课题3 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
课题3分解纤维素微生物的分离
可根据是否 产生透明圈 来筛选纤维 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
① 培养的目的? ②选择培养基的 特点?
①什 么样的 菌落?
取样?
根据：微生物 目的：增加纤维素 刚果红染色法
对生存环境的 要求，到相应 环境中去找；
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；
挑选产生透明圈的菌落
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。
2、其原理是：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_分解后，
红色复合物无法形成，出现以_纤__维__素__分__解__菌__ 为中心的_透__明__圈___，可以通过是____否___产____生___透____明____圈_____ 筛选纤维素分解菌。
一、基础知识
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。
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。
一、基础知识
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。
1U表示1个酶活力单位，是指在温度为25℃，其他反应条件，如 pH等，均为最适的情况下，在1min内转化1mmol的底物所需的 酶量。
底物：酶所作用和催化的化合物。
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问题四：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。
二、实 验 案 例
不做处理的带落叶的土壤 将摇瓶置于摇床上，在30 ℃下振荡培养1～2 d，至培养基变混浊，重复上述方法再培养一次，然后再进行梯度稀释和涂布平板。
广泛地存在于植物的根、茎、叶等器官中。地球上含量最 丰富的多糖。
纤维素酶：由微生物分泌的一种复合酶，包括C1酶、Cx
酶和葡萄糖苷酶，由于它们的协同作用，最终将纤维素分
解成葡萄糖。
纤维素
C1酶 Cx酶
纤维二糖
葡萄糖 苷酶
葡萄糖
（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。
阅读与思考 阅读教材28～29页“资料一”～“资料
三”，并思考相关问题。
问题一：是液体培养基，因为没有添加琼脂。
问题二：具有筛选作用，因为培养基中的碳源是纤维素，
该培养基只有能分泌纤维素酶的纤维素分解菌才能生长。
问题三：“资料三”中的两种方法各有哪些优点和不足，
你打算选哪一种？
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。方法二的优点是操 作简便，不存在菌落混杂问题，缺点是由于纤维素和琼 脂、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应。但这种只产生淀粉酶的微 生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主 要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。方 法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力， 它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明 圈，与纤维素分解菌不易区分。
《课题3 分解纤维素的微生物的分离》导学案
《课题3 分解纤维素的微生物的分离》导学案【学习目标】1．简述纤维素酶的种类及作用；2．从土壤中分离出分解纤维素的微生物，了解这类微生物的应用；3．能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。
【学习重点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【学习难点】从土壤中分离分解纤维素的微生物。
【预习指导】课前通过阅读教材、查阅教辅资料、交流，初步完成下列问题。
【学习过程】一、基础知识活动1：阅读P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，回答下列问题：1、纤维素是一种由 首尾相连而成的 化合物，是含量最丰富的多糖类物质。
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 。
2、 是自然界中纤维素含量最高的天然产物。
纤维素的分解需要在 酶的催化作用下完成，请完成下列过程：3、1个酶活力单位是指在温度为 ℃，其它反应条件最适宜情况下，在 min 内转化的底物所需要的酶量。
4、P27小实验：通过设置对照实验体会纤维素酶的作用。
分析课本是如何设置对照的？活动2：阅读P28“纤维素分解菌的筛选”，回答下列问题：1、筛选纤维素分解菌的方法是 。
该方法可以通过 反应直接筛选。
2、其原理是：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 ，我们可以通过是否 来筛选纤维素分解菌。
二、实验设计实验方案流程图：活动3：阅读资料一 “土壤取样”，回答下列问题：土壤取样：纤维素分解菌大多分布在 的环境中。
若找不到合适环境，可将滤纸埋在土壤中一个月左右，也会有能分解纤维素的微生物生长。
〖思考1〗为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？〖思考2〗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？活动4：阅读资料二“选择培养”，回答下列问题：1、目的：增加纤维素分解菌的，确保能够从样品中分离到所需要的微生物。
2、操作方法：将土样加入装有30ml 的锥形瓶中，将锥形瓶固定在上，在一定温度下 1～2d，直至培养液变浑浊，也可重复选择培养。
课题3 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课题背景纤维素，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。
植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。
地球上的植物每年产生的纤维素超过70亿吨，其中40%～60%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。
对这些微生物的研究与应用，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。
而要研究这些微生物，首先要将它们从土壤中种类众多的微生物中分离出来。
在本课题中，我们将探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。
基础知识（一）纤维素与纤维素酶棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物（图2-11），此外，木材、作物秸秆等也富含纤维素。
许多商品纤维素都是由天然纤维素制得的，如水溶性的羧甲基纤维素钠（ CMC-Na ）、不溶于水的微晶纤维素（Avicel ）等。
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、Cx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。
正是在这三种酶的协同作用下，纤维素最终被水解成葡萄糖，为微生物的生长提供营养，同样，也可以为人类所利用。
下面我们通过一个小实验来体会纤维素酶的作用。
在2支20 mL的试管中，分别放入1 cm×6 cm的滤纸条，再分别加入pH为4.8、物质的量浓度为0.1 mol/L的醋酸—醋酸钠缓冲液10 mL、11mL。
在加入10 mL缓冲液的试管中加入 1 mL纤维素酶（70~80 U/mL ）。
将2支试管固定在50 mL的锥形瓶中，在摇床上以140 r/min的转速振荡反应1h，观察结果。
你也可以用报纸、复印纸做这个实验。
如果没有摇床，你可以采用定时人工振荡的方法。
时间足够长时，你会观察到滤纸被完全分解（图2-12）。
1U表示1个酶活力单位，是指在温度为25℃，其他反应条件，如pH等，均为最适的情况下，在1 min内转化1 mmol的底物所需的酶量。
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
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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。
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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。
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纤维素分解菌的选择培养基配方
纤维素粉
5.0g
NaNO3
1.0g
KH2PO4
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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
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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。
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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。
人教版 高中生物 选修一 专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离
【情景创设】纤维素是地球上含量最丰富的多糖类物质，大量存在于植物的根茎叶等器官中。
地球上40%-60%的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。
人们要想利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等，就需要对这些微生物进行研究与应用，而要研究这些微生物，首先要将它们从土壤中种类众多的微生物中分离出来。
本课题中，我们就将探讨如何分离土壤中能够分解纤维素的微生物。
【问题设计】1、回顾纤维素的相关知识，说说纤维素酶的组成及作用。
2、筛选纤维素分解菌的原理是什么？3、说说分离分解纤维素的微生物的实验流程，回答P28旁栏思考1.4、简述采集土样的要求，回答P28旁栏思考2、3。
5、如何进行选择培养？结合P29“操作提示（二）”回答楷体字“资料二”相关问题及右栏思考2.6、常用的刚果红染色法有哪些？回答右栏思考1。
【达标检测】（必做）1. 纤维素酶能够分解（ ）A ．纤维素的微生物B ．淀粉的微生物C ．纤维素D ．淀粉2. 刚果红能与哪项物质形成红色复合物( )A ．纤维二糖B ．纤维素C ．葡萄糖D ．麦芽糖3. 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4. 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 ． NaNO3B ．KClC ．酵母膏D ．纤维素粉5. 下列哪种生物能产生纤维素酶( )A.纤维素分解菌 B ．牛 C ．羊 D ．兔【使用时间】 第 3 周 第 2 课时 【编辑】李玲珍 刘萍萍 【审核】刘萍萍 【主题】 专题二 课题3 分解纤维素的微生物的分离 2012.02.256.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．④⑤7.两种刚果红染色法的结果是（）A．均会出现透明圈 B均不会出现透明圈C方法一出现方法二不出现 D方法一不出现方法二出(选做)有些微生物能合成纤维素酶，通过对这些微生物的研究，使人们能够利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料等。
专题2 课题3 分解纤维素的微生物的分离
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（高二生物）【学习目标】1 学生预习教材P27 “（一）纤维素与纤维素酶”，能够整理归纳出纤维素和纤维素酶的基础知识，纤维素酶的组成和各自作用。
并能对小字部分实验体会纤维素酶的作用2 学生预习教材P28 “（二）纤维素分解菌的筛选”的内容，能整理归纳筛选的原理及操作过程3教材P24 “实验设计”的内容，通过教师提示，学生合作探究，学生能够掌握分解纤维素的微生物分离的实验流程，实验操作，及操作中应该注意的问题，并能与课题2的实验设计结合对比理解4通过教师提示，学生合作探究，学生能够正确的分析实验结果，能对结果作出合理的评价5学生能够了解纤维素分解菌的进一步分离纯化的方法重点纤维素分解菌的筛选分解菌的实验流程操作难点纤维素分解菌的筛选原理培养基的配制【课前预习】一纤维素与纤维素酶阅读教材P27 “（一）纤维素与纤维素酶”，能够整理归纳纤维素和纤维素酶的基础知识，纤维素酶的组成和各自作用，1纤维素和纤维素酶（1）纤维素是一种由首尾相连而成的高分子化合物，纤维素的化学组成是三种元素，是一种糖。
纤维素的基本组成单位是，人体内没有，所以人体不能直接利用纤维素，但土壤中有分解纤维素的微生物，最终把纤维素分解成。
（2）纤维素的分布：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。
（3）纤维素酶是一种 ，一般认为它至少包括三种组分，即 酶、 酶 酶，前两种酶使纤维素分解成 ，第三种酶将纤维二糖分解成 。
二、纤维素分解菌的筛选阅读教材P28 “（二）纤维素分解菌的筛选”的内容，及P29培养基的配方，能整理归纳筛选原理(1)筛选方法： 法。
通过 直接随纤维素分解菌进行筛选。
(2)筛选原理：刚果红可以与纤维素形成 ，但不和纤维二糖和葡萄糖发生反应，当纤维素被 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 ，我们可以通过 来筛选纤维素分解菌。
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课题3 分解纤维素的微生物的分离
一、预习与质疑（课前完成）
（一）预习内容课本P27-30
（二）预习目标
1．能简述纤维素酶的种类及作用；
2．能从土壤中分离出分解纤维素的微生物；学会从土壤中分离某种特定微生物的原理和操作技术。
3．知道分解纤维素的微生物的应用价值。
（三）预习检测
一、纤维素与纤维素酶
1．纤维素的化学组成：三种元素，是一种糖。
2．纤维素的分布：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。
3．纤维素酶的作用：纤维素酶是一种，一般认为它至少包括三种组分，即酶、酶酶，前两种酶使纤维素分解成，第三种酶将纤维二糖分解成。
【思考1】如何设计实验取证明纤维素酶能分解纤维素？
二、纤维素分解菌的筛选
1．筛选方法：染色法。
2．筛选原理：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成，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，红色复合物无法形成，出现以为中心的透明圈，我们可以通过来筛选纤维素分解菌。
三、试验设计
分离分解纤维素的微生物的实验流程图如下：→→梯度稀释
→→
1．土壤取样：采集土样时，应选择富含的环境。
【思考2】若无适宜的取样环境又该若何取样？（见“疑难点拨”2）
2．选择培养：阅读资料二“选择培养基”，回答以下问题：
【思考3】选择培养的目的、必须要有吗？
【思考4】培养基配方分析其有选择的作用吗？有如何证明？
2．刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种阅读资料三“刚果红染色法”。
【思考5】鉴别培养基有选择作用吗？常用的刚果红染色法是？及其各自的优缺点？（见“疑难点拨”3）
四、结果分析与评价
1．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。
2．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。
二、检测与反馈（课堂完成）
1．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
2．关于选择培养叙述正确的是 ( )
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
【疑难点拨】
1．分离分解纤维素的微生物的实验流程与稀释液的取样培养流程图有何异同？
它们的区别是：稀释液的取样流程图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。
分离分解纤维素的微生物的实验流程通过选择培养，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。
其他步骤基本相同。
2．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？
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的生存的适宜环境。
一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。
3．两种刚果红染色法的比较
刚果红在筛选纤维素分解菌上的应用已经有超过20年的历史，在本课题中我们给出了两种方法。
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纤维素分解菌的作用。
方法二的优点是操作简便，不存在菌落混杂的问题，缺点是由于纤维素和琼脂、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应。
但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透明圈较为模糊，因为培养基中纤维素占主要地位，因此可以与纤维素酶产生的透明圈相区分。
方法二的另一缺点是：有些微生物具有降解色素的能力，它们在长时间培养过程中会降解刚果红形成明显的透明圈，与纤维素分解菌不易区分。