江苏省响水中学人教版高中生物选修一2.3分解纤维素的微生物的分离 导学案

　分解纤维素的微生物的分离
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。
3.讨论分解纤维素的微生物的应用价值。
预学案：
　　一、纤维素与纤维素酶
1.纤维素:由C、H、O三种元素组成,是一种多糖。①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.纤维素酶的作用:纤维素酶是一种②,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、③酶和④酶,前两种酶使纤维素分解成⑤,第三种酶将纤维二糖分解成⑥。
　　二、纤维素分解菌的筛选
1.筛选方法:⑦染色法。
2.筛选原理:刚果红可以与像纤维素这样的 ( http: / / www.21cnjy.com )多糖物质形成⑧,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,出现以纤维素分解菌为中心的透明圈,我们可以通过⑨来筛选纤维素分解菌。
　　 三、实验设计
1.土壤取样:采集土样时,应选择富含⑩的环境。
2.选择培养
(1)目的:增加的浓度,以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。 (2)制备选择培养基:参照课本旁栏中的比例配制。
(3)选择培养:称取土样20 g,在无菌条件下加入装有30 mL 培养基的锥形瓶中,将锥形瓶固定在上,在一定温度下振荡培养1~2 d,直至培养液变。也可重复选择培养。 (4)梯度稀释:依次将培养液稀释101~107倍。(5)将样品涂布到鉴别的培养基上。 (6)刚果红染色法:挑选产生的菌落,一般即为分解纤维素的菌落。
　　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液体发酵和固体发酵。
2.纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等所产生的含量进行定量测定。
探究案：知识点一:纤维素分解菌的筛选
1.尝试完成纤维素分解菌的筛选原理图解。
( http: / / www.21cnjy.com )
2.列表比较两种刚果红染色法,尝试完成表中内容。
方法 操作 优点 缺点
方法一 先培养①　　　,再加入刚果红 显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用 操作烦琐,加入刚果红溶液会使②　　　　　　　
方法二 ③　　　时加入刚果红 操作简便,不存在④　　　　的问题 (1)由于在纤维素粉和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生⑤　　　的微生物出现透明圈较为模糊的假阳性反应;(2)有些微生物具有降解色素的能力,长时间培养会降解⑥　　　而形成明显的透明圈
3.纤维素分解菌有何应用价值
　知识点二:分离土壤中纤维素分解菌实验操作
1.尝试归纳出分离纤维素分解菌的实验流程。
2.下表为筛选过程中涉及的两种培养基一与培养基二,根据表尝试完成以下问题:
培养基一
组分 含量/g 提供的主要营养
纤维素粉 5 碳源、能源
NaNO3 1 无机盐
Na2HPO4·7H2O 1.2
KH2PO4 0.9
MgSO4·7H2O 0.5
KCl 0.5
酵母膏 0.5 生长因子、碳源、氮源
水解酪素 0.5 氮源、生长因子
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000 mL
培养基二
组分 含量 提供的主要营养
CMC-Na 5~10 g 碳源
酵母膏 1 g 碳源、氮源、生长因子
KH2PO4 0.25 g 无机盐
琼脂 15 g 凝固剂
土豆汁 100 mL 碳源
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1000 mL
　　(1)培养基一从物理性质上分属于哪种培养基 有何作用
(2)使用培养基一的目的是什么 作用原理是什么
(3)选择培养基之所以能选择纤维素分解菌的原因是什么
(4)培养基二从物理性质上分属于哪种培养基 筛选到纤维素分解菌的原理是什么
检测案：
1．　课本中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,方法二出现
2．　生物乙醇是以生物为原料生产的可再生能 ( http: / / www.21cnjy.com )源。我国利用农作物废弃物(秸秆)生产乙醇,其技术流程为:纤维素酶解→酵母发酵→蒸馏→成品。纤维素酶的成本能否下降,是能否实现乙醇工业化生产的关键因素。纤维素酶可以从能分解纤维素的细菌培养液中提取。某同学设计了如下分离土壤中纤维素分解菌的实验流程。土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养
结合所学知识回答下列问题。
(1)最好选择怎样的环境采集土样 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)下面是一种培养基配方:纤维素粉5 g、NaNO3 1 g、Na2HPO4·7H2O 1.2 g、KH2PO4 0.9 g、MgSO4·7H2O 0.5 g、KCl 0.5 g、酵母膏0.5 g、水解酪素0.5 g(蒸馏水定容到1000 mL)。该培养基能够增加样品中纤维素分解菌的浓度,其原理是　　　　　　　　　　　　。
(3)为了鉴别纤维素分解菌和进一步纯化菌种 ( http: / / www.21cnjy.com ),可以在鉴别培养基上加入　　　　染液,将筛选获得的菌液稀释后用　　　　的方法接种到鉴别培养基上,然后挑选产生　　　　的菌落作为菌种进行扩大培养。
(4)纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量如何呢 请设计实验进行检测。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.当纤维素被纤维素酶分解后,会在培养基中出现一些透明圈,这些透明圈是(　　)。
A.刚果红与纤维素形成的复合物B.纤维素分解后的葡萄糖
C.由纤维素酶聚集在一起形成的D.以纤维素分解菌为中心形成的
我的收获
我的疑问