高二生物質(zhì)疑解惑課件：2-3《分解纖維素的微生物的分離》（人教版選修I）

歡迎進(jìn)入生物課堂 課題3分解纖維素的微生物的分離 課程標(biāo)準(zhǔn)1 研究培養(yǎng)基對(duì)微生物的選擇作用 2 探討微生物的利用 課標(biāo)解讀1 簡述纖維素酶的組成及作用 2 掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù) 纖維素分解菌的篩選 復(fù)合 C1酶 Cx酶 葡萄糖苷酶 C1酶 Cx酶 葡萄糖苷酶 2 纖維素分解菌的篩選 1 篩選方法 法 2 篩選原理 剛果紅可以與纖維素形成 當(dāng)纖維素被分解后 剛果紅 纖維素的復(fù)合物就無法形成 培養(yǎng)基中會(huì)出現(xiàn) 我們可以通過來篩選纖維素分解菌 剛果紅染色 紅色復(fù)合物 纖維素酶 以纖維素分解菌為中心的透明圈 是否產(chǎn)生透明圈 思維激活1 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基中 選擇因子 是什么 提示纖維素分解菌中唯一的碳源是 纖維素粉 唯有能利用纖維素的微生物方可在該培養(yǎng)基上生存 其他微生物將因缺乏碳源而無法生存 以此 可篩選到纖維素分解菌 1 纖維素分解菌的篩選原理即 可根據(jù)是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌 2 篩選過程中涉及的兩種培養(yǎng)基 1 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 配方 該培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基 利用液體選擇培養(yǎng)基可增加纖維素分解菌的濃度 2 鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基 配方 此培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基 在其中加入剛果紅可形成以纖維素分解菌為中心的透明圈 據(jù)此可篩選到纖維素分解菌 鞏固1 分析下面培養(yǎng)基的配方 請(qǐng)回答下面的問題 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基 纖維素粉5gNaNO31gNa2HPO4 7H2O1 2gKH2PO40 9gMgSO4 7H2O0 5gKCl0 5g酵母膏0 5g水解酪素0 5g 將上述物質(zhì)溶解后 用蒸餾水定容到1000mL 1 此培養(yǎng)基配方中為微生物提供碳源和氮源的分別是 2 此配方為 培養(yǎng)基 根據(jù)物理狀態(tài) 3 此培養(yǎng)基選擇出的微生物主要是 解析該培養(yǎng)基的唯一碳源是纖維素粉 氮源有NaNO3 酵母膏 因沒有凝固劑成分 因此 該培養(yǎng)基從物理狀態(tài)上看屬于液體培養(yǎng)基 因該培養(yǎng)基僅以纖維素粉為唯一碳源 因此 可用于選擇培養(yǎng)纖維素分解菌 答案 1 纖維素粉NaNO3 酵母膏 2 液體 3 纖維素分解菌 1 分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 實(shí)驗(yàn)流程 土壤取樣 此步可省略 梯度稀釋 將樣品涂布到鑒別的培養(yǎng)基上 挑選產(chǎn)生的菌落 2 土壤取樣采集土樣時(shí) 可以選擇的環(huán)境 分離土壤中纖維素分解菌實(shí)驗(yàn)操作 選擇培養(yǎng) 纖維素分解菌 透明圈 纖維素豐富 3 選擇培養(yǎng) 目的 增加纖維素分解菌的 確保能夠從樣品中分離到所需要的 選擇培養(yǎng) 稱取土樣20g 在無菌條件下加入裝有30mL培養(yǎng)基的錐形瓶中 將錐形瓶固定在上 在一定溫度下振蕩培養(yǎng)1 2d 直至培養(yǎng)液變 也可重復(fù)選擇培養(yǎng) 濃度 微生物 搖床 混濁 挑選菌落a 剛果紅染色法 挑選的菌落 一般即為分解纖維素的菌落 b 常用的剛果紅染色法包括兩種 一種是先 再加入進(jìn)行反應(yīng) 另一種是在時(shí)就加入剛果紅 產(chǎn)生透明圈 培養(yǎng)微生物 剛果紅 顏色 倒平板 2 課題延伸 1 為確定得到的透明圈中的菌落是纖維素分解菌 需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn) 纖維素酶的發(fā)酵方法有和兩種 2 纖維素酶的測(cè)定方法一般采用 發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶 液體發(fā)酵 固體發(fā)酵 對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的葡萄糖 進(jìn)行定量測(cè)定 思維激活2 由 選擇培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)操作過程請(qǐng)你推測(cè)纖維素分解菌的異化類型是需氧型還是厭氧型 提示由選擇培養(yǎng)操作中 將錐形瓶置于搖床上 可推測(cè)纖維素分解菌的異化類型為需氧型 1 土壤中纖維素分解菌的分離流程 2 兩種剛果紅染色法比較 特別提醒 1 本實(shí)驗(yàn)方案中應(yīng)設(shè)置普通培養(yǎng)基 或牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 作為對(duì)照實(shí)驗(yàn) 2 分離纖維素分解菌先經(jīng)選擇培養(yǎng) 其目的是增加纖維素分解菌的濃度 然后經(jīng)梯度稀釋后 再涂布到鑒別培養(yǎng)基上 鞏固2 下列關(guān)于分離纖維素分解菌實(shí)驗(yàn)的敘述 錯(cuò)誤的是 A 經(jīng)選擇培養(yǎng)后將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上B 選擇培養(yǎng)這一步可省略 但培養(yǎng)纖維素分解菌少C 經(jīng)稀釋培養(yǎng)后 用剛果紅染色D 對(duì)照組可用同樣量的培養(yǎng)液涂布到不含纖維素的培養(yǎng)基上解析經(jīng)選擇培養(yǎng)后 再經(jīng)稀釋 才能將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上 選擇培養(yǎng)可省略 經(jīng)稀釋培養(yǎng)后 用剛果紅染色 設(shè)置對(duì)照能證明經(jīng)選擇培養(yǎng)的確得到了欲分離的微生物 答案A 例1 微生物體內(nèi)能夠使纖維素分解成纖維二糖的酶是 A C1酶和Cx酶B C1酶和葡萄糖苷酶C Cx酶和葡萄糖苷酶D C1酶 Cx酶和葡萄糖苷酶深度剖析纖維素酶包括C1酶 Cx酶和葡萄糖苷酶 能將纖維素分解為纖維二糖的是C1酶和Cx酶 答案A 纖維素和纖維素酶 查漏補(bǔ)缺 1 纖維素 纖維素酶 控制纖維素酶合成的基因 其基本單位依次為 葡萄糖 氨基酸 脫氧核苷酸 2 纖維素酶是復(fù)合酶 它并非一種單一酶 例2 生物乙醇是以生物為原料生產(chǎn)的可再生能源 我國利用農(nóng)作物廢棄物 秸稈 生產(chǎn)乙醇 其技術(shù)流程為 纖維素酶解 酵母發(fā)酵 蒸餾 成品 纖維素酶的成本能否下降 是能否實(shí)現(xiàn)乙醇工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素 纖維素酶可以從能分解纖維素的細(xì)菌培養(yǎng)液中提取 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下分離土壤中纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)流程 土壤取樣 選擇培養(yǎng) 梯度稀釋 鑒別培養(yǎng) 土壤中纖維素分解菌的分離與檢測(cè) 結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問題 1 最好選擇怎樣的環(huán)境采集土樣 2 下面是一種培養(yǎng)基配方 纖維素粉5g NaNO31g Na2HPO4 7H2O1 2g KH2PO40 9g MgSO4 7H2O0 5g KCl0 5g 酵母膏0 5g 水解酪素0 5g 蒸餾水定容到1000mL 該培養(yǎng)基能夠增加樣品中纖維素分解菌的濃度 其原理是 3 為了鑒別纖維素分解菌和進(jìn)一步純化菌種 可以在鑒別培養(yǎng)基上加入 染液 將篩選獲得的菌液稀釋后用 的方法接種到鑒別培養(yǎng)基上 然后挑選產(chǎn)生 的菌落作為菌種進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng) 4 纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量如何呢 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè) 深度剖析本題考查土壤中纖維素分解菌的分離與鑒定的相關(guān)知識(shí) 富含纖維素的土壤中 含有以纖維素為碳源的纖維素分解菌 且數(shù)量較多 題目中給出的培養(yǎng)基能夠?yàn)楫a(chǎn)生纖維素酶的微生物提供碳源 不能分解纖維素的微生物由于缺乏碳源而不能正常生長繁殖 因此該培養(yǎng)基具有選擇作用 纖維素量一定時(shí) 在一定范圍內(nèi) 纖維素酶產(chǎn)量與分解產(chǎn)生的葡萄糖量成正比 答案 1 纖維素豐富的土壤環(huán)境 2 培養(yǎng)基中纖維素是主要碳源 有利于纖維素分解菌生長 同時(shí)抑制其他微生物生長 3 剛果紅涂布平板透明圈 4 向纖維素分解菌培養(yǎng)液中加入定量纖維素 定時(shí)測(cè)定葡萄糖產(chǎn)量的變化 歸納提升 1 經(jīng)選擇培養(yǎng)后 再經(jīng)梯度稀釋 才能將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上 2 富集培養(yǎng)可省略 3 經(jīng)稀釋培養(yǎng)后 用剛果紅染色 4 設(shè)置對(duì)照能證明經(jīng)富集培養(yǎng)的確得到了欲分離的微生物 單擊此處進(jìn)入隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè) 旁欄思考題1 本實(shí)驗(yàn)的流程與課題2中的實(shí)驗(yàn)流程有哪些異同 解析本課題的選擇培養(yǎng)可以提供目的微生物繁殖所需的條件 增加選擇培養(yǎng)可以使實(shí)驗(yàn)的成功率更高 答案本實(shí)驗(yàn)流程與課題2的流程的區(qū)別如下 課題2是將土樣制成的菌懸液直接涂布在以尿素為唯一氮源的選擇培養(yǎng)基上 直接分離得到菌落 本課題通過選擇培養(yǎng) 使纖維素分解菌得到增殖后 再將菌液涂布在選擇培養(yǎng)基上 其他步驟基本一致 2 為什么要在富含纖維素的環(huán)境中尋找纖維素分解菌 答案由于生物與環(huán)境的相互依存關(guān)系 在富含纖維素的環(huán)境中 纖維素分解菌的含量相對(duì)較高 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 3 將濾紙埋在土壤中有什么作用 你認(rèn)為濾紙應(yīng)該埋進(jìn)土壤多深 答案將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對(duì)聚集 實(shí)際上是人工設(shè)置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境 一般應(yīng)將濾紙埋于深約10cm左右腐殖土壤中 4 想一想 這兩種方法各有哪些優(yōu)點(diǎn)與不足 你打算選用哪一種方法 解析兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn) 實(shí)踐中可以根據(jù)需要選擇不同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 答案方法一是傳統(tǒng)的方法 缺點(diǎn)是操作繁瑣 加入剛果紅溶液會(huì)使菌落之間發(fā)生混雜 其優(yōu)點(diǎn)是這樣顯示出的顏色反應(yīng)基本上是纖維素分解菌的作用 方法二的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便 不存在菌落混雜問題 缺點(diǎn)是由于纖維素和瓊脂 土豆汁中都含有淀粉類物質(zhì) 可以使能夠產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應(yīng) 但這種只產(chǎn)生淀粉酶的微生物產(chǎn)生的透明圈較為模糊 因?yàn)榕囵B(yǎng)基中纖維素占主要地位 因此可以與纖維素酶產(chǎn)生的透明圈相區(qū)分 方法二的另一缺點(diǎn)是 有些微生物具有降解色素的能力 它們?cè)陂L時(shí)間培養(yǎng)過程中會(huì)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 5 為什么選擇培養(yǎng)能夠 濃縮 所需的微生物 解析這里的選擇培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是富集培養(yǎng) 也就是提供了目的微生物生長繁殖的條件 答案在選擇培養(yǎng)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 濃縮 的作用 練習(xí)1 略 開放性題目 答案合理即可 2 提示土壤取樣 選擇培養(yǎng) 此步是否需要 應(yīng)根據(jù)樣品中目的菌株數(shù)量的多少來確定 梯度稀釋 將菌懸液涂布到有特定選擇作用的培養(yǎng)基上 挑選單菌落 發(fā)酵培養(yǎng) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全