生物（人教版選修1）課件專題2課題3分解纖維素的微生物的分離

專題二微生物的培養(yǎng)與應用課題三分解纖維素的微生物的分離1．簡述纖維素酶的種類及分布；2．簡述從土壤中分離出分解纖維素的微生物的方法；3．說出剛果紅染色法及其原理。一、纖維素與纖維素酶1．纖維素的基本單位是_________，人體內(nèi)沒有________________，所以人體不能直接利用纖維素作為能源物質(zhì)，但土壤中有分解纖維素的微生物，能最終把纖維素分解成________和水釋放到無機環(huán)境中去。2．纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括______、_______和___________三種組分，前兩種酶使纖維素分解成____________，第三種酶再將其分解成_________。3．纖維素酶的最適pH為_____。葡萄糖分解纖維素的酶CO2C1酶Cx酶葡萄糖苷酶纖維二糖葡萄糖4.8二、纖維素分解菌的篩選1．篩選方法剛果紅染色法——能夠通過___________直接對微生物進行篩選。顏色反應2．剛果紅染色法篩選纖維素分解菌的原理剛果紅是一種染料，它可以與像纖維素這樣的多糖物質(zhì)形成______________，但并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。當我們在含有纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時，剛果紅能與培養(yǎng)基中的纖維素形成_____________。當纖維素被____________分解后，剛果紅—纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的__________。這樣，我們就可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。紅色復合物紅色復合物纖維素酶透明圈三、實驗設計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．土壤取樣采取土樣時，可以選擇____________的環(huán)境。選擇培養(yǎng)纖維素分解菌透明圈富含纖維素3．選擇培養(yǎng)(1)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________。(2)操作方法：將土樣加入裝有30mL____________的錐形瓶中，將錐形瓶固定在________上，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)________，直至培養(yǎng)液變________，也可重復選擇培養(yǎng)。4．涉及的生物技術主要有：________的制作、______操作、稀釋涂布平板法、____________、土壤取樣等。濃度微生物選擇培養(yǎng)基搖床1～2

d混濁培養(yǎng)基無菌選擇培養(yǎng)5．梯度稀釋6．將樣品涂布到________纖維素分解菌的培養(yǎng)基上。常用的剛果紅染色法有兩種，一種是先_____________再_____________，另一種是在________時就加入剛果紅。四、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，一般是對纖維素酶分解______等纖維素后所產(chǎn)生的__________進行_______的測定。鑒別培養(yǎng)微生物加入剛果紅倒平板發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶液體發(fā)酵固體發(fā)酵葡萄糖定量濾紙一、纖維素酶與纖維素的分解纖維素酶是一種復合酶，一般認為它至少包括三種組分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。正是在這三種酶的協(xié)同作用下，纖維素最終被水解成葡萄糖，為微生物的生長提供營養(yǎng)，同樣，也可以為人類所利用。人類以淀粉為主要能量來源，但不能消化纖維素，而反芻動物和大量的微生物則主要以纖維素為能量來源。這是因為，在反芻動物的瘤胃中生活著大量可以分解纖維素的微生物。1．下列關于纖維素酶的說法，錯誤的是(

)A．纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種組分B．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D．葡萄糖苷酶可把纖維素分解成葡萄糖解析：纖維素酶是一種可以把纖維素分解為葡萄糖的酶，它是一種復合酶，至少包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶三種組分，前兩種酶使纖維素分解成纖維二糖，第三種酶將纖維二糖分解成葡萄糖。所以D項錯。答案：D二、纖維素分解菌的篩選1．剛果紅染色法(1)纖維素＋剛果紅→紅色復合物，剛果紅并不和水解后的纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應。(2)在培養(yǎng)基中接種纖維素分解菌的培養(yǎng)過程中，纖維素被纖維素酶分解后，剛果紅—纖維素紅色復合物無法形成，出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈，可以通過是否產(chǎn)生透明圈來篩選纖維素分解菌。2．篩選過程中用到的兩種培養(yǎng)基(1)名稱：①纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基；②纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基。(2)區(qū)別①纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，利用液體培養(yǎng)基能使營養(yǎng)成分充分消耗，以增加纖維素分解菌的濃度。②纖維素分解菌的鑒別培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，因為要在培養(yǎng)基上形成我們?nèi)庋劭梢姷木?。③在上述選擇培養(yǎng)基中能以纖維素作為碳源和能源的微生物可以正常生長，而其他絕大多數(shù)微生物不能正常生長；而在上述鑒別培養(yǎng)基中，絕大多數(shù)微生物都可以正常生長。 ①判斷某個培養(yǎng)基是否具有選擇作用時，應設立基礎培養(yǎng)基進行對照。②判斷所使用的培養(yǎng)基是否被雜菌污染時，應設立不接該菌種的培養(yǎng)基進行空白對照。3．兩種剛果紅染色法的比較剛果紅在篩選纖維素分解菌上的應用已經(jīng)有超過20年的歷史，在本課題中給出了兩種方法。染色法優(yōu)點缺點方法一顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用操作繁瑣，剛果紅會使菌落之間發(fā)生混雜方法二操作簡便，不存在菌落混雜問題產(chǎn)生淀粉酶的微生物也產(chǎn)生模糊透明圈，有些微生物能降解色素，形成明顯的透明圈，與纖維素分解菌不易區(qū)分4.分離分解纖維素的微生物的實驗流程與尿素分解菌的分離(稀釋液取樣培養(yǎng))實驗流程的異同尿素分解菌的分離實驗流程是將土樣制成的菌懸液直接涂布在選擇培養(yǎng)基上，直接分離得到菌落；分離分解纖維素的微生物的實驗流程通過選擇培養(yǎng)使纖維素分解菌增殖后，再將菌液涂布在鑒別培養(yǎng)基上。其他操作基本相同。2．在加入剛果紅的培養(yǎng)基中出現(xiàn)透明圈的菌落是(

)A．分解尿素的細菌 B．硝化細菌C．分解纖維素的細菌 D．乳酸菌解析：在含纖維素的培養(yǎng)基中加入剛果紅時出現(xiàn)的透明圈，一般是以纖維素分解菌為中心。分解纖維素的細菌能將纖維素分解，剛果紅—纖維素的復合物就無法形成，培養(yǎng)基中會出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。答案：C兩種剛果紅染色法的比較

鑒定纖維素分解菌時，可以使用剛果紅對其染色，常用的剛果紅染色法有兩種，一種是先培養(yǎng)微生物，再加入剛果紅進行顏色反應，另一種是在倒平板時就加入剛果紅。兩種染色法的結果是（）A．均會出現(xiàn)透明圈B．均不會出現(xiàn)透明圈C．方法一出現(xiàn)，方法二不出現(xiàn)D．方法一不出現(xiàn)，方法二出現(xiàn)解析：兩種剛果紅染色法雖然程序不同，但最終都會使培養(yǎng)基中出現(xiàn)以纖維素分解菌為中心的透明圈。答案：A分離纖維素分解菌的實驗操作

某同學為了從土壤中分離得到纖維素分解菌，進行以下操作：①土壤取樣：用小鐵鏟和普通信封將土取回，然后倒入一燒瓶中，加蒸餾水稀釋，塞好棉塞。②制備培養(yǎng)基纖維素粉 5gNaNO3 1gNaH2PO4 1.2gKH2PO4 0.9gMgSO4·7H2O 0.5gKCl 0.5g酵母膏 0.5g水解酪素 0.5g待其他物質(zhì)溶解后，加水定容到1000mL。③菌懸液涂布平板：用接種環(huán)取少量土壤稀溶液，在上述培養(yǎng)基表層涂布。④培養(yǎng)觀察：把接種好的培養(yǎng)皿放到35℃的恒溫箱中培養(yǎng)1～2天，觀察并記錄菌落的生長情況。根據(jù)以上實驗操作，完成下列問題：(1)找出該同學明顯的操作錯誤。(2)要想增加該實驗的說服力，還應該怎么做？解析：該題主要是考查對從土壤中分離得到某種微生物這一實驗技術的掌握情況。從土壤中分離微生物的一般流程是：土壤取樣→選擇培養(yǎng)→梯度稀釋→菌懸液涂布平板→挑選出單個菌落。該實驗步驟沒有問題，但在前三步操作中都沒有進行無菌操作，因而無法說明分解纖維素的微生物一定來自于土壤。要想增強實驗的說服力，設置對照實驗必不可少。另外，還應對篩選出的該微生物進行鑒定。答案：(1)第一步：取樣工具應提前滅菌；不能用蒸餾水，應用無菌水；該操作應在火焰旁進行。第二步：培養(yǎng)基制備好后應滅菌。第三步：接種應在無菌條件下進行。(2)一是設置對照實驗；再配制一組無纖維素的培養(yǎng)基，接種上該土樣培養(yǎng)觀察。二是最后要對菌落進行鑒定，可用剛果紅染色法鑒定菌落周圍是否出現(xiàn)透明圈。旁欄思考1．本實驗的流程與課題2中的實驗流程有哪些異同？提示：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？提示：由于生物與環(huán)境的相互依存關系，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？你認為濾紙應該埋進土壤多深？提示：將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚