分解纤维素的微生物的分离.讲稿.ppt

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1、分解纤维素的微生物的分离.第一页，讲稿共三十二页哦纤维素：棉花棉花是自然是自然界中纤维素界中纤维素含量最高的含量最高的天然产物；天然产物；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类多糖类物质，植物每物质，植物每年产生的纤维素超过年产生的纤维素超过7070亿吨；分布植物的根、茎、亿吨；分布植物的根、茎、叶中；叶中；第二页，讲稿共三十二页哦1 1、在草食性动物等的消化道内，也、在草食性动物等的消化道内，也共生有分解纤维素的微共生有分解纤维素的微生物生物，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分，其原理也是产生纤维素酶而分解纤维素，而人没有分解纤维素的能力。解纤维素的能力。2

2、2、农作物秸秆农作物秸秆 等富含大量等富含大量的纤维素，被利用的机会很少、效率低；的纤维素，被利用的机会很少、效率低；纤维素生物燃料：纤维素生物燃料：最有希望替代石油能源最有希望替代石油能源 科学家正致力于研究，怎样将农业科学家正致力于研究，怎样将农业废弃物、木材及生长更为迅速的草本植废弃物、木材及生长更为迅速的草本植物，物，转化为种类繁多的生物燃料转化为种类繁多的生物燃料（甚至（甚至是航空燃油）。是航空燃油）。第三页，讲稿共三十二页哦第四页，讲稿共三十二页哦1.纤维素：是一种由葡萄糖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多糖类物质。棉花棉花是自然界中纤维素含量最高的天然

3、产物。有些微生物能分解利用纤维素，因为它们能够产生纤维素酶纤维素酶。2.纤维素酶：是一种复合酶复合酶，一般包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷葡萄糖苷酶。前两种酶能使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶能将纤维二糖分解成葡萄糖葡萄糖。3筛选纤维素分解菌的方法是刚果红染色法刚果红染色法。该方法可以通过颜色颜色反应直接筛选。其原理是：刚果红可以与纤维素形成红色复合物红色复合物，当纤维素被纤维素纤维素酶酶分解后，红色复合物无法形成，出现以纤维素分解菌纤维素分解菌为中心的透明圈透明圈，我们可以通过是否产生透明圈是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。4纤维素分解菌大多分布在富含纤维素纤维素的环境中，也可以将富含纤维素的物

4、质埋在土壤中，经过30天左右，再从已腐烂的物质埋藏处筛选纤维素分解菌纤维素分解菌。自主学习答案第五页，讲稿共三十二页哦5在将样品稀释涂布到鉴别纤维素分解菌鉴别纤维素分解菌的培养基上之前，可以用选择培养基选择培养基增加纤维索分解菌的浓度。培养时要在摇摇床上振荡床上振荡培养。6常用的刚果红染色法有两种：一种是先培养微生物先培养微生物，再加入刚果红染色刚果红染色；另一种是在倒平板时就加入刚果红在倒平板时就加入刚果红。7经过刚果红鉴别培养基培养后，在产纤维素酶的菌落周围会出现透明圈透明圈。可以用单细胞挑取单细胞挑取法挑取纤维素分解菌。8为确定得到的是纤维素分解菌，尚需进行发酵产纤维素酶发酵产纤维素酶的

5、实验，纤维素酶的发酵方法有液体液体发酵和固体固体发酵两种。纤维素酶的测定方法一般采用对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖葡萄糖进行定理测定。第六页，讲稿共三十二页哦一、基础知识一、基础知识第七页，讲稿共三十二页哦纤维素酶纤维素酶第八页，讲稿共三十二页哦纤维二糖纤维二糖C C1 1酶、酶、CxCx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖纤维素纤维素一、基础知识一、基础知识第九页，讲稿共三十二页哦 在在2支支20mL的试管中，分别放入的试管中，分别放入16cm的的滤纸条，再分别加入滤纸条，再分别加入pH为为4.8、物质的量浓度、物质的量浓度为为0.1mol/L的的醋酸醋酸-醋酸钠缓冲液醋酸钠缓冲

6、液10mL、11mL。在加入在加入10mL缓冲液的试管中加入缓冲液的试管中加入1mL纤维素纤维素酶（酶（7080U/mL）。将二支试管固定在）。将二支试管固定在50mL的的锥形瓶中，在摇床上以锥形瓶中，在摇床上以140r/min的转速振荡反应的转速振荡反应1h，观察结果。，观察结果。1U表示表示1个酶活力单位，是指在温度为个酶活力单位，是指在温度为25，其他反应条件，如，其他反应条件，如pH等，等，均为最适的情况下，在均为最适的情况下，在1min内转化内转化1mmol的底物所需的酶量。的底物所需的酶量。底物：酶所作用和催化的化合物。底物：酶所作用和催化的化合物。第十页，讲稿共三十二页哦在一支试

7、管中添加纤维素酶，在一支试管中添加纤维素酶，另一支试管不添加纤维素酶；另一支试管不添加纤维素酶；思考思考1实验分析：实验分析：P27的小实验的小实验是如何构成对照的？是如何构成对照的？滤滤纸纸崩崩溃溃法法第十一页，讲稿共三十二页哦（2 2）纤维素分解菌的筛选）纤维素分解菌的筛选1、筛选纤维素分解菌的方法、筛选纤维素分解菌的方法_。该方。该方法可以通过法可以通过_反应直接筛选。反应直接筛选。刚果红染色法刚果红染色法颜色颜色2、其原理是：刚果红可以与纤维素形成、其原理是：刚果红可以与纤维素形成_，当纤维素被，当纤维素被_分解后，分解后，红色复合物无法形成，出现以红色复合物无法形成，出现以_为中心的

8、为中心的_，可以通过，可以通过_ 来来筛选纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌。红色复合物红色复合物纤维素酶纤维素酶纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈是否产生透明圈是否产生透明圈第十二页，讲稿共三十二页哦可根据是否产可根据是否产生生透明圈透明圈来筛来筛选纤维素分解选纤维素分解菌菌第十三页，讲稿共三十二页哦练一练：练一练：1.1.下列关于纤维素酶的说法，错误的是下列关于纤维素酶的说法，错误的是A.纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种纤维素酶是一种复合酶，至少包括三种B.纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖纤维素酶可把纤维素分解成葡萄糖C.纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁纤维素酶可用于去掉植物的细胞壁D.葡萄

9、糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纤维素分解成葡萄糖第十四页，讲稿共三十二页哦2.利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，利用刚果红法可以筛选出纤维素分解菌，下列说法错误的是下列说法错误的是A.刚果红能与纤维素形成红色复合物刚果红能与纤维素形成红色复合物 B.刚果红能与纤维二糖形成红色复合物刚果红能与纤维二糖形成红色复合物 C.刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物刚果红不能与葡萄糖形成红色复合物D.若培养基上产生了透明圈，则说明已筛若培养基上产生了透明圈，则说明已筛选出了纤维素分解菌选出了纤维素分解菌第十五页，讲稿共三十二页哦(三三)、实验设计、实验设计土壤土壤取样取样选择选择培养培养梯度梯度

10、稀释稀释将样品涂将样品涂布到布到鉴别培鉴别培养基养基挑选挑选菌落菌落什么样什么样的环境的环境取样取样?培养的目的培养的目的?选择培养基的特选择培养基的特点点?挑选什挑选什么样的么样的菌落菌落?鉴别培养基鉴别培养基的特点的特点?如何鉴别如何鉴别?根据根据：微生物对：微生物对生存环境的要求生存环境的要求，到相应环境中，到相应环境中去找；去找；目的：目的：增加纤维素分增加纤维素分解菌的浓度，解菌的浓度，以确保以确保能够从样品中分离到能够从样品中分离到所需要的微生物；所需要的微生物；刚果红染色法刚果红染色法第十六页，讲稿共三十二页哦【思考思考3】实验流程中实验流程中“选择培养选择培养”的培养基类型是的

11、培养基类型是什么？该培养的目的是什么？什么？该培养的目的是什么？【思考思考4】本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些本实验流程与尿素分解菌的分离实验流程有哪些异同？异同？答：答：液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌液体选择培养基。其目的是使纤维素分解菌增殖，含量增多。增殖，含量增多。答：不同点：答：不同点：尿素分解菌尿素分解菌的分离实验流程是将土样制的分离实验流程是将土样制成的菌悬液成的菌悬液直接涂布直接涂布在选择培养基上；本课题通过在选择培养基上；本课题通过选择选择培养培养使细菌增殖后，使细菌增殖后，再涂布再涂布在鉴别培养基上。在鉴别培养基上。相同点：相同点：其它操作基本共同。其它操作

12、基本共同。第十七页，讲稿共三十二页哦活动探究活动探究4：阅读资料一阅读资料一“土壤取样土壤取样”，回答下列问题：，回答下列问题：思考思考5：为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌为什么要在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌？答：答：生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，生物适应一定环境，环境对生物具有选择作用，只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量只有在纤维素含量丰富的环境中纤维素分解菌的含量才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的才会高于其它普通环境，从而提高获得目的微生物的几率。几率。思考思考6：将滤纸埋在土壤中有什么作用？你认为滤纸应该将滤纸埋在土壤中有什么作用？

13、你认为滤纸应该埋进土壤多深？埋进土壤多深？答：答：人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集人工设置适宜环境，使纤维素分解菌相对聚集。将纸埋于深约。将纸埋于深约10cm的腐殖土壤中。的腐殖土壤中。第十八页，讲稿共三十二页哦1、纤维素分解菌选择培养基属、纤维素分解菌选择培养基属于于_（固体、液体）培养基（固体、液体）培养基，原因是，原因是_活动探究活动探究5 5：阅读选择培养基：阅读选择培养基阅读资料二阅读资料二“选择培养基选择培养基”，回答以下几问题：，回答以下几问题：液体液体没有添加琼脂没有添加琼脂2、该培养基对微生物、该培养基对微生物_（具有，不具有）选择作用。如果具有，不具有）选择作用。如

14、果具有，其选择机制是具有，其选择机制是_ 具有具有 以纤维素粉为唯一以纤维素粉为唯一碳源，能分解纤碳源，能分解纤维素的微生物可以大量繁殖；维素的微生物可以大量繁殖；第十九页，讲稿共三十二页哦若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应若设置一个对照实验说明选择培养的作用，应控制的变量是将控制的变量是将_改为改为_。3、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的、你能否设计一个对照实验，说明选择培养基的作用？作用？葡萄糖葡萄糖纤维素粉纤维素粉第二十页，讲稿共三十二页哦培养基组成培养基组成提供的主要营养物质提供的主要营养物质CMC-Na 510g碳源碳源酵母膏酵母膏 1g碳源、氮源、生长因子碳源、氮源、

15、生长因子KH2PO4 0.25g无机盐无机盐土豆汁土豆汁 100mL碳源、生长因子碳源、生长因子琼脂琼脂 15g凝固剂凝固剂上述物质溶解后，加蒸馏上述物质溶解后，加蒸馏水定容至水定容至1000mL氢元素、氧元素氢元素、氧元素鉴别鉴别纤维素分解菌的培养基纤维素分解菌的培养基(水溶性羧甲基纤维素钠水溶性羧甲基纤维素钠)第二十一页，讲稿共三十二页哦【资料三资料三】刚果红染色法刚果红染色法方法一：方法一：先培养微生物，再加入先培养微生物，再加入刚果红进行颜色反应刚果红进行颜色反应方法二：方法二：在倒平板时就加入刚在倒平板时就加入刚果红果红第二十二页，讲稿共三十二页哦方法一中方法一中NaCl溶液的作用？

16、溶液的作用？思考：思考：漂洗作用漂洗作用，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出，洗去与纤维素结合不牢的刚果红，以免出现的透明圈不够清晰。用这方法可以判断酶活力的大小现的透明圈不够清晰。用这方法可以判断酶活力的大小，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤，实际上刚果红是结合到培养基的多糖底物，但分解纤维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成维素的细菌可以产生纤维素酶，能分解这个多糖底物成为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就为单糖，这样刚果红就不能结合上去了，氯化钠溶液就可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的可以使结合不牢的刚果红洗去，这样就留下大大小小的透明

17、圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强！透明圈，大的透明圈当然分解纤维素的能就强！第二十三页，讲稿共三十二页哦染色法染色法优点优点缺点缺点方法一方法一 方法二方法二 颜色反应基本上颜色反应基本上是纤维素分解菌是纤维素分解菌的作用的作用 操作繁琐，刚操作繁琐，刚果红会使菌落之间果红会使菌落之间发生混杂发生混杂操作简便，操作简便，不存在菌落不存在菌落混杂问题混杂问题 产生淀粉酶的微产生淀粉酶的微生物也产生模糊透明生物也产生模糊透明圈，有些微生物能降圈，有些微生物能降解色素，形成明显的解色素，形成明显的透明圈。透明圈。思考：这两种方法各有哪些优点与不足思考：这两种方法各有哪些优点与不足第二十四页，讲稿

18、共三十二页哦比较比较项目项目分解尿素的细菌分解尿素的细菌纤维素分解菌纤维素分解菌选选择择培培养养原理原理培养基类培养基类型型目的目的鉴鉴定定培培养养基基原原理理现现象象方方法法在细菌分解尿素的化学反应在细菌分解尿素的化学反应中，细菌合成的脲酶将尿素中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，氨会使培养基分解成了氨，氨会使培养基的碱性增强，的碱性增强，pHpH升高。在培升高。在培养基中加入酚红指示剂，如养基中加入酚红指示剂，如果果pHpH升高指示剂会变红升高指示剂会变红刚果红可以与纤维素形成刚果红可以与纤维素形成红色复合物，当纤维素被红色复合物，当纤维素被纤维素酶催化分解后红色纤维素酶催化分解后红色复合

19、物无法形成，培养基复合物无法形成，培养基上就会出现以纤维素分解上就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈菌为中心的透明圈观察菌落周围是否有着色的观察菌落周围是否有着色的环带出现来鉴定尿素分解菌环带出现来鉴定尿素分解菌观察菌落周围是否出现观察菌落周围是否出现透明圈来筛选纤维素分解菌透明圈来筛选纤维素分解菌脲酶检测法脲酶检测法刚果红染色法刚果红染色法第二十五页，讲稿共三十二页哦第二十六页，讲稿共三十二页哦挑选产生透明圈的菌落挑选产生透明圈的菌落 挑取产生挑取产生明显的透明圈的菌落，明显的透明圈的菌落，一一般即为分解纤维素的菌落。般即为分解纤维素的菌落。接种到接种到纤维素分解菌的纤维素分解菌的选择选择培

20、养基培养基上，在上，在30300 0C C 37370 0C C培养，可获得纯培养培养，可获得纯培养。第二十七页，讲稿共三十二页哦四、结果分析与评价四、结果分析与评价 1.1.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 对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制对照的培养基在培养过程中没有菌落生长则说明培养基制作合格。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。纤维素的微生物。2.2.分离的结果是否一致分离的结果是否一致 由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和

21、放线菌的由于在土壤中细菌的数量远远高于真菌和放线菌的数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样数量，因此最容易分离得到的是细菌。但由于所取土样的环境不同，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的环境不同，不同同学也可能得到真菌和放线菌等不同的分离结果。的分离结果。第二十八页，讲稿共三十二页哦如何判断生物为自养型还是异养型？如何判断生物为自养型还是异养型？碳源：凡是能够为微生物生长繁殖提供碳源的营养物质叫作碳源。自养型生物：碳源为无机态的碳源，如：CO2、碳酸氢钠等为无机碳源。（1）光能自养）光能自养:绿色植绿色植物、光合细菌物、光合细菌(2)化能自养化能自养:硝化细菌、硫细菌、铁硝化细菌、

22、硫细菌、铁细菌细菌 异养型生物：碳源为有机碳源。如：糖类（葡萄糖、蔗糖等）、蛋白胨、脂肪酸、石油等。异养异养型型:人、动物、大多数真菌、大多数细菌人、动物、大多数真菌、大多数细菌注：看微生物的同化类型是看碳源类型，与氮源无关。有些异养型微生物也可以利用无机态氮源，如根瘤菌和圆褐固氮菌。第二十九页，讲稿共三十二页哦 为了确定分离得到的是纤维素分解菌，为了确定分离得到的是纤维素分解菌，还需要进行还需要进行_实验，纤维素酶的实验，纤维素酶的发酵方法有发酵方法有_ _ 发酵和发酵和_ _ 发酵。纤发酵。纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素酶测定方法是对纤维素酶分解滤纸等纤维素所产生的维素所产生

23、的_ _ 含量进行定量测定。含量进行定量测定。发酵产纤维素酶发酵产纤维素酶 液体液体 固体固体 五、课题延伸五、课题延伸第三十页，讲稿共三十二页哦分解分解纤纤维素的维素的微生物微生物的分离的分离纤维素酶纤维素酶种类、作用、催化种类、作用、催化刚果红染色刚果红染色筛选原理筛选原理实实验验设设计计土壤取样土壤取样选择培养选择培养涂布培养涂布培养纯化培养纯化培养前置染色法前置染色法后置染色法后置染色法富含纤维素土壤富含纤维素土壤增大分解菌含量增大分解菌含量染色鉴别染色鉴别分离出分解菌分离出分解菌课堂总结课堂总结第三十一页，讲稿共三十二页哦1 1、请回答下列与检验饮用水有关的问题：、请回答下列与检验饮用水有关的问题：（1 1）检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一）检验大肠杆菌的含量时，通常将水样进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的水样用涂布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养布器分别涂布到琼脂固体培养基的表面进行培养，记录菌落数量，记录菌落数量,这种方为这种方为 。下面四种菌落分布图中，不可能由用该方法得到下面四种菌落分布图中，不可能由用该方法得到的是的是 。A B C A B C D D稀释稀释涂布涂布平板法平板法D第三十二页，讲稿共三十二页哦