课题3　分解纤维素的微生物的分离

1、2.3 分解纤维素的微生物的分离,一、课题目标 （一）知识与技能 简述纤维素酶的种类及作用，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。 （二）过程与方法 分析分离分解纤维素的微生物的实验流程，弄懂实验操作的原理 （三）情感、态度与价值观 领悟科学探究的方法，发展科学思维和创新能力 二、课题重难点 课题重点：从土壤中分离分解纤维素的微生物 课题难点：从土壤中分离分解纤维素的微生物,土壤中某些微生物能够产生纤维素酶,把纤维素分解为葡萄糖，后再利用。,纤维素： 棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物,纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%

2、-60%能被土壤中能产生纤维素酶的微生物所利用，不会大量积累。,讨论：食草动物是怎样消化食物中纤维素的？,在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。,纤维素生物燃料： 最有希望替代石油的能源,科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物，木材及生长更为迅速的草本植物，转化为种类繁多的生物燃料（甚至是航空燃料），还可以用纤维素酶处理服装面料等。,一、基础知识分析,二、实验设计与操作,三、结果分析与评价,一、基础知识分析,1.纤维素,纤维素是以一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的多糖类物质,2.纤维素酶,纤维

3、素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶(外切酶)、CX酶(内切酶)和葡萄糖苷酶，前两种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。,（一）纤维素和纤维素酶,一、基础知识分析,【思考】,实验分析：P27,对照组,实验组,实验说明：纤维素酶可以分解纤维素,（二）纤维素分解菌的筛选,1.方法：,刚果红染色法,该方法通过颜色反应直接筛选,2.原理：,刚果红可以与纤维素形成_,当纤维素被_分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌为中心_,可以通过_来筛选纤维素分解菌。,红色复合物,纤维素酶,透明圈,是否产生透明圈,空白的刚果红培养基,纤维素分解菌在刚果红培养基上形成的

4、透明带,从功能上看，这是一种什么培养基？,鉴别培养基,二、实验设计与操作,实验流程:,土壤取样,选择培养（可省略）,梯度稀释,将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上,挑选产生透明圈的菌落,二、实验设计与操作,【资料一】土壤取样,思考：地点该怎样选择？,地点：富含纤维素的环境中,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。,【资料二】选择培养,阅读资料二P29并思考： 选择培养的目的是什么？ 该课题选择培养要用到的培养基种类从用途上划分应是什么？从物理性质上划分又是什么？ 为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？,

5、阅读资料二P29并思考： 选择培养的目的是什么？ 该课题选择培养要用到的培养基种类从用途上划分应是什么？从物理性质上划分又是什么？,增加纤维素分解菌的浓度,用途上划分：选择培养基 物理性质分：液体培养基,阅读资料二P29并思考： 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。,19,1、纤维素分解菌选择培养基属于_（固体、液体）培养基，原因是_,阅读资料二请再回答以下几问题：,液体,没有添加琼脂,2、该培养基对微生物_（具有，不具有）选择作用。如果具有，

6、其选择机制是 _,具有,以纤维素粉为唯一碳源，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖；,20,若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将_改为_。,3、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？,葡萄糖,纤维素粉,提示：自变量为培养基的种类，即普通培养基和选择培养基。可用牛肉膏蛋白胨培养基与之对照,或者将纤维素改为葡萄糖。,先培养微生物，再加入刚果红,倒平板时就加入刚果红,颜色反应基本是纤维素分解菌的作用,操作繁琐，刚果红可能会使菌落之间发生混乱,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,两种方法

7、的比较,有可能刚果红染液把一个菌落的菌冲到另一个菌落里,这样的话菌落就可能不是单菌种了,挑菌摇菌的时候有可能得到混合菌,【资料三】刚果红染色法,鉴别纤维素分解菌的培养基刚果红培养基,将细菌涂布在只有 尿素做氮源的选择 培养基上,将细菌涂布在只有 纤维素粉做碳源的 选择培养基上,固体培养基,液体培养基,筛选菌株,选择培养,列表：比较尿素分解菌和纤维素分解菌,在细菌分解尿素的化学反应 中，细菌合成的脲酶将尿素 分解成了氨，氨会使培养基 的碱性增强，pH升高。在培 养基中加入酚红指示剂，如 果pH升高指示剂会变红,刚果红可以与纤维素形成 红色复合物，当纤维素被 纤维素酶催化分解后红色 复合物无法形成

8、，培养基 上就会出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈,观察菌落周围是否有着色的 环带出现来鉴定尿素分解菌,观察菌落周围是否出现 透明圈来筛选纤维素分解菌,脲酶检测法,刚果红染色法,三、结果分析与评价,1.培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落 对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。 如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。 2.分离的结果是否一致 由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。,三、结果分析与评价,为了确定分离得到的是纤维素分解菌