课题3　分解纤维素的微生物的分离

选修1专题2课题3分解纤维素的微生物的分离（学案）【学习目标】1.纤维素酶的种类及作用2. 从土壤中分离出分解纤维素的微生物【知识梳理】一、基础知识1纤维素 含_三种元素，是一种多糖。纤维素的基本组成单位是_，人体内没有_，所以人体不能直接以纤维素为能源物质，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成_释放到无机环境。C、H、O 葡萄糖 纤维素酶 葡萄糖 2.纤维素酶纤维素酶是一种 酶，一般认为它至少包括三种组分，即 、 和 ，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。 复合 C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶 纤维二糖 3.纤维素分解菌的筛选方法： 染色法，通过颜色反应筛选。刚果红可以与纤维素形成 ，当纤维素被纤维素酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的 ，我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。刚果红 红色复合物 透明圈例题1：植物秸秆中的纤维素可被某些微生物分解。回答下列相关问题：(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种组分形成的复合酶，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)染料时，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_。纤维二糖 葡萄糖 红 透明圈二、实验设计实验流程土壤取样：富含 的环境 纤维素选择培养：用 培养，以增加纤维素分解菌的浓度 选择培养基梯度稀释：制备系列稀释液涂布平板：将样品涂布到鉴别 的培养基上 纤维素分解菌挑选产生 的菌落 透明圈思考1本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？课题2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。其它操作基本相同。思考2 取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？选择纤维素丰富的环境，如树林中多年落叶形成的腐殖土，多年积累的枯枝败叶等等。生物与环境的互相依存关系，在富含纤维素的环境中纤维素分解菌的含量相对提高，因此从这种土壤中获得目的微生物的几率要高于普通环境。思考3将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。思考4为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？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。例题2：某些农作物秸秆富含纤维素，纤维素经过水解可以形成葡萄糖，葡萄糖再经过发酵可以生产酒精。如图是利用农作物秸秆生产酒精的大致流程，请回答下列问题：农作物秸秆含有丰富的纤维素，纤维素可以经过纤维素分解菌分解成葡萄糖。人们常常从土壤中分离纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌常用的方法是_。其实验流程是：土壤取样选择培养_将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生_的菌落。刚果红染色法 梯度稀释 透明圈【课前热身】1.鉴定分解纤维素的微生物要用刚果红染色，加入刚果红的操作可在（ ）制备培养基时 梯度稀释时 倒平板时 涂布时 培养基上长出菌落时A B C D【答案】C【解析】加入刚果红的操作有两种：先培养微生物再加入刚果红进行颜色反应，正确；在倒平板时就加入刚果红，正确。2.以下关于分离纤维素分解菌的实验操作错误的是（ ）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，但得到的纤维素分解菌会较少C可通过定时测定葡萄糖产量的变化来衡量纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量D对照组可用等量的纤维素分解菌培养液涂布到不含纤维素的培养基上【答案】A【解析】经选择培养后，经梯度稀释后，才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上，A错误；选择培养可省略，但培养分离的纤维素分解菌少，B正确；纤维素酶的测定方法一般是采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定，C正确；实验组和对照组遵循单一变量原则，对照组可用等量的纤维素分解菌培养液涂布到不含纤维素的培养基上，设置对照能证明经“浓缩”培养的确得到了欲分离的微生物，D正确。3.下面从土壤中筛选纤维素分解菌的实验步骤，正确的是（ ）土壤取样称取10g土壤加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中吸取01 mL进行平板涂布依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度ABCD【答案】C【解析】从土壤中分离纤维素分解菌的一般步骤是: 土壤取样选择培养（此步是否需要，应根据样品中的菌株数量的多少来确定）梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的选择培养基上挑选菌落，故C项确。练习：1 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( )ABC D(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？_。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2、（2013新课标）（15分）临床使用抗生素前，有时需要做细菌耐药实验。实验时，首先要从病人身上获取少量样本，然后按照一定的实验步骤操作，以确定某致病菌对不同抗生素的敏感性。回答下列问题：（1）为了从样本中获取致病菌单菌落，可用 法或 法将样本接种于固体培养基表面，经过选择培养、鉴别等步骤获得。（2）取该单菌落适当稀释，用 法接种于固体培养基表面，在37培养箱中培养24h，使其均匀生长，布满平板。（3）为了检测该致病菌对于抗生素的敏感性，将分别含有A、B、C、D四种抗生素的滤纸片均匀至于该平板上的不同位置，培养一段时间后，含A的滤纸片周围出现透明圈，说明该致病菌对抗生素A ；含B的滤纸片周围没有出现透明圈，说明该致病菌对抗生素B ；含C的滤纸片周围的透明圈比含A的小，说明 ；含D的滤纸片周围的透明圈也比含A的小，且透明圈中出现了一个菌落，在排除杂菌污染的情况下，此菌落很可能是抗生素D的 。（4）根据上述实验结果，为达到抗菌目的，最好应选用抗生素 。划线 稀释涂布（或涂布） 涂布 敏感 不敏感 该致病菌对C的敏感性比对A的弱 耐药菌 A3（2013四川卷）由于酵母菌直接利用淀粉的能力很弱，有人将地衣芽孢杆菌的-淀粉酶基因转入酵母菌中经筛选得到了可高效利用淀粉的工程酵母菌菌种（过程如图甲所示）。（1）图甲中，过程需要的酶有_。为达到筛选目的，平板内的固体培养基应以_作为唯一碳源。、过程需要重复几次，目的是_。（2）某同学尝试过程的操作，其中一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示。该同学的接种方法是_；推测该同学接种时