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专题2 微生物的培养与应用
基础知识
（一）纤维素与纤维素酶
纤维素是一种由 首尾相连而成的高分子化合物，是地球上含量最丰富的 类物质。
葡萄糖
多糖
阅读课本27页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：
1、纤维素在生物圈的分布状况？
　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纤维素。其中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，但却不会在地球上大量的积累，为什么？
纤维素能被土壤中某些微生物分解利用，这是因为它们能够产生纤维素酶。
纤维二糖
C1酶、Cx酶
葡萄糖苷酶
葡萄糖
纤维素
2、纤维素酶的组成及作用？
复合酶
C1酶(外切酶)
CX酶(内切酶)
葡萄糖苷酶
3、纤维素的分解
能分解纤维素的微生物有各种细菌、真菌和少数放线菌。
方法：滤纸崩溃法
4、纤维素酶活性的测定实验：
①取二支20mL的试管
纤维素酶分解纤维素的实验
②各加入一张滤纸条
③各加入pH4.8，物质量为0.1mol/L的醋酸－醋酸钠缓冲液10ml
甲 乙
④在甲、乙两支试管中分别加入1mL醋酸－醋酸钠缓冲液和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
讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？
*
在一支试管中添加纤维素酶，
另一支试管不添加纤维素酶；
〖思考1〗实验分析：P27的小实验是如何构成对照的？
滤纸崩溃法
（二）纤维素分解菌的筛选
1、纤维素分解菌的筛选方法
2、纤维素分解菌的筛选方法的原理
　阅读课本课本28页相关部分，回答下列问题：
*
1、筛选纤维素分解菌的方法 。该方法可以通过________反应直接筛选。
刚果红染色法
颜色
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 为中心的________，可以通过 来筛选纤维素分解菌。
红色复合物
纤维素酶
纤维素分解菌
透明圈
是否产生透明圈
（二）纤维素分解菌的筛选
练一练：
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
B. 纤维素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. 葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖
*
2、利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是
A. 刚果红能与纤维素形成红色复合物
B. 刚果红能与纤维二糖形成红色复合物
C. 刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物
D. 若培养基上产生了透明圈，则说明已筛 　选出了纤维素分解菌
*
（三）实验设计
土壤取样
选择培养
梯度稀释
将样品涂布到鉴别培养基
挑选菌落
什么样的环境取样
① 培养的目的 ②选择培养基的特点
挑选什么样的菌落
①鉴别培养基的特点
②如何鉴别
根据微生物对生存环境的要求，到相应环境中去找
目的：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。
刚果红染色法
寻找纤维素分解菌的方法
1、在富含纤维素的环境中如腐殖质中寻找。
2、人工设置富含纤维素的环境。将富含纤维素的物质，如滤纸等埋在土壤中。经过30d左右，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解酶。
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“选择培养基”，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，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；
*
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。
4、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，在一定温度下震荡培养1～2天，直至培养液变浑浊。也可重复选择培养。
*
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。
5、为什么选择培养能够“浓缩”所需的微生物？
　　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，稀释最大倍数到106
1. 制备培养基: 　参照旁栏中的比例
2. 涂布平板： 　将稀释度为104～106的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，30℃倒置培养
挑取产生明显的透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。
接种到纤维素分解菌的选择培养基上，在300C－ 370C培养，可获得纯培养。
刚果红染色法
方法一：先 ，再加入刚果红，进行颜色反应。
方法二：在 时就加入刚果红。
培养微生物
倒平板
　　思考：这两种方法各有哪些优点与不足？
这两种方法各有哪些优点与不足？
染色法 优点 缺点
方法一
方法二
颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用
操作繁琐
刚果红会使菌落之间发生混杂
操作简便,不存在菌落混杂问题
1.产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明圈
2.有些微生物能降解色素，形成明显的透明圈。
P29旁栏思考题
方法一中NaCl溶液的作用？
思考：
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。
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。
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
（四）结果分析与评价
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。
为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行__________ ___实验，纤维素酶的发酵方法有_____ _ 发酵和_ _____ 发酵。纤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。
发酵产纤维素酶
液体
固体
葡萄糖
（五）课题延伸
分解纤维素的微生物的分离
纤维素酶
种类、作用、催化
刚果红染色
筛选原理
实验设计
土壤取样
选择培养
涂布培养
纯化培养
前置染色法
后置染色法
富含纤维素土壤
增大分解菌含量
染色鉴别
分离出分解菌
课堂总结
1.在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌，符合下列哪一生物学观点( )
A.生物结构与功能相适应的观点 B.生物结构与功能整体性观点
C.生物与环境相适应的观点 D.生物发展进化的观点
练一练：
C
2.从土壤中分离获得某种微生物的步骤是( )
①土壤取样　②梯度稀释 ③选择培养 ④菌悬液涂布平板 ⑤挑选出单个菌落
A. ①②③④⑤ B.①③②④⑤
C.①②④③⑤ D.①④②③⑤
B
3. 有关选择培养正确的叙述是( )
A. 可以增加纤维素分解菌的浓度
B. 可以减少纤维素分解菌的浓度
C. 所用培养基是固体培养基
D. 所用培养基是平板培养基
A
4.刚果红染色时，加入刚果红可在( )
①制备培养基时 ②梯度稀释时
③倒平板时 ④涂布时
⑤培养基上长出菌落时
A．①③ B．②⑤
C．③⑤ D．④⑤
C
D
5.纤维素分解菌的选择培养基有选择作用，原因在于其含有 ( )
A．NaNO3
B．KCl
C．酵母膏
D．纤维素粉

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