2024-2025學(xué)年高中生物專(zhuān)題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用課題3分解纖維素的微生物的分離學(xué)案新人教版選修1

PAGE17-課題3分解纖維素的微生物的分別學(xué)問(wèn)點(diǎn)一纖維素與纖維素酶1．纖維素纖維素屬于多糖類(lèi)物質(zhì)，可用于紡織工業(yè)，可造紙；食物中的膳食纖維可刺激胃腸蠕動(dòng)和分泌消化液，有助于食物的消化和排泄等。自然界中纖維素含量最高的自然產(chǎn)物是棉花，此外，木材、作物秸稈等也富含纖維素。很多商品纖維素都是由自然纖維素制得的。2．纖維素酶(1)組分：纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種組分：C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解成葡萄糖，從而使纖維素能為微生物的生長(zhǎng)供應(yīng)養(yǎng)分。(2)試驗(yàn)驗(yàn)證纖維素酶的作用(下圖)試驗(yàn)一：試驗(yàn)二：現(xiàn)象：試驗(yàn)一中的濾紙條被分解，比照組試驗(yàn)二中的濾紙條基本無(wú)改變。結(jié)論：纖維素酶能加快纖維素的分解。(1)纖維素?zé)o還原性，而纖維素酶的產(chǎn)物或化學(xué)催化的水解產(chǎn)物葡萄糖具有還原性。(2)除自然環(huán)境中存在分解纖維素的微生物外，在草食動(dòng)物牛、馬、羊等的消化道內(nèi)，也共生有分解纖維素的微生物，其原理也是產(chǎn)生纖維素酶而分解纖維素，而人沒(méi)有分解纖維素的實(shí)力?！镜漕}精練1】纖維素酶的測(cè)定方法一般是()A．對(duì)纖維素進(jìn)行定量測(cè)定B．對(duì)纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定C．對(duì)纖維素酶分解纖維素后所產(chǎn)生的纖維二糖進(jìn)行定量測(cè)定D．對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行定量測(cè)定【答案】B【解析】通過(guò)鑒別培育基上是否形成透亮圈來(lái)對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行初步篩選，為確定得到的是纖維素分解菌，須要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的試驗(yàn)，并且進(jìn)行纖維素酶的測(cè)定，測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定。解題歸納做該題要明確：纖維素酶是一種復(fù)合酶，包括三種組分，即C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶。C1酶和Cx酶使纖維素分解成纖維二糖；葡萄糖苷酶將纖維二糖分解為葡萄糖。通過(guò)鑒別培育基上是否形成透亮圈來(lái)對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行篩選?！镜漕}精練2】下列關(guān)于分別纖維素分解菌的試驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是()A．經(jīng)選擇培育后將樣品干脆涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上B．選擇培育這一步可省略，但培育出的纖維素分解菌較少C．加入剛果紅可以在倒平板時(shí)和長(zhǎng)出菌落后進(jìn)行D．鑒別纖維素分解菌的原理是纖維素分解后的產(chǎn)物不能和染料形成紅色復(fù)合物【答案】A【解析】經(jīng)選擇培育后須要進(jìn)行梯度稀釋才可將稀釋液涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上，A錯(cuò)誤；選擇培育這一步可以省略，但培育出的纖維素分解菌較少，B正確；常用的剛果紅染色法有兩種：一種是先培育微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，另一種是在倒平板時(shí)就加入剛果紅，C正確；鑒別纖維素分解菌的原理是纖維素分解后的產(chǎn)物不能和剛果紅形成紅色復(fù)合物，D正確。學(xué)問(wèn)點(diǎn)二纖維素分解菌的篩選1．篩選原理(2)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(剛果紅,纖維素))→紅色復(fù)合物紅色消逝、出現(xiàn)透亮圈即：可依據(jù)是否產(chǎn)生透亮圈來(lái)篩選纖維素分解菌。2．篩選方法：剛果紅染色法方法一中加入NaCl溶液的作用：洗去未和纖維素結(jié)合的剛果紅染液，留下大大小小的透亮圈(大的透亮圈說(shuō)明纖維素分解菌分解纖維素實(shí)力強(qiáng))?！镜漕}精練3】分別纖維素分解菌的試驗(yàn)過(guò)程中操作有誤的是()A．經(jīng)選擇培育后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培育基上B．富集培育這一步可省略，但培育的纖維素分解菌少C．經(jīng)稀釋培育后，用剛果紅染色D．比照組可用同樣量的培育液涂布到不含纖維素的培育基上【答案】A【解析】經(jīng)選擇培育后，再經(jīng)稀釋?zhuān)拍軐悠吠坎嫉借b別纖維素分解菌的培育基上；富集培育可省略；經(jīng)稀釋培育后，用剛果紅染色；設(shè)置比照能證明經(jīng)富集培育的確得到了欲分別的微生物。解題歸納做該類(lèi)題目的關(guān)鍵是明確纖維素分解菌的選擇培育基為液體培育基，因培育基中無(wú)凝固劑，利用液體培育基以增加纖維素分解菌的濃度，“選擇培育”是否須要，應(yīng)依據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定?！镜漕}精練4】在加入剛果紅的培育基中會(huì)出現(xiàn)如下圖所示透亮圈，產(chǎn)生的透亮圈是()A．剛果紅與纖維素形成的復(fù)合物B．剛果紅與纖維二糖形成的復(fù)合物C．由纖維素分解后形成的葡萄糖導(dǎo)致的D．以纖維素分解菌為中心形成的【答案】D【解析】剛果紅可以與纖維素結(jié)合形成紅色復(fù)合物，但并不能與水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅——纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培育基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透亮圈。學(xué)問(wèn)點(diǎn)三分別分解纖維素的微生物的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1．試驗(yàn)流程2．結(jié)果分析與評(píng)價(jià)(1)如何推斷培育基的制作是否合格？如何推斷選擇培育基是否篩選出菌落？比照的培育基在培育過(guò)程中沒(méi)有菌落生長(zhǎng)，則說(shuō)明培育基制作合格。假如視察到產(chǎn)生透亮圈的菌落，則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素的微生物。(2)分別的結(jié)果是否一樣？能夠分解纖維素的微生物種類(lèi)很多，不僅有細(xì)菌，還有霉菌、放線菌等。這些微生物的菌落特征各不相同，分解纖維素的實(shí)力也不相同，所以形成的菌落大小、形態(tài)以及透亮圈的大小并不相同。由于在土壤中細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最簡(jiǎn)單分別得到的是能夠分解纖維素的細(xì)菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，也可能得到能夠分解纖維素的真菌和放線菌等不同的分別結(jié)果。對(duì)纖維素分解菌篩選流程的說(shuō)明1．纖維素分解菌的選擇培育基為液體培育基，因?yàn)榕嘤袩o(wú)凝固劑。利用液體選擇培育基可以增加纖維素分解菌的濃度。2．為確定得到的細(xì)菌是否是纖維素分解菌，還需進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生纖維素酶的試驗(yàn)。纖維素酶的發(fā)酵方法有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種。纖維素酶的測(cè)定方法，一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進(jìn)行定量測(cè)定。3．流程中的“選擇培育”是否須要，應(yīng)依據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定。4．本試驗(yàn)流程與課題2的流程有肯定的區(qū)分。課題2是將土樣制成的菌懸液干脆涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培育基上，分別得到菌落。本課題通過(guò)選擇培育，使纖維素分解菌得到繁殖后，再將菌液涂布在選擇培育基上。其他步驟基本一樣。【典題精練5】某試驗(yàn)小組欲從土壤中篩選出能分解淀粉的芽孢桿菌。下列敘述不正確的是()A．采樣與培育：稱(chēng)量1g土樣置于剛配制的液體培育基中，30℃振蕩培育B．接種：為避開(kāi)培育液中菌體濃度過(guò)高，需經(jīng)過(guò)系列稀釋后接種C．選擇：所用的固體培育基，作為唯一碳源的是淀粉D．篩選：將適量的碘液滴加到平板中的菌落四周，出現(xiàn)透亮圈的說(shuō)明此種菌能分解淀粉【答案】A【解析】為了確保分別出的目的菌是從土壤中分別的，所用培育液和儀器等都要嚴(yán)格消毒，所以剛配制的培育基必需經(jīng)高壓蒸汽滅菌處理才能運(yùn)用。【典題精練6】植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由3種組分組成的復(fù)合酶，其中的葡萄糖苷酶可將________分解成________。(2)在含纖維素的培育基中加入剛果紅(CR)時(shí)，CR可與纖維素形成________色復(fù)合物。用含有CR的該種培育基培育纖維素分解菌時(shí)，培育基上會(huì)出現(xiàn)以該菌的菌落為中心的________。(3)為從富含纖維素的土壤中分別獲得纖維素分解菌的單菌落，某同學(xué)設(shè)計(jì)了甲、乙兩種培育基(成分見(jiàn)下表)：酵母膏無(wú)機(jī)鹽淀粉纖維素粉瓊脂CR溶液水培育基甲＋＋＋＋－＋＋培育基乙＋＋＋－＋＋＋注：“＋”表示有，“－”表示無(wú)。據(jù)表推斷，培育基甲________(填“能”或“不能”)用于分別和鑒別纖維素分解菌，緣由是______________________；培育基乙________(填“能”或“不能”)用于分別和鑒別纖維素分解菌，緣由是_______________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)纖維二糖葡萄糖(2)紅透亮圈(3)不能液體培育基不能用于分別單菌落不能培育基中沒(méi)有纖維素，不能形成CR－纖維素紅色復(fù)合物，即使出現(xiàn)單菌落也不能確定其為纖維素分解菌【解析】本題主要考查纖維素分解菌的分別和鑒別試驗(yàn)，意在考查考生的識(shí)記實(shí)力、理解實(shí)力和試驗(yàn)分析實(shí)力。(1)纖維素酶包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，C1酶、Cx酶催化纖維素分解成纖維二糖，葡萄糖苷酶將纖維二糖分解成葡萄糖。(2)CR能與培育基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，CR－纖維素的復(fù)合物就無(wú)法形成，培育基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌的菌落為中心的透亮圈。(3)培育基甲中未添加瓊脂，為液體培育基，液體培育基上不能形成單菌落，故不能用于分別和鑒別纖維素分解菌。培育基乙中未添加纖維素，不能和CR形成紅色復(fù)合物，即使出現(xiàn)單菌落也不能確定為纖維素分解菌。一、選擇題1．纖維素分解菌的篩選原理是(A)A．剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物B．剛果紅可以與水解后的纖維二糖和葡萄糖形成紅色復(fù)合物C．剛果紅可以與纖維素酶形成紅色復(fù)合物D．剛果紅可以與纖維素分解菌結(jié)合形成紅色復(fù)合物解析：剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成紅色復(fù)合物，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。剛果紅也不與纖維素酶或者與纖維素分解菌結(jié)合形成紅色復(fù)合物。2．在分別分解纖維素的微生物試驗(yàn)中，關(guān)于土壤取樣的敘述不正確的是(A)A．可選取深層的土壤作為樣品B．可選取樹(shù)林中多年落葉形成的腐殖土作為樣品C．可選取樹(shù)林中多年積累的枯枝敗葉作為樣品D．可把濾紙埋在土壤中經(jīng)過(guò)30天左右，再選取已腐爛的濾紙作為樣品解析：纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，因此采樣時(shí)可選擇B、C兩項(xiàng)所述的環(huán)境，或者將富含纖維素的物質(zhì)如濾紙埋在土壤中經(jīng)過(guò)30天左右，再?gòu)囊迅癄€的濾紙上篩選纖維素分解菌。絕大多數(shù)細(xì)菌分布在距地表3～8cm的土壤層，而不行選取深層土壤作樣品，否則細(xì)菌數(shù)目很少。3．在對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行選擇培育時(shí)用液體培育基的目的是(A)A．用液體培育基可獲得大量菌體B．纖維素分解菌相宜在液體培育基上生長(zhǎng)C．用液體培育基可以使菌體充分利用培育基中的養(yǎng)分物質(zhì)D．用液體培育基可獲得高純度的纖維素分解菌解析：運(yùn)用液體選擇培育基培育纖維素分解菌，一方面可以獲得大量纖維素分解菌，另一方面便于稀釋涂布平板。4．下列關(guān)于尿素分解菌和纖維素分解菌的分別與鑒定的敘述，錯(cuò)誤的是(D)A．分別尿素分解菌須要以尿素為唯一的氮源B．尿素分解菌能產(chǎn)生脲酶，纖維素分解菌能產(chǎn)生纖維素酶C．兩個(gè)過(guò)程中都須要梯度稀釋D．剛果紅染色法也可以用于篩選尿素分解菌解析：分別尿素分解菌的培育基以尿素為唯一氮源，A正確。尿素分解菌和纖維素分解菌分別產(chǎn)生脲酶和纖維素酶，B正確。由于樣品中目的菌的濃度較大，所以都要進(jìn)行梯度稀釋?zhuān)珻正確。剛果紅染色法僅能用于纖維素分解菌的篩選，D錯(cuò)誤。5．下列關(guān)于纖維素分解菌分別試驗(yàn)的敘述，正確的是(C)A．分別分解纖維素的微生物時(shí)可把纖維素作為唯一氮源B．該試驗(yàn)中選擇培育基與鑒別培育基均為液體培育基C．選擇培育的主要目的是增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分別得到所須要的微生物D．用剛果紅染色法篩選纖維素分解菌時(shí)運(yùn)用到的培育基屬于選擇培育基解析：分別分解纖維素的微生物時(shí)可把纖維素作為唯一碳源，A錯(cuò)誤；該試驗(yàn)中鑒別培育基為固體培育基，B錯(cuò)誤；選擇培育基可以允許特定種類(lèi)的微生物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制其他種類(lèi)的微生物生長(zhǎng)，在該試驗(yàn)中，選擇培育的主要目的是增加纖維素分解菌的濃度，C正確；用剛果紅染色法篩選纖維素分解菌時(shí)運(yùn)用到的培育基屬于鑒別培育基，D錯(cuò)誤。6．下列關(guān)于剛果紅染色法的說(shuō)法中，正確的是(D)A．可先培育微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，此時(shí)不需用氯化鈉溶液洗去浮色B．可在倒平板時(shí)就加入剛果紅，此時(shí)須要用氯化鈉溶液洗去浮色C．纖維素分解菌菌落四周出現(xiàn)紅色D．倒平板時(shí)就加入剛果紅，長(zhǎng)期培育，剛果紅有可能被其他微生物分解形成透亮圈解析：先培育微生物，再加入剛果紅進(jìn)行顏色反應(yīng)，需用氯化鈉溶液洗去浮色，若在倒平板時(shí)加入剛果紅，則不須要用氯化鈉溶液洗去浮色，A、B錯(cuò)誤。在含有纖維素的培育基中加入剛果紅時(shí)，剛果紅能與培育基中的纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅—纖維素復(fù)合物就無(wú)法形成，培育基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透亮圈，C錯(cuò)誤。因?yàn)橛行┪⑸锬芙到馍?，若倒平板時(shí)就加入剛果紅，長(zhǎng)期培育后剛果紅有可能被此類(lèi)微生物分解形成透亮圈，D正確。二、非選擇題7．分析下面纖維素分解菌的鑒別培育基的配方，回答問(wèn)題：CMC-Na (5～10)g酵母膏 1gKH2PO4 0.25g瓊脂 15g土豆汁 100mL將上述物質(zhì)溶解后，用蒸餾水定容到1000mL。(1)此培育基配方中為微生物供應(yīng)碳源的是CMC-Na、酵母膏、土豆汁。(2)此配方為固體培育基。(依據(jù)物理狀態(tài))(3)若用此培育基進(jìn)行鑒別纖維素分解菌，還應(yīng)加入剛果紅染料。(4)纖維素分解菌能否在不含纖維素但富含其他有機(jī)質(zhì)的環(huán)境中生存？可以。(5)若通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定該培育基用于鑒定纖維素分解菌的最適pH，僅憑一次試驗(yàn)?zāi)芊窬_測(cè)出？不能。緣由是所限制的pH不是連續(xù)的，試驗(yàn)存在誤差。解析：(1)培育基中能夠供應(yīng)碳元素的物質(zhì)稱(chēng)為碳源，該培育基中含有碳元素的物質(zhì)有CMC-Na、酵母膏、土豆汁。(2)該培育基含有凝固劑成分，因此從物理狀態(tài)上分屬于固體培育基。(3)該培育基含有CMC，可以與剛果紅結(jié)合形成紅色復(fù)合物，若培育基中含有纖維素分解菌，則會(huì)形成以其為中心的透亮圈。(4)由于纖維素分解菌是異養(yǎng)型生物，也可生活在其他富含有機(jī)質(zhì)的環(huán)境中，只是數(shù)量不如富含纖維素的環(huán)境中多。(5)用于微生物試驗(yàn)的步驟一般是固定的，即配制培育基→調(diào)pH→滅菌→接種→視察。在不知道微生物生長(zhǎng)的酸堿環(huán)境時(shí)，要把pH調(diào)為酸、中、堿類(lèi)型。由于所限制的pH不是連續(xù)的，試驗(yàn)中也可能存在誤差等因素，因此僅憑一次試驗(yàn)是不能精確測(cè)出其最適pH的。8．某化工廠的污水池中含有一種有害的、難于降解的有機(jī)化合物A。探討人員用化合物A、磷酸鹽、鎂鹽以及微量元素配制的培育基勝利篩選到能高效降解化合物A的細(xì)菌(目的菌)。試驗(yàn)的主要步驟如圖所示，請(qǐng)分析回答：(1)培育基中加入化合物A的目的是篩選目的菌。(2)“目的菌”生長(zhǎng)所需的氮源和碳源來(lái)自培育基中的化合物A。試驗(yàn)須要振蕩培育，由此推想“目的菌”的代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型。(3)培育若干天后，應(yīng)選擇培育瓶中化合物A含量削減的培育液，接入新的培育液中連續(xù)培育，使“目的菌”的數(shù)量增加。(4)轉(zhuǎn)為固體培育時(shí)，常采納劃線的方法接種，獲得單菌落后接著篩選。(5)試驗(yàn)結(jié)束后，運(yùn)用過(guò)的培育基應(yīng)當(dāng)進(jìn)行滅菌處理后，才能倒掉。解析：要分別出降解有機(jī)化合物A的微生物，必需依據(jù)該微生物的特點(diǎn)，采納選擇培育分別的方法，在培育基中加入有機(jī)化合物A，造成有利于該菌生長(zhǎng)的環(huán)境，經(jīng)過(guò)肯定時(shí)間培育后使該菌在群落中的數(shù)量上升，轉(zhuǎn)為固體培育時(shí)，常采納平板劃線法接種，依據(jù)培育基配方和培育方法知該微生物為異養(yǎng)需氧型生物，因此，隨著微生物的數(shù)量不斷增多，有機(jī)化合物A不斷消耗而削減。試驗(yàn)結(jié)束后，運(yùn)用過(guò)的培育基應(yīng)進(jìn)行高壓蒸汽滅菌處理，以免造成污染?！九詸谒妓黝}】點(diǎn)撥(教材P28)1．本試驗(yàn)流程與課題2的流程的區(qū)分如下：課題2是將土樣制成的菌懸液干脆涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培育基上，干脆分別得到菌落。本課題通過(guò)選擇培育，使纖維素分解菌得到增殖后，再將菌液涂布在鑒別培育基上。其他步驟基本一樣。2．由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對(duì)提高，因此從這種土地中獲得目的微生物的幾率要高于一般環(huán)境。3．將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集，事實(shí)上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的相宜環(huán)境。一般應(yīng)將紙埋于深約10cm左右的腐殖土壤中。【旁欄思索題】點(diǎn)撥(教材P29)1．方法一是傳統(tǒng)的方法，缺點(diǎn)是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜；其優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用。方法二的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，不存在菌落混雜問(wèn)題，缺點(diǎn)是由于纖維素和瓊脂、土豆汁中都含有淀粉類(lèi)物質(zhì)，可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽(yáng)性反應(yīng)。但這種只產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生的透亮圈較為模糊，因此可以與纖維素酶產(chǎn)生的透亮圈相區(qū)分，因?yàn)榕嘤欣w維素占主要地位。方法二的另一缺點(diǎn)是：有些微生物具有降解色素的實(shí)力，它們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間培育過(guò)程中會(huì)降解剛果紅，形成明顯的透亮圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分。2．在選擇培育的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種養(yǎng)分條件的微生物得到快速繁殖，而那些不適應(yīng)這種養(yǎng)分條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮”的作用。1．提示：探討開(kāi)發(fā)以纖維素、石油、CO2、H2等作為碳源和能源的工業(yè)微生物，解決工業(yè)發(fā)酵用糧與人們?nèi)粘Ｓ眉Z的沖突。2．答：流程圖如下：土壤取樣→選擇培育(此步是否須要，應(yīng)依據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來(lái)確定)→梯度稀釋→將菌懸液涂布到有特定選擇作用的培育基上→選擇單菌落→發(fā)酵培育專(zhuān)題整合與評(píng)估[學(xué)問(wèn)建網(wǎng)][要語(yǔ)必背]1．試驗(yàn)室常用煮沸消毒法、巴氏消毒法和運(yùn)用紫外線或化學(xué)藥劑進(jìn)行消毒，常用的滅菌方法有灼燒滅菌、干熱滅菌和高壓蒸汽滅菌等。2．微生物接種最常用的方法是平板劃線法和稀釋涂布平板法。長(zhǎng)期保存菌種可以采納甘油管藏法。3．稀釋涂布平板法常用來(lái)統(tǒng)計(jì)活菌的數(shù)目，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果往往比實(shí)際活菌數(shù)目低。4．只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，因此可用尿素為唯一氮源的選擇培育基分別該細(xì)菌。5．鑒定分解尿素的細(xì)菌的方法是在以尿素為唯一氮源的培育基中加入酚紅指示劑，依據(jù)是否變紅進(jìn)行推斷。6．纖維素酶的作用是：纖維素eq\o(→,\s\up17(C1酶),\s\do15(和Cx酶))纖維二糖eq\o(→,\s\up17(葡萄糖),\s\do15(苷酶))葡萄糖。7．剛果紅與纖維素形成紅色復(fù)合物。當(dāng)纖維素被分解后，培育基中會(huì)出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透亮圈。[學(xué)問(wèn)整合促貫穿]一、微生物的培育與分別技術(shù)微生物的養(yǎng)分及功能、培育基的配制原則和類(lèi)型、無(wú)菌操作技術(shù)等是進(jìn)行微生物培育與分別必不行少的學(xué)問(wèn)。通過(guò)牛肉膏蛋白胨培育基的制備，以及嘗試進(jìn)行微生物的分別與培育，為學(xué)習(xí)微生物的菌種選育、生長(zhǎng)規(guī)律、環(huán)境因素及發(fā)酵工程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1.培育基制備：計(jì)算→稱(chēng)量→溶化→調(diào)pH→滅菌→倒平板。2.無(wú)菌技術(shù)：主要指消毒、滅菌和無(wú)菌操作。試驗(yàn)室中常用紫外線或化學(xué)藥劑消毒，如培育室的紫外線殺菌及用酒精擦拭雙手消毒。滅菌的方法主要有灼燒滅菌、干熱滅菌、高壓蒸汽滅菌，主要是針對(duì)培育器具、接種器具和培育基滅菌的方法。另外還需留意操作過(guò)程中無(wú)菌環(huán)境的營(yíng)造，一是可以在滅菌的接種箱中進(jìn)行，二是在酒精燈火焰旁邊所形成的無(wú)菌區(qū)進(jìn)行。3.倒平板：嚴(yán)格依據(jù)教材操作步驟進(jìn)行，倒平板時(shí)需培育基冷卻至50℃左右，在酒精燈火焰旁邊無(wú)菌區(qū)進(jìn)行。平板冷卻凝固后，將平板倒置，使皿蓋在下、皿底在上，這樣處理可防止水分冷卻后在皿蓋上形成水珠落在培育基上，造成污染。4.平板劃線操作：通過(guò)接種環(huán)在瓊脂固體培育基表面連續(xù)劃線的操作，將聚集的菌種逐步稀釋分散到培育基的表面，可得單個(gè)分別的菌落。5.稀釋涂布平板：先將菌液進(jìn)行一系列的梯度稀釋后涂布平板，在稀釋度足夠高的菌液里，聚集在一起的微生物被分散成單個(gè)細(xì)胞，從而能在培育基表面形成單個(gè)的菌落。6.選擇培育基用來(lái)分別某種特定的微生物。在選擇培育基配制過(guò)程中要留意起選擇作用的成分。如分解尿素的細(xì)菌選擇培育基中的特定成分是尿素，而纖維素分解菌的選擇培育基中的特定成分為纖維素?！镜漕}精練1】下列關(guān)于配制培育基的敘述中，正確的是()A．制作固體培育基必需加入瓊脂B．pH調(diào)至6.5～7.5的培育基可培育放線菌C．培育自生固氮菌的培育基中不需添加氮源D．發(fā)酵工程一般用半固體培育基或液體培育基【答案】C【解析】在配制固體培育基時(shí)，可加入瓊脂作為凝固劑，但瓊脂并不是唯一的凝固劑；放線菌相宜的pH為7.5～8.5，細(xì)菌相宜的pH為6.5～7.5；發(fā)酵工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐一般用液體發(fā)酵，可以連續(xù)培育，提高產(chǎn)量；自生固氮菌或共生固氮菌能夠?qū)⒖諝庵械腘2還原為NH3作為氮源，因此培育基中不需添加氮源。【典題精練2】富集培育是微生物學(xué)中最強(qiáng)有力的技術(shù)手段之一，主要是指利用不同微生物的生命活動(dòng)特點(diǎn)的不同，限定環(huán)境條件，使僅適應(yīng)當(dāng)條件的微生物旺盛生長(zhǎng)，從而使其在群落中的數(shù)量大大增加，人們能夠更簡(jiǎn)單地從自然界中分別到所需的特定微生物。富集條件可依據(jù)所需分別的微生物的特點(diǎn)，從物理、化學(xué)、生物等多個(gè)方面進(jìn)行選擇，如溫度、pH、紫外線、壓強(qiáng)、光照、氧氣、養(yǎng)分等。下圖描述了采納富集方法從土壤中分別能降解酚類(lèi)化合物對(duì)羥基苯甲酸的微生物的試驗(yàn)過(guò)程。據(jù)圖回答問(wèn)題。(1)本試驗(yàn)所需培育基為_(kāi)_______________________________，碳源為_(kāi)______________________________________________。(2)試驗(yàn)原理是_____________________________________________________________________________________________________。(3)①～③重復(fù)培育的目的是_____________________________。(4)⑤的菌落中大部分是能降解________的微生物。(5)⑥為_(kāi)_________組，⑦為_(kāi)_________組，設(shè)置⑥的目的是______________________________________________________________________________________________________________________。(6)⑤→⑥采納________法。將單菌落接種到⑥的培育基中，在操作過(guò)程中為防止污染，應(yīng)留意的事項(xiàng)是_____________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)選擇培育基對(duì)羥基苯甲酸(2)利用以對(duì)羥基苯甲酸為唯一碳源的選擇培育基，經(jīng)富集培育，選擇出能降解酚類(lèi)化合物對(duì)羥基苯甲酸的微生物(3)增大分解對(duì)羥基苯甲酸的微生物的比例(4)對(duì)羥基苯甲酸(5)比照試驗(yàn)說(shuō)明通過(guò)富集培育的確得到了欲分別的目的微生物(6)單菌落挑取接種環(huán)在火焰上灼燒滅菌，燒紅的接種環(huán)在火焰旁冷卻，同時(shí)將培育皿蓋打開(kāi)一條縫隙，挑取菌落接種到試管中，并塞好棉塞，接種環(huán)在火焰上灼燒，殺滅殘留物【解析】本題通過(guò)從土壤中分別出能降解酚類(lèi)化合物對(duì)羥基苯甲酸的微生物的過(guò)程，模擬教材中纖維素分解菌的分別過(guò)程，其基本原理、操作過(guò)程及操作留意事項(xiàng)都和分別纖維素分解菌類(lèi)似。本試驗(yàn)所用培育基是以對(duì)羥基苯甲酸為唯一碳源的選擇培育基，培育的微生物是能降解對(duì)羥基苯甲酸的微生物。經(jīng)過(guò)①②③的重復(fù)培育，增大了分解對(duì)羥基苯甲酸的微生物的比例。最終通過(guò)設(shè)置比照及單菌落挑取法將培育基上的單菌落分別接種到含有對(duì)羥基苯甲酸及不含有該物質(zhì)的培育基上，驗(yàn)證是否得到了目的微生物。接種過(guò)程中為防止污染，應(yīng)留意進(jìn)行一系列的無(wú)菌操作。二、微生物的分別與鑒定微生物的分別方法有很多種，本專(zhuān)題中常用的是：平板劃線法、稀釋涂布平板法、微生物的選擇培育等。針對(duì)不同微生物的特點(diǎn)選擇不同的方法，對(duì)目的微生物進(jìn)行篩選。以下是尿素分解菌和纖維素分解菌的分別與鑒定比較。尿素分解菌的分別與鑒定纖維素分解菌的分離與鑒定分別選擇條件利用尿素為唯一氮源利用纖維素為唯一碳源鑒定方法培育基中加入酚紅指示劑，變紅色在以纖維素為唯一碳源的培育基上，利用剛果紅染色法，出現(xiàn)透亮圈鑒定原理細(xì)菌等微生物合成脲酶，將尿素分解產(chǎn)生NH3，使pH上升，加入酚紅變紅色分解纖維素的微生物產(chǎn)生纖維素酶，將纖維素分解為纖維二糖或葡萄糖，使纖維素—?jiǎng)偣t復(fù)合物降解而出現(xiàn)透亮圈步驟土壤取樣→制備培