1、第第 4 课时课时 微生物的利用微生物的利用 学习导航 1.阅读教材 P1921内容，学习从土壤中分离纤维素分解菌的基本实验操作技术。 2.结合教材 P2122内容，探究纤维素分解菌是否只能分解纤维素。3.结合教材 P2224内容，了 解制作豆豉的原理、方法步骤。 重难点击 1.掌握从土壤中分离纤维素分解菌的基本实验操作技术。 2.探究纤维素分解菌是 否只能分解纤维素。3.简述制作豆豉的原理。 一一、从土壤中分离纤维素分解菌从土壤中分离纤维素分解菌 土壤中含有很多有益菌，下面以分离纤维素分解菌为例，探讨从土壤中分离有益菌的方法。 1分离的原理 (1)土壤中存在大量纤维素分解菌，包括真菌、细菌和
2、放线菌等，它们可以产生纤维素酶，分 解和利用纤维素和半纤维素。 (2)在用纤维素作为唯一碳源的选择培养基中，纤维素分解菌能很好地生长，并产生黄色或棕 绿色色素，其他微生物则不能生长。 2方法步骤 (1)纸条法 制备培养基 配制依姆歇涅茨基液体培养基，避免纤维素,以外碳源的污染。 分装 按每试管5 mL分装，然后加入7 cm1 cm的无淀粉新华一号滤纸条 滤纸条紧贴内壁，且有一半长度浸入液体培养基中，121 灭菌20 min。 制备土壤稀释液 制备10 1、102、103、104和105的土壤稀释液。 接种培养 分别吸取各稀释度的土壤稀释液1 mL接种到滤纸条上，每个稀释度 重复4次，置培养箱中
3、28 培养14 d。 观察 检查各试管中滤纸条上出现的菌落和滤纸颜色变化情况， 根据菌落和颜色的变化确定纤维素分解菌的类型。 (2)固体培养法 制备培养基 制备依姆歇涅茨基培养基平板，避免纤维 素以外的碳源污染；然后在平板上铺一张 直径略小于平板的滤纸，用少量的依姆 歇涅茨基液体培养基润湿。 接种培养 在滤纸上等距放8个直径约10 mm的土粒， 盖上培养皿盖以保持湿度，置恒温培养箱中 28 30 培养。 观察 每隔2 d观察土粒周围滤纸变色情况，直到 滤纸颜色变化，长成菌落，于4 冰箱中保 存备用。 1分析依姆歇涅茨基培养基，回答下列问题： (1)此配方是液体培养基还是固体培养基？为什么选择此
4、类培养基？ 答案 液体培养基，因为配方中无凝固剂。液体培养基与微生物的接触更密切，微生物更容 易从培养基中获得营养物质，因此可以快速增加微生物的浓度。 (2)这个选择培养基对微生物是否具有选择作用？怎样设计对照实验证明你的观点？ 答案 有选择作用。本配方中富含纤维素，更适合能够分解纤维素的微生物大量繁殖。对照 实验可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养微生物。若选择培养基上微生物数量明显少于牛肉膏蛋 白胨培养基上微生物的数量，则说明培养基起到了选择作用。 (3)依姆歇涅茨基培养基配方中缺少哪种营养成分？ 答案 没有碳源。 2要从菜园或果园土壤中分离纯化纤维素分解菌的关键是什么？ 答案 关键在于培养基中的
5、唯一碳源为纤维素，根据能分解纤维素产生黄色或棕绿色色素的 典型特征，来判断分离得到的微生物是否为纤维素分解菌。 3鉴定分离到的纤维素分解菌还可以用刚果红染色法，其原理是什么？ 答案 刚果红可以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。 归纳总结 土样 纤维素为唯一碳源的培养基 纤维素分解菌 黄色或棕绿色色素 1下列有关分解纤维素微生物的分离的叙述，不正确的是( ) A纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵 B对分解纤维素的微生物进行了初步筛选后，无需再进行其他实验 C纤维素酶的测定方
6、法，一般是对所产生的葡萄糖进行定量的测定 D纤维素酶是一种复合酶 答案 B 解析 初步筛选只是分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行发酵产 生纤维素酶的实验。 一题多变 (1)上题中分解纤维素的细菌能否在不含纤维素但富含其他有机物的环境中生存？为什么？ 答案 能。纤维素分解菌分解纤维素只是为了利用纤维素作为碳源，其他有机物若可提供碳 源，也可以生存。 (2)题中纤维素酶也在微生物细胞内分解纤维素吗？为什么？ 答案 不在细胞内分解纤维素。多数细胞不能直接吸收纤维素，一般来说，纤维素酶都是分 泌到细胞外分解纤维素的。 2分析下表培养基的配方，请回答下面的问题： 纤维素分解菌的选择
7、培养基： 组分 含量 纤维素粉 5 g NaNO3 1 g Na2HPO4 7H2O 1.2 g KH2PO4 0.9 g MgSO4 7H2O 0.5 g KCl 0.5 g 酵母膏 0.5 g 水解酪素 0.5 g 将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到 1 000 mL。 (1) 此 培 养 基 配 方 中 为 微 生 物 提 供 碳 源 的 主 要 是 _ 、 氮 源 是 _。 (2)此配方为_培养基(根据物理状态)配方。 (3)此培养基选择出的微生物主要是_ _。 问题导析 (1)该培养基中纤维素是主要的碳源，所以可以用于筛选纤维素分解菌。 (2)由于该培养基中没有加入琼脂，所以为液体培养
8、基。液体培养基中微生物与营养成分的接 触更充分，可以提高微生物的代谢效率。 答案 (1)纤维素粉 NaNO3、酵母膏、水解酪素 (2)液体 (3)纤维素分解菌 解析 该培养基的主要碳源是纤维素粉，氮源有 NaNO3、酵母膏、水解酪素。因没有凝固剂 成分，因此，该培养基从物理状态上看属于液体培养基。因该培养基仅以纤维素粉为主要碳 源，因此，可用于选择培养纤维素分解菌。 易错易混 关于纤维素分解菌筛选的两个易错警示 (1)纤维素分解菌的选择培养基中的碳源并不只有纤维素，其中酵母膏和水解酪素也可起碳源 的作用。 (2)在纤维素分解菌的选择培养基中生长的不只有纤维素分解菌。因此，选择培养后要进行鉴 别
9、培养，才能获得纤维素分解菌。 二二、探究纤维素分解菌是否只能分解纤维素探究纤维素分解菌是否只能分解纤维素 纤维素分解菌能否分解其他物质呢？完成下面实验进行探究： 1用纤维素作为唯一碳源的选择培养基筛选出纤维素分解菌，进行纯培养。 2制备依姆歇涅茨基培养基，取 4 个培养皿分别编号。 3按下表实验 编号 加入依姆歇涅 茨基培养基 等量 等量 等量 等量 加入等量有机物 纤维素 淀粉 果胶 木质素 加入琼脂 等量 等量 等量 等量 倒平板 溶化后冷却，倒平板 接种 接种等量纤维素分解菌 培养 28 30 恒温培养 观察 一段时间后，观察各个培养基上的菌落 数目和大小 4.探讨 (1)以上四种培养基
10、都属于选择培养基。 (2)四个培养基上都有菌落形成，说明纤维素分解菌也能分解利用淀粉、果胶和木质素。 (3)四个培养基形成的菌落的大小依次为：，说明纤维素分解菌容易分解淀粉 和果胶，而分解纤维素较困难，分解木质素最困难。 1本实验的实验设计思路是怎样的？ 答案 分组设计实验方案，用同一种分解纤维素的微生物分解不同的其他物质(淀粉、果胶和 木质素等)，或者用不同分解纤维素的微生物分解同一种物质。 2在实验设计中要注意什么事项？ 答案 要注意设置对照实验和实验重复等。 3分解纤维素的微生物所起的作用多种多样，试举两例说明。 答案 分解果汁的微生物可用于果汁澄清和麻类脱胶，分解淀粉的微生物可用于织物
11、脱浆和 酒类酿造等。 归纳总结 (1)纤维素分解菌能分泌纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、木质素酶等多种 酶，能分解利用多种含碳有机物。 (2)分解纤维素的微生物在自然界的碳循环中具有重要的意义。 3纤维素酶可以将下列哪种物质分解( ) A牛肉片 B鱼片 C滤纸条 D塑料条 答案 C 解析 纤维素酶只能使纤维素分解，本题中只有 C 项滤纸条的主要成分是纤维素，所以可以 将滤纸条分解。 4下列生物能分解纤维素的是( ) 人 兔 牛 蘑菇 纤维杆菌 A B C D 答案 C 解析 兔、牛为食草动物，其肠道内有分解纤维素的微生物，蘑菇、纤维杆菌能分泌纤维素 酶分解纤维素；而人不能消化纤维素。 知识链
12、接 (1)以植物为食的生物能够分解纤维素。 (2)土壤中能够分解纤维素的微生物很多，包括细菌、放线菌和真菌等。 (3)鉴别纤维素分解菌的培养基中加入的是羧甲基纤维素钠(CMC- Na)。 三三、利用微生物制作豆豉利用微生物制作豆豉 微生物可以用来制作多种食品，例如可以用来制作豆豉。 1 实验原理： 纳豆菌分泌的蛋白酶能够分解大豆中的蛋白质， 产生小分子多肽及多种氨基酸， 制成风味独特的发酵食品。 2实验过程 1豆豉制作过程中，怎样控制杂菌的污染？ 答案 在制备过程中，根据纳豆菌的芽孢对热不敏感的特性，采用高温控制杂菌的污染。 2如何保证发酵过程中的湿度？ 答案 用湿纱布覆盖。 3黄豆发酵生成豆
13、豉的过程中，有机物的质量下降，有机物的种类增加，所含的能量减少， 营养价值提高了。 归纳总结 制作豆豉的操作要点：精心挑选黄豆；去除杂质和发霉的黄豆；趁热接种豆豉菌 悬液；40 发酵。 5微生物被广泛应用于食品的制作，把下列微生物和制作的食品联系起来： 纳豆菌 酸奶 酵母菌 腐乳 乳酸菌 豆豉 霉菌 葡萄酒 答案 6下列说法中，不正确的是( ) A制作豆豉要避免杂菌污染，要对原料高压蒸汽灭菌 B酵母菌酿酒时进行无氧呼吸 C利用微生物可以制作多种食品 D可以利用霉菌制作腐乳 答案 A 解析 制作豆豉要避免杂菌污染，可采用高温控制杂菌污染。 1在分离分解纤维素的微生物实验中，下列关于土壤取样的叙述
14、，不正确的是( ) A可选取深层的土壤作为样品 B可选取树林中多年落叶的腐殖土作为样品 C可选取树林中多年积累的枯枝败叶作为样品 D可把滤纸埋在土壤中经过 30 d 左右，再选取已腐烂的滤纸作为样品 答案 A 解析 纤维素分解菌大多分布在富含纤维素的环境中，因此采样时可选择 B、C 两项所述的 环境，或者将富含纤维素的物质如滤纸，埋在土壤中经过 30 d 左右，再从已腐烂的滤纸上筛 选纤维素的分解菌。绝大多数细菌分布在距地表 38 cm 的土壤层，故不可选取深层土壤作 为样品，否则细菌数目很少。 2常作为豆豉菌菌种鉴定依据的是( ) A鞭毛的有无 B荚膜的有无 C芽孢的形成能力 D菌落的形态
15、答案 D 解析 菌落的形态是鉴定微生物种类的重要依据。 3在制作豆豉时，防止杂菌污染的方法是( ) A在酒精灯火焰旁接种 B在高温下接种 C利用 50%的酒精消毒 D利用紫外线灭菌 答案 B 4随着环境污染的加剧和石油危机的出现，越来越多的国家使用乙醇作为替代燃料。生产中 玉米和麦草的秸秆可以用来生产燃料乙醇 ，已知秸秆的主要成分是纤维素，回答下列问题： (1)人们首先利用纤维素分解菌将纤维素分解，纤维素分解菌多分布在_ 的土壤中。 (2)从土壤中筛选纤维素分解菌需要配制_培养基，该培养基中需要加入纤维素粉 作为唯一的_。 (3)经过梯度稀释后，要将样品均匀涂布在用于鉴别纤维素分解菌的培养基上，在该培养基中 需要加入的特殊染料是_，当形成菌落以后可以根据菌落周围是否产生 _来筛选纤维素分解菌。当利用涂布器涂布分离之后需要对涂布器进行 _(填“消毒”或“灭菌”)处理。 答案 (1)富含纤维素 (2)选择 碳源 (3)刚果红 透明圈 灭菌
