选修一生物2.3分解纤维素的微生物的分离学案(人教版).docx
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1、选修一生物2.3分解纤维素的微生物的分离学案(人教版)高二生物分解纤维素的微生物的分别典型教案分析 高二生物分解纤维素的微生物的分别典型教案分析 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。 纤维素与纤维素酶 (1)棉花是自然界中纤维素含量最高的自然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素。 (2)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。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长供应养分。 纤维素分解菌的筛选 (1)筛选方法:刚果红染色法。能够通过颜色反应干脆对微
2、生物进行筛选。 (2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理 刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培育基中加入刚果红时,刚果红能与培育基中的纤维素形成红色复合物。当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红纤维素的复合物就无法形成,培育基中会出现以纤维素分解菌为中心的透亮圈。这样,我们就可以通过是否产生透亮圈来筛选纤维素分解菌。 分别分解纤维素的微生物的试验流程 土壤取样选择培育(此步是否须要,应依据样品中目的菌株数量的多少来确定)梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培育基上选择产生透亮圈的菌落 (1)土壤采集选择
3、富含纤维素的环境。 (2)刚果红染色法分别纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板 (3)刚果红染色法种类 一种是先培育微生物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。 课题延长 对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后,只是分别纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还须要进行发酵产纤维素酶的试验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。纤维素酶的测定方法,一般是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。 疑难解答 (1)为什么要在富含纤维素的环境中找寻纤维素分解菌? 由于生物与环境的相互依存关系,在富含纤维素的环境中,纤维素分解菌的含量相对提
4、高,因此从这种土样中获得目的微生物的几率要高于一般环境。 (2)将滤纸埋在土壤中有什么作用?你认为滤纸应当埋进土壤多深? 将滤纸埋在土壤中能使纤维素分解菌相对聚集,事实上是人工设置纤维素分解菌生存的相宜环境。一般应将纸埋于深约10cm左右腐殖土壤中。 (3)两种刚果红染色法的比较 方法一是传统的方法,缺点是操作繁琐,加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂;其优点是这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。方法二的优点是操作简便,不存在菌落混杂问题,缺点是由于纤维素和琼脂、土豆汁中都含有淀粉类物质,可以使能够产生淀粉酶的微生物出现假阳性反应。但这种只产生淀粉酶的微生物产生的透亮圈较为模糊,因为
5、培育基中纤维素占主要地位,因此可以与纤维素酶产生的透亮圈相区分。方法二的另一缺点是:有些微生物具有降解色素的实力,它们在长时间培育过程中会降解刚果红形成明显的透亮圈,与纤维素分解菌不易区分。 (4)为什么选择培育能够“浓缩”所需的微生物? 在选择培育的条件下,可以使那些能够适应这种养分条件的微生物得到快速繁殖,而那些不适应这种养分条件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“浓缩”的作用。 视察土壤中能水解纤维素的微生物 辅导教案导学诱思DAOXUEYOUSI 一、纤维素1化学组成:由_三种元素组成,属于_类中的_。ks5u2植物的细胞壁主要由_、_和_组成。ks5u答案:1.C、H、O糖多糖2纤维
6、素木质素半纤维素ks5u二、水解纤维素的微生物1现已发觉的能水解纤维素的微生物:_、_、_、_等。2这些微生物能水解纤维素的缘由:它们能分泌_,_分解纤维素。答案:1.绿色木霉变异青霉黑曲霉根霉2纤维素酶酶促 三、纤维素酶1纤维素酶:不是单一的一种酶,而是_,它包括_酶、_酶和_酶,不同酶_不同。2纤维素酶的作用:纤维素酶能催化水解纤维素(详细作用如下)答案:1.一类酶的总称C1CX葡萄糖苷水解的作用 四、视察土壤中能水解纤维素的微生物试验1试验材料:(1)80g_土或_的土:可以从其中获得_。(2)_纸(90cm2)2张(3)自来水(4)_的纸6张:从其中获得_2试验步骤:(1)灭菌:将培育
7、皿、三角瓶、自来水以及_土壤用灭菌锅在1kg压力下灭菌30min。(2)设置比照试验:将_和_等量土壤分别放在2个经灭菌处理的培育皿中,相互形成比照。(3)培育将_等分成2份,分别放在上述2个有土样的培育皿的_,培育皿不加盖,可用牛皮纸遮盖保湿。然后置于_的培育室中。_周后视察卷烟纸的改变(是否消逝)。答案:1.(1)草炭枯树周边能水解纤维素的微生物(2)牛皮(4)卷烟纤维素2(1)一半(2)已灭菌未灭菌的(3)6张卷烟纸土壤表面较高湿度46 核心解读HEXINJIEDU1纤维素在元素化合物分类上的地位是怎样的?纤维素与纤维素酶一样吗?组成生物各种化学元素一般都以化合物形式存在。其中纤维素是糖
8、类中多糖的一种,而纤维素酶的化学本质是蛋白质,它能催化水解纤维素。它们在化合物的分类系统中所处的位置见下表。2为什么从卷烟纸中去获得纤维素呢?为什么纤维素不干脆从植物枝条上获得呢?植物的细胞壁主要由纤维素、木质素和半纤维素组成。因此纤维素主要来自植物,如木材、芦苇和甘蔗,主要用于造纸。造纸时取树皮再用NaOH处理以去除木质素和半纤维素,但保留纤维素。木质素可抑制纤维素酶的活力。卷烟纸一般不含木质素,因为木质素所含有的苯酚对人体有害。因此从卷烟纸中既能获得纤维素,又不会有木质素和半纤维素的干扰,试验效果好。3能分解纤维素的微生物属于什么菌?为什么?现已发觉的能水解纤维素的微生物有绿色木霉、变异青
9、霉、黑曲霉、根霉等。它们都属于霉菌。而不是细菌和酵母。这是因为“细菌吃荤,霉菌吃素”,也就是说,细菌多以蛋白质水解物为它的能源,而霉菌多以糖或多糖水解产物为能源。而纤维素属于多糖,因此,水解纤维素的多为霉菌。酵母由于一般不含纤维素酶、淀粉酶等,所以它只能利用单糖或二糖等作为碳源和能源。 题例领悟TILILINGWU 本试验中选用卷烟纸为试验材料,主要是为了获得()A纤维素酶B纤维素C木质素和半纤维素D能水解纤维素的微生物解析:本题考查试验材料的选择缘由。纤维素主要存在于木材、芦苇、甘蔗等,主要用于造纸。卷烟纸中一般不含木质素,但含纤维素。当木质素存在时会对纤维素酶产生干扰。因此,用卷烟纸可获得
10、纤维素,且无木质素的干扰。答案:B 酶发生作用是须要肯定的条件的。不仅仅是温度、pH等,其他物质的存在也会降低酶的活力。如:木质素就会降低纤维素酶的活动。能水解纤维素的微生物是下列哪一组()A酵母菌、大肠杆菌B细菌、酵母菌C硝化细菌、病毒D霉菌解析:酵母菌通常不含纤维素酶,只能利用单糖、双糖等作物为碳源、能源。细菌多以蛋白质水解物为它的能源,只有霉菌多以糖或多糖的水解产物为能源。所以它们能利用多糖,能水解纤维素。答案:D 不同的微生物都须要碳源、能源。但由于遗传差异,它们的碳源、能源各不相同。 随堂训练SUITANGXUNLIAN 1细胞壁的主要成分是哪3种()A纤维素、半纤维素、木质素B纤维
11、素、淀粉、果胶C纤维素、木质素、果胶D纤维素、半纤维素、淀粉答案:A解析:细胞壁的主要成分有3种,分别是纤维素、半纤维素、木质素。2目前已知的能水解纤维素的微生物是()细菌病毒酵母菌霉菌木霉根霉噬菌体黑曲霉ABCD答案:C解析:能水解纤维素的微生物一般都含纤维素酶。这些微生物一般都是霉菌,即,而病毒及其他微生物则不能。 选修一生物2.1微生物的试验室培育学案(人教版)课题1微生物的试验室培育问题导学一、培育基和无菌技术活动与探究11配制培育基所用的琼脂的成分和作用是什么?2为什么有的微生物培育基中需加入特别养分物质?3培育基是如何分类的?4消毒和灭菌的原理、实质相同吗?5请推断以下材料或用具是
12、须要消毒还是灭菌。(1)培育细菌用的培育基与培育皿。(2)玻璃棒、试管、烧瓶和吸管。(3)试验操作者的双手。迁移与应用1灭菌的标准是()。A杀死全部的病原微生物B杀死物体表面全部的微生物C杀死全部的微生物,包括芽孢和孢子D使病原菌不生长1培育基的类型及应用标准培育基类型配制特点主要应用物理性质固体培育基加入琼脂较多菌种分别,鉴定,计数半固体培育基加入琼脂较少菌种保藏液体培育基不加入琼脂工业生产,连续培育化学成分自然培育基含化学成分不明确的自然物质工业生产合成培育基培育基成分明确分类鉴定目的用途鉴别培育基添加某种指示剂或化学药剂菌种的鉴别选择培育基添加(或缺少)某种化学成分菌种的分别注:培育基中
13、的养分物质是维持机体生命活动,保证生殖、发育所需的外源物质。在人和动物中,养分物质包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、维生素六类;在植物中,养分物质包括矿质元素、水、二氧化碳三类;微生物共有的养分成分有水、无机盐、碳源、氮源,有些微生物还须要特别养分物质。2试验室常用的消毒或灭菌方法灭菌或消毒种类主要方法应用范围灼烧灭菌酒精灯火焰灼烧接种环、接种针及试管口等干热灭菌干热灭菌箱内,在160170下加热12h玻璃器皿、金属用具等巴氏消毒7075下煮30min牛奶、啤酒等一些不耐高温的液体高压蒸汽灭菌法高压蒸汽灭菌锅内,100kPa,121下持续加热1530min培育基等紫外线消毒30W紫外线灯照耀
14、30min接种室空气等化学药物消毒用体积分数为70%75%的乙醇、碘酒涂抹等用于皮肤、伤口、动植物组织表面消毒,手术器械、玻璃器皿等消毒二、制备牛肉膏蛋白胨固体培育基活动与探究21用流程图表示该培育基的制备过程。2假如倒平板过程中,皿盖和皿底之间粘有培育基,则该平板能否培育微生物?为什么?3培育基灭菌后,须要冷却至50左右时,才能用来倒平板。你用什么方法来估计培育基的温度?4平板冷凝后,为什么要将平板倒置?迁移与应用2关于制备牛肉膏蛋白胨固体培育基,下列叙述错误的是()。A操作依次为计算、称量、溶化、倒平板、灭菌B将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯C待培育基冷却至50左右时进行倒平板D待平板
15、冷却凝固约510分钟后将平板倒过来放置1由于不同的微生物生长对pH的需求不同,如培育霉菌时需将培育基调至酸性,培育细菌时需将培育基调至中性或微碱性,所以在培育基各组分溶化后须要先用酸或碱将pH调至微生物生长的最相宜条件,再进行灭菌处理。2培育基须要冷却至50时才能起先倒平板的缘由:琼脂是一种多糖,在98以上熔化,在44以下凝固,倒平板时高于50则会烫手,低于50时若不能刚好操作,琼脂会凝固。三、纯化大肠杆菌活动与探究31纯化大肠杆菌时须要接种,请列举接种的技术并说出它们共同的核心操作。2什么叫菌落?如何从“菌落”角度评价平板划线法或稀释涂布平板法的胜利性?3学习教材第18页平板划线操作,思索下
16、列问题。(1)为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍旧须要灼烧接种环吗?(2)在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?(3)平板划线时不能划破培育基的缘由是什么?4学习教材第19页稀释涂布平板操作,思索下列问题。(1)稀释涂布平板法的全部操作都应在火焰旁边进行。结合平板划线法与系列稀释的无菌操作要求,想一想,其次步应如何进行无菌操作?(2)操作结束后,为什么要将一个未接种的培育基和一个接种的培育基放在一起培育?迁移与应用3下图是微生物平板划线示意图。划线的依次为12345。下列操作方法正确的是()。A只在操作前将接种环放在火焰边灼烧灭菌B划线操作须在火
17、焰上进行C在5区域中才可以得到所需菌落D在1、2、3、4、5区域中划线前后都要对接种环灭菌1接种方法的比较及分析(1)平板划线法:操作简洁,但是单菌落不易分别。(2)稀释涂布平板法:操作困难,但是单菌落易分别。(3)稀释涂布平板法统计样品中菌落的数目往往比实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上视察到的只是一个菌落。2结果评价假如培育基上生长的菌落在颜色、形态、大小上基本一样,并符合大肠杆菌菌落的特点,则说明接种操作是符合要求的;假如培育基上出现了其他菌落,则说明接种过程中,无菌操作还未达到要求,须要分析缘由,重新操作。答案:课前预习导学一、1生长繁殖2(1)液体(2)液体琼脂琼
18、脂固体固体菌落3(1)水碳源氮(2)pH氧气维生素酸性中性微碱无氧预习沟通1:(1)提示:构成细胞的基本元素有C、H、O、N4种,由此推想培育基应含有供应C的物质(碳源)、供应N的物质(氮源)、供应H和O的物质(H2O)。(2)提示:还有P、S、K、Ca、Mg等,据此推想培育基中应含有供应P、S、K、Ca、Mg等元素的物质(无机盐)。(3)提示:自养微生物的碳源是含碳的无机物,主要是CO2、NaHCO3等,而异养微生物的碳源则是含碳的有机物,如糖类、脂肪酸等。二、1外来杂菌2物理化学一部分芽孢孢子3理化因素内外芽孢孢子4(1)空间衣着手(2)器皿接种用具培育基(3)酒精灯火焰(4)灭菌四周的物
19、品5(1)巴氏消毒(2)灼烧(3)干热(4)1001211530(5)紫外线化学药物预习沟通2:(1)提示:被褥、鞋袜要常晒;肉制品储存时用盐腌等。(2)提示:家畜阉割后,要在其伤口涂抹一些酒精或白酒;初冬杨树树干涂刷生石灰水等。(3)提示:打针时,注射部位要用酒精棉球擦洗;家畜阉割后,要在其伤口处涂抹一些酒精。三、2简单吸潮3琼脂糊底4高压蒸汽干热550酒精灯火焰四、1平板划线法稀释涂布平板法2一个子细胞群体五、临时保藏甘油管藏课堂合作探究活动与探究1:1提示:琼脂是从红藻中提取的多糖,在配制培育基时作为凝固剂。2提示:因为有的微生物缺乏合成这些物质所需的酶或合成实力有限。3提示:按物理性质
20、分为液体培育基、半固体培育基和固体培育基;按化学成分分为自然培育基和合成培育基;按用途分为选择培育基和鉴别培育基。4提示:原理相同,都是使微生物的蛋白质变性,借此杀死微生物;实质不同,灭菌可杀死物体内外的全部微生物(包括芽孢和孢子),而消毒仅杀死部分微生物。5提示:(1)(2)须要灭菌,(3)须要消毒。迁移与应用1:C解析:灭菌是指运用剧烈的理化因素杀死物体内外全部的微生物,包括芽孢和孢子。活动与探究2:1提示:计算称量溶化灭菌倒平板2提示:不能。空气中杂菌会在这些粘附培育基上繁殖,并污染皿内培育基,因此,最好不要用这种平板培育微生物。3提示:可以用手触摸盛有培育基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下
21、降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。4提示:平板冷凝后,皿盖上会凝聚水珠,凝固后的培育基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培育基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培育基造成污染。迁移与应用2:A解析:制备牛肉膏蛋白胨固体培育基的步骤是计算、称量、溶化、灭菌、倒平板,不能颠倒。牛肉膏简单吸潮,所以当牛肉膏溶化并与称量纸分别后,用玻棒取出称量纸。待培育基冷却至50左右,用手触摸锥形瓶刚刚不烫手,并且培育基处于溶化状态时进行倒平板。平板冷却几分钟后还需倒置。活动与探究3:1提示:菌种的接种技术包括平板划线操作、稀释涂布平板操作、斜面接种、穿刺接种等,它们共同的核心操作是防止杂菌
22、污染,保证培育物的纯度。2提示:在培育基上由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体叫菌落。平板划线法或稀释涂布平板法如能在培育基上得到单个的菌落就是胜利的。3(1)提示:操作的第一步灼烧接种环是为了避开接种环上可能存在的微生物污染培育物;以后每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种干脆来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目渐渐削减,以便得到单菌落。划线结束后须要灼烧接种环,能刚好杀死接种环上残留的菌种,避开菌种污染环境和感染操作者。(2)提示:以免接种环温度太高杀死菌种。(3)提示:一是划破培育基会造成划线不
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