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》教学设计作课人：宋省伟【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。

【学习过程】上节课我们探讨学习了土壤中尿素分解菌的分离与计数，这节课我们以纤维素分解菌的分离为例，巩固加深对这方面技术的理解和掌握。

一、基础知识【活动１】阅读教材P27“课题背景”和“纤维素与纤维素酶”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）纤维素组成：一种由葡萄糖相连而成的高分子多糖类化合物。

2．（记忆）棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物。

纤维素在纤维素酶的催化作用下分解。

纤维素分解过程：3．（记忆）1个酶活力单位（1U）是指在温度为25℃，其它反应条件最适宜情况下，在1min内转化1mmol的底物所需要的酶量。

4．（理解）实验分析：P27的小实验是如何设置对照的？在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶。

【活动２】阅读教材P28“纤维素分解菌的筛选”，讨论并回答下列问题：1．（记忆）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。

2．（记忆）其原理是：刚果红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。

二、实验设计实验方案流程图：【活动3】阅读教材P28“资料一：土壤取样”，讨论并回答下列问题：1．（理解）纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中。

2．（理解）为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。

3．（理解）将滤纸埋在土壤中有什么作用？人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。

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。

分解纤维素微生物的分离方法与技巧绪论近年来，随着环境污染问题的日益突出，分解纤维素的微生物研究变得越来越重要。

纤维素是一种复杂的多糖类化合物，其有效降解对于生物质资源的利用具有重要意义。

本文将介绍一些常用的分离方法与技巧，以期为相关研究提供参考。

一、物理分离方法1. 筛选法筛选法是常用的物理分离方法之一。

通过对样品进行适当的物理处理，如研磨、过筛等，可以将纤维素微生物与其他杂质分开。

这种方法简单易行，但存在一定的局限性，无法区分不同种类的微生物。

2. 显微镜观察法显微镜观察法可根据微生物的形态特征进行分离。

将纤维素样品放置在显微镜下进行观察，识别并分离出目标微生物。

这种方法适用于微生物数量较少的情况，但需要一定的显微观察技巧。

二、化学分离方法1. 酸碱处理法酸碱处理法通过调节样品的酸碱度来分离目标微生物。

纤维素微生物对酸碱度较敏感，可以利用这一特性实现分离。

例如，可以将样品浸泡在酸性溶液中，使纤维素微生物脱离样品并转移到溶液中，然后用适当的方法将其分离收集。

2. 加热处理法加热处理法是一种常用的化学分离方法。

纤维素微生物对高温较为敏感，通过加热样品可以使其脱离纤维素并转移到其他介质中。

例如，可以将样品加热至一定温度，使纤维素微生物被释放出来，然后采用适当的方法将其分离。

三、生物分离方法1. 生物筛选法生物筛选法是利用其他微生物对纤维素微生物的生物竞争关系来进行分离。

通过将待分离样品与其他微生物接种在同一培养基中，观察结果可以得出纤维素微生物的分离情况。

2. 培养方法培养方法是常用的生物分离方法。

可以利用纤维素微生物的特殊生长要求，构建适合其生长的培养基，从而分离目标微生物。

例如，可以选择添加纤维素作为碳源的培养基，利用纤维素微生物对碳源的特异性降解，进行分离。

结论分解纤维素微生物的分离方法与技巧多种多样，不同的方法适用于不同的研究目的和样品特点。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的分离方法，并结合其他分析手段进行综合分析。

【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。

即墨市北中学高二生物课前预习案课题课题3分解纤维素的微生物的分离编写人张宗瑜审核人陈、李、刘时间2013.3.15学习目标 1.能简述纤维素酶的种类及作用2.能掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

重点掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

难点掌握从土壤中分离某种特定微生物的操作技术。

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。

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、试验设计土壤中纤维素分解菌的分离的实验方案：分解纤维素的微生物的分离的试验流程、、、、1．土壤取样：采集土样时，应选择富含的环境。

2．选择培养：阅读资料二“选择培养基”，回答以下三个问题：(1)目的：增加纤维素分解菌的，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30mL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。

思考是如何操作的？(5)．将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上<1>制备培养基：参照课本旁栏中的比例。

<2>倒平板操作。

<3>涂布平板：(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。

〖思考4〗本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？3刚果红染色法：常用的刚果红染色法有两种即。

课题3 分解纤维素的微生物的分离1.配制的某培养基的成分是纤维素粉、NaNO3、Na2HPO4·7H2O、KH2PO4、MgSO4·7H2O、KCl、酵母膏、水解酪素,该培养基能使下面哪种微生物大量繁殖?()A.酵母菌B.自生固氮菌C.各种细菌D.纤维素分解菌,只有能分解利用纤维素的纤维素分解菌才能在该培养基上大量繁殖。

2.分离纤维素分解菌的实验过程中,下列相关操作有误的是()A.经选择培养后将培养液直接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,但培养的纤维素分解菌少C.经稀释培养后,用刚果红染色D.对照组可用同样的稀释培养液涂布到不含纤维素的培养基上,再经稀释,才能将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上。

3.利用农作物秸秆可生产乙醇,生产过程中主要利用微生物将秸秆水解或用酶水解,其主要技术流程如下图所示,下列相关说法错误的是()秸秆碎屑反应罐水解压滤出渣酒精发酵真空分馏A.可用刚果红染色法筛选过程①所需的纤维素分解菌B.过程①加入的纤维素分解菌产生的纤维素酶是葡萄糖苷酶C.酒精发酵接种的酵母菌需在无氧条件下发酵D.酒精发酵前需对培养基进行高压蒸汽灭菌;纤维素酶为复合酶,至少包含三种组分,C1酶、C X 酶和葡萄糖苷酶;酒精发酵需在无氧条件下进行;酒精发酵前需对培养基进行高压蒸汽灭菌。

4.某研究性学习小组的同学为了从土壤中筛选纤维素分解菌,利用下列材料和用具进行了实验,请完善下列实验步骤。

材料用具:采集的土样、研钵、配制纤维素分解菌选择培养基的各种原料、琼脂、刚果红溶液、培养箱、无菌水。

实验步骤:(1)利用纤维素分解菌选择培养基的各种原料、琼脂及,配制固体培养基,灭菌;(2)将采集的土壤样品在研钵中研碎后,制成土壤匀浆;(3)利用无菌操作方法把土壤匀浆到培养基上,放在培养箱内培养一段时间;(4)用显微镜观察纤维素分解菌时,要从中挑取材料制成临时装片。

,加入刚果红溶液加以检测。

分解纤维素的微生物的分离教案教案：分解纤维素的微生物的分离一、教学目标:1.了解纤维素的组成和结构；2.了解利用微生物分解纤维素的原理；3.学会利用分离培养方法分离纤维素分解微生物。

二、教学重点和难点:1.纤维素的组成和结构；2.利用分离培养方法分离纤维素分解微生物。

三、教学准备:1.教师准备:实验室用具和试剂，纤维素样本；2.学生准备:化验器皿，培养基，显微镜。

四、教学过程:1.纤维素的组成和结构介绍（20分钟）a.纤维素是一种由葡萄糖分子通过β-1，4-糖苷键连接而成的多聚物；b.纤维素的结构中含有大量的氢键和范德瓦尔斯力，致使其分子链结构较为稳定；c.由于纤维素结构的特殊性，普通的生物酶无法有效分解。

2.分解纤维素的微生物（30分钟）a.介绍分解纤维素的微生物：纤维素分解菌；b.纤维素分解菌可以分为一般性纤维素分解菌和专一性纤维素分解菌；c.纤维素分解菌通过产生纤维素酶来分解纤维素，将其降解为简单的碳水化合物。

3.利用分离培养方法分离纤维素分解微生物（40分钟）a.收集纤维素样本，如植物残渣等；b.将纤维素样本放入无菌容器中，加入适量的培养基；c.用无菌吸管或棉签取一些样本，涂抹在含有纤维素的培养基平板上；d.使用稀释涂布法将样本均匀地涂布在培养基平板上，避免菌落产生重叠；e.将培养基平板密封，放在适当的温度下培养；f.观察培养基平板上的菌落形成情况，挑选纤维素分解效果显著的菌落进行分离培养；g.将菌落提取至新的培养基中继续培养，并观察菌株的生长情况；h.使用显微镜观察菌株的形态特征。

4.总结与评价（10分钟）a.总结纤维素的组成和结构；b.总结利用微生物分解纤维素的原理；c.总结分离纤维素分解微生物的方法。

五、教学延伸:1.引导学生进一步了解纤维素分解菌的应用领域；2.鼓励学生进行科学研究，挖掘更多与纤维素分解微生物相关的知识。

六、教学反思:本节课强调了纤维素的组成和结构以及纤维素分解微生物的分离培养方法。