(公开课)分解尿素细菌、分解纤维素微生物分离
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。
46 尿素分解菌、纤维素分解菌的筛选和分离-【一轮全考点】备战2022年高考生物一轮复习专题课件
实例
（Taq DNA聚合酶） 缺乏碳源：分离出自养型微生物
分离耐寒微生物：低温环境：如冰川 分离分解石油的细菌：油田
石油作为唯一碳源：分离出石油分解菌
以尿素作为唯一氮源：分离出尿素分解菌 以纤维素作为主要碳源：分离出纤维素分解菌
将培养基放在高温环境中培养：分离出耐高温的微生物
将培养基pH调至较低水平中培养：分离出耐酸的微生物
也会形成以尿素分解菌为中心的红色的圈（但不是透明圈）
原因：分解尿素的细菌，能够将尿素分解成氨，使培养基PH升高， 使酚红指示剂变红
纤维素分解菌的筛选和鉴定
鉴别纤维素分解菌的培养基
碳源
思考1：配方中各物质为微生物生长提供的 主要营养物质分别是？
碳源、氮源、生长因子 无机盐 凝固剂
碳源、生长因子
水
纤维素分解菌的筛选和鉴定
选择纤维素分解菌的培养基
碳源（主要） 氮源、无机盐
思考21：这配个方培中养各基物对质微为生微物生是物否生具长有提选供择的 作主用要？营如养果物具质有分，别是如？何进行选择的？ 有 培养基中纤维素为主要碳源，更适合
能够分解纤维素的微生物大量繁殖
无机盐
思考3：如何设计一个对照实验，说明选择 培养基的作用？
在草食性动物等的消化道内，有分解纤维素的微生物，这些微生物和土 壤中分解纤维素的微生物可产生纤维素酶而分解纤维素
基础知识 纤维素酶
纤维素分解菌的筛选和鉴定
组成：一种复合酶，至少包括三种组分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶
作用： 纤维素 C1酶、Cx酶
葡萄糖苷酶 纤维二糖
葡萄糖
证明：
纤维素分解菌的筛选和鉴定
实验基本原则
类型
平行重复原则
对照原则
课题3 分解纤维素的微生物的分离ppt课件
0.9g
Na2HPO4·7H2O
1.2g
MgSO4·7H20
0.5g
KCl
0.5g
水解酪素
0.5g
酵母膏
0.5g
蒸馏水
Hale Waihona Puke 1000mL精选ppt课件2021
25
鉴别纤维素分解菌的培养基配方
CMC-Na KH2PO4
琼脂 土豆汁 酵母膏 蒸馏水
5-10g 0.25g 15g 100mL 0.5g 1000mL
一般应将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。
精选ppt课件2021
23
2、选择培养
称取土样20g，在无菌条件下加入装有 30mL培养基的摇瓶中。30℃震荡培养1-2天， 至培养基变浑浊。进行梯度稀释和涂布平板。
精选ppt课件2021
24
纤维素分解菌的选择培养基配方
纤维素粉
5.0g
NaNO3
1.0g
KH2PO4
精选ppt课件2021
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二、实验设计
土壤取样
选择培养
梯度稀释
挑选产生透明 圈的菌落
将样品涂布到鉴别纤维素分解 菌的培养基上
分离分解纤维素微生物实验流程示意图
精选ppt课件2021
19
讨论
本实验的流程与课题2中的实验流程 有哪些异同？
答：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。
21
思考
为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素 分解菌？
答：由于生物与环境的相互依存关系，在 富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量 相对提高，因此从这种土样中获得目的微生 物的几率要高于普通环境。
《专题2 课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计
《土壤中分解尿素的细菌的分离与计数》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 掌握土壤中分解尿素的细菌的分离和计数方法；2. 了解细菌的分类和作用；3. 培养实验操作技能和科学探究精神。
二、教学重难点：1. 教学重点：掌握细菌分离和计数的实验方法；2. 教学难点：实验中可能出现的问题及解决方法，培养周密的科学态度。
三、教学准备：1. 实验用器械：无菌土壤、无菌水、稀释液、涂布器、显微镜、计数板等；2. 实验用试剂和培养基：尿素、琼脂培养基、抗生素等；3. 教师准备教学PPT，介绍细菌分类、作用以及尿素分解菌的介绍；4. 预先设计好实验表格，方便学生记录数据。
课时安排：共2课时，本设计为第一课时。
四、教学过程：1. 导入新课向学生介绍本节课的目标和意义，讲解尿素分解菌在农业、工业和医药等领域的应用，激发学生的兴趣和求知欲。
2. 实验原理讲解向学生介绍实验的背景、目标、方法、步骤和实验原理，包括选择培养基的制备、分离尿素的指示剂的配制、细菌的接种和培养等。
3. 实验操作示范教师进行实验操作示范，包括无菌操作、接种、培养等步骤，并强调实验中的注意事项，如无菌操作、菌落的识别等。
4. 学生分组实验将学生分成若干小组，每组分别进行实验操作，并记录实验结果。
教师巡视指导，纠正学生的错误操作，确保实验的顺利进行。
5. 结果分析与讨论学生根据实验结果进行讨论，分析哪些菌落可能是分解尿素的细菌，并尝试诠释分离到的细菌数量差别的原因。
教师对学生的讨论进行点评和指导，帮助学生更好地理解实验结果和实验原理。
6. 知识拓展介绍土壤中其他类型的细菌及其作用，如分解纤维素的细菌、分解脂肪的细菌等，以及它们在农业、工业和医药领域的应用。
同时，引导学生思考如何利用这些细菌来改善土壤质量、提高农作物的产量和品质。
7. 课后作业与反思要求学生回顾本节课的内容，完成相关作业，思考自己在实验操作和结果分析中存在的问题，并在今后的学习中加以改进。
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 第三节 分解纤维素的微生物的分离》课件1 新人教版选修1
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
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
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
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
基于学科核心素养的高中生物学实验教学实践——以“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”为例
基于学科核心素养的高中生物学实验教学实践———以“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”为例陈颉(江苏省南通中学南通226001)摘要以选修模块实验“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”为例，通过以完整的科学探究历程为主线、在细节处体现科学思维的火花、生命观念和社会责任依次递进等手段，发展与提升学生的生物学学科核心素养。
关键词高中生物学实验教学学科核心素养细菌的分离与计数随着《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“2017版课标”)的颁布，高中生物学教与学有了新的理念和更高的要求:核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展［1］。
这就要求生物学教师自己对生物学核心素养和大概念有清晰的认识，并将其有机地融合于教学设计中，引导和鼓励学生主动参与实践，通过适当的评价促进学生的学习与发展。
在此理念的指导下，笔者以一堂“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”公开课为例进行探索和实践。
1背景分析现行人教版高中生物学教材选修1《生物技术实践》的专题2“微生物的培养与应用”中含有3个课题:课题1“微生物的实验室培养”、课题2“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”、课题3“分解纤维素的微生物的分离”。
2017版课标对该部分内容的要求是聚焦一个大概念“发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品”，其下包括无菌操作、培养基的调整、微生物的分离与纯化、微生物的显微镜计数等子概念。
纯净的微生物培养不仅应用于研究微生物自身，在基因工程、环境工程、医药工程等方面也有广泛应用。
基于2017版课标的要求，在对课题1的内容进行适当知识铺垫和操作训练的基础上，进行课题2的研究性学习。
2教学设计与实施鉴于课时的限制及分层教学的需求，在班级中选择了8位学生组成研究性学习小组，采用课外预实验与课堂教学相结合的方式实施了该课题的研究。
大致实施流程见图1，序号代表步骤顺序。
图1“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”课题实施流程注:③ ⑧为课堂教学内容，分别由研究性学习小组的预实验结果(④、⑥步骤)引出⑤、⑦步骤檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴为信息载体，围绕图文信息精心设计5个环环相扣、梯度分明的问题。
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数教案
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数一、教学目标：1.能按照科学探究的要求，应用稀释涂布平板法和微生物数量测定的方法，设计从土壤中分离分解尿素的细菌并进行计数的方案。
2.依据设计的方案，运用无菌操作技术和微生物分离、培养的方法初步分离出目标菌。
3.尝试解决生产、生活中与微生物选择培养、计数等有关的实际问题。
二、教学重难点：教学重点：实验设计方案的设计与修正，正确进行实验操作教学难点：设计实验方案。
三、教学过程：提出问题（实验目的）：（1）从土壤中分离出能够分解尿素的细菌。
（2）统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌。
基础知识（实验原理）：绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
选择培养基配方： 组分 含量KH 2PO 41.4g Na 2HPO 42.1gMgSO 4·7H 2O0.2g葡萄糖10.0g 尿素1.0g 琼脂 15.0gH 2O定容至1000mL 实验设计：请同学们阅读教材19页资料，思考有关问题，小组合作进行实验设计，写出详细的实验方案，交流修正。
实验步骤：按照方案，选择合适的实验材料，进行实验。
(一）、土壤取样细菌适宜在酸碱度接近中性的潮湿土壤中生长，绝大多数分布在距地表3～8cm 的土壤层。
因此，取样时一般要铲去表层土。
将样品装入纸袋。
注意事项：取土样时用的铁铲和取样袋在使用前都需要灭菌。
操作完成后，一定要洗手。
(二）、制备培养基用牛肉膏蛋白胨培养基作为对照组，用以尿素为唯一氮源的培养基做实验组，用来判断选择培养基是否具有选择作用。
(三）、样品的稀释与涂布平板（稀释涂布平板法）简要回顾操作梯度稀释：在酒精灯火焰旁称取10g土壤，放入盛有90mL无菌水的锥形瓶中，振荡使土壤与水充分混合，将细菌分散，制成101倍土壤稀释液。
用1支1mL无菌吸管从中吸取1mL土壤悬液注入盛有9mL无菌水的试管中，吹吸三次，充分混匀，制成102倍的土壤稀释液。
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。
分解纤维素的微生物的分离
设置对照的主要目的是排除实验组中非测试 设置对照的主要目的是排除实验组中非测试 因素对实验结果的影响
A同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。 同学的结果与其他同学不同，可能的解释有两种。 一是由于土样不同， 一是由于土样不同，二是由于培养基污染或培养基混有 其它氮源。究竟是哪个原因，可以通过实验来证明。 其它氮源。究竟是哪个原因，可以通过实验来证明。实 验方案有两种。一种方案是可以接种其它菌种， 验方案有两种。一种方案是可以接种其它菌种，看是否 有菌落的出现，验证培养基是否混有其它氮源。 有菌落的出现，验证培养基是否混有其它氮源。另一种 方案是将A 方案是将A同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培 作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。 养，作为空白对照，以证明培养基是否受到污染。 所以，在实验中一般都应设置对照组， 所以，在实验中一般都应设置对照组，使实验更有 说服力。 说服力。
（4）细菌的计数 选取菌落数在30～300的平板进行计数。 选取菌落数在30～300的平板进行计数。在 30 的平板进行计数 同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数， 同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数， 然后求出平均值， 然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度 计算出样品中细菌的数目。 计算出样品中细菌的数目。
四、课题延伸
本课题对分解纤维素的微生物进行了 初步的筛选。但是， 初步的筛选。但是，这只是分离纯化的第 一步。为确定得到的是纤维素分解菌， 一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还 需要进行发酵产纤维素酶的实验。 需要进行发酵产纤维素酶的实验。
五、结果分析与评价
1.培养物中是否有杂菌污染以及选择 1.培养物中是否有杂菌污染以及选择 培养基是否筛选出菌落 对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长， 对照的培养皿在培养过程中没有菌落生长， 说明培养基没有被杂菌污染。 说明培养基没有被杂菌污染。牛肉膏培养基的 菌落数目明显大于选择培养基的数目， 菌落数目明显大于选择培养基的数目，说明选 择培养基已筛选出一些菌落。 择培养基已筛选出一些菌落。
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
分解纤维素的微生物的分离
第7课时 分解纤维素的微生物的分离学习目标 1.掌握纤维素酶的种类和作用及纤维素分解菌的筛选方法。
2.理解并掌握纤维素分解菌的筛选过程及刚果红染色法的原理。
3.掌握纤维素酶的测定方法。
一、纤维素分解菌的筛选1．纤维素与纤维素酶 (1)纤维素①基本组成单位：-----------。
②分布：主要分布在植物--------------等器官中。
特别提醒 纤维素的分布、主要性质和作用分布 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主要性质 常温下比较稳定，不溶于水及一般有机溶剂；纤维素不具有还原性，但在一定条件下能进行水解反应，产生葡萄糖，故其水解产物具有还原性 作用植物细胞细胞壁的主要成分；一种重要的膳食纤维，具有刺激胃肠蠕动、促进消化液分泌的功能；此外纤维素可用于造纸、纺织、制造炸药等(2)纤维素酶①组成：是一种复合酶，至少包括三种组分，即C 1酶、C X 酶、葡萄糖苷酶。
②作用：纤维素―――――――→C 1酶和C X 酶纤维二糖―――――――→葡萄糖苷酶葡萄糖特别提醒 除自然环境中存在的分解纤维素的微生物外，在草食性动物牛、马、羊等的消化道内，也共生有分解纤维素的微生物，其可产生纤维素酶分解纤维素，而人体没有分解纤维素的能力。
2．纤维素分解菌的筛选 (1)方法：--------------。
①方法一：先培养------------，再加入-------------进行颜色反应。
②方法二：在------------时就加入刚果红。
特别提醒 方法一需要用NaCl 溶液洗去培养基表面浮色后，再进行观察，方法二不需要。
(2)原理纤维素＋刚果红→红色复合物↓纤维素酶纤维二糖和葡萄糖，不能和刚果红形成红色复合物 ↓以--------------心的透明圈1．如何设计实验证明纤维素酶能分解纤维素？提示 设计对照实验。
取两支试管，分别加入等量的滤纸条和缓冲液，在一支试管中加入纤维素酶，另一支试管中加入等量蒸馏水，振荡反应一段时间后，可观察到加入纤维素酶的试管中滤纸条被水解，而加入蒸馏水的试管中滤纸条没有变化。
公开课分解纤维素的微生物的分离
观察菌落周围是否有着色的 观察菌落周围是否出现 环带出现来鉴定尿素分解菌 透明圈来筛选纤维素分解菌
脲酶检测法
刚果红染色法
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！
涂布到平板培养基上，30℃倒置培养。 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。
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。 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。
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
纤维素酶催化分解后红色
果pH升高指示剂会变红 中，细菌合成的脲酶将尿素
落。本课题通过选择培养，使纤维素分解菌得 方法二：在
时就加入刚果红。
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？
C1酶：外切酶，从糖链末端开始切掉两个葡萄糖
到增殖后，再将菌液涂布在选择培养基上。其 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。
筛选菌株
选择培养
思考：本实验的流程与课题2中的实验流程有哪些 A、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？
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
异同？ 生长繁殖。
分解尿素的细菌的分离
需氧条件
分解尿素的细菌大多数为 好氧菌，需要氧气参与尿 素分解过程。
分解尿素的细菌的生态位
土壤环境
土壤中的分解尿素细菌主要分布在表 层土壤、植物根际等处，与植物共生。
水体环境
工业废水处理
在工业废水处理过程中，分解尿素细 菌常被用于生物脱氮工艺，降低废水 中的氮含量。
水体中的分解尿素细菌主要分布在淡 水、海水等水域中，与水生生物共生。
分子生物学方法
总结词
分子生物学方法是一种基于DNA或RNA 水平的检测和分离方法，通过特异性地 针对目标微生物的基因序列进行检测和 分离。
VS
详细描述
在分解尿素的细菌的分离中，分子生物学 方法可以通过PCR等技术，特异性地扩增 目标微生物携带的尿素分解相关基因，然 后对扩增产物进行测序和鉴定。这种方法 具有高灵敏度和特异性，有助于从复杂的 微生物群落中准确分离出目标微生物。
深入研究代谢机制
深入了解尿素分解细菌的代谢途径、酶系统 和调控机制，为提高其分解效率和调控提供 理论依据。
基因组学和蛋白质组学研究
通过基因组学和蛋白质组学手段，揭示尿素分解细 菌的基因和蛋白质表达模式，挖掘潜在的功能基因 和调控因子。
适应性和进化研究
探究尿素分解细菌在不同环境条件下的适应 性、进化机制及其与环境之间的相互作用关 系。
研究展望
提高分解尿素的细菌的分离效率
优化分离方法
通过改进分离技术和条件，提高尿素分解细菌的 分离效率，减少分离时间和成本。
开发高效分离试剂
研发新型分离试剂，提高对尿素分解细菌的选择 性和富集效果。
扩大分离范围
探索从不同环境、来源中分离尿素分解细菌的方 法，扩大可利用资源范围。
深入研究分解尿素的细菌的生理机制
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不能区分死菌与活菌； 不适于对运动细菌的计数；
2.间接计数法（活菌计数法）
⑴原理：在稀释度足够高时，微生物在固 体培养基上所形成的一个菌落是由一个单 细胞繁殖而成的，即一个菌落代表原先的 一个单细胞。
⑵常用方法：稀释涂布平板法。
每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M
其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平 均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液 的体积(ml)，M代表稀释倍数。
3、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数所需培 养基：
KH2PO4 NaH2PO4 MgSO4`7H2O
葡萄糖
1.4g 2.1g 0.2g 10.0g
尿素
1.0g
琼脂
15.0g
①从物理性质看此培养基属于哪类？
固体培养基
②在此培养基中哪些作为碳源、氮源？ 碳源：葡萄糖 氮源：尿素
5、培养基选择分解尿素的微生物的原理
2、实验室中微生物的筛选原理：
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营 养、温度、pH等)，同时抑制其他微生物生长。
要分离一种微生物，必须根据该微生物的特 点，包括营养、生理、生长条件等； 方法：
⑴抑制大多数微生物的生长 ⑵促进目的菌株的生长 结果：培养一定时间后，该菌数量上升，再通过 平板稀释等方法对它进行纯化培养分离。
原因： ⑴土样不同 ⑵培养基污染或操作失误(或者是混入了其他的含 氮物质)
方案一：由其他同学用与A同学相同土样进行实验
结果预测：如果结果与A同学一致，则证明A无误； 如果结果不同，则证明A同学存在操作失误或培养 基的配制有问题。
方案二：将A同学配制的培养基在不加土样的情 况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是 否受到污染。
三、
[一]无菌操作 1、取土用的小铁铲的盛土样的信封在使用前都需要灭菌。 2、应在火焰旁称取土壤。在火焰附近将称好的土样倒入锥 形瓶中，塞好棉塞。 3、在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁操作。 [二]做好标记 注明培养基种类、培养日期、稀释度等。 [三]规划时间
（四）.微生物的培养与观察
培养不同微生物往往需要不同培养温度。 细菌：30～37℃培养1～2d 放线菌：25～28℃培养5～7d 霉菌：25～28℃的温度下培养3～4d。
在菌落计数时，每隔24h统计一次菌落数目。 选取菌落数目稳定时的记录作为结果，以防止因培养 时间不足而导致遗漏菌落的数目。
微生物的培养与观察
说明设置重复组的重要性。在设计实验时，一定
要涂布至少3个平板，作为重复组，才能增强实验的说服力 与准确性。在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复 组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需要 重新实验。
注意事项
①为了保证结果准确，一般选择菌落数在30— —300的平板上进行计数。
②为使结果接近真实值可将同一稀释度加到三 个或三个以上的平板中，经涂布，培养计算㈢.设置对照
㈠.筛选菌株 1、实例： PCR技术 DNA多聚酶链式反应是一种在体外将少量DNA大 量复制(PCR)的技术，此项技术要求使用耐高温 （930C）的DNA聚合酶。
原因：因为热泉温度70～800C，淘汰了绝大多 数微生物只有Taq细菌被筛选出来。 启示：寻找目的菌种时要根据它对生存环境的 要求，到相应的环境中去寻找。
小结：通过这个事例可以看出，实验结果要有 说服力，对照的设置是必不可少的。
[一]土壤取样
“微生物的天然培养基”
数量最大、种类最多 大约70%—90%是细菌
从肥沃、酸碱度接近中性的湿润土壤中取样。先铲去 表层土3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的 信封中。
◆取土样用的小铁铲和盛土样的的信封在使用 前都要灭菌。
对照组 蛋白胨 培养基
是
判断该 培养基 有无选
生长多种 微生物
择性
找规律：
1：判断某个培养基是否具有选择作用时， 应设立__基___础____培养基进行对照。
2：判断所使用的培养基是否被杂菌污染 时，应设立_不__接__该__菌_种__的__培养基进行空 白对照？
㈡.统计菌落数目：
1、显微镜直接计数： 利用血球计数板(血细胞计数板），在显微镜下 计算一定容积里样品中微生物的数量。
（三）设置对照
主要目的是排除实验组中非测试因素对实验 结果的影响，提高实验结果的可信度。 判断培养基的制备是否合格（有无被杂菌污染） ： 将未接种的培养基同时进行培养。
判断选择培养基是否具有筛选作用： 完全培养基（营养成分齐全）接种后培养 观察菌落数目。
实例：在做分解尿素的细菌的筛选与统计菌落数 目的实验时，A同学从对应的106倍稀释的培养基 中筛选出大约150个菌落，但是其他同学在同样 的稀释度下只选择出大约50个菌落。分析其原因。
（二） 样品的稀释
◆应在火焰旁称取土壤10g。 ◆在稀释土壤溶液的过程中，每一步都要在火焰旁进行 ◆分离不同的微生物采用不同的稀释度 原因：不同微生物在土壤中含量不同 目的：保证获得菌落数在30～300之间、适于计数的平板
（三）.取样涂布
还少了什么吗？
未接种的选择培养基 接种的完全培养基
◆实验时要对培养皿作好标记。注明培养 基类型、培养时间、稀释度。
课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与
计数
一、课题背景 1、尿素的利用
尿素是一种重要的农业氮肥。尿素不能直接 被农作物吸收。土壤中的细菌将尿素分解成氨之 后才能被植物利用。 2、细菌能利用尿素的原因
土壤中的细菌分解尿素是因为它们能合成脲酶
CO(NH2)2+ H2O 脲酶 2NH3 + CO2
3、课题目的 ①从土壤中分离出能够分解尿素的细菌 ②统计每克土壤样品中究竟含有多少这样的细菌
③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。
计算公式： 每克样品中的菌株数 =（C÷V）×M
某同学在稀释倍数为106 的培养基中测得 平板上菌落数的平均数为234，那么每克样 品中的菌落数是（涂布平板时所用稀释液
的体积为0.1ml） A. 2.34×108 B. 2.34×109
B( )
C. 234
D. 23.4
培养基的氮源为尿素， 只有能合成脲酶的微生 物才能分解尿素，以尿 素作为氮源。
允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止 其他种类微生物生长的培养基，叫做选择培养基
6、怎样证明此培养基具有选择性呢？
培养基类型
是否 接种
目的
结果
以尿素为 实验组 唯一氮源 是
的培养基
分离 尿素 细菌
只生长尿 素细菌
牛肉膏