选修一专题2课题3

1、课题课题3分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离课标领航课标领航1简述纤维素酶的种类及作用。简述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，从土壤中分离出分解纤维素的微生物，讨论这类微生物的应用价值。讨论这类微生物的应用价值。【重点】【重点】分离分解纤维素的微生物的实验分离分解纤维素的微生物的实验流程。流程。【难点】【难点】纤维素分解菌的筛选。纤维素分解菌的筛选。情境导引情境导引棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，其纤维素的质量分数可达维素的质量分数可达92%95%，亚麻、木材、作，亚麻、木材、作物秸秆等也富含纤维素。许多

2、商品纤维素都是由天物秸秆等也富含纤维素。许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的。纤维素是有机高分子化合物，呈然纤维素制得的。纤维素是有机高分子化合物，呈白色、无气味、无味道，是纤维状结构的物质，不白色、无气味、无味道，是纤维状结构的物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。溶于水，也不溶于一般有机溶剂。核心要点突破核心要点突破知能过关演练知能过关演练课课题题3分分解解纤纤维维素素的的微微生生物物的的分分离离基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理一、纤维素与纤维素酶一、纤维素与纤维素酶1纤维素纤维素(1)化学组成：由化学组成：由_三种元素组成，三种元素组成，是地球上含量最丰富的多糖类物质，分

3、子通式是地球上含量最丰富的多糖类物质，分子通式为为_。(2)分布及作用：分布及作用：_是自然界中纤维素含量最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；纤维素是构成值物纤维素；纤维素是构成值物_的主要组成的主要组成成分之一。成分之一。C、H、O(C6H10O5)n棉花棉花细胞壁细胞壁(3)某些商品纤维素某些商品纤维素水溶性的羧甲基纤维素钠水溶性的羧甲基纤维素钠(CMCNa)；不溶于水的微晶纤维素不溶于水的微晶纤维素(Avicel)。2纤维素酶纤维素酶(1)组成：纤维素酶是一种组成：纤维素酶是一种_，包括三种组，包括三种组分，即分

4、，即C1酶、酶、Cx酶、酶、_。(2)作用：作用：C1酶和酶和Cx酶使纤维素分解成酶使纤维素分解成_；_将纤维二糖分解为葡萄糖。将纤维二糖分解为葡萄糖。二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选1方法：刚果红染色法，常用的有两种：一种是方法：刚果红染色法，常用的有两种：一种是先培养先培养_，再加入刚果红进行，再加入刚果红进行_，另一种是在倒平板时就加入刚果红。另一种是在倒平板时就加入刚果红。复合酶复合酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶纤维二糖纤维二糖葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶微生物微生物颜色反应颜色反应2原理原理(1)含纤维素的培养基中加入的含纤维素的培养基中加入的_，可与纤维，可与纤维素形成素形成_。(2)

5、当纤维素被当纤维素被_分解后，形成的纤维二分解后，形成的纤维二糖、糖、_不和刚果红发生这种反应，红色复合不和刚果红发生这种反应，红色复合物就无法形成，培养基中出现以纤维素分解菌为中物就无法形成，培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，可通过是否产生心的透明圈，可通过是否产生_来筛选纤维来筛选纤维素分解菌。素分解菌。三、实验设计三、实验设计1实验流程：土壤取样实验流程：土壤取样选择培养选择培养(此步可省略此步可省略)梯度稀释梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上基上挑选产生挑选产生_的菌落。的菌落。刚果红刚果红红色复合物红色复合物葡萄糖葡萄糖透明圈透明

6、圈透明圈透明圈纤维素酶纤维素酶2土壤取样土壤取样采取土样时，可以选择采取土样时，可以选择_的环境。的环境。3选择培养选择培养(1)目的：增加纤维素分解菌的目的：增加纤维素分解菌的_，确保能够从，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。样品中分离到所需要的微生物。(2)操作方法：将土样加入装有操作方法：将土样加入装有30 mL_的的锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下锥形瓶中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培养振荡培养12 d，直至培养液变混浊，也可重复选，直至培养液变混浊，也可重复选择培养。择培养。4涉及的生物技术主要有：培养基的制作、无菌操涉及的生物技术主要有：培养基的制作、无

7、菌操作、稀释涂布平板法、作、稀释涂布平板法、_、土壤取、土壤取样等。样等。纤维素丰富纤维素丰富浓度浓度选择培养基选择培养基选择培养基的制作选择培养基的制作四、课题延伸四、课题延伸1为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解为确定得到的透明圈中的菌落是纤维素分解菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素菌，需要进行发酵产纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有酶的发酵方法有_和和_两种两种.2纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分纤维素酶的测定方法，一般是对纤维素酶分解解_等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。的测定。液体发酵液体发酵固体发酵固体发酵滤纸滤纸核心要点突破核

8、心要点突破纤维素分解菌的筛选纤维素分解菌的筛选1刚果红染色法刚果红染色法(1)纤维素刚果红纤维素刚果红红色复合物，刚果红并不和水红色复合物，刚果红并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(2)在培养基中接种纤维素分解菌的培养过程中，纤在培养基中接种纤维素分解菌的培养过程中，纤维素被纤维素酶分解后，刚果红维素被纤维素酶分解后，刚果红纤维素红色复合纤维素红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。2筛选过程中用到的两种培养

9、基筛选过程中用到的两种培养基(1)名称：名称：纤维素分解菌的选择培养基；纤维素分解菌的选择培养基；纤维纤维素分解菌的鉴别培养基。素分解菌的鉴别培养基。(2)区别区别纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，利纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，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。维素分解菌的浓度。纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基，因纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能

10、源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生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；而在上述鉴别培养基中，绝大物不能正常生长；而在上述鉴别培养基中，绝大多数微生物都可以正常生长。多数微生物都可以正常生长。 分析下面培养基的配方，回答问题。纤维素分析下面培养基的配方，回答问题。纤维素分解菌的选择培养基：分解菌的选择培养基：纤维素粉纤维素粉 5 gNaNO31 gNa2HPO47H2O 1.2 g KH2PO4 0.9 gMgSO47H2O 0.5 g KCl 0.5 g酵母膏酵母膏 0.5 g 水解酪素水解酪素 0.5 g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到将上述物质溶解后，用蒸馏水

11、定容到1000 mL。(1)此培养基配方中为微生物提供碳源和氮源的分此培养基配方中为微生物提供碳源和氮源的分别是别是_、_。(2)此配方为此配方为_培养基培养基(根据物理状态分根据物理状态分)，原因原因_，用这种培养基的原，用这种培养基的原因是因是_。(3)此培养基选择出的微生物主要是此培养基选择出的微生物主要是_。(4)该培养基中如果加入琼脂，会发生什么变化？该培养基中如果加入琼脂，会发生什么变化？所选择的微生物也改变吗？所选择的微生物也改变吗？_。【尝试解答】【尝试解答】(1)纤维素粉纤维素粉NaNO3、酵母膏、酵母膏(2)液体培养基配方中无凝固剂液体培养基配方中无凝固剂琼脂有利琼脂有利于

12、微生物对培养基中营养成分的充分利用于微生物对培养基中营养成分的充分利用(3)纤维素分解菌纤维素分解菌(4)若加入琼脂，培养基将成为固体。所选择的微若加入琼脂，培养基将成为固体。所选择的微生物不会改变，因为选择微生物的因素是培养基生物不会改变，因为选择微生物的因素是培养基中的唯一碳源，纤维素粉没有改变，所以选择的中的唯一碳源，纤维素粉没有改变，所以选择的微生物也不变微生物也不变【解析解析】第第(1)问出现错误的原因往往是没有问出现错误的原因往往是没有分清配方中哪种物质含有碳元素，哪种物质含分清配方中哪种物质含有碳元素，哪种物质含有氮元素，该培养基的唯一碳源是纤维素粉，有氮元素，该培养基的唯一碳源

13、是纤维素粉，氮源有酵母膏、氮源有酵母膏、NaNO3，辨别培养基的物理状，辨别培养基的物理状态，应分析有无凝固剂成分，该培养基无凝固态，应分析有无凝固剂成分，该培养基无凝固剂成分，在物理状态上属液体培养基，液体培剂成分，在物理状态上属液体培养基，液体培养基可以使培养基和微生物充分接触，有利于养基可以使培养基和微生物充分接触，有利于营养成分的利用。该培养基仅以纤维素粉为唯营养成分的利用。该培养基仅以纤维素粉为唯一碳源，因此，可用于选择培养纤维素分解菌一碳源，因此，可用于选择培养纤维素分解菌.跟踪训练跟踪训练下列有关分离纤维素分解菌的实验下列有关分离纤维素分解菌的实验过程中，操作有误的是过程中，操作

14、有误的是()A经选择培养后将样品涂布到鉴别纤维素分解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菌的培养基上B富集培养这一步可省略，但培养的纤维素分富集培养这一步可省略，但培养的纤维素分解菌少解菌少C经稀释培养后，用刚果红染色经稀释培养后，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对照组可用等量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上的培养基上解析：解析：选选A。经选择培养后，样品还要再经稀释，。经选择培养后，样品还要再经稀释，才能涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集才能涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上；富集培养这一步可省略；经稀释培养后，用刚果红染培养这一步可省略；经稀释培养后，

15、用刚果红染色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分色；设置对照能证明经富集培养的确得到了欲分离的微生物。离的微生物。分离分解纤维素的微生物的实验流程分离分解纤维素的微生物的实验流程1流程图流程图2与分解尿素细菌的流程区别与分解尿素细菌的流程区别(1)分离分解尿素的细菌的取样流程图是将土样制分离分解尿素的细菌的取样流程图是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择成的菌悬液直接涂布在以尿素为惟一氮源的选择培养基上，直接分离得到菌落。培养基上，直接分离得到菌落。(2)分离分解纤维素的微生物的实验流程通过选择分离分解纤维素的微生物的实验流程通过选择培养基，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液

16、培养基，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。其他步骤基本相同。涂布在选择培养基上。其他步骤基本相同。 图为分离并统计分解纤维素的微生物的图为分离并统计分解纤维素的微生物的实验流程，据此回答有关问题：实验流程，据此回答有关问题：(1)要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，要从富含纤维素的环境中分离纤维素分解菌，从 高 温 热 泉 中 寻 找 耐 热 菌 ， 这 说 明从 高 温 热 泉 中 寻 找 耐 热 菌 ， 这 说 明_。(2)在将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基之在将样品接种到鉴别纤维素分解菌的培养基之前，可通过选择培养增加纤维素分解菌的浓度，前，可通过选择培养增加

17、纤维素分解菌的浓度，某同学根据需要配制了纤维素分解菌的培养基如某同学根据需要配制了纤维素分解菌的培养基如表，整个实验过程严格无菌操作，如果将其中的表，整个实验过程严格无菌操作，如果将其中的纤维素粉换成纤维素粉换成_，菌落数，菌落数_，即可说明选择培养基的，即可说明选择培养基的作用。作用。成分成分含量含量纤维素粉纤维素粉5gNaNO31gNa2HPO47H2O1.2gKH2PO40.9gMgSO47H2O0.5gKCl0.5g酵母膏、水解酪素酵母膏、水解酪素适量适量蒸馏水蒸馏水1000mL(3)接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂接种微生物最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，本实验宜采用布平

18、板法，本实验宜采用_法，原因法，原因是是_。【尝试解答】【尝试解答】(1)根据目的菌株对生存环境的根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找要求，到相应的环境中去寻找(2)葡萄糖明显多于选择培养基葡萄糖明显多于选择培养基(3)稀释涂布平板平板划线法难以根据稀释液稀释涂布平板平板划线法难以根据稀释液体积计算每克样品中的菌株数体积计算每克样品中的菌株数【解析】【解析】在寻找目的微生物时要根据目的菌株对在寻找目的微生物时要根据目的菌株对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找；微生物生存环境的要求，到相应的环境中去寻找；微生物的选择培养就是根据微生物的不同特点，在培养基的选择培养就是根据微生物的

19、不同特点，在培养基中加入某些物质，允许一部分微生物的生存，而抑中加入某些物质，允许一部分微生物的生存，而抑制一部分微生物的生长，在本实验中，由于只有纤制一部分微生物的生长，在本实验中，由于只有纤维素分解菌才能利用培养基中的纤维素，因此只含维素分解菌才能利用培养基中的纤维素，因此只含有纤维素粉的培养基为选择培养基，而葡萄糖是许有纤维素粉的培养基为选择培养基，而葡萄糖是许多微生物都能利用的碳源，多微生物都能利用的碳源，因此通常用葡萄糖来配制完全培养基，在选择培养因此通常用葡萄糖来配制完全培养基，在选择培养基上生长的微生物种类少，菌落数就少；微生物的基上生长的微生物种类少，菌落数就少；微生物的分离的接种方法有平板划线法和稀释涂布乎板法，分离的接种方法有平板划线法和稀释涂布乎板法，因为两种方法都能使菌体分散到培养基的表面，但因为两种方法都能使菌体分散到培养基的表面，但是平板划线法不能确定接种的量，而稀释涂布平板是平板划线法不能确定接种的量，而稀释涂布平板法可以确定接种量，因此平板划线法不能根据稀释法可以确定接种量，因此平板划线法不能根据稀释液体积计算每克样品中的菌株数。液体积计算每克样品中的菌株数。跟踪训练跟踪训练关于分解纤维素的细菌的分离