高中生物《分解纖維素的微生物的分離》學案3 新人教版選修1

1、分解纖維素的微生物的分離【學習目標】1能簡述纖維素酶的種類及作用2能從土壤中分離出分解纖維素的微生物，了解這類微生物的應用3能掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術【學習重點】從土壤中分離分解纖維素的微生物【學習難點】從土壤中分離分解纖維素的微生物【自主探究】一、課題背景分析纖維素是一種由 首尾相連而成的高分子化合物，植物每年產生的纖維素能被土壤中的某些微生物分解利用，是因為它們能產生 。對這些微生物的研究與利用，使人們能夠利用秸稈等廢棄物生產 ，用 處理服裝面料等。二.基礎知識：（一）纖維素和纖維素酶閱讀課本27頁基礎知識部分第一、二段，回答下列問題：1、纖維素在生物圈的分布狀況？纖維素是

2、地球上含量最豐富的多糖類物質。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中 是自然界中纖維素含量最高的天然產物。2、纖維素酶的組成及作用？纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即 、 和 ，前兩種酶使纖維素分解成 ，第三種酶將 分解成葡萄糖。（二）纖維素分解菌的篩選閱讀課本課本28頁相關部分，回答下列問題：1、纖維素分解菌的篩選方法- ，這種方法能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選2、纖維素分解菌的篩選方法的原理剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成 ，但并不和 、 發(fā)生這種反應。當纖維素被纖維素酶分解后剛果紅纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解為中心的 。這樣我們

3、可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌針對性練習1下列關于纖維素酶的說法，錯誤的是A、纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種 B、纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C、纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁 D、葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖三、實驗操作分離分解纖維素的微生物實驗流程：土壤取樣 梯度稀釋 。旁欄思考題本實驗的流程與課題2中的實驗流程有哪些異同？提示：本實驗流程與課題2的流程的區(qū)別如下。課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為惟一氮源的選擇性培養(yǎng)基上，直接分離得到菌落。本課題通過選擇培養(yǎng)，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上。其他步驟基本一致。(一) 土壤取樣采集土樣時，

4、應選擇富含纖維素的環(huán)境。若找不到合適環(huán)境，可將濾紙埋在土壤中一個月左右，也會有能分解纖維素的微生物生長。旁欄思考題取樣的環(huán)境是怎樣的，作出這種選擇的理由是什么？選擇 的環(huán)境，如樹林中多年落葉形成的腐殖土，多年積累的枯枝敗葉等等。根據(jù)生物與環(huán)境的互相依存關系，在富含纖維素的環(huán)境中 的含量相對提高，因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。旁欄思考題將濾紙埋在土壤中有什么作用？你認為濾紙應該埋進土壤多深？提示：將濾紙埋在土壤中能使 ，實際上是人工設置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應將紙埋于深約 cm左右腐殖土壤中。（二）選擇培養(yǎng)1、 選擇培養(yǎng)的目的：增加 ，以確保能夠從樣品中分離到所需

5、要的微生物。2、 制備選擇培養(yǎng)基：參照課本29頁旁欄中的比例配置，回答下列問題：旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑。這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有，是如何進行選擇的？有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的微生物可以大量繁殖。你能否設計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照。3、選擇培養(yǎng)將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在搖床上，在一定溫度下震蕩培養(yǎng)12天，直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復選擇培養(yǎng)旁欄思考題為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？提示：在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那

6、些能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用（三）梯度稀釋按照課題1的稀釋操作方法，將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進行等比稀釋101107倍。將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上。（四）將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上1、 制備培養(yǎng)基:參照課本旁欄中的比例配制。2、 倒平板操作。3、 涂布平板：將稀釋度為104106的菌懸液各取0.1ml涂布到平板培養(yǎng)基上，30倒置培養(yǎng)，菌落周圍會出現(xiàn)明顯的透明圈。4、 挑選產生透明圈的菌落（參照課本剛果紅染色法，挑選產生透明圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。）（五）剛果紅染色法方法一：先

7、 ，再加入剛果紅進行顏色反應。方法二：在 時就加入剛果紅。旁欄思考題這兩種方法各有哪些優(yōu)點與不足？提示：方法一 缺點是操作煩瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜；優(yōu)點是這樣顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用。 方法二 優(yōu)點是操作簡便，不存在菌落混雜問題。缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質，可以使能產生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應；缺點二有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間培養(yǎng)過程中會降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分。針對性練習2有關選擇培養(yǎng)正確的敘述是（ ）A、可以增加纖維素分解菌的濃度 B、可以減少纖維素分解菌的濃度C、所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基 D、所用培

8、養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基四、結果分析與評價（一）培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落？設置對照，若對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中無菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產生透明圈的菌落，則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。（二）分離的結果是否一致如果不同，分析產生不同結果的原因。五、課題延伸本課題對分解纖維素的微生物進行了初步的篩選，但是這只是分離純化的第一步。為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行 的實驗，纖維素酶的測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產生的 進行定量的測定?！具_標練習】1下列材料中纖維素含量最高的是( )A楊樹 B小麥 C玉米 D棉花2纖維素酶能夠分解( )A纖維素

9、的微生物 B淀粉的微生物 C纖維素 D淀粉3剛果紅能與哪項物質形成紅色復合物( )A纖維二糖 B纖維素 C葡萄糖 D麥芽糖4尋找纖維素分解菌應到( )A濕潤的環(huán)境中 B富含纖維素的環(huán)境中C富含無機鹽的環(huán)境中 D池塘中5纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作用，原因在于其含有( ) ANaNO3 BKCl C酵母膏 D纖維素粉6下列哪種生物能產生纖維素酶 ( )A纖維素分解菌 B牛 C羊 D兔7選擇培養(yǎng)時應將錐形瓶固定在( )A桌子上 B溫箱里 C窗臺上 D搖床上8選擇培養(yǎng)的結果：培養(yǎng)液變( )A清澈 B渾濁 C紅色 D產生透明圈9剛果紅染色時，加入剛果紅可在( )制備培養(yǎng)基時 梯度稀釋時 倒平板時

10、涂布時 培養(yǎng)基上長出菌落時 A B C D10兩種剛果紅染色法的結果是( )A均會出現(xiàn)透明圈 B均不會出現(xiàn)透明圈C方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn) D方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)11、在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物學觀點？（ ）A、生物結構與功能相適應的觀點 B、生物結構與功能整體性觀點C、生物與環(huán)境相適應的觀點 D、生物發(fā)展進化的觀點12、從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是（ ） 土壤取樣 梯度稀釋 選擇培養(yǎng) 菌懸液涂布平板 挑選出單個菌落A、 B、 C、 D、13、利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是A、剛果紅能與纖維素形成紅色復合物 B、剛果紅能與纖維二糖形成

11、紅色復合物C、剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復合物 D、若培養(yǎng)基上產生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素分解菌14、下表為纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基配方，請設計試驗測定培養(yǎng)基用于鑒定纖維素分解菌的最適Ph。CMC-Na酵母膏KH2PO4瓊脂土豆汁蒸餾水5-10g1g0.25g15g100mL1000mL實驗步驟：（1） （2） （3） （4） （5）放在適宜條件下培養(yǎng)，觀察并記錄結果。（6）僅憑一次實驗能否準確測出培養(yǎng)基的最適Ph?為什麼？ 15選做題：某小組同學為了調查湖水中細菌的污染情況而進行了實驗。實驗包括制備培養(yǎng)基、滅菌、接種及培養(yǎng)、菌落觀察計數(shù)。請回答與此實驗相關的問題。（1）培養(yǎng)基中含有的蛋白胨、淀粉分別為細菌培養(yǎng)提供了_和_。除此之外，培養(yǎng)基還必須含有的基本成分是_和_。（2）對培養(yǎng)基進行滅菌，應該采用的方法是_。（3）為了盡快觀察到細菌培養(yǎng)的實驗