分解纖維素的微生物的分離學(xué)案

1、課題3分解纖維素的微生物的分離學(xué)案考點要求1能簡述纖維素酶的種類及作用，2能從土壤中分離出分解纖維素的微生物，了解這類微生物的應(yīng)用。 3能掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)。雙基過關(guān)一、纖維素與纖維素酶1纖維素的化學(xué)組成： 三種元素，是一種 糖。2纖維素的分布： 是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。3纖維素酶的作用：纖維素酶是一種 ，一般認為它至少包括三種組分，即 酶、 酶 酶，前兩種酶使纖維素分解成 ，第三種酶將纖維二糖分解成 。二、纖維素分解菌的篩選 1篩選方法： 染色法。2篩選原理：剛果紅可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成 ，但并不和水解后的纖維二

2、糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)，當纖維素被纖維素酶分解后，紅色復(fù)合物無法形成，出現(xiàn)以 為中心的透明圈，我們可以通過 來篩選纖維素分解菌。 三、試驗設(shè)計土壤中纖維素分解菌的分離的實驗方案 ： 分解纖維素的微生物的分離的試驗流程 、 、 、 、 1土壤取樣：采集土樣時，應(yīng)選擇富含 的環(huán)境。 2選擇培養(yǎng)： 閱讀資料二“選擇培養(yǎng)基”，回答以下三個問題：思考1纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于 培養(yǎng)基，原因是什么？。思考2培養(yǎng)基選擇作用機制是什么？思考3若設(shè)置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用，應(yīng)控制的變量是什么？ (1)目的：增加纖維素分解菌的 ，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物。(2)制備選擇培養(yǎng)基：參照課本旁欄

3、中的比例配制。 (3)選擇培養(yǎng)：稱取土樣20 g，在無菌條件下加入裝有30mL培養(yǎng)基的錐形瓶中，將錐形瓶固定在 上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)12 d，直至培養(yǎng)液變 。也可重復(fù)選擇培養(yǎng)。（4）梯度稀釋： 依次將培養(yǎng)液稀釋101107倍。思考是如何操作的？(5)將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上制備培養(yǎng)基：參照課本旁欄中的比例。 倒平板操作。 涂布平板：將稀釋度為104106的菌懸液各取01 mL涂布在平板培養(yǎng)基上，30倒置培養(yǎng)。 (6)剛果紅染色法：挑選產(chǎn)生 的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。思考4本實驗流程與尿素分解菌的分離實驗流程有哪些異同？3剛果紅染色法：常用的剛果紅染色法有兩種即 。閱讀

4、資料三“剛果紅染色法”，填表比較兩種染色法的各自的優(yōu)缺點染色法優(yōu)點缺點方法一方法二是 、 。閱讀資料三“剛果紅染色法”，填表比較兩種染色法的各自的優(yōu)缺點：思考5為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物？四：結(jié)果分析與評價1為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要進行 實驗，纖維素酶的發(fā)酵方法有 發(fā)酵和 發(fā)酵。2纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的 含量進行定量測定。類型一 纖維素酶的作用 典例精析 【例1】纖維素酶可以將下列哪種物質(zhì)分解( )A牛肉片 B魚片 C濾紙條 D塑料條類型二 纖維素分解菌篩選的原理 【例2】在加入剛果紅的培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈的菌落是 ( )類型三 選擇培養(yǎng)

5、基 A分解尿素的細菌 B硝化細菌 C分解纖維素的細菌 D乳酸菌 【例3】本實驗關(guān)于選擇培養(yǎng)目的敘述正確的是( ) A可以增加纖維素分解菌的濃度 B可以減少纖維素分解菌的濃度 C所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基 D所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基基礎(chǔ)自測一、選擇題1下列材料中纖維素含量最高的是( ) A楊樹 B小麥 C玉米 D棉花2纖維素酶能夠分解（ ） A纖維素的微生物 B淀粉的微生物 C纖維素 D淀粉3剛果紅能與哪項物質(zhì)形成紅色復(fù)合物( ) A纖維二糖 B纖維素 C葡萄糖 D麥芽糖4尋找纖維素分解菌應(yīng)到（ ） A濕潤的環(huán)境中 B富含纖維素的環(huán)境中 C富含無機鹽的環(huán)境中 D池塘中5纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基有選擇作

6、用，原因在于其含有( )ANaNO。 BKCl C酵母膏 D纖維素粉6下列哪種生物能產(chǎn)生纖維素酶( )A纖維素分解菌 B牛 c羊 D兔7選擇培養(yǎng)時應(yīng)將錐形瓶固定在( )A桌子上 B溫箱里 C窗臺上 D搖床8選擇培養(yǎng)的結(jié)果：培養(yǎng)液變（ ） A清澈 B渾濁 C紅色 D產(chǎn)生透明圈9剛果紅染色時，加入剛果紅可在( ) 制備培養(yǎng)基時 梯度稀釋時 倒平板時 涂布時 培養(yǎng)基上長出菌落時 A B C D10兩種剛果紅染色法的結(jié)果是（ ） A均會出現(xiàn)透明圈 B均不會出現(xiàn)透明圈C方法一出現(xiàn)方法二不出現(xiàn) D方法一不出現(xiàn)方法二出現(xiàn)11下面是弗來明對青霉素的早期研究過程：發(fā)現(xiàn)問題：在培養(yǎng)細菌的器具中發(fā)現(xiàn)一種青霉菌，在這

7、種青霉菌的周圍有沒有其它細菌生存?為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象? 提出假設(shè)：設(shè)計實驗：在液體中培養(yǎng)青霉菌后，考察這種液體對細菌增殖的影響。實驗結(jié)果：培養(yǎng)液使細菌的增殖停止。結(jié)論：下面幾項最適合作為該實驗假設(shè)的是A青霉菌與細菌之間是共生關(guān)系 B青霉菌污染了細菌生存的環(huán)境C青霉菌產(chǎn)生了對人體有益的物質(zhì) D青霉菌能產(chǎn)生抑制細菌增殖的物質(zhì)12培養(yǎng)流感病毒時，應(yīng)選用A固體培養(yǎng)基 B含有多種無機鹽的培養(yǎng)液 C活的雞胚 D無菌的牛肉湯13以下關(guān)于微生物對氧的需求的敘述中正確的是A產(chǎn)甲烷桿菌屬厭氧呼吸，但氧的存在不影響其生存B鏈球菌進行厭氧呼吸，不能接觸空氣C黃色短桿菌在氧氣充足時才能產(chǎn)生谷氨酸 D谷氨酸棒培育桿菌是

8、厭氧呼吸14可以使微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸發(fā)生不可逆破壞的環(huán)境因素是A高溫 B.營養(yǎng)成分的變化 C.氧含量 D.溫度、pH、氧的共同作用15微生物（除病毒外）需要從外界吸收營養(yǎng)物質(zhì)并通過代謝來維持正常的生長和繁殖。下列有關(guān)微生物營養(yǎng)的說法正確的是A乳酸菌與硝化細菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的 B微生物生長中不可缺少的一些微量的無機物稱為生長因子 C培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度越高對微生物的增殖越有利D生長因子一般是酶或核酸的組成成分，微生物本身合成這些生長因子的能力往往不足16下列有關(guān)味精生產(chǎn)的一些措施的敘述，正確的是 A常用的菌種是谷氨酸棒狀桿菌和金黃色葡萄球菌 B培養(yǎng)基是含有五種營養(yǎng)成分的合成培養(yǎng)基

9、 C在發(fā)酵中要控制的只是溫度、pH、通氣量 D味精是谷氨酸經(jīng)Na2CO3中和后，再經(jīng)過過濾、濃縮、離心分離而成17菌落形成的根本原因是A細菌有鞭毛 B細菌能運動 C培養(yǎng)基有瓊脂 D子細胞成為群體18在接種操作的過程中，不正確的是A要將接種環(huán)灼燒滅菌 B取下棉塞后要將試管口灼燒滅菌C將接種環(huán)伸入試管內(nèi)，先接觸長菌多的部位 D接種后還要將管口滅菌加塞19高壓蒸氣滅菌的原理是A高壓使細菌DNA變性 B高壓使細菌蛋白質(zhì)凝固變性C高溫燙死細菌 D高溫使細菌DNA變性20某種細菌每30分鐘分裂一次，開始接種時為3個細胞，在對數(shù)生長期培養(yǎng)5個小時后，問此時有多少細胞？ A15 B48 C1024 D3072

10、二、非選擇題21纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認為它至少包括 種組分，即 、 和 。22當纖維素被 分解后，剛果紅一纖維素自合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以 為中心的透明圈。這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生 來篩選纖維素分解菌。23為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維分解菌?24請分析下面的培養(yǎng)基配方，回答下面的問題： 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 纖維素粉 5 g NaN03 1 g Na2HP047H 20 1.2 g KH2P04 0.9 g MgS047H 20 0.5 g KCl 0.5 g 酵母膏 0.5 g 水解酪素 0.5 g 將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000 mL(1)上述配方是

11、液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基?為什么? (2)這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用?如果具有，又是如何選擇的?(3)如果要證明該培養(yǎng)基的選擇培養(yǎng)作用可用培養(yǎng)基做實驗。25.請你設(shè)計實驗來證明纖維素酶的作用。實驗步驟：(1)取2支20mL的試管,分別放入1cm6cm的。 (2)再分別加入pH為4.8，物質(zhì)的量濃度為0.1 molL-1的緩沖液10mL、11mL。 (3)在加入lOmL緩沖液的試管中加入1mL。(4)將2支試管固定在搖床上，振蕩反應(yīng)1。結(jié)果：加纖維素酶的濾紙條被分解，另一支中的未分解。則證明： 。綜合應(yīng)用26、淀粉酶可以通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)，為了提高酶的產(chǎn)最，請你設(shè)計一個實驗，利用誘變育種

12、方法，獲得產(chǎn)生淀粉酶較多的菌株。寫出主要實驗步驟。根據(jù)誘發(fā)突變率低和誘發(fā)突變不定向性的特點預(yù)期實驗結(jié)果。提示：生產(chǎn)菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上，隨其生長可釋放淀粉酶分解培養(yǎng)基中的淀粉，在菌落周圍形成透明圈。（天津理科綜合能力測試）課題3分解纖維素的微生物的分離學(xué)案參考答案：一、1.C H O 多糖 2.棉花 3.復(fù)合酶C1 菜纖維素 葡萄糖纖維二糖二 1. 剛果紅 2.紅色復(fù)合物，纖維素分解菌，是否產(chǎn)生透明圈三 1. 纖維素 2思考1液體，沒有添加瓊脂成分. 思考2以纖維素粉為唯一碳源，只有纖維素分解菌才能生存。思考3將纖維素粉改為葡萄糖。(1)純度 (3).搖床 混濁(4)參照專題1的稀釋操

13、作， (6).透明圈思考4尿素分解菌的分離實驗流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養(yǎng)基上；本課題通過選擇培養(yǎng)使細菌增殖后，再涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其它操作基本基本共同。3填表染色法優(yōu)點缺點方法一顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用操作繁瑣剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜方法二操作簡便不存在菌落混雜問題產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈。思考5在選擇培養(yǎng)條件下，可使能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。四 1 發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 ， 液體 發(fā)酵和 固體 發(fā)酵2葡萄糖 典例精析【例1】 解析

14、：纖維素酶只能使纖維素分解，本題中只有C項濾紙條的主要成分是纖維素，所以可以將濾紙條分解。答案：C 啟示：酶具有專一性，纖維素酶只能分解含纖維素的物質(zhì)?！纠?】解析：分解纖維素的細菌能將纖維素分解，則剛果紅一纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中就會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。 答案：C 啟示：在合纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時出現(xiàn)的透明圈，一般是以纖維素分解菌為中心。 【例3】解析：這里選擇培養(yǎng)的目的是增加纖維素分解菌的濃度，所用培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基，以便于下一步的稀釋涂布操作。 答案：A 啟示：掌握選擇培養(yǎng)的目的。課題3分解纖維素的微生物的分離參考答案 基礎(chǔ)自測 一、1D 2C 3B 4B

15、5D 6A 7D 8B 9C 10A1115 DCCAD 1 620 DDCBD 二、21C1酶 CX酶 葡萄糖苷酶 22纖維素酶 纖維素分解菌 透明圈 23由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對較高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。 24(1)是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無瓊脂。 (2)有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的細菌可以大量繁殖，不能利用纖維素的微生物則難以生存。 (3)牛肉膏蛋白胨對照。 25(1) 濾紙條。 (2) 醋酸醋酸鈉 (3) 纖維素酶。 (4) 纖維素酶有分解纖維素的作用。綜合應(yīng)用26解析：這是一

16、道以誘變育種、選擇培養(yǎng)和鑒別培養(yǎng)等知識為載體的實驗設(shè)計題，綜合性強，難度較大。既要求學(xué)生掌握實驗原理，也要求學(xué)生具備較強的實驗設(shè)計的能力及對實驗結(jié)果的預(yù)測和分析能力。 答案：主要實驗步驟： 第一步：將培養(yǎng)好的生產(chǎn)菌株分兩組。一組用一定劑量的誘變劑處理，另一組不處理做對照。 第二步：制備含淀粉的固體培養(yǎng)基。 第三步：把誘變組的大量菌株接種于多個含淀粉的固體培養(yǎng)基上，同時接種對照組，相同條件下培養(yǎng)。 第四步：比較兩組菌株菌落周圍透明圈的大小，選出透明圈變大的菌株。 預(yù)期實驗結(jié)果： a由于誘發(fā)突變率低，誘變組中絕大多數(shù)菌落周圍的透明圈大小與對照組相同。 b由于誘發(fā)突變不定向性，誘變組中極少數(shù)菌落周圍的透明圈與對照組相比變大或變小。知識拓展 1兩種剛果紅染色法的比較 剛果紅染色法在本課題中我們給出了兩種方