2024高中生物专题2微生物的培养与应用课题3分解纤维素的微生物的分离教案新人教版选修1

PAGE12-课题3分解纤维素的微生物的分别[学习目标]1.了解纤维素酶的组分及作用。2.理解纤维素分解菌的筛选原理。3.了解分解纤维素的微生物在生产和生活中的应用。学问点一纤维素与纤维素酶学问梳理1.纤维素(1)组成：由eq\o(□,\s\up1(01))C、H、O三种元素组成，单体是eq\o(□,\s\up1(02))葡萄糖，是地球上含量最丰富的多糖类物质。(2)分布主要分布在植物的根、茎、叶等器官的细胞壁中，eq\o(□,\s\up1(03))棉花是自然界中纤维素含量最高的自然产物。(3)性质纤维素为白色、无气味的纤维状结构物质，不溶于水，也不溶于一般有机溶剂。与淀粉一样，纤维素不具有eq\o(□,\s\up1(04))还原性。2．纤维素酶(1)组分：纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即eq\o(□,\s\up1(01))C1酶、eq\o(□,\s\up1(02))CX酶和eq\o(□,\s\up1(03))葡萄糖苷酶。(2)作用：纤维素eq\o(□,\s\up1(04))C1酶＋CX酶eq\o(□,\s\up1(05))纤维二糖eq\o(□,\s\up1(06))葡萄糖苷酶葡萄糖。(3)验证纤维素酶的作用现象：试验组中的滤纸条被分解，比照组中的滤纸条基本无变更。结论：eq\o(□,\s\up1(07))纤维素酶能分解纤维素。1.牛、羊等食草动物体内是否可以合成纤维素酶？提示：否。在食草动物牛、羊等的消化道内共生有分解纤维素的微生物，其可产生分解纤维素的纤维素酶。2．纤维素酶能在微生物细胞内分解纤维素吗？提示：不能。多数细胞不能干脆汲取纤维素，一般来说，纤维素酶都是分泌到细胞外分解纤维素的。典题分析题型一纤维素酶的相关分析[例1]关于纤维素酶的叙述中，错误的是()A．牛、羊等草食动物可以合成纤维素酶，从而利用纤维素B．纤维素酶是一种复合酶，至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分C．纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物供应养分物质D．分解纤维素的细菌、真菌、放线菌，都是通过产生纤维素酶来分解纤维素的解题分析牛、羊等草食动物不能合成纤维素酶，它们之所以能利用纤维素是因为它们的瘤胃中有很多微生物可分泌纤维素酶，A错误；纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶三种组分，B正确；纤维素被纤维素酶分解后的产物是葡萄糖，葡萄糖可作为微生物的养分物质，C正确；能分解纤维素的微生物都能产生纤维素酶，D正确。答案A

学问点二纤维素分解菌的筛选学问梳理1.筛选纤维素分解菌的原理及方法(1)筛选方法：eq\o(□,\s\up1(01))刚果红染色法。(2)刚果红：一种染料，可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。(3)原理2．筛选过程中涉及的两种培育基(1)纤维素分解菌的选择培育基①配方②该培育基为eq\o(□,\s\up1(03))液体培育基，利用液体选择培育基可增加纤维素分解菌的eq\o(□,\s\up1(04))浓度。(2)鉴别纤维素分解菌的培育基①配方组分含量供应的主要养分或作用CMC—Na5～10g碳源酵母膏1geq\o(□,\s\up1(05))碳源、eq\o(□,\s\up1(06))氮源、生长因子KH2PO40.25g无机盐琼脂15geq\o(□,\s\up1(07))凝固剂土豆汁100mL碳源将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL②此培育基为eq\o(□,\s\up1(08))固体培育基——在其中加入eq\o(□,\s\up1(09))刚果红可形成以eq\o(□,\s\up1(10))纤维素分解菌为中心的透亮圈，据此可筛选到纤维素分解菌。1.选择培育基中纤维素是否是唯一的碳源？提示：不是。纤维素是主要的碳源，另外，酵母膏也可以供应少量的碳源。2．选择培育基与鉴别培育基的运用依次及缘由？提示：在运用依次上，一般先运用选择培育基培育，梯度稀释后再用鉴别培育基鉴别。在上述选择培育基中以纤维素作为碳源和能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；而上述鉴别培育基可用于鉴别出纤维素分解菌。典题分析题型二关于纤维素分解菌筛选试验原理的考查[例2]在加入刚果红的培育基中会出现如图所示透亮圈，产生的透亮圈是()A．刚果红与纤维素形成的复合物B．刚果红与纤维二糖形成的复合物C．纤维素分解后形成的葡萄糖导致的D．以纤维素分解菌为中心形成的解题分析刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物，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，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培育基中会出现以纤维素分解菌为中心的透亮圈，D正确。答案D题型三选择培育基与鉴别培育基的比较[例3]下列关于微生物培育和利用的叙述，不正确的是()A．利用稀释涂布平板法既能分别微生物也能对微生物进行计数B．以纤维素为唯一碳源且含有刚果红的培育基可分别出纤维素分解菌C．以尿素为唯一氮源且含酚红的培育基可选择和鉴别尿素分解菌D．选择培育基作用的原理是显现某微生物的特征，以区分于其他微生物解题分析稀释涂布平板法能分别纯化微生物，也能对微生物进行计数，A正确；在以纤维素为唯一碳源且含有刚果红的培育基上，可通过选择产生透亮圈的菌落来分别纤维素分解菌，B正确；尿素分解菌的选择和鉴别可以选用以尿素为唯一氮源，且含酚红的培育基，C正确；选择培育基是在培育基中加入某一化学物质或变更某一理化性质，使某一微生物正常生长，而其他微生物则被杀灭或生长受到抑制，从而选出所须要的微生物，D错误。答案D技法提升学问点三筛选纤维素分解菌的试验设计学问梳理1.试验流程2．刚果红染色法(1)染色方法方法一：培育基经eq\o(□,\s\up1(01))涂布培育长出菌落→覆盖质量浓度为eq\o(□,\s\up1(02))1mg/mL的CR溶液eq\o(→,\s\up7(10～15min后))倒去CR溶液→加入物质的量浓度为1mol/L的eq\o(□,\s\up1(03))NaCl溶液eq\o(→,\s\up7(15min后))倒掉eq\o(□,\s\up1(04))NaCl溶液→出现eq\o(□,\s\up1(05))透亮圈。方法二：配制质量浓度为eq\o(□,\s\up1(06))10mg/mL的CR溶液→灭菌→依据每200mL培育基加入1mL的比例加入CR溶液→混匀→倒平板→接种后培育→出现透亮圈。(2)两种染色方法进行比较3．菌种进一步鉴定(1)鉴定原理通过微生物发酵，看能否产生eq\o(□,\s\up1(01))纤维素酶。发酵的方法分为eq\o(□,\s\up1(02))固体发酵和eq\o(□,\s\up1(03))液体发酵。若发酵产物中有eq\o(□,\s\up1(04))纤维素酶，则菌种是纤维素分解菌。(2)纤维素酶的鉴定方法通过鉴定纤维素酶水解纤维素产生的eq\o(□,\s\up1(05))葡萄糖，来鉴定纤维素酶的产生。葡萄糖与eq\o(□,\s\up1(06))斐林试剂在eq\o(□,\s\up1(07))50～65℃水浴条件下共热1～2min，可形成eq\o(□,\s\up1(08))砖红色沉淀，以此推断微生物是否产生了纤维素酶。1.为什么要在富含纤维素的环境中找寻纤维素分解菌？提示：由于生物与环境的相互依存，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，因此从这种土样中获得目的微生物的概率要高于一般环境。2．将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应当埋多深？提示：将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集，事实上是人工设置纤维素分解菌相宜的生存环境。一般应将滤纸埋于深约3～8cm左右的腐殖土壤中。3．刚果红染色方法一中加入NaCl溶液的作用是什么？提示：洗去未和纤维素结合的刚果红染液。4．分别得到的纤维素分解菌菌落形态是否一样？提示：能够分解纤维素的微生物种类很多，不仅有细菌，还有霉菌、放线菌等。这些微生物的菌落特征各不相同，分解纤维素的实力也不相同，所以形成的菌落大小、形态以及透亮圈的大小并不相同。5．为什么要对分别的纤维素分解菌作进一步的鉴定？提示：形成透亮圈的菌落可能与其他物种菌落出现混杂现象，产生透亮圈的菌落可能是能产生淀粉酶的微生物，也可能是能降解刚果红的菌种，所以须要进一步确定。6．本试验流程与本专题课题2中的试验流程有哪些异同？提示：课题2中的试验是将土样制成菌悬液干脆涂布在以尿素为唯一氮源的选择培育基上，干脆分别得到目的菌落，而本课题中的试验是将土样先进行选择培育，使纤维素分解菌得到增殖后，再将菌液涂布到选择培育基上，其他步骤基本一样。典题分析题型四尿素分解菌和纤维素分解菌的分别与鉴定的比较[例4]下列关于尿素分解菌和纤维素分解菌的分别的叙述，错误的是()A．分别尿素分解菌须要以尿素为唯一的氮源B．尿素分解菌能产生脲酶，纤维素分解菌能产生纤维素酶C．两个过程中都须要梯度稀释D．刚果红染色法也可以用于筛选尿素分解菌解题分析分别尿素分解菌的培育基以尿素为唯一氮源，A正确；尿素分解菌和纤维素分解菌分别产生脲酶和纤维素酶，B正确；由于样品中目的菌的浓度较大，所以都要进行梯度稀释，C正确；刚果红染色法用于纤维素分解菌的筛选，D错误。答案D技法提升两种细菌分别与鉴定的比较课堂小结当堂检测——查漏补缺巩固提升1．微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是()A．C1酶和CX酶B．C1酶和葡萄糖苷酶C．CX酶和葡萄糖苷酶D．C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶答案A解析纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，其中C1酶和CX酶能将纤维素分解成纤维二糖，而葡萄糖苷酶能将纤维二糖分解成葡萄糖。2．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，滤纸条的主要成分是纤维素，C正确。3．在加入刚果红的培育基中出现透亮圈的菌落是()A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌答案C解析分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红—纤维素的复合物就无法形成，培育基中会出现以纤维素分解菌为中心的透亮圈。4．从土壤中筛选纤维素分解菌的试验设计正确的是()A．土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→发酵培育B．土壤取样→选择培育→稀释涂布平板→选择菌落C．土壤取样→梯度稀释→选择培育→选择菌落D．土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培育→选择菌落答案B解析土壤取样之后，应先经过选择培育，以增大目的菌株的浓度，然后为避开一个培育基上的菌落太多，需进行稀释涂布平板，最终选择产生透亮圈的菌落，B正确。5．下表是探究落叶在土壤微生物的作用下是否发生腐烂(分解)的设计思路：将等量的带落叶的土壤，用带有编号的相同塑料袋分别包扎好，并埋在5cm深的土壤中。请回答下列问题：(1)对试验组土壤应当进行________处理，尽可能解除________的作用。(2)探究土壤微生物中是否含有分解纤维素的细菌的试验过程中，应将土壤浸出液接种在以________为唯一碳源的培育基上，这样的培育基属于________培育基。(3)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采纳的接种方式有两种，即____________和________________。并用________(试剂)加以鉴别。当形成菌落以后可以依据菌落四周是否产生______来筛选纤维素分解菌。答案(1)灭菌'土壤微生物(2)纤维素'选择(3)平板划线法'稀释涂布平板法'刚果红'透亮圈解析(1)由题干可知试验目的是