高中生物教學(xué) 分解纖維素的微生物的分離人教選修

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1、會計學(xué)1高中生物教學(xué)高中生物教學(xué) 分解纖維素的微生物的分分解纖維素的微生物的分離人教選修離人教選修第1頁/共46頁本節(jié)知識要點回憶、鞏固與練習(xí)第1頁/共46頁第2頁/共46頁1. 1. 纖維素在生物圈的分布狀況？纖維素在生物圈的分布狀況？一、纖維素和纖維素酶一、纖維素和纖維素酶第2頁/共46頁第3頁/共46頁1. 1. 纖維素在生物圈的分布狀況？纖維素在生物圈的分布狀況？纖維素是地球上含量最豐富的多糖纖維素是地球上含量最豐富的多糖類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含類物質(zhì)。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中有大量的纖維素。其中棉花棉花是自然界中是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。纖維

2、素含量最高的天然產(chǎn)物。一、纖維素和纖維素酶一、纖維素和纖維素酶第3頁/共46頁第4頁/共46頁2.2.纖維素酶的組成及作用？纖維素酶的組成及作用？第4頁/共46頁第5頁/共46頁2.2.纖維素酶的組成及作用？纖維素酶的組成及作用？纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認纖維素酶是一種復(fù)合酶，一般認為它至少包括三種組分，即為它至少包括三種組分，即C CX X酶酶、 C C1 1酶酶和和葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。糖分解成葡萄糖。第5頁/共46頁第6頁/共46頁練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的

3、說法，錯誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. 纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. 纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖第6頁/共46頁第7頁/共46頁練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. 纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. 纖維素酶可用

4、于去掉植物的細胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖第7頁/共46頁第8頁/共46頁3 3、纖維素的分解、纖維素的分解請用一個簡單的實驗來驗證此問題請用一個簡單的實驗來驗證此問題纖維素酶水解濾紙實驗纖維素酶水解濾紙實驗第8頁/共46頁第9頁/共46頁 練一練練一練:下列生物能分解纖維下列生物能分解纖維素的是（素的是（ ） 人人 兔兔 牛牛 蘑菇蘑菇 纖維桿菌纖維桿菌A A、 B B、 C C、 D D、第9頁/共46頁第10頁/共46頁 練一練:下列生物能分解纖下列生物能分解纖維素的是（維素的是（ C ） 人人 兔兔 牛牛 蘑菇

5、蘑菇 纖維桿菌纖維桿菌A A、 B B、 C C、 D D、第10頁/共46頁第11頁/共46頁二、纖維素分解菌的篩選二、纖維素分解菌的篩選1.1.纖維素分解菌的篩選方法纖維素分解菌的篩選方法剛果紅染色法：剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接對微生物進行篩選對微生物進行篩選 第11頁/共46頁第12頁/共46頁2.2.纖維素分解菌的篩選方法的原理纖維素分解菌的篩選方法的原理第12頁/共46頁第13頁/共46頁2.2.纖維素分解菌的篩選方法的原理纖維素分解菌的篩選方法的原理 剛果紅是一種染料，它可以與纖維剛果紅是一種染料，它可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖

6、維二糖素形成紅色復(fù)合物，但并不和纖維二糖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當纖維素被纖、葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。當纖維素被纖維素酶分解后剛果紅維素酶分解后剛果紅纖維素的復(fù)合物纖維素的復(fù)合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解為中心的分解為中心的透明圈透明圈。這樣我們可以通。這樣我們可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。第13頁/共46頁第14頁/共46頁第14頁/共46頁第15頁/共46頁剛果紅染色法剛果紅染色法:方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)進行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時就加入

7、剛果紅在倒平板時就加入剛果紅第15頁/共46頁第16頁/共46頁 方法一方法一缺點是操作繁瑣，加入剛果缺點是操作繁瑣，加入剛果紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜；優(yōu)點是這紅溶液會使菌落之間發(fā)生混雜；優(yōu)點是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用菌的作用 方法二方法二優(yōu)點是操作簡便，不存在菌優(yōu)點是操作簡便，不存在菌落混雜問題落混雜問題缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)物質(zhì)，可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(yīng)；缺點二有些微生物具有降解假陽性反應(yīng)；缺點二有些微生物具有降解色素的能力，它們在長時間

8、培養(yǎng)過程中會色素的能力，它們在長時間培養(yǎng)過程中會降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維降解剛果紅，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分素分解菌不易區(qū)分第16頁/共46頁第17頁/共46頁 練一練： 利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是，下列說法錯誤的是A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物 C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素

9、分解菌選出了纖維素分解菌第17頁/共46頁第18頁/共46頁 練一練：練一練：利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌利用剛果紅法可以篩選出纖維素分解菌，下列說法錯誤的是，下列說法錯誤的是A. 剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維素形成紅色復(fù)合物 B. 剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物剛果紅能與纖維二糖形成紅色復(fù)合物 C. 剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復(fù)合物D. 若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩若培養(yǎng)基上產(chǎn)生了透明圈，則說明已篩選出了纖維素分解菌選出了纖維素分解菌第18頁/共46頁第19頁/共46頁三、實驗設(shè)計三、實驗設(shè)計流程示意圖流程示意圖土壤取樣土壤取樣選

10、擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒別將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培纖維素分解菌的培養(yǎng)基上養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透挑選產(chǎn)生透明圈的菌落明圈的菌落第19頁/共46頁第20頁/共46頁對比課題對比課題3 3與課題與課題2 2實驗流程，實驗流程，說說它們的不同之處：說說它們的不同之處：課題課題2 2土壤取樣，直接稀釋。土壤取樣，直接稀釋。課題課題3 3土壤取樣，選擇培養(yǎng)，土壤取樣，選擇培養(yǎng)，增加纖維素分解菌濃度后，再稀釋。增加纖維素分解菌濃度后，再稀釋。第20頁/共46頁第21頁/共46頁土壤取樣土壤取樣取樣環(huán)境取樣環(huán)境原因原因第21頁/共46頁第22頁/共46頁土壤取樣土壤取樣取樣環(huán)境取樣環(huán)境富

11、含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中原因原因第22頁/共46頁第23頁/共46頁土壤取樣土壤取樣取樣環(huán)境取樣環(huán)境富含纖維素的環(huán)境中富含纖維素的環(huán)境中 由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系，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，纖維素分解菌在富含纖維素的環(huán)境中，纖維素分解菌的含量相對提高，因此從這種土樣中獲的含量相對提高，因此從這種土樣中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。原因原因第23頁/共46頁第24頁/共46頁1.在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點？菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點？A.生物結(jié)構(gòu)與功

12、能相適應(yīng)的觀點生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點B.生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點C.生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點D.生物發(fā)展進化的觀點生物發(fā)展進化的觀點練一練：練一練：第24頁/共46頁第25頁/共46頁1.在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點？菌，符合下列哪一生物學(xué)觀點？A.生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點B.生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點C.生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點D.生物發(fā)展進化的觀點生物發(fā)展進化的觀點練一練：練一練：第25頁/共46頁第26頁/

13、共46頁選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng) 1.1.選擇培養(yǎng)的目的：選擇培養(yǎng)的目的：第26頁/共46頁第27頁/共46頁 1.1.選擇培養(yǎng)的目的：選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素分解菌的濃度，以確保增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物能夠從樣品中分離到所需要的微生物選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)思考：用什么方法選擇？思考：用什么方法選擇？第27頁/共46頁第28頁/共46頁a.a.此培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)此培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基？為什么？基？為什么？b.b.這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用這個培養(yǎng)基對微生物是否具有選擇作用？如果具有，是如何進行選擇的？如果具有，是如何進行選擇的？是液體

14、培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑是液體培養(yǎng)基，原因是配方中無凝固劑有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，有選擇作用，本配方中的碳源是纖維素，所以能分解纖維素的微生物可以大量繁殖所以能分解纖維素的微生物可以大量繁殖2.2.制備選擇培養(yǎng)基制備選擇培養(yǎng)基第28頁/共46頁第29頁/共46頁c c. .你能否設(shè)計一個對照實驗，說你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用？明選擇培養(yǎng)基的作用？第29頁/共46頁第30頁/共46頁用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基與之對照c.c.你能否設(shè)計一個對照實驗，說明你能否設(shè)計一個對照實驗，說明選擇培養(yǎng)基的作用？選擇培養(yǎng)基的作用？第30頁/共46頁第31頁

15、/共46頁找規(guī)律：找規(guī)律：1：判斷某個培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，：判斷某個培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應(yīng)設(shè)立應(yīng)設(shè)立_培養(yǎng)基進行對照。培養(yǎng)基進行對照。2：判斷所使用的培養(yǎng)基是否被雜菌污染：判斷所使用的培養(yǎng)基是否被雜菌污染時，應(yīng)設(shè)立時，應(yīng)設(shè)立_培養(yǎng)基進行空培養(yǎng)基進行空白對照？白對照？基基 礎(chǔ)礎(chǔ)不接該菌種的不接該菌種的第31頁/共46頁第32頁/共46頁思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃濃縮縮”所需的微生物？所需的微生物？第32頁/共46頁第33頁/共46頁思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠思考：為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃濃縮縮”所需的微生物？所需的微生物？在選擇培養(yǎng)的條件下，可以使那些在選擇培養(yǎng)

16、的條件下，可以使那些能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅能夠適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的速繁殖，而那些不適應(yīng)這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制，因此可以起到微生物的繁殖被抑制，因此可以起到“濃縮濃縮”的作用的作用將將“濃縮濃縮”改為改為“富集富集”含義是否相同？含義是否相同？第33頁/共46頁第34頁/共46頁梯度稀釋梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明圈的菌落挑選產(chǎn)生透明圈的菌落第34頁/共46頁第35頁/共46頁挑選產(chǎn)生透明圈的菌落挑選產(chǎn)生透明圈的菌落 挑取產(chǎn)生明顯的透明圈的菌落，挑取產(chǎn)生明顯的透明

17、圈的菌落，一般即為分解纖維素的菌落。一般即為分解纖維素的菌落。 接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)接種到纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基上，在基上，在30300 0C C 37370 0C C培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)，可獲得純培養(yǎng)。培養(yǎng)。第35頁/共46頁第36頁/共46頁 練一練：練一練： 從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是從土壤中分離獲得某種微生物的步驟是土壤取樣梯度稀釋土壤取樣梯度稀釋選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng) 菌懸液涂布平板菌懸液涂布平板挑選出單個菌落挑選出單個菌落A. B.C. D.第36頁/共46頁第37頁/共46頁 有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是A. 可以增加纖維素分解菌的濃度可以增加纖維素

18、分解菌的濃度B. 可以減少纖維素分解菌的濃度可以減少纖維素分解菌的濃度C. 所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基D. 所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基練一練：第37頁/共46頁第38頁/共46頁 有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是有關(guān)選擇培養(yǎng)正確的敘述是A. 可以增加纖維素分解菌的濃度可以增加纖維素分解菌的濃度B. 可以減少纖維素分解菌的濃度可以減少纖維素分解菌的濃度C. 所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基所用培養(yǎng)基是固體培養(yǎng)基D. 所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基所用培養(yǎng)基是平板培養(yǎng)基練一練：第38頁/共46頁第39頁/共46頁四、課題延伸四、課題延伸 本課題對分解纖維素的微生物進行了本課題對分解纖維素

19、的微生物進行了初步的篩選，但是這只是分離純化的第一初步的篩選，但是這只是分離純化的第一步。為確定得到的是纖維素分解菌，還需步。為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶要進行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實驗，纖維素酶的測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙等的測定方法一般是對纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量的測定纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖進行定量的測定。第39頁/共46頁第40頁/共46頁練一練：練一練：1.1.下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是下列關(guān)于纖維素酶的說法，錯誤的是A. 纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種B. 纖維素酶可把纖維素分

20、解成葡萄糖纖維素酶可把纖維素分解成葡萄糖C. 纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁纖維素酶可用于去掉植物的細胞壁D. 葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖第40頁/共46頁第41頁/共46頁3 3、纖維素的分解、纖維素的分解請用一個簡單的實驗來驗證此問題請用一個簡單的實驗來驗證此問題纖維素酶水解濾紙實驗纖維素酶水解濾紙實驗第41頁/共46頁第42頁/共46頁 練一練練一練:下列生物能分解纖維下列生物能分解纖維素的是（素的是（ ） 人人 兔兔 牛牛 蘑菇蘑菇 纖維桿菌纖維桿菌A A、 B B、 C C、 D D、第42頁/共46頁第43頁/共46頁二、纖維素分解菌的篩選二、

21、纖維素分解菌的篩選1.1.纖維素分解菌的篩選方法纖維素分解菌的篩選方法剛果紅染色法：剛果紅染色法：這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接這種方法能夠通過顏色反應(yīng)直接對微生物進行篩選對微生物進行篩選 第43頁/共46頁第44頁/共46頁剛果紅染色法剛果紅染色法:方法一：方法一：先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應(yīng)進行顏色反應(yīng)方法二：方法二：在倒平板時就加入剛果紅在倒平板時就加入剛果紅第44頁/共46頁第45頁/共46頁 1.1.選擇培養(yǎng)的目的：選擇培養(yǎng)的目的：增加纖維素分解菌的濃度，以確保增加纖維素分解菌的濃度，以確保能夠從樣品中分離到所需要的微生物能夠從樣品中分離到所需要的微生物選擇培養(yǎng)選擇培養(yǎng)思考：用什么方法選擇？思考：用什么方法選擇？第45頁/共46頁第46頁/共46頁