2.3公开课分解纤维素的微生物的分离
专题二课题3 分解纤维素的微生物的分离
2019年高考全国Ⅱ卷37. （4）该小组将人工合成的一段DNA 转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶（酶E）。为了 比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验， 请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加酶E的缓冲液，
B处滴加含有相同浓度天然酶的缓冲液，C处滴加_缓___冲__液___，
三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，
说明__缓__冲___液__不__能__降___解__W_____；若A、B处形成的透明圈直径 大小相近，说明_酶___E_与__天__然___酶__降__解__W__的___能__力__相__近______。
谢谢观赏！！！
鉴别纤维素分解菌的培养基
培养基组成 CMC-Na 5~10g (水溶性羧甲基纤维素钠)
提供的主要营养物质 碳源
酵母膏 1g
碳源、氮源、生长因子
KH2PO4 0.25g 土豆汁 100mL
无机盐 碳源、生长因馏水定容至1000mL
氢元素、氧元素
涂布：
分离细菌，通常选取104、 105、106的土壤稀释液
练习巩固
3、在加入刚果红的培养基中会出 现如右图所示的透明圈，产生的 透明圈是( ) A.刚果红与纤维素形成的复合物 B.刚果红被纤维素分解菌分解
形成的 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
2019年高考全国Ⅱ卷37. 物质W是一种含氮有机物，会污染 土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某 研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回 答下列问题。 （1）要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该
本节书内容的背景知识
人教版高中生物选修1-2.3教材解读：分解纤维素的微生物的分离
课题3分解纤维素的微生物的分离教材内容解读要点1 纤维素与纤维素酶（1）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
（2）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、C X 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。
纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养。
要点2 纤维素分解菌的筛选（1）筛选方法刚果红染色法。
能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
（2）刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理刚果红是一种染料，它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。
当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
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，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
这样，我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
要点3 分离分解纤维素的微生物的实验流程土壤取样→选择培养（此步是否需要，应根据样品中目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培养基上→挑选产生透明圈的菌落（1）土壤采集选择富含纤维素的环境。
（2）刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板（3）刚果红染色法种类一种是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，另一种是在倒平板时就加入刚果红。
要点4 分离分解纤维素的微生物的实验案例土壤中纤维素分解菌的分离实验的具体操作步骤如下。
1.土样采集土样采集的方法与本专题课题2类似。
土样的采集要选择富含纤维素的环境，这是因为在纤维素含量丰富的环境，通常会聚集较多的分解纤维素的微生物。
如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋在土壤中，过一个月左右也会有能分解纤维素的微生物生长。
2.选择培养选择培养需要的仪器有：250 mL锥形瓶、无菌称量瓶、药匙、1 mL和10 mL的移液管、天平、摇床、温度计等。
2.3土壤中纤维素分解菌的分离
课题3 分解纤维素的微生物 的分离
一、基础知识
（一） 纤维素与纤维素酶 1.纤维素在生物圈的分布
纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质. 植物的根茎叶等器官都含有大量的维生素.地球 上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨.
人类以淀粉为主要能量来源，但完全不能消 化纤维素，而反刍动物和大量的微生物则主要以 纤维素为能量来源。这是因为，在反刍动物的瘤 胃中生活着大量的可以分解纤维素的微生物。
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？
答：将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相 对聚集，实际上是人工设置纤维素分解菌生存 的适宜环境。一般应将纸埋于深约10 cm左右 腐殖土壤中。
4.想一想，两种刚果红染色法各有哪些 优点与不足？你打算选用哪一种方法？
方法一是传统的方法，缺点是操作繁 琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生 混杂；其优点是这样显示出的颜色反应 基本上是纤维素分解菌的作用。
(2)“目的菌”生长所需的氮源和碳源是来自 培养基中的 化合物A ，实验需要振荡培养， 由此推测“目的菌”的代谢类型 是 异养需氧 。
例1(20分)某化工厂的污水池 中，含有一种有害的、难于降 解的有机化合物A。研究人员 用化合物A、磷酸盐、镁盐以 及微量元素配制的培养基，成 功地筛选到能高效降解化合物 A的细菌(目的菌)。实验的主 要步骤如图所示。请分析回答 问题：（北京卷）
（二）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，学生也 可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。
P30课题延伸：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
2.3分解纤维素的微生物的分离
富集培养→纯种分离→性能测定。
（1）不同微生物的生存环境不同，获得理想微生物的第一步是
从适合的环境采集菌样，然后再按一定的方法分离、纯化。培养
嗜盐菌的菌样应从 海滩等高盐 环境采集。
（2）富集培养指创设仅适合待分离微生物旺盛生长的特定环境
条件，使其群落中的数量大大增加，从而分离出所需微生物的培
养方法。对产耐高温淀粉酶微生物的富集培养应选择以淀粉为 的
3、操N作aC：l溶液作用：刚漂果洗红作，用以—免—出洗现去的与透纤明维圈素不结够合清不晰牢。的 方法1：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应。 方法2：在倒平板时就加入刚果红。
染色法
优点
缺点
这两种方法各有哪些优点与不足？
颜色反应基本 操作繁琐。
方法1 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生
(后置染色法） 解菌的作用 混杂。
发酵产纤维素酶实验 液体发酵 固体发酵
2、纤维素酶的测定方法:
对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的 葡萄糖含量进行定量测定。
课堂小结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离
纤维素酶 种类、作用、催化活力
筛选原理 刚果红染色
前置染色法 后置染色法
实 土壤取样 验 选择培养 设 计 纯化培养
富含纤维素土壤 增大分解菌含量 染色鉴别
为什么？
微生物大量繁殖
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。
注意：该步骤也可省略，但纤维素分解菌较少。
3.梯度稀释
按照课题1的稀释操作方法，将选择培养 后的培养基进行等比稀释101～107倍。
2.3分解纤维素的微生物的分离
可省略，但得到的纤维素分解菌较少。
⑦选择培养的操作方法？ 将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，
将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下振荡培 养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择 培养。
⑧为什么需要振荡培养？ 让反应更加充分；增加培养基中的氧气，
满足细胞呼吸的需求获得更多的微生物。
人为制造一个富含纤维素的环境； 例如：将滤纸埋入土里10cm处，一段时间后再从腐烂的滤纸选。
【2】选择培养 ①按物理性质进行分类，此培养基属于？
培养基组分
碳源、
能源 纤维素粉
含量 5g
NaNO3 氮源 1g
无机N盐a2、HPO4·7H2O 1.2g
调节PHKH2PO4
0.9g
MgSO4·7H2O 0.5g
10-15min后倒去CR溶液
刚果红染色法：
方法二：倒平板时加刚果红
倒平板
菌液涂布
倒置培养
鉴别培养基 +
刚果红溶液(灭菌)
你能比较一下刚果红的两种染色方法的优缺点吗?
刚果红染色法
染色法
优点
缺点
方法一
颜色反应基本 操作繁琐；
（先培养微生物， 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生混杂
再加刚果红） 解菌的作用
红色复合物 无法形成
通过是否产生的透明圈 来筛选纤维素分解菌
出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈
未接种的刚果红培养基
3、从功能上看，这是一种_鉴__别__培养基。
4、不同菌落的透明圈大小不同，说明什么？
透明圈越大，说明在菌落周围被分解的 纤维素范围越大，纤维素酶的数量越多， 活性越强
接种纤维素分解菌 的培养基
专题2课题3分解纤维素的微生物的分离
(3)某些商品纤维素 ①水溶性的羧甲基纤维素钠(CMCNa)； ②不溶于水的微晶纤维素(Avicel)。 2．纤维素酶 复合酶 ，包括三种组 (1) 组成：纤维素酶是一种 _________ 葡萄糖苷酶 分，即C1酶、Cx酶、________________ 。 (2)作用：C1酶和Cx酶使纤维素分解成_________ 纤维二糖 ； 葡萄糖苷酶 将纤维二糖分解为葡萄糖。 _____________ 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 微生物，再加入刚果红进行___________ 颜色反应 ， 先培养______ 另一种是在倒平板时就加入刚果红。
关于分解纤维素的细菌的分离和纯
)
化操作的叙述中，下列正确的是(多选)(
A．在地表下面10米深处的土壤中取样
B．要用只含有纤维素有机营养的选择液体培养
基进行选择培养
C．要用酚红培养基进行进一步鉴定
D．要进行稀释涂布平板法进行接种
解析：选 BD。从土壤中分离纤维素分解菌时， 取的土样要在枯枝败叶比较多的地方，并且要 取土壤 3 ～ 8 厘米深的表层土，太深的土壤中纤 维素很少，细菌数量也很少；而用含有纤维素 的液体培养基培养的目的是使得纤维素分解菌 被选择出来并加以“浓缩”；为了进一步分离 纯化细菌，就要进行稀释涂布接种，以得到单 个细菌长出来的菌落；最后纤维素分解菌的进 一步鉴定用的是发酵产纤维素酶的实验，酚红 培养基是用来进行尿素分解菌的鉴定。
成分
含量
纤维素粉
NaNO3
5g
1g
Na2HPO4· 7H2O
KH2PO4
1.2g
0.9g
MgSO4· 7H2O
KCl
0.5g
0.5g
高中生物 第二章 分解纤维素的微生物的分离 2.3 分解纤维素的微生物的分离(测)(基础版,含解析)
2.3 分解纤维素的微生物的分离（测）（满分60分，40分钟完成）一、单选题（30分，每题3分）1. 下列关于纤维素酶的说法，错误的是（）A．纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分B．葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖C．纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁D．纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖【答案】B2. 在将样品稀释液涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上之前，先进行选择培养的目的是（）A．完全除去其他微生物B．证明纤维素分解菌的存在C．增加纤维素分解菌的浓度D．使纤维素分解菌充分长大【答案】C【解析】通过选择培养可以增加纤维素分解菌的浓度,以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
故C正确。
3.下列关于纤维素分解菌分离实验的说法不正确的是（）A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌B．当纤维素被纤维素分解菌释放的纤维素酶分解后，培养基中会出现透明圈C．该实验用的培养基为选择培养基D．在用刚果红染色时只能先培养微生物再加入刚果红，不能在倒平板时加入【答案】D【解析】刚果红可以与纤维素形成红色复合物，但不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应，所以可采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌，A项正确；当纤维素被纤维素分解菌分泌的纤维素酶分解后，刚果红—纤维素的红色复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，B项正确；用选择培养基筛选纤维素分解菌，C项正确；常用的刚果红染色法有两种：一是先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应，二是在倒平板时就加入刚果红，D项错误。
4.分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是（）A．经选择培养后即可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，但纤维素分解菌少C．经稀释培养后，用刚果红染色D．此实验中需设置对照组【答案】A5.为了解土壤微生物是否能分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”（一种除草剂）进行了实验，取等量砂土分装于相同的两容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌，下列有关事项肯定错误的是（）A.a组为实验组，b组为对照组B.向a、b中喷入等量敌草隆，再置于同一温箱中培养相同时间C.检测敌草隆消失的情况，预计a组敌草隆含量不变，b组敌草隆全部分解D.只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好【答案】C【解析】A、由题意可知，a组高压灭菌，没有微生物，b组不灭菌，存在土壤微生物，所以a组为实验组，b组为对照组，A正确；B、由题意可知，实验的自变量的有无土壤微生物，敌草隆的使用量、培养条件是无关变量，应保持一致且适宜，所以向a、b中喷入等量敌草隆，再置于同一温箱中培养相同时间，B正确；C、b组的敌草隆不可能全部分解，C错误；D、不同的土壤微生物的种类不同，只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好，D正确．6.欲从土壤中分离出能分解尿素的细菌，下列实验操作中不正确的是（）A.将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释B.同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板C.可将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照D.用加入刚果红指示剂的培养基可筛选出分解尿素的细菌【答案】D【解析】A、为防止土壤浸出液浓度过高，不能获得单菌落，要将土壤用无菌水进行一系列的梯度稀释，A正确；B、同一浓度的土壤稀释液应至少涂布三个平板，防止偶然因素对实验结果的影响，B正确；C、可以将未接种的培养基在相同条件下培养作为对照，以判断培养基灭菌是否彻底，C正确；D、可筛选出分解尿素的细菌的培养基是以尿素为唯一氮源的选择培养基，D错误．7.下列关于纤维素分解菌分离实验的说法不正确的是( )A．通常采用刚果红染色法筛选纤维素分解菌B．从土壤中分离含量较多的微生物时，选择培养可以省略C．该实验用到选择和鉴别培养基D．在用刚果红染色法中，若将微生物培养在事先加入刚果红的培养基上，出现透明圈的菌落即所需菌种【答案】D8.利用农作物秸秆等纤维质原料生产的乙醇，经加工可制成燃料乙醇，从而减少了对石油资源的依赖，下图为生产燃料乙醇的简要流程，据图分析错误的一项是( )A．要得到微生物A，最好选择富含纤维素的土壤采集土样B．图中②过程常用的微生物B是酵母菌C．微生物A和微生物B可利用的碳源相同D．可用纤维素酶制剂代替微生物A起作用【答案】C【解析】根据图解可知，微生物A的碳源是纤维素，故要想获得微生物A最好选择富含纤维素的土壤采集，A项正确；图中②过程表示生产乙醇的过程，常用微生物是酵母菌，B项正确；微生物A所用碳源为纤维素，微生物B所用碳源为纤维素降解物，C项错误；微生物A之所以能利用纤维质原料是因为其含有纤维素酶，故可用纤维素酶制剂代替微生物A起作用，D项正确。
高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的分离
高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离高二生物下册实验：分解纤维素的微生物的别离(1)实验原理：①土壤中存在着大量纤维素分解酶 ,包括真菌、细菌和放线菌等 ,它们可以产生纤维素酶。
纤维素酶是一种复合酶 ,可以把纤维素分解为纤维二糖 ,进一步分解为葡萄糖使微生物加以利用 ,故在用纤维素作为唯一碳源的培养基中 ,纤维素分解菌能够很好地生长 ,其他微生物那么不能生长。
②在培养基中参加刚果红 ,可与培养基中的纤维素形成红色复合物 ,当纤维素被分解后 ,红色复合物不能形成 ,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈 ,从而可筛选纤维素分解菌。
(2)实验过程：土壤取样：采集土样时 ,应选择富含纤维素的环境梯度稀释：用选择培养基培养 ,以增加纤维素分解菌的浓度涂布平板：将样品涂布于含刚果红的鉴别纤维素分解菌的固体培养基上挑选产生中心透明圈的菌落：产生纤维素酶的菌落周围出现透明圈,考试技巧 ,从产生明显的透明圈的菌落上挑取局部细菌 ,并接种到纤维素分解菌的选择培养基上 ,在30～37℃条件下培养 ,可获得较纯的菌种。
刚果红染色的两种方法的比拟：先培养微生物 ,在参加刚果红在到平板时参加刚果红优点显示出的眼神反映根本上是纤维素分解菌的作用操作简便 ,不存在菌落混杂问题缺点操作繁琐 ,参加刚果红溶液会使菌落之间发生混杂(1)由于琼脂和土豆汁中都含有淀粉类物质 ,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反响(2)有些微生物具有降解色素的能力 ,长时间培养会降解刚果红 ,从而形成明显的透明圈 ,这些微生物与纤维素分解菌不易区分知识拓展：1.纤维素与纤维素酶(1)纤维素①化学本质：一种多糖。
②分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物 ,此外 ,木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶①习惯上 ,将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和葡糖苷酶。
C1酶是对纤维素最初起作用的酶 ,破坏纤维素链的结晶结构。
Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解-1 ,4-糖苷键的纤维素酶。
高中生物 专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离教学案(含解析)高二生物教学案
分解纤维素的微生物的分离一、纤维素与纤维素酶1．纤维素(1)化学组成：(2)含量：是地球上含量最丰富的多糖类物质。
(3)分布：棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物，此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
2．纤维素酶(1)组成：纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种组分，即C 1酶、C X 酶和葡萄糖苷酶。
(2)作用：纤维素C 1酶、C X 酶,纤维二糖葡萄糖苷酶,葡萄糖二、纤维素分解菌的筛选1．原理：纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解刚果红和纤维素形成的红色复合物，使培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
2．方法：刚果红染色法⎩⎪⎨⎪⎧ 方法一：先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应方法二：在倒平板时就加入刚果红三、实验流程四、纤维素分解菌的进一步鉴定1．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，发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
2．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 1.纤维素酶是一种复合酶，包括C1酶、CX 酶和葡萄糖苷酶等组分。
2．纤维素酶的作用：纤维素――→C1酶、CX 酶 纤维二糖――→葡萄糖苷酶葡萄糖 3．刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
4．以纤维素为主要碳源的选择培养基培养可以增加纤维素分解菌的浓度。
5．分离后，为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。
进行定量测定。
1．寻找纤维素分解菌应到( )A．湿润的环境中 B．富含纤维素的环境中C．富含无机盐的环境中 D．池塘中解析：选B 在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找，因此寻找纤维素分解菌应到富含纤维素的环境中寻找。
2．在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是( )A．分解尿素的细菌 B．硝化细菌C．分解纤维素的细菌 D．乳酸菌解析：选C 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，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。
2-3 分解纤维素的微生物的分离
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
专题2
微生物的培养与应用
1 ．本实验中采用的接种方法是哪种？并没有对细菌进行计 数，为什么还要进行充分的稀释？
答案
接种方法为稀释涂布平板法，充分稀释的目的是尽
量使纤维素分解菌与其他杂菌分离，形成单纯由纤维素分 解菌形成的菌落。
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
专题2
微生物的培养与应用
体培养基中微生物与营养成分的接触更充分，可以提高微生
物的 代谢效率 。
预习导学
课堂讲义
课堂讲义
专题2
微生物的培养与应用
解析
该培养基的主要碳源是纤维素粉，氮源有NaNO3、酵
母膏。因没有凝固剂成分，因此，该培养基从物理状态上看 属于液体培养基。因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。
(2)此配方为__________培养基(根据物理状态)。
(3)此培养基选择出的微生物主要是_________________。
预习导学 课堂讲义
课堂讲义
专题2
微生物的培养与应用
【问题导析】 (1)该培养基中 纤维素是主要的碳源，所以可以用于筛选 纤维 素分解菌 。 (2)由于该培养基中没有加入 琼脂 ，所以为液体培养基。液
KH2PO4
预习导学 课堂讲义
0.9 g
课堂讲义
MgSO4·7H2O
专题2 0.5 g
微生物的培养与应用
KCl
酵母膏
0.5 g
0.5 g
水解酪素
0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL。 (1) 此培养基配方中为微生物提供碳源主要是 ___________ 、 氮源是________________。
专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离
（二）纤维素分解菌的筛选 。 1、筛选方法： 筛选方法： 2、筛选纤维素分解菌的原理 刚果红是一种染料，它可以与像 刚果红是一种染料， ， 这样的多糖物质形成 ，但并 不和水解后的 和 发生这 种反应。 种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加 入刚果红时， 入刚果红时，培养基中会出现以 为 中心的 。这样，我们就可以通过 这样， 圈来筛选 。
链接高考
2009年40.【生物 选修1 2009年40.【生物——选修1生物技术实践】（15分） 选修 生物技术实践】 15分 在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外， （1）在大肠杆菌培养过程中，除考虑营养条件外， 温度 还要考虑______ ______和渗透压等条件。 ______、______和渗透压等条件 还要考虑______、酸碱度 和渗透压等条件。由于该细菌 易培养 具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、 具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、______、 生活周期短 ______等优点 因此常作为遗传学研究的实验材料。 等优点， ______等优点，因此常作为遗传学研究的实验材料。 在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染， （2）在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染， 灭菌 需对培养基和培养皿进行________ 消毒、灭菌）； ________（ ）；操 需对培养基和培养皿进行________（消毒、灭菌）；操 消毒 作者的双手需要进行清洗和______ ______； 作者的双手需要进行清洗和______；静止空气中的细菌 可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性， 可用紫外线杀灭，其原因是紫外线能使蛋白质变性，还 损伤DNA DNA的结构 损伤DNA的结构 __________。 能__________。
实验设计
1.实验流程 1.实验流程
公开课 分解纤维素的微生物的分离
公开课分解纤维素的微生物的分离在我们的日常生活中，纤维素无处不在。
从植物的细胞壁到纸张、衣物，纤维素是构成这些物质的重要成分。
然而，纤维素这种复杂的大分子物质，对于大多数生物来说，并不能直接利用。
但自然界中存在着一些特殊的微生物，它们具有分解纤维素的能力，将纤维素转化为可以被其他生物利用的物质。
今天，就让我们一起来探索分解纤维素的微生物的分离。
要了解分解纤维素的微生物的分离，首先我们得知道什么是纤维素。
纤维素是由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的大分子多糖。
它具有坚韧的结构，使得其难以被一般的生物酶所分解。
那么，为什么要分离分解纤维素的微生物呢？这是因为这些微生物在多个领域都有着重要的应用价值。
在农业领域，它们可以加速有机废弃物的分解，提高土壤肥力；在工业上，利用这些微生物可以生产生物燃料、生物材料等；在环境保护方面，它们能够帮助处理富含纤维素的废弃物，减少环境污染。
接下来，我们看看如何分离这些神奇的微生物。
第一步，采样。
要找到分解纤维素的微生物，我们需要从可能存在它们的环境中进行采样。
比如，森林土壤、堆肥、反刍动物的瘤胃等都是不错的选择。
在采样时，要注意尽量保持样品的原始状态，避免污染。
第二步，选择合适的培养基。
由于我们要分离的是能够分解纤维素的微生物，所以培养基中需要含有纤维素作为唯一的碳源。
常用的纤维素培养基有羧甲基纤维素钠（CMCNa）培养基、微晶纤维素培养基等。
第三步，富集培养。
将采集到的样品接种到含有纤维素的液体培养基中，在适宜的条件下进行培养。
在这个过程中，能够利用纤维素的微生物会生长繁殖，而不能利用纤维素的微生物则会逐渐被淘汰。
第四步，平板分离。
经过富集培养后，将培养液稀释并涂布在纤维素固体培养基平板上。
经过一段时间的培养，平板上会出现不同形态的菌落。
第五步，筛选和鉴定。
从平板上挑选出可能分解纤维素的菌落，进行进一步的筛选和鉴定。
常用的鉴定方法包括刚果红染色法。
刚果红是一种染料，它可以与纤维素结合形成红色复合物。
高中生物23分解纤维素的微生物的分离ppt课件
5.通过分离分解纤维素的微生物实验,对分解纤维素的微生物进行了初 步的筛选,这只是分离提纯的第一步。对分离的菌种作进一步鉴定还需 要进行( )。 A.发酵产纤维素酶的实验 B.提取纤维二糖的实验 C.浓缩纤维素分解菌的实验 D.提取葡萄糖的实验 解析:对纤维素分解菌的鉴定,常用的方法是对分离的菌种进行发酵产 纤维素酶的实验。 答案:A
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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? 提示:将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,实际上是人 工设置纤维素分解菌生存的适宜环境。一般应将纸埋于深约 10 cm 的 腐殖土壤中。 4.阅读教材第 29 页旁栏中的纤维素分解菌选择培养基的成分回答 下列问题。 (1)旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基?为什么? 提示:是液体培养基,因为配方中无凝固剂。 (2)这个培养基对微生物是否具有选择作用?如果有,是如何进行选 择的? 提示:有选择作用,本配方中的唯一碳源是纤维素粉,所以只有能分 解纤维素的微生物才可以大量繁殖。
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(2)自然界中的纤维素是如何被利用的? 提示:自然界中的纤维素主要被土壤中的微生物分解利用。其余的 一部分被草食动物取食利用(实质上也离不开微生物的分解作用),一部 分作为能源被人类燃烧利用。
二、实验设计
1.实验流程:土壤取样→选择培养(来自步可省略)→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→挑选产生透明圈的菌落。
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2.在加入刚果红的纤维素分解菌培养基中会出现透明圈,产生的透明圈 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 解析:当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红—纤维素复合物就无法形成, 培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 答案:D
分解纤维素的微生物的分离公开课教案
分解纤维素的微生物的分离公开课教案一、引言在生活和自然界中，存在着大量的纤维素，它是一种复杂的多糖类生物高分子，主要存在于植物细胞壁中。
然而，对于大多数动物，纤维素是无法被直接消化吸收的，因为它们缺乏分解纤维素的酶。
而分解纤维素的微生物则具备这种能力，它们通过产生纤维素酶来有效地降解纤维素，释放出能量和营养物质。
本公开课旨在介绍分解纤维素的微生物的分离方法及其应用。
二、实验目的1. 了解分解纤维素的微生物的特点和重要性；2. 学习分离分解纤维素微生物的基本原理和方法；3. 掌握培养分解纤维素微生物的实验操作技巧；4. 了解分解纤维素微生物的应用领域。
三、实验原理1. 分解纤维素的微生物分解纤维素的微生物主要包括纤维素酶产生菌和纤维素酶分泌菌。
纤维素酶产生菌能够合成和分泌纤维素酶，通过降解纤维素为可被利用的碳源和能量源。
纤维素酶分泌菌则是指无法合成和分泌纤维素酶，但能够利用纤维素作为碳源和能量源生长繁殖的微生物。
2. 分离分解纤维素微生物的方法常用的方法包括富集培养法和筛选法，既可采用肉汤基质，也可采用含纤维素基质作为培养基。
富集培养法通过在富含纤维素的培养基中进行连续传代，筛选出具有纤维素降解能力的微生物。
筛选法则是以含纤维素基质作为培养基，通过分离单菌株并进行筛选，得到纤维素酶高效的菌株。
3. 分解纤维素微生物的应用分解纤维素的微生物广泛应用于生物质能源的生产、环境修复、饲料添加剂等领域。
通过利用这些微生物，可以促进纤维素资源化利用和实现可持续发展。
四、实验步骤1. 富集培养法分离纤维素酶产生菌a. 准备富含纤维素的培养基；b. 从样品中采集微生物样本；c. 将微生物样本接种到含纤维素的培养基中；d. 进行连续传代培养，筛选纤维素酶产生菌。
2. 筛选法分离纤维素酶高效菌株a. 准备含纤维素的培养基；b. 从富集培养培养基中挑取纤维素酶产生菌落；c. 稀释悬浊液，并分别接种于含纤维素的培养基平板上；d. 通过单菌分离培养，选取纤维素酶高效菌株。
公开课 分解纤维素的微生物的分离
公开课分解纤维素的微生物的分离在我们生活的这个丰富多彩的世界里，微生物无处不在。
它们虽然微小，却在生态系统的物质循环和能量流动中发挥着至关重要的作用。
其中，能够分解纤维素的微生物更是具有特殊的意义。
今天，就让我们一同走进分解纤维素的微生物的分离这一奇妙的领域。
首先，我们要明白什么是纤维素。
纤维素是植物细胞壁的主要成分，是由大量的葡萄糖分子通过β-1,4 糖苷键连接而成的大分子多糖。
对于大多数生物来说，纤维素难以消化利用，但一些微生物却拥有特殊的酶系统，能够将其分解为可利用的小分子物质。
那么，为什么要分离分解纤维素的微生物呢？这有着多方面的重要意义。
从工业角度来看，利用这些微生物可以实现生物质的高效转化，生产生物燃料、生物材料等。
在农业领域，它们有助于改善土壤结构，提高土壤肥力。
在环保方面，能够促进有机废弃物的降解，减少环境污染。
接下来，让我们了解一下分离分解纤维素的微生物的基本原理和方法。
选择合适的样品来源是成功分离的第一步。
富含纤维素的环境往往是我们寻找目标微生物的好去处，比如森林土壤、腐朽的木材、堆肥等。
采集到样品后，需要进行预处理，以增加目标微生物的相对比例。
这可能包括物理处理，如研磨、筛分；化学处理，如酸碱处理等。
然后，就是培养基的制备。
用于分离分解纤维素的微生物的培养基通常以纤维素为唯一碳源。
刚果红染色法是常用的鉴别方法。
刚果红能与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中会出现透明圈，产生透明圈的菌落就可能是我们要找的目标微生物。
在分离过程中，常用的方法有稀释涂布平板法和平板划线法。
稀释涂布平板法可以使样品中的微生物充分分散，便于筛选出单个菌落。
平板划线法则能通过多次划线，逐步分离出单一的微生物菌落。
获得了疑似分解纤维素的微生物菌落之后，还需要进行进一步的鉴定和筛选。
这可能包括形态学观察、生理生化特性检测，以及分子生物学鉴定等。
通过一系列的实验和分析，最终确定我们所分离得到的微生物确实具有分解纤维素的能力。
公开课 分解纤维素的微生物的分离
公开课分解纤维素的微生物的分离公开课分解纤维素的微生物的分离，听起来好像很高大上的样子，其实呢，就是让我们找出那些能够分解纤维素的细菌和真菌。
这可不是一件简单的事情，需要我们运用一些特殊的方法和技巧。
接下来我就来给大家讲讲这个过程吧！我们需要准备一些材料。
这些材料包括：纤维素、水、营养液、菌种等等。
其中，纤维素是我们需要分离的目标物质，而水和营养液则是为了让细菌和真菌有足够的生存环境。
至于菌种嘛，就是我们要找的那些能够分解纤维素的细菌和真菌了。
我们就要开始实验了。
我们需要把纤维素放到一个容器里面，然后加入适量的水和营养液。
这样一来，纤维素就被浸泡在了水中，而细菌和真菌也会随着水流进入到容器里面。
紧接着，我们就需要让这些细菌和真菌在容器里面生长起来了。
为了达到这个目的，我们需要给容器加上一个密闭的环境。
这样一来，外界的空气就无法进入到容器里面，而细菌和真菌也只能在容器里面进行生长和繁殖。
等到细菌和真菌长成了一定规模之后，我们就可以开始分离它们了。
这时候，我们就需要用到一些特殊的工具和技术了。
比如说，我们可以用显微镜来观察细菌和真菌的结构和形态；或者用试管来进行分离和筛选；还可以用培养基来培养不同的细菌和真菌种类等等。
当我们成功地分离出了那些能够分解纤维素的细菌和真菌之后，我们就可以进一步研究它们的特性和功能了。
比如说，我们可以探究它们是如何分解纤维素的、分解出来的产物有哪些用途等等。
这些研究成果不仅可以帮助我们更好地理解自然界的奥秘，还可以为人类的生产和生活带来更多的便利和发展机遇哦！公开课分解纤维素的微生物的分离虽然看起来很复杂，但只要我们掌握了一些基本的方法和技巧，就可以轻松地完成这项任务啦！希望我的讲解能够让大家对这个话题有更深入的了解和认识。
谢谢大家！。
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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，培养基 上就会出现以纤维素分解 菌为中心的透明圈
思考：
方法一中NaCl溶液的作用？
漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红， 以免出现的透明圈不够清晰。用这方法可以判断酶 活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖 底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能 分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结 合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红 洗去，这样就留下大大小小的透明圈，大的透明圈 当然分解纤维素的能就强！
③实例：树林中多年落叶形成的腐殖土，多年 积累的枯枝败叶等。
④讨论:如果找不到合适的环境，可以将滤纸埋 在土壤中，将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认 为滤纸应该埋在土壤中多深？ 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对 集中，实际上是人工设臵纤维素分解菌生存的 适宜环境。一般应将滤纸埋于深约10cm左右的 土壤中。
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。
比较项目 分解尿素的细菌
选 原理 择 培 养 培养基 基 类型 目的 鉴 原理 定 现象 培 养 方法 基
纤维素分解菌
将细菌涂布在只有 将细菌涂布在只有 尿素做氮源的选择 纤维素粉做碳源的 培养基上 选择培养基上 固体培养基 筛选菌株 液体培养基 选择培养
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%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。 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。
人类可应用分解纤维素的微生物将秸 秆等废弃物转变成酒精，用纤维素酶处理 服装面料等。
分解纤维素的微生物 的分离
JLSSY BYH
一、基础知识
㈠纤维素与纤维素酶
1.纤维素
纤维素是一种由葡萄糖首尾相连而成的高 分子化合物，是含量最丰富的多糖类物质。 植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤 维素。其中棉花是自然界中纤维素含量最高 的天然产物。
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。
提示： 本实验的自变量是纤维素酶的有无，自变 量的操纵方法是：在一支试管中添加适量（1mL） 的纤维素酶溶液，在另一支试管不添加纤维素 酶，但需加入等量的缓冲液，不能加入蒸馏水， 否则会影响溶液的pH。
（二）纤维素分解菌的筛选
刚果红染色法 刚果红能与纤维素形成红色复合物，而不与 水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。 当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红 时，刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复 合物。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，培养基中就会出现 以纤维素分解菌为中心的透明圈，这样我们就 可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
Байду номын сангаас 2.纤维素酶
纤维素酶是一种复合酶，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。
纤维素
C1酶、Cx酶
纤维二糖
葡萄糖苷酶
葡萄糖
实验：纤维素酶分解纤维素的实验
①取二支20mL的试管
②各加入一张滤纸条
二、实 验 设 计
请你根据实验流程图和提供的三个资料以及“操作 提示”，在思考有关问题的基础上，设计出一个详细的 实验方案。
土壤取样
选择培养
梯度稀释
将样品涂布在鉴别纤 维素分解菌的培养基上
筛选产生透 明圈的菌落
操作步骤
1、土壤取样：
①分布环境 富含纤维素的环境中 ②原因 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。
筛选原理 实 验 设 计
种类、作用、催化活力 前置染色法 刚果红染色 后置染色法
富含纤维素土壤 增大分解菌含量 染色鉴别
土壤取样 选择培养 纯化培养
涂布培养
分离出分解菌
这两种方法各有哪些优点与不足？
染色法 优点 缺点
颜色反应基本 操作繁琐 方法一 上是纤维素分 刚果红会使菌落之间发生 解菌的作用 混杂 1.产生淀粉酶的微生物也 操作简便不 产生模糊透明圈 存在菌落混 2.有些微生物能降解色素， 杂问题 形成明显的透明圈。
方法二
比较 项目
选 择 培 养 原理 培养基类 型 目的
10
1
10
2
10
3
10
4
105
106
4.将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养 基上 （1）制备鉴别培养基: （2）涂布平板： 将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml 涂布到平板培养基上，30℃倒臵培养。
鉴别纤维素分解菌的培养基
培养基组成 CMC-Na 5~10g
(水溶性羧甲基纤维素钠)
提供的主要营养物质
6、纯化培养 在产生明显的透明圈的菌落，挑取 并接种到纤维素分解菌的选择培养基上， 在300C－ 370C培养，可获得纯化培养。
四、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。
NaNO3 1g KCl 0.5g KH2PO4 0.9g Na2HPO4· 2O 7H MgSO4 · 2O 7H 0.5g 0.5g
酵母膏 水解酵素
溶解后，蒸馏水定容至1000mL
水
A、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？ 是液体培养基，原因是配方中无凝固剂（琼脂） B、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有， 是如何进行选择的？ 有选择作用，本配方中纤维素作为主要碳源，只有能 分解纤维素的微生物可以大量繁殖。 C、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用 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。
五、课题延伸
为了确定分离得到的是纤维素分解菌，
发酵产纤维素酶 还需要进行_____________实验，纤维素酶的 发酵方法有______ 发酵和______ 发酵。纤 固体 液体
维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤
维素所产生的________ 含量进行定量测定。 葡萄糖
课堂总结
分解 纤维 素的 微生 物的 分离 纤维素酶
思考：本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些 异同？ 本实验流程与课题2的流程的区别如下。课 题2是将土样制成的菌悬液直接涂布在以尿素为 唯一氮源的选择性培养基上，直接分离得到菌 落。本课题通过选择培养，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 他步骤基本一致。
3.梯度稀释
按照课题1的稀释操作方法，将选择培养后 的培养基进行等比稀释101～107倍。
2、选择培养 ①目的：
增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从 样品中分离所需要的微生物。
②制备选择培养基：
③操作：
将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶 中，将锥形瓶固定在摇床上，在一定温度下震 荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复 选择培养。
培养基成分分析
培养基组成
纤维素粉 5g 提供主要的营养物质 碳源（能源） 氮源、无机盐 1.2g 0.5g 无机盐 生长因子、碳源、氮源 氮素、生长因子
分解尿素的细菌
纤维素分解菌
原 鉴理 定 培 养 现 观察菌落周围是否有着色的 观察菌落周围是否出现 基 象 环带出现来鉴定尿素分解菌 透明圈来筛选纤维素分解菌 方 刚果红染色法 脲酶检测法 法
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
碳源 碳源、氮源、生长因子 无机盐 碳源、生长因子 凝固剂
酵母膏 KH2PO4 土豆汁 琼脂
1g 0.25g 100mL 15g
上述物质溶解后，加蒸 馏水定容至1000mL
氢元素、氧元素
5.刚果红染色法 挑选产生透明圈的菌落，一般即为分 解纤维素的菌落。 方法一：先 培养微生物，再加入刚果红进 行颜色反应。 方法二：在 倒平板 时就加入刚果红。
说明：分析“纤维素分解菌的选择培养基
配方”可知，该配方中的酵母膏也能够提供少 量的碳源，因此其他微生物也能在该培养基中 生长繁殖。只不过，由于酵母膏的含量极少，
因此，只有以纤维素为碳源的微生物才能大量
繁殖。
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
③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L 的醋酸－醋酸钠缓冲液11ml和10ml ④在乙试管中加入1mL纤维素酶 ⑤两支试管固定在锥形瓶中，放在 140r/min的摇床上振荡1h ⑥结果：乙试管的滤纸条消失
甲
乙
讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是 什么？
实验分析：P27的小实验是如何构成对照 的？