1、课题 3 分解纤维素的微生物的分离1.纤维素酶是一种复合酶，包括 C1 酶、C X 酶和葡萄糖苷酶等组分。2纤维素酶的作用：3刚果红可与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。4以纤维素为主要碳源的选择培养基培养可以增加纤维素分解菌的浓度。5分离后，为确定得到的是纤维素分解菌，还需进行发酵产纤维素酶的实验。一、纤维素与纤维素酶1.纤维素(1)化学组成：(2)含量：是地球上含量最丰富的多糖类物质。(3)分布：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，至少包括三种组分，即 C
2、1 酶、C X 酶和葡萄糖苷酶。(2)作用：二、纤维素分解菌的筛选1.原理：纤维素分解菌产生的纤维素酶能分解刚果红和纤维素形成的红色复合物，使培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。2.方法：刚果红染色法三、实验流程四、纤维素分解菌的进一步鉴定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，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测定。1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池塘中解析：选 B 在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应
3、的环境中去寻找，因此寻找纤维素分解菌应到富含纤维素的环境中寻找。2在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是 ( )A分解尿素的细菌 B硝化细菌C分解纤维素的细菌 D乳酸菌解析：选 C 分解纤维素的细菌能将纤维素分解， 刚果红 纤维素的复合物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。3微生物体内能够使纤维素分解成纤维二糖的酶是 ( )AC 1 酶和 CX 酶BC 1 酶和葡萄糖苷酶CC X 酶和葡萄糖苷酶DC 1 酶、C X 酶和葡萄糖苷酶解析：选 A 纤维素酶属于复合酶，至少包含 C1酶、C X酶和葡萄糖苷酶三种组分。其中 C1酶和 CX酶能将纤维素分解成 纤维二糖，葡萄糖苷酶则
4、将纤维二糖分解成葡萄糖。4筛选出纤维素分解菌后还需要用下列哪项实验来确定 ( )A发酵产纤维素酶 B发酵产纤维素C纤维素酶分解滤纸 D纤维素分解产生葡萄糖解析：选 A 为确定得到的透明圈中的菌落是否是纤维素分解菌，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。5下列关于从土壤中筛选纤维素分解菌的实验步骤的排列顺序，正确的是( )A土壤取样梯度稀释稀释涂布平板 挑选菌落B土壤取样选择培养稀释涂布平板 挑选菌落C土壤取样梯度稀释选择培养 挑选菌落D土壤取样梯度稀释稀释涂布平板 选择培养解析：选 B 从土壤中筛选纤维素分解菌的实验流程是“土壤取 样选择培养稀释涂布平板挑
5、选菌落” ，其中选择 培养的目的是增加纤维素分解菌的 浓度，因此需要在稀 释涂布平板之前进行，最后根据菌落的特征挑 选纤维素分解菌的菌落。Error!核 心 要 点 一 纤 维 素 酶 及 纤 维 素 分 解 菌 的 筛 选1纤维素酶(1)纤维素酶的组成及作用：(2)纤维素酶作用的实验验证：试管 1 2滤纸条 1 cm6 cm 1 cm6 cm缓冲液(pH 4.8) 10 mL 11 mL纤维素酶(7080 u/mL)1 mL 条件将试管固定在 50 mL 的锥形瓶中，在揺床上以 140 r/min 的转速振荡反应 1 h结果 滤纸条被完全分解 滤纸条基本无变化2纤维素分解菌的筛选刚果红染色法
6、(1)原理：(2)染色方法：方法一：培养基经涂布培养长出菌落覆盖质量浓度为 1 mg/mL 的 CR 溶液倒去 CR 溶液加入物质的量浓度为 1 mol/L 的 NaCl 溶液 倒掉 15 min后 15 min后 NaCl 溶液出现透明圈。方法二：配制质量浓度为 10 mg/mL 的 CR 溶液灭菌按照每 200 mL 培养基加入 1 mL 的比例加入 CR 溶液混匀倒平板接种后培养 出现透明圈。(3)两种刚果红染色法的比较：方法一 方法二区别 先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应 倒平板时就加入刚果红优点显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用操作简便，不存在菌落混杂问题缺点操作繁琐，
7、加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂容易出现假阳性反应名师点拨 在倒平板时就加入刚果红容易出现假阳性反应的原因(1)由于在纤维素粉、 琼脂和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。(2)有些微生物具有降解色素的能力，长时间培养会降解刚果红，从而形成明显的透明圈，这些微生物与纤维素分解菌不易区分。题组冲关1下列关于纤维素酶的叙述，错误的是( )A牛、羊等草食动物可以合成纤维素酶，从而利用纤维素B纤维素酶是一种复合酶，至少包括 C1 酶、C X 酶和葡萄糖苷酶三种组分C纤维素可被纤维素酶水解成葡萄糖，为微生物提供营养物质D分解纤维素的细菌、真菌、放线菌，都是通过产生纤维
8、素酶来分解纤维素的解析：选 A 牛、羊等草食动 物不能合成纤维素酶，它 们之所以能利用 纤维素是因为它们的瘤胃中有许多微生物可分泌纤维素酶；纤维素被纤维素酶分解后的产物是葡萄糖，葡萄糖可作为微生物的营养物质；能分解纤维素的微生物都能产生纤维素酶，它们通过纤维素酶来分解纤维素。2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：选 C 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，以防杂菌污染，影响纤维素分解菌菌落的形成；若在
9、菌落形成后加入，则刚果红不需要灭菌。Error!核 心 要 点 二 分 离 纤 维 素 分 解 菌 的 实 验 流 程 及 操 作1实验流程名师点拨 纤维素分解菌的筛选与鉴别所用的培养基(1)纤维素分解菌的选择培养基为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，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 为需要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。(2)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。(3)选择培养基的目的是选择出某种微生物并通过培养增加数量，
10、而鉴别培养基的目的是鉴别微生物种类。(4)在使用顺序上，一般先使用选择培养基培养，梯度稀释后再用鉴别培养基鉴别。3纤维素分解菌与尿素分解菌的分离及鉴定比较尿素分解菌的分离与鉴定 纤维素分解菌的分离与鉴定分离条件尿素作为唯一氮源 纤维素为主要碳源鉴定方法培养基中加入酚红指示剂，变红色在以纤维素为主要碳源的培养基上，利用刚果红染色法，出现透明圈鉴定原理分解尿素的微生物合成脲酶，将尿素分解产生NH3，使 pH 升高，加入酚红变红色分解纤维素的微生物产生纤维素酶，将纤维素分解为纤维二糖或葡萄糖，使纤维素刚果红复合物降解而出现透明圈步骤土壤取样制备培养基样品梯度稀释涂布平板培养观察进一步鉴定土壤取样制备
11、培养基选择培养富集培养梯度稀释涂布培养刚果红染色法挑取菌落进一步鉴定题组冲关3下列关于分离纤维素分解菌的实验操作的叙述，错误的是( )A经选择培养后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，但得到的纤维素分解菌会较少C可通过定时测定葡萄糖产量的变化来衡量纤维素分解菌培养液中的纤维素酶产量D对照组可用等量的纤维素分解菌培养液涂布到不含纤维素的培养基上解析：选 A 经选择培养后，需 经稀释后才能将样品涂布到 鉴别纤维素分解菌的培养基上。4使用液体选择培养基培养纤维素分解菌的目的是 ( )用液体选择培养基可获得大量纤维素分解菌用液体培养基便于稀释涂布平板纤维素分解菌只能在液体培养
12、基中生长用液体培养基可鉴别纤维素分解菌A B C D 解析：选 A 使用液体选择培养基培养纤维素分解菌，一方面可以获得大量纤维素分解菌，另一方面便于稀释涂布平板。纤维素分解菌也可以在固体培养基上生 长；鉴别纤维素分解菌使用的是固体培养基。Error!核 心 要 点 三 培 养 基 与 微 生 物 的 分 离 和 鉴 定1培养基的类型及应用划分标准 培养基种类 特点 用途液体培养基 不加凝固剂 工业生产，连续培养半固体培养基观察微生物的运动、对微生物进行分类及鉴定物理性质固体培养基加凝固剂，如琼脂 对微生物进行分离、鉴定、活菌计数、保藏菌种天然培养基含化学成分不明确的天然物质工业生产化学成分合成
13、培养基培养基成分明确(用化学成分已知的化学物质配成)对微生物进行分类、鉴别选择培养基添加(或缺少) 某种化学成分培养、分离出特定微生物用途鉴别培养基在培养基中加入某种指示剂或化学药品鉴别不同种类的微生物2选择培养基和鉴别培养基的应用实例类型 实例培养基中加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌培养基中加入高浓度的食盐用于分离得到金黄色葡萄球菌以尿素作为唯一氮源的培养基用于分离分解尿素的细菌不添加氮源的培养基用于分离固氮微生物石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的选择培养基培养基放在高温环境中培养可得到耐高温的微生物鉴别培养基
14、 添加伊红和美蓝的培养基可以鉴别大肠杆菌( 菌落呈深紫色并带金属光泽)题组冲关5下列有关细菌培养的叙述，正确的是( )A在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌B在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长C向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长D在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动解析：选 D 菌落是指单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子 细胞群体，所以 单个菌落中通常只有一种 细菌；青霉素培养基往往是真菌选择培养基，加青霉素的培养基能抑制细菌生 长而促进真菌生长；破伤风杆菌的代谢类型属于异养厌氧型，向培养基中通入氧气会抑制其生
15、 长。6下表是某微生物培养基成分，据表回答下列问题：编号 成分 含量 编号 成分 含量 粉状硫 10 g (NH4)2SO4 0.4 g K2HPO4 4 g MgSO4 9.25 g FeSO4 0.5 g CaCl2 0.5 g H2O 100 mL (1)表中培养基的营养成分共有_类，该培养基可培养的微生物同化作用类型是_，判断依据是_。(2)若要培养从土壤中分离出来的自生固氮菌，该培养基成分应如何调整？_，依据是_。(3)若上述培养基用于观察菌落形态，应增加的成分是_ 。(4)检测大肠杆菌可在牛肉膏蛋白胨固体培养基中加入_ ，菌落具有_特征的可以认定为大肠杆菌。解析：(1)题表中的营养
16、物质有水、无机盐、氮源 3 类，缺乏碳源和特殊营养物质。 该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中 获得碳源的，即可判断培养的是自养型微生物。(2)固氮微生物可以固定空气中的氮气，因此应除去培养基中的氮源，但固氮菌是异养生物，因此应加入有机碳源。(3)观察菌落形态要在固体培养基上培养，故需要加入 琼脂。(4)在培养基中加入伊红和美蓝可使大肠杆菌菌落呈深紫色并带金属光泽。答案：(1)3 自养型 培养基中无有机碳源 (2)去除培养基中的成分，加入有机碳源 自生固氮菌能利用空气中的氮气作为氮源，但由于自生固氮菌是异养微生物，培养基中还需要加入有机碳源 (3)琼脂 (4)伊红和美蓝 深紫色并带有
17、金属光泽7(全国卷)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：配制培养基(成分：牛肉膏、蛋白胨、 NaCl、X、H 2O)；制作无菌平板；设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；将各组平板置于 37 恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。回答下列问题：(1)该培养基中微生物所需的氮来源于_。若要完成步骤 ，该培养基中的成分 X 通常是_。(2)步骤中，实验组的操作是_。(3)若在某次调查中，某一实验组平板上菌落平均数为 36 个/平板，而空白对照组的一个平板上出现了 6 个
18、菌落，这种结果说明在此次调查中出现了_现象。若将 30(即366)个 /平板作为本组菌落数的平均值，该做法_(填“正确”或“不正确”) 。解析：(1)牛肉膏和蛋白胨中均含有氮元素，因此微生物所需的氮来源于牛肉膏和蛋白胨。若要完成步骤，需要进行倒平板操作，用到的是固体培养基，所以培养基中要有 琼脂。(2)该实验的空白对照组为不进行处理的无菌平板， 实验组的操作 为将各无菌平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露相同时间。 (3)若空白对照组的平板上出现了菌落，说明实验过程中出现了污染现象。空白 对照组的一个平板上出现 了 6 个菌落， 导致实验变量不唯一，不能确定实验组平板上的菌落是否仅由教
19、室内不同高度空气中的微生物形成，因此不能求出实验组的菌落平均值。答案：(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂 (2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确8 (全 国 卷 )某 同 学 用 新 鲜 的 泡 菜 滤 液 为 实 验 材 料 分 离 纯 化 乳 酸 菌 。 分 离 纯 化 所 用 固体 培 养 基 中 因 含 有 碳 酸 钙 而 不 透 明 ， 乳 酸 菌 产 生 的 乳 酸 能 溶 解 培 养 基 中 的 碳 酸 钙 。 回 答 下列 问 题 ：(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用_对泡菜滤液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_。(2)推测在分离纯化
20、所用的培养基中加入碳酸钙的作用有_ 和_。分离纯化时应挑选出_的菌落作为候 选菌。(3)乳酸菌在20 长期保存时，菌液中常需要加入一定量的_( 填“蒸馏水” “甘油”或“碳酸钙”)。解析：(1)分离纯化乳酸菌时，首先需要用无菌水对泡菜滤液进行梯度稀释，这样既可避免杂菌污染，又可将乳酸菌分散成 单个细胞，以便在培养基表面形成单个菌落。 (2)乳酸的积累影响乳酸菌的增殖，加入碳酸钙可以中和乳酸菌代谢 (无氧呼吸)过程中产生的乳酸，另外，乳酸和碳酸钙反应，进而导致碳酸钙分解形成透明圈，有利于乳酸菌的鉴别和分离。 (3)对于需要长期保存的菌种，可以采用甘油管藏的方法。在 3 mL 的甘油瓶中，装入 1 mL甘油后灭菌。将 1 mL 培养的菌液转移到甘油瓶中，与甘油充分混匀后，放在 20 的冷冻箱中保存。答案：(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落 (2) 鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸(或酸 ) 具有透明圈 (3)甘油
