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目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、基础知识 1.纤维素 (1)基本组成单位:葡萄糖。 (2)含量: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,至少包含三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。 (2)作用:,目标导航,预习导引,一,二,三,3.分离纤维素分解菌 (1)方法 筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法。该方法可以通过颜色反应直接筛选微生物。 (2)原理 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,我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。,目标导航,预习导引,一,二,三,纤维素是由葡萄糖分子首尾连接而成的生物大分子,不溶于水和有机溶剂,性质比较稳定。 (1)纤维素存在于何种细胞的何种结构中?有何功能? 提示：纤维素主要存在于植物细胞的细胞壁中,是植物细胞壁的主要组成成分,细胞壁越发达,纤维素的含量越多。纤维素的性质比较稳定,由纤维素构成的细胞壁具有支持和保护作用。 (2)自然界中的纤维素是如何被利用的? 提示：自然界中的纤维素主要被土壤中的微生物分解利用。其余的一部分被草食动物取食利用(实质上也离不开微生物的分解作用),一部分作为能源被人类燃烧利用。,目标导航,预习导引,一,二,三,二、实验设计 1.实验流程:土壤取样选择培养(此步可省略)梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的选择培养基上挑选产生透明圈的菌落。 2.土壤取样 采集土样时,可以选择纤维素丰富的环境,如树林中多年落叶形成的腐殖土。 3.选择培养 (1)目的:增加纤维素分解菌的浓度,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30 mL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12 d,直至培养液变混浊,也可重复选择培养。,目标导航,预习导引,一,二,三,4.刚果红染色培养并鉴定 (1)方法一:先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应。 (2)方法二:在倒平板时,就加入刚果红。,目标导航,预习导引,一,二,三,在选择培养时提供了特定的培养条件,该条件具有“浓缩”某种微生物的作用。 (1)从培养目的角度理解,选择培养对何种微生物有利并起“浓缩”作用? 提示：对需选择的微生物有利并起“浓缩”作用。 (2)选择培养用到的培养基属于何种类型? 提示：属于选择培养基。 (3)为什么选择培养能够“浓缩”所需要的微生物? 提示：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。,目标导航,预习导引,一,二,三,三、课题延伸 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,纤维素酶的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进行定量的测定。,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一、纤维素分解菌的筛选 1.纤维素与纤维素酶的比较,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,2.实验原理,3.筛选方法 刚果红染色法。,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,【例1】 在加入刚果红的纤维素分解菌培养基中会出现透明圈,产生的透明圈是() A.刚果红与纤维素形成的复合物 B.刚果红与纤维二糖形成的复合物 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 解析：刚果红可以与纤维素结合形成红色复合物,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,刚果红纤维素复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。 答案：D,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,下列有关刚果红染色法的叙述,不正确的是() A.刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入 B.刚果红可以在菌落形成后加入 C.刚果红在菌落形成前倒平板时加入,加入的刚果红不需要灭菌 D.在菌落形成后加入刚果红时,刚果红不需要灭菌 解析：刚果红可以在细菌菌落形成前倒平板时加入,也可以在菌落形成后加入。若在细菌菌落形成前倒平板时加入刚果红,则所加刚果红要进行灭菌,以防杂菌的侵入,影响纤维素分解菌菌落的形成;若在菌落形成后加入刚果红,则不需要灭菌。 答案：C,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,两种刚果红染色法的比较,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,二、分离纤维素分解菌的实验设计 1.土壤取样 在富含纤维素、潮湿的土壤中,用无菌小铁铲铲去表层土,迅速铲取土壤并装入无菌信封,密封。 2.选择培养 (1)具体操作,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,(2)设置对照 将上述操作过程中的选择培养基改为不含纤维素的培养基,如牛肉膏蛋白胨培养基,其余过程均与(1)过程相同。 3.梯度稀释 用1 mL无菌吸管从选择培养基中吸取1 mL培养液注入盛有9 mL无菌水的试管中,吹吸三次,使充分混匀;再用一支1 mL无菌吸管从此试管中吸取1 mL菌液注入另一支盛有9 mL无菌水的试管中。以此类推配制成101、102、103、104、105、106倍的各种稀释液。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,4.涂布培养 (1)将鉴别培养基三个平板分别用记号笔写上104、105、106倍的三种稀释度,另取三个不含纤维素的培养基平板,分别用记号笔写上104、105、106倍的三种稀释度。 (2)用三支1 mL无菌吸管分别由104、105、106倍的三管稀释液中吸取0.1 mL对号滴入已写好稀释度的平板上,用无菌涂布器在培养基表面轻轻地涂布均匀。 (3)将培养基平板倒置于3037 温室中培养12 d,每隔24 h观察菌落情况。 5.挑选产生透明圈的菌落 产生透明圈的菌落,一般即为分解纤维素的菌落。,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,【例2】 分解纤维素的微生物的分离实验过程中操作有误的是() (导学号52260008) A.经选择培养后直接将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上 B.选择培养这一步可省略,但纤维素分解菌的浓度会减少 C.经稀释培养后,用刚果红染色法来鉴定能产生纤维素酶的菌落 D.对照组可用等量的培养液涂布到不含纤维素的培养基上 解析：经选择培养后需要将样品进行梯度稀释后才能涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上;选择培养可省略,但选择培养可增加纤维素分解菌浓度,此步若省略所得到的微生物可能较少;经稀释涂布培养长出菌落后,再加刚果红染色,可以鉴定能产生纤维素酶的菌落;设置对照能证明经选择培养的确得到了欲分离的微生物。 答案：A,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,在对纤维素分解菌进行选择培养时,用液体培养基的目的是() A.用液体培养基可获得大量菌体 B.纤维素分解菌适宜在液体培养基上生长 C.用液体培养基可以充分利用培养基中的营养物质 D.用液体培养基可获得高纯度的纤维素分解菌 解析：选择培养的目的是对纤维素分解菌进行培养,增加细菌的浓度,起到“浓缩”的作用,所以要用液体培养基。 答案：A,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,知识架构,筛选过程中用到的两种培养基 (1)名称:纤维素分解菌的选择培养基;纤维素分解菌的鉴别培养基。 (2)区别 纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基,在液体培养基中,菌体可以与营养物质充分接触,并且氧气的含量也高于固体培养基,还可以人为地通入无菌空气,以增加纤维素分解菌的浓度。 纤维素分解菌的鉴别培养基为固体培养基,因为要在培养基上形成肉眼可见的菌落。 在上述选择培养基中能以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长,而其他绝大多数微生物不能正常生长;而在上述鉴别培养基中,绝大多数微生物都可以正常生长。,知识架构,一,二,1.混淆选择培养基和鉴别培养基。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物的生长,促进所需要的微生物的生长。比如在培养基中加入高浓度的食盐可以抑制多种细菌的生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长,从而可以将该菌分离出来。鉴别培养基是根据微生物的代谢特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成,用以鉴别不同种类的微生物。比如本课题中的刚果红染色法。,【例1】 微生物需要的营养物质包括碳源、氮源、生长因子、水和无机盐,据此可以在培养基中控制某种化学物质的有无来分离筛选微生物。如加入过量的氯化钠可以抑制多种细菌的生长,但不影响金黄色葡萄球菌的生长;青霉素等抗生素能抑制细菌细胞壁的合成。下表是用于分离筛选硝化细菌、金黄色葡萄球菌、酵母菌的培养基的部分成分。 (导学号52260009),下列有关叙述正确的是() A.配制培养基时,在各种成分都溶化后分装前,要进行的操作是灭菌 B.在上述培养基中加入适量的有机碳源,可筛选培养出硝化细菌 C.如果在该培养基中加入过量的氯化钠,可筛选培养出金黄色葡萄球菌 D.如果在该培养基中加入适量的青霉素和有机碳源,可筛选培养出酵母菌 解析：配制培养基时,在各种成分都溶化后分装前,要进行调pH,A项错误;硝化细菌是自养生物,能利用无机碳源,B项错误;要筛选培养出金黄色葡萄球菌,该培养基中需加入过量的氯化钠和适量的有机碳源,C项错误;在该培养基中加入适量的青霉素和有机碳源,可筛选培养出酵母菌,D项正确。 答案：D,2.误以为使用刚果红染色后,只要在鉴别纤维素分解菌的培养基上出现透明圈就一定是由纤维素分解菌形成的。由于鉴别纤维素分解菌的培养基中有富含淀粉的土豆汁,所以能产生淀粉酶的微生物也可能产生模糊的透明圈。 【例2】 随着环境污染的加剧和石油危机出现,越来越多的国家使用乙醇作为代替燃料,生产中玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇,已知秸秆的主要成分是纤维素,回答下列问题。 (1)人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解,纤维素分解菌多分布在富含的土壤中。 (2)从土壤中筛选纤维素分解菌需要配制培养基,该培养基中需要加入纤维素粉作为唯一的。,(3)经过梯度稀释后,要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上,在该培养基中需要加入的特殊染料是,当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布平板之后需要对涂布器进行处理。 (4)产生葡萄糖后需要用到(微生物)发酵产生酒精,还可以使用检测产物是否为酒精,该试剂在酸性条件下可与酒精反应,溶液呈灰绿色。,解析：(1)富含纤维素的地方纤维素分解菌较多。(2)筛选纤维素分解菌需要使用纤维素为唯一碳源的选择培养基。(3)刚果红和纤维素结合能形成红色复合物,当纤维素被分解,红色消失,形成透明圈。为避免污染,涂布器在实验后要进行灭菌处理。(4)在无氧条件下,酵母菌进行发酵可产生酒精,在酸性条件下,酒精与重铬酸钾反应可呈灰绿色。 答案：(1)纤维素(2)选择碳源(3)刚果红透明圈灭菌(4)酵母菌重铬酸钾,
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