生物學(xué)案：課堂探究專題課題分解纖維素的微生物的分離

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課堂探究探究點(diǎn)一剛果紅染色法·問題導(dǎo)引·生物科技工作者曾在腐爛的水葫蘆中利用剛果紅平板染色法，分離篩選出一株產(chǎn)纖維素酶活性較高，同時(shí)能高效降解水葫蘆的優(yōu)良菌株.你知道剛果紅染色法篩選纖維素酶活性高的菌株的原理嗎？提示：剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅—纖維素復(fù)合物無法形成,出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌.·名師精講·1．原理剛果紅染色法是鑒定纖維素分解菌的一種方法,其原理是剛果紅與纖維素結(jié)合，形成紅色復(fù)合物,當(dāng)纖維素分解菌存在時(shí)，產(chǎn)生分解纖維素的酶，使培養(yǎng)基中的纖維素分解，紅色褪去，形成透明圈.2．兩種染色法的比較方法操作優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方法一先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用操作煩瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜方法二倒平板時(shí)加入剛果紅操作簡便，不存在菌落混雜的問題①由于纖維素粉和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)透明圈，出現(xiàn)模糊的假陽性反應(yīng)；②有些微生物具有降解色素的能力，長時(shí)間培養(yǎng)會降解剛果紅而形成明顯的透明圈【例題1】下列有關(guān)剛果紅染色法的敘述,不正確的是（)A．剛果紅可以在細(xì)菌菌落形成前倒平板時(shí)加入B．剛果紅可以在菌落形成后加入C．剛果紅在菌落形成前倒平板時(shí)加入，加入的剛果紅不需要滅菌D．在菌落形成后加入剛果紅時(shí),剛果紅不需要滅菌解析:本題考查剛果紅染色法的原理和應(yīng)用.剛果紅可以在細(xì)菌菌落形成前倒平板時(shí)加入，也可以在菌落形成后加入.若在細(xì)菌菌落形成前倒平板時(shí)加入剛果紅，則所加剛果紅要進(jìn)行滅菌，以防雜菌的侵入，影響纖維素分解菌菌落的形成；若在菌落形成后加入剛果紅，則不需要滅菌。答案:C方法點(diǎn)撥兩種剛果紅染色法都會出現(xiàn)透明圈，關(guān)鍵是加入剛果紅的時(shí)間是不同的。探究點(diǎn)二土壤中纖維素分解菌的分離流程·問題導(dǎo)引·纖維素是地球上資源最豐富、來源最廣泛的有機(jī)物質(zhì)。由于缺乏相關(guān)技術(shù)等諸多因素,這一寶貴資源不僅未能得到充分利用，而且還有相當(dāng)大的一部分被廢棄，成為環(huán)境污染物之一，既造成了資源浪費(fèi)，又對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員篩選出6株纖維素降解菌，用于秸稈沼氣發(fā)酵.猜想一下，科研人員從什么環(huán)境中篩選的纖維素分解菌？如何測定其分解能力？提示：從牛糞與稻草堆腐物、腐熟的豬糞、菌渣、枯枝落葉、垃圾堆腐物等材料中分離出纖維素分解菌。通過纖維素剛果紅培養(yǎng)基培養(yǎng),根據(jù)產(chǎn)生透明圈的大小以及測定濾紙分解率,測定其分解能力?！っ麕熅v·1．纖維素分解菌的篩選原理2．實(shí)驗(yàn)流程3．鑒別培養(yǎng)基利用細(xì)菌分解糖類和蛋白質(zhì)的能力及其代謝產(chǎn)物的不同,在培養(yǎng)基中加入特定的作用底物和指示劑，觀察細(xì)菌生長過程中分解底物所釋放的不同產(chǎn)物,通過指示劑的反應(yīng)不同來鑒別細(xì)菌。本實(shí)驗(yàn)中的培養(yǎng)基加入剛果紅，可鑒別纖維素分解菌。如在培養(yǎng)基中加入伊紅－美藍(lán)，可鑒別飲用水或乳制品中是否有大腸桿菌，若有，菌落呈現(xiàn)黑色，并帶有金屬光澤；又如淀粉培養(yǎng)基可通過培養(yǎng)基上產(chǎn)生淀粉水解圈，鑒別產(chǎn)淀粉酶菌株。【例題2】下圖為分離并統(tǒng)計(jì)分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程，據(jù)此回答有關(guān)問題。(1）要從富含纖維素的環(huán)境中分離纖維素分解菌，從高溫?zé)崛袑ふ夷蜔峋?，這說明________________________________________________________________________。(2）某同學(xué)根據(jù)需要,配制了纖維素分解菌的培養(yǎng)基如下，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作。纖維素粉NaNO3Na2HPO4·7H2OKH2PO4MgSO4·7H2OKCl酵母膏、水解酪素511.20。90。50.5適量如果將其中的纖維素粉換成________，菌落數(shù)________________________________，即可說明選擇培養(yǎng)基的作用。（3)接種微生物最常用的是平板劃線法和稀釋涂布平板法，本實(shí)驗(yàn)宜采用__法，原因是________________________________________。解析：（1）因?yàn)槔w維素分解菌與耐熱菌有不同的生活習(xí)性，生活在不同的環(huán)境中，故要根據(jù)目的菌株對生存環(huán)境的要求，到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找.（2）因?yàn)槠咸烟鞘悄鼙晃⑸镏苯永玫挠袡C(jī)小分子，所以如果將其中的纖維素粉換成葡萄糖，一些不能分解纖維素的微生物也能生長，故菌落數(shù)明顯多于選擇培養(yǎng)基。（3）因?yàn)橄♂屚坎计桨宸ㄒ獙⒕哼M(jìn)行一系列的梯度稀釋，故該法可根據(jù)稀釋體積計(jì)算每克樣品中的菌株數(shù)，而平板劃線法則不能這樣，所以本實(shí)驗(yàn)宜采用稀釋涂布平板法。答案：（1）根據(jù)目的菌株對生存環(huán)境的要求,到相應(yīng)的環(huán)境中去尋找（2）葡萄糖明顯多于選擇培養(yǎng)基上的菌落數(shù)(3）稀釋涂布平板平板劃線法難以根據(jù)稀