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）

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歡迎進入生物課堂 課題3分解纖維素的微生物的分離 課程標準1 研究培養(yǎng)基對微生物的選擇作用 2 探討微生物的利用 課標解讀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驗設(shè)計 1 實驗流程 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 可以選擇的環(huán)境 分離土壤中纖維素分解菌實驗操作 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 再加入進行反應(yīng) 另一種是在時就加入剛果紅 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 需要進行的實驗 纖維素酶的發(fā)酵方法有和兩種 2 纖維素酶的測定方法一般采用 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 進行定量測定 思維激活2 由 選擇培養(yǎng) 實驗操作過程請你推測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 本實驗方案中應(yīng)設(shè)置普通培養(yǎng)基 或牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 作為對照實驗 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驗的敘述 錯誤的是 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菌培養(yǎng)液中提取 某同學設(shè)計了如下分離土壤中纖維素分解菌的實驗流程 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 結(jié)合所學知識回答下列問題 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 的菌落作為菌種進行擴大培養(yǎng) 4 纖維素分解菌培養(yǎng)液中的纖維素酶產(chǎn)量如何呢 請設(shè)計實驗進行檢測 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 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)基能夠為產(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 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 定時測定葡萄糖產(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 單擊此處進入隨堂達標檢測 旁欄思考題1 本實驗的流程與課題2中的實驗流程有哪些異同 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)可以使實驗的成功率更高 答案本實驗流程與課題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 你認為濾紙應(yīng)該埋進土壤多深 答案將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚集 實際上是人工設(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 實踐中可以根據(jù)需要選擇不同的方法進行實驗 答案方法一是傳統(tǒng)的方法 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 其優(yōu)點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)點是操作簡便 不存在菌落混雜問題 缺點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 因為培養(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 方法二的另一缺點是 有些微生物具有降解色素的能力 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) 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全