测定方法一般是对纤维素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。答案:B-14-目标导航 知识梳理 重
11、难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 题型三 对尿素分解菌和纤维素分解菌的分离与鉴定的比较【例题 3】微生物与人类关系密切。虽然有些微生物能使动植物患病,但多数微生物对人类是有益或无害的,请回答下列有关问题。(1)下表为两种微生物的培养基配方。A 培养基:KH2PO4 Na2HPO4 MgSO47H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g B 培养基:纤维素粉 NaNO3 Na2HPO47H2O KH2PO4 MgSO47H2O KCl 酵母膏 水解酪素 5 g 1 g 1.2 g 0.9 g 0.5 g 0.5 g 0
12、.5 g 0.5 g 将上述两种培养基中的物质分别溶解后,均用蒸馏水定容到 1 000 mL。-15-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 如果要进行土壤中分解尿素的细菌的分离,则需要选择上述哪种培养基?,该培养基能分离尿素分解菌的原因是 。在该培养基中可加入 指示剂,根据指示剂的颜色可鉴定该种细菌能够分解尿素。从功能上来看,上述两种培养基均属于 培养基。(2)把牛肉膏蛋白胨固体培养基倒入平板,等培养基冷凝后,应将平板 放置,这样做的目的是可防止 造成污染。(3)微生物接种的方法很多,平板划线法操作结束时,为什么仍需要灼烧接种环?。(4)微生物培养过程中还有
13、什么方法或步骤能防止其他微生物污染?。-16-目标导航 知识梳理 重难聚焦 典例透析 随堂演练 题型一 题型二 题型三 解析:在进行土壤中分解尿素的细菌的分离时,培养基中尿素是唯一的氮源,只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖,这种培养基属于选择培养基。接种时及接种操作结束后,仍需要灼烧接种环以杀死接种环上残留的细菌,避免污染环境或感染操作者。答案:(1)A 培养基 培养基中尿素为唯一氮源,只有能分解尿素的微生物才能生长繁殖 酚红 选择(2)倒过来 皿盖上的水珠落入培养基(3)杀死接种环上残留菌种,避免污染环境或感染操作者(4)培养基灭菌,接种环灭菌,接种过程无菌操作-17-目标导航 知识梳理 典
14、例透析 重难聚焦 随堂演练 1 2 3 41 在分离分解纤维素的微生物实验中,下列关于土壤取样的叙述,不正确的是()A.可选取深层的土壤作为样品B.可选取树林中多年落叶形成的腐殖土作为样品C.可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品D.可把滤纸埋在土壤中经过 30 d 左右,再选取已烂的滤纸作为样品答案:A解析:深层土壤中纤维素含量少,纤维素分解菌的数量也少。-18-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 1 2 3 42 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.塑料条答案:C解析:纤维素酶只能使纤维素分解,本题中只有 C项滤纸条的主要成分是纤维素,所以可以
15、将滤纸条分解。-19-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 1 2 3 43 下列分离纤维素分解菌的实验过程中,叙述有误的是()A.经富集培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上B.如果不进行富集培养,则培养出的纤维素分解菌会较少C.经稀释培养后,可对分离到的单菌落进行分解纤维素效力的测定D.对照组可用同样量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上答案:A解析:富集培养后,需经过稀释,再将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,才能得到单个菌落。-20-目标导航 知识梳理 典例透析 重难聚焦 随堂演练 1 2 3 44 下列说法不正确的是()A.纤维素分解菌包括细菌、放线菌和真菌等B.纤维素分解菌只能分解纤维素C.依姆歇涅茨基液体培养基中不含有碳源D.从土壤中分离纤维素分解菌的常用方法有纸条法和固体培养法答案:B解析:纤维素分解菌除了可以分泌纤维素酶之外,还能分泌淀粉酶、蛋白酶等,即也能分解淀粉、蛋白质等物质。
