2.3分解纤维素的微生物的分离 课件(人教版选修1).ppt

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1、专题专题2微生物的培养与应用微生物的培养与应用 课题课题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 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 棉棉花花是是自自然然界界中中纤纤维维素素含含量量最最高高的的天天然然产产物物，其其纤纤维维素素的的质质量量分分数数可可达达92%95%，亚亚麻麻、木木材材、作作物物秸秸秆秆等等也也富富含含纤纤维维素素。许许多多商商品品纤纤维维素素都都是是由由天天然然纤纤维维素素制制得得的的。用用分分解解纤纤维维素素的的微微生生物物处处理理后后，纤纤维维素素可可分

2、分解解成成糖糖。它它不不仅仅可可以以供供给给人人们们能能量量，还还可可以以用用于于酿酿酒酒、酿酿醋醋等等食食品品加加工工业业，成成为为葡葡萄萄糖糖的的替代品。替代品。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 请思考：请思考：1.如何将纤维素分解成人类可以利用的单糖？如何将纤维素分解成人类可以利用的单糖？2.从何处可得到分解纤维素的微生物，又如何分离？从何处可得到分解纤维素的微生物，又如何分离？情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接1纤维素的化学组成纤维素的化学组

3、成含含_三三种种元元素素，是是一一种种多多糖糖。纤纤维维素素的的基基本本组组成成单单位位是是_，人人体体内内没没有有_，所所以以人人体体不不能能直直接接以以纤纤维维素素为为能能源源物物质质，但但土土壤壤中中有有分分解解纤纤维维素素的的微微生生物物，最终把纤维素分解成最终把纤维素分解成_释放到无机环境释放到无机环境。一、纤维素与纤维素酶一、纤维素与纤维素酶 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 C、H、O 葡萄糖葡萄糖 纤维素酶纤维素酶 葡萄糖葡萄糖 2纤维素的分布纤维素的分布_是是自自然然界界中中纤纤维维素素含含量量最最高高的的天天然然产产物物，此此外外，木木

4、材材、作作物物秸秸秆秆等等也也富富含含纤纤维维素素。纤纤维维素素产产生生于于植植物物的的_作作用用，地地球球上上的的植植物物每每年年产产生生的的纤纤维维素素超超过过_亿亿吨吨。研研究究土土壤壤中中分分解解纤纤维维素素的的微微生生物物将将给给我我们们的的生生活活带带来来很很大变化大变化。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 棉花棉花 光合光合 70 3纤维素的组分纤维素的组分纤纤维维素素酶酶是是一一种种复复合合酶酶，一一般般认认为为它它至至少少包包括括_、_和和_三三种种组组分分。前前两两种种酶酶使使纤纤维维素素分分解解成成_，第三种酶将，第三种酶将_分解成葡萄

5、糖分解成葡萄糖。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 C1酶酶 Cx酶酶 葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶 纤维二糖纤维二糖 纤维二糖纤维二糖 二、纤维素分解菌的筛选二、纤维素分解菌的筛选1方法方法_染染 色色 法法，常常 用用 的的 有有 两两 种种，一一 种种 是是 先先 培培 养养_，再再 加加 入入 刚刚 果果 红红 进进 行行 _，另另 一一 种种 是是 在在_时就加入刚果红时就加入刚果红。2原理原理(1)含含纤纤维维素素的的培培养养基基中中加加入入的的_，可可与与纤纤维维素素形形成成_。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 刚

6、果红刚果红 微生物微生物 颜色反应颜色反应 倒平板倒平板 刚果红刚果红 红色复合物红色复合物(2)当纤维素被当纤维素被_分解后，形成的分解后，形成的_、_不不和和刚刚果果红红发发生生这这种种反反应应，红红色色复复合合物物就就无无法法形形成成，培培养养基基中中出出现现以以_为为中中心心的的透透明明圈圈，可可通通过是否产生过是否产生_来筛选纤维素分解菌来筛选纤维素分解菌。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 纤维素酶纤维素酶 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖 纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈 三、实验设计三、实验设计 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突

7、破方法突破 栏栏目目链链接接1实验流程实验流程土土壤壤取取样样_(此此步步可可省省略略)梯梯度度稀稀释释将将样样品品涂涂布布到到鉴鉴别别_的的培培养养基基上上挑挑选选产产生生_的的菌落菌落。2土壤取样土壤取样采取土样时，可以选择采取土样时，可以选择_的环境的环境。选择培养选择培养 纤维素分解菌纤维素分解菌 透明圈透明圈 富含纤维素富含纤维素 3选择培养选择培养(1)目目的的：增增加加纤纤维维素素分分解解菌菌的的_，确确保保能能够够从从样样品中分离得到所需要的品中分离得到所需要的_。(2)操操作作方方法法：将将土土样样加加入入装装有有30 mL_的的锥锥形形瓶瓶中中，将将锥锥形形瓶瓶固固定定在在

8、_上上，在在一一定定温温度度下下振振荡荡培培养养_，直至培养液变，直至培养液变_，也可重复选择培养，也可重复选择培养。4涉及的生物技术涉及的生物技术主主要要有有：_的的制制作作、_操操作作技技术术、稀稀释释涂涂布平板法、布平板法、_、土壤取样等、土壤取样等。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接浓度浓度 微生物微生物 选择培养基选择培养基 摇床摇床 12 d 混浊混浊 培养基培养基 无菌无菌 选择培养基的作用选择培养基的作用 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接一、纤维素与纤维素酶的比较一、纤维素与纤维素酶的比较 情景导入情景导

9、入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接纤维纤维素素纤维纤维素素酶酶组组成成由葡萄糖由葡萄糖组组成的多聚体成的多聚体由由C1酶酶、Cx酶酶和葡萄糖和葡萄糖苷苷酶酶组组成成分布分布棉花、木材、作物秸棉花、木材、作物秸秆秆等等微生物微生物细细胞内胞内 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接作用作用与果胶构成植物的与果胶构成植物的细细胞壁胞壁水解水解纤维纤维素素实验实验验证验证纤维纤维素素酶酶的作用的作用实验组实验组对对照照组组结论结论纤维纤维素素酶酶能分解能分解纤维纤维素素 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接酶具有

10、专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。酶具有专一性，纤维素酶只能分解含纤维素的物质。酶发生作用需要一定的条件，不仅仅是温度、酶发生作用需要一定的条件，不仅仅是温度、pH等，等，其他物质的存在也会降低酶的活性，如木质素其他物质的存在也会降低酶的活性，如木质素(木材中的有机木材中的有机物物)就会降低纤维素酶的活性。就会降低纤维素酶的活性。特特 别别提提 醒醒例例1下列关于纤维素的叙述中，不正确的是下列关于纤维素的叙述中，不正确的是()A纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物纤维素是由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物B纤纤维维素素能能被被土土壤壤中中某某些些微微生生物物分分解解利利用用，是是因

11、因为为这这些些微生物能产生纤维素酶微生物能产生纤维素酶C植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素植物的根、茎、叶等器官都含有大量的纤维素D自自然然界界中中的的各各种种生生物物均均能能把把纤纤维维素素分分解解成成葡葡萄萄糖糖，从从而作为生物体的能量来源而作为生物体的能量来源 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：自自然然界界中中部部分分能能够够合合成成纤纤维维素素酶酶的的生生物物才才能能分分解解纤维素。纤维素。答案：答案：D 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接变变 式式训训 练练1下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的

12、是()A纤维素、纤维素酶基本组成单位相同纤维素、纤维素酶基本组成单位相同B膳膳食食纤纤维维对对人人体体健健康康极极为为有有利利，是是因因为为人人体体可可分分泌泌纤纤维素酶而直接利用它维素酶而直接利用它C纤纤维维素素酶酶是是一一种种复复合合酶酶，由由C1酶酶、Cx酶酶和和葡葡萄萄糖糖苷苷酶酶组成组成D只有纤维素分解菌才可产生纤维素酶只有纤维素分解菌才可产生纤维素酶 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：纤纤维维素素、纤纤维维素素酶酶的的基基本本组组成成单单位位分分别别为为葡葡萄萄糖糖、氨氨基基酸酸；人人不不可可分分泌泌纤纤维维素素酶酶，不不可可直直接接利

13、利用用纤纤维维素素；除除纤纤维维素分解菌可分泌纤维素酶外，其他某些生物亦可产生。素分解菌可分泌纤维素酶外，其他某些生物亦可产生。答案：答案：C 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接变变 式式训训 练练 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接 二、两种刚果红染色法的区别二、两种刚果红染色法的区别特特 别别提提 醒醒由由于于土土壤壤中中细细菌菌数数量量远远远远高高于于真真菌菌和和放放线线菌菌数数量量，因因此此最容易分离得到的是细菌。最容易分离得到的是细菌。,当当纤纤维维素素被被纤纤维维素素酶酶分分解解后后，刚刚果果红红纤纤维维素素的

14、的复复合合物物就就无无法法形形成成，培培养养基基中中会会出出现现以以纤纤维维素素分分解解菌菌为为中中心心的的透透明明圈圈。可据此，通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。可据此，通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。例例2在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是在加入刚果红的培养基中出现透明圈的菌落是()A分解尿素的细菌分解尿素的细菌 B硝化细菌硝化细菌C分解纤维素的细菌分解纤维素的细菌 D乳酸菌乳酸菌解析：解析：分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红分解纤维素的细菌能将纤维素分解，刚果红纤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

15、为中心的透明圈。为中心的透明圈。答案：答案：C2两种刚果红染色法的结果是两种刚果红染色法的结果是()A均会出现透明圈均会出现透明圈B均不会出现透明圈均不会出现透明圈C方法一出现，方法二不出现方法一出现，方法二不出现D方法一不出现，方法二出现方法一不出现，方法二出现变变 式式训训 练练变变 式式训训 练练解解析析：两两种种刚刚果果红红染染色色法法虽虽然然程程序序不不同同，但但最最终终都都会会使使培培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。答案：答案：A(1)鉴鉴定定原原因因：由由于于形形成成透透明明圈圈的的菌菌落落与与其其他他微微生生物物菌菌落落出出现现混

16、混杂杂现现象象，产产生生透透明明圈圈的的菌菌落落可可能能是是产产生生淀淀粉粉酶酶的的微微生物，也可能是降解刚果红的菌种。生物，也可能是降解刚果红的菌种。(2)原原理理：为为确确定定得得到到的的是是纤纤维维素素分分解解菌菌，还还需需要要进进行行发发酵酵产产纤纤维维素素酶酶的的实实验验，纤纤维维素素酶酶的的发发酵酵方方法法有有液液体体发发酵酵和和固体发酵两种。固体发酵两种。(3)纤纤维维素素酶酶的的测测定定方方法法：一一般般是是对对纤纤维维素素酶酶分分解解滤滤纸纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏

17、栏目目链链接接三、分离得到的纤维素分解菌的鉴定三、分离得到的纤维素分解菌的鉴定特特 别别提提 醒醒纤纤维维素素分分解解菌菌的的选选择择培培养养基基属属于于液液体体培培养养基基，以以纤纤维维素素为为唯唯一一碳碳源源和和能能源源。只只有有能能利利用用纤纤维维素素的的微微生生物物，才才能能在在此此培培养基中繁殖生长养基中繁殖生长。纤纤维维素素分分解解菌菌的的鉴鉴别别培培养养基基属属于于固固体体培培养养基基，培培养养基基中中加加入入刚刚果果红红染染料料。只只有有能能产产生生纤纤维维素素酶酶的的微微生生物物，才才能能使使培培养养基中的刚果红基中的刚果红纤维素复合物无法形成，从而出现透明圈纤维素复合物无法

18、形成，从而出现透明圈。例例3关于选择培养正确的叙述是关于选择培养正确的叙述是()A可以增加纤维素分解菌的浓度可以增加纤维素分解菌的浓度B可以减少纤维素分解菌的浓度可以减少纤维素分解菌的浓度C所用培养基是固体培养基所用培养基是固体培养基D所用培养基是平板培养基所用培养基是平板培养基 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：选选择择培培养养是是增增加加纤纤维维素素分分解解菌菌的的浓浓度度，所所用用培培养养基基是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。是液体培养基，以便于下一步的稀释涂布操作。答案：答案：A 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破

19、 栏栏目目链链接接3分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是分离纤维素分解菌的实验过程中操作有误的是()A经经选选择择培培养养后后将将样样品品涂涂布布到到鉴鉴别别纤纤维维素素分分解解菌菌的的培培养养基上基上B富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少富集培养这一步可省略，但培养纤维素分解菌少C经稀释培养后，用刚果红染色经稀释培养后，用刚果红染色D对对照照组组可可用用同同样样量量的的培培养养液液涂涂布布到到不不含含纤纤维维素素的的培培养养基上基上变变 式式训训 练练 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接解解析析：经经选选择择培培养养后后，再再经经稀稀释释，才才能能将将样样品品涂涂布布到到鉴鉴别别纤纤维维素素分分解解菌菌的的培培养养基基上上；富富集集培培养养可可省省略略；经经稀稀释释培培养养后后，用用刚刚果果红红染染色色；设设置置对对照照能能证证明明经经富富集集培培养养的的确确得得到到了了欲欲分分离的微生物。离的微生物。答案：答案：A变变 式式训训 练练 情景导入情景导入 知识梳理知识梳理 方法突破方法突破 栏栏目目链链接接