分解纤维素的微生物的分离-高二下学期生物人教版选修1.pptx

2.3 2.3 分解纤维素的微生物的分离分解纤维素的微生物的分离阅读课本阅读课本27页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：页基础知识部分第一、二段，回答下列问题：1 1、纤维素在生物圈的分布状况？、纤维素在生物圈的分布状况？2 2、纤维素酶的组成及作用？、纤维素酶的组成及作用？纤维素是地球上含量最丰富的纤维素是地球上含量最丰富的多糖多糖类物质。植物的类物质。植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素。其中棉花棉花是自是自然界中纤维素含量最高的天然产物然界中纤维素含量最高的天然产物。一、纤维素和纤维素酶一、纤维素和纤维素酶纤维素纤维素C1酶酶Cx酶酶纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖苷苷 酶酶葡萄糖葡萄糖商品纤维素：商品纤维素：CMC-NaCMC-Na、AvicelAvicel纤维素酶是一种复合酶，一般至少包括三种组分。纤维素酶是一种复合酶，一般至少包括三种组分。纤维素酶的测定方法：纤维素酶的测定方法：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。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。取二支取二支20mL20mL的试管（甲、乙）的试管（甲、乙）*实验：实验：纤维素酶分解纤维素的实验纤维素酶分解纤维素的实验各加入一张滤纸条各加入一张滤纸条各加入各加入10mL0.1mol/L10mL0.1mol/L的醋酸醋酸的醋酸醋酸钠缓冲液钠缓冲液甲甲 乙乙在甲试管中加入在甲试管中加入1mL1mL蒸馏水蒸馏水，乙试管加入乙试管加入1mL1mL纤维素酶纤维素酶（70-80U/mL70-80U/mL）将试管放在将试管放在140r/min140r/min的摇床上振荡的摇床上振荡1h1h结果：乙试管的滤纸条消失结果：乙试管的滤纸条消失 讨论讨论：乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管乙试管的滤纸条为什么会消失？甲试管的作用是什么？的作用是什么？二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选阅读课本课本阅读课本课本28页相关部分，回答下列问题：页相关部分，回答下列问题：1、筛选方法、筛选方法2、筛选原理、筛选原理刚果红染色法刚果红染色法：这种方法能够通过颜色反应直接这种方法能够通过颜色反应直接 对微生物进行筛选。对微生物进行筛选。刚果红刚果红是一种染料，它可以是一种染料，它可以与纤维素形成红色与纤维素形成红色复合物复合物，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。，但并不和纤维二糖、葡萄糖发生这种反应。当纤维素被纤维素酶分解后刚果红当纤维素被纤维素酶分解后刚果红纤维素的复合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物就无法形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的中心的透明圈透明圈。这样我们可以通过是否产生透明。这样我们可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。圈来筛选纤维素分解菌。二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选【辨析】挑取哪一种菌落可以获得高效的纤维素分解菌？【辨析】挑取哪一种菌落可以获得高效的纤维素分解菌？ABCDa比值越大，分解效率越高比值越大，分解效率越高【想一想】【想一想】加入刚果红染料后，从功能加入刚果红染料后，从功能上看该培养基属于哪一类培上看该培养基属于哪一类培养基？养基？鉴别培养基鉴别培养基三、实验操作三、实验操作土壤取样土壤取样选择选择培养培养梯度稀释梯度稀释将样品涂布到将样品涂布到鉴别鉴别纤维纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上挑选产生透明挑选产生透明圈的菌落圈的菌落想一想：本实验流程与课题想一想：本实验流程与课题2的实验流程有哪些异同？的实验流程有哪些异同？以纤维素为唯一碳源的选择培养基以纤维素为唯一碳源的选择培养基（液体）：纤维素分解菌大量增殖（液体）：纤维素分解菌大量增殖以纤维素为唯一碳源的选择、以纤维素为唯一碳源的选择、鉴别培养基（固体）鉴别培养基（固体）土壤中的纤维土壤中的纤维素分解菌较少素分解菌较少1、土壤取样、土壤取样取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？方法一：选择纤维素丰富的环方法一：选择纤维素丰富的环境境。提示：提示：在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要在寻找目的菌株时，要根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。求，到相应的环境中去寻找。想一想：为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？想一想：为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？该环境下纤维素分解菌的含量较高。该环境下纤维素分解菌的含量较高。1、土壤取样、土壤取样取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？取样的环境是怎样的，作出这种选择的理由是什么？方法二：将滤纸埋在土壤中，经过方法二：将滤纸埋在土壤中，经过30d左右，再从左右，再从已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。已腐烂的滤纸上筛选纤维素分解菌。想一想：将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进想一想：将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该埋进土壤多深？土壤多深？异养需氧型的异养需氧型的纤维素分解菌纤维素分解菌异养厌氧型的异养厌氧型的纤维素分解菌纤维素分解菌方法三：纤维素分解方法三：纤维素分解细菌亦可栖息于草食细菌亦可栖息于草食动物的消化道、特别动物的消化道、特别是反刍动物的瘤胃中。是反刍动物的瘤胃中。可以从此类动物的消可以从此类动物的消化道中取样。化道中取样。2 2、选择培养、选择培养（1）选择培养的目的：）选择培养的目的：增加纤维素分解菌的浓度，以确保能增加纤维素分解菌的浓度，以确保能够从样品中分离到所需要的微生物。够从样品中分离到所需要的微生物。（2）制备选择培养基）制备选择培养基a、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培、旁栏中的配方是液体培养基还是固体培养基？为什么？养基？为什么？b、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何、这个培养基对微生物是否具有选择作用？如果具有，是如何进行选择的？进行选择的？c、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用。、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用。是是液体培养基液体培养基，原因是配方中，原因是配方中无琼脂无琼脂。有选择作用有选择作用，本配方中的主要碳源是纤维素，所以能分，本配方中的主要碳源是纤维素，所以能分解纤维素的微生物可以大量繁殖。解纤维素的微生物可以大量繁殖。用用牛肉膏蛋白胨液体培养基牛肉膏蛋白胨液体培养基与之对照；或与之对照；或省略选择培养省略选择培养这一步这一步找出碳源、氮源找出碳源、氮源提供氨基酸、维提供氨基酸、维生素等生长因子生素等生长因子（3）选择培养的操作方法：）选择培养的操作方法：将土样加入装有将土样加入装有30ml选择培养基的锥形瓶中，将选择培养基的锥形瓶中，将锥形瓶固定在锥形瓶固定在摇床摇床上，在一定温度下上，在一定温度下振荡培养振荡培养12天，直至培养液天，直至培养液变浑浊变浑浊。也可重复选择培养。也可重复选择培养。a.a.为什么选择培养的时候要置于摇床上振荡培养？为什么选择培养的时候要置于摇床上振荡培养？纤维素分解菌是异养需氧型细菌，通过振荡培养，纤维素分解菌是异养需氧型细菌，通过振荡培养，保持培养基中充足的氧气；同时使纤维素分解菌与培养基保持培养基中充足的氧气；同时使纤维素分解菌与培养基混合均匀。混合均匀。b.b.为什么说可以为什么说可以“重复选择培养重复选择培养”？进一步增加纤维素分解菌的浓度。进一步增加纤维素分解菌的浓度。c.c.为什么选择培养能够为什么选择培养能够“浓缩浓缩”所需的微生物？所需的微生物？在选择培养条件下，可以使那些能够适应这种营养条件在选择培养条件下，可以使那些能够适应这种营养条件的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应的则被抑制。的微生物得到迅速繁殖，而那些不适应的则被抑制。3 3、梯度稀释、梯度稀释 按照课题按照课题1 的稀释操作方法，将选择培养后的培的稀释操作方法，将选择培养后的培养基进行等比稀释，请问稀释范围是多大？养基进行等比稀释，请问稀释范围是多大？第一次实验稀释范围是第一次实验稀释范围是1031074 4、将样品涂布到鉴别纤维、将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上素分解菌的培养基上1、制备培养基、制备培养基:参照旁栏中参照旁栏中的比例的比例2、涂布平板：将稀释度为、涂布平板：将稀释度为103107的菌悬液各取的菌悬液各取0.1ml涂布在培养基上，涂布在培养基上，30倒置培养倒置培养碳源：碳源：CMC-Na（主）、（主）、酵母膏、土豆汁酵母膏、土豆汁CMC-Na：羧甲基纤维素钠：羧甲基纤维素钠提供氨基酸、维提供氨基酸、维生素等生长因子生素等生长因子提供能源提供能源5 5、挑选产生透明圈的菌落、挑选产生透明圈的菌落 参照课本参照课本刚果红染色法（刚果红染色法（CR染色法）染色法），挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维挑选产生透明圈的菌落，一般即为分解纤维素的菌落。素的菌落。方法一：培养基长出菌落，覆方法一：培养基长出菌落，覆盖盖CRCR溶液，再加入溶液，再加入NaClNaCl溶液。溶液。方法二：制备灭菌好的方法二：制备灭菌好的CRCR溶液，溶液，在倒平板时与培养基混合后倒在倒平板时与培养基混合后倒平板。平板。想一想：这两种方法各有哪些优想一想：这两种方法各有哪些优点与不足？点与不足？ABCDa方法一：培养基长出菌落，覆盖方法一：培养基长出菌落，覆盖CRCR溶液，再溶液，再加入加入NaClNaCl溶液。溶液。方法二：制备灭菌好的方法二：制备灭菌好的CRCR溶液，在倒平板时溶液，在倒平板时与培养基混合后倒平板。与培养基混合后倒平板。缺点：操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之缺点：操作繁琐，加入刚果红溶液会使菌落之间发生混杂；间发生混杂；优点：这样显示出的颜色反应基本上是纤维素优点：这样显示出的颜色反应基本上是纤维素分解菌的作用。分解菌的作用。优点：操作简便，不存在菌落混杂问题；优点：操作简便，不存在菌落混杂问题；缺点：产生淀粉酶的微生物、能降解刚果红的缺点：产生淀粉酶的微生物、能降解刚果红的微生物会产生微生物会产生“假阳性反应假阳性反应”。四、结果分析与评价四、结果分析与评价培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落：培养基的制作是否合格以及选择培养基是否筛选出菌落：设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说设置对照，若对照的培养基在培养过程中无菌落生长则说明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可明培养基制作合格。如果观察到产生透明圈的菌落，则说明可能获得了分解纤维素的微生物。能获得了分解纤维素的微生物。五、课题延伸五、课题延伸 本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但本课题对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选，但是这只是是这只是分离纯化的第一步分离纯化的第一步。为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行为确定得到的是纤维素分解菌，还需要进行测定纤维测定纤维素酶（液体发酵和固体发酵）素酶（液体发酵和固体发酵）的实验，纤维素酶的测定方的实验，纤维素酶的测定方法一般是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。进行定量的测定。纤维素分解后纤维素分解后会产生葡萄糖，会产生葡萄糖，溶于水。溶于水。今日作业今日作业1.整理、归纳笔记，周五检查；整理、归纳笔记，周五检查；2.完成同步测评完成同步测评P31-33要点、基础巩固、能力提升。要点、基础巩固、能力提升。周五下午生物课周五下午生物课老师开会，改上自习老师开会，改上自习完成专题完成专题2测评（测评（A）卷：周五晚提交）卷：周五晚提交周六作业周六作业完成专题完成专题2测评（测评（B）卷：周六晚提交）卷：周六晚提交