選修一2.3分解纖維素的微生物的分離

1、 現(xiàn)在，我們都清醒地認(rèn)識(shí)到，能源現(xiàn)在，我們都清醒地認(rèn)識(shí)到，能源危機(jī)正在影響著我們每一個(gè)人的生活。危機(jī)正在影響著我們每一個(gè)人的生活。國(guó)際油價(jià)不斷攀升，導(dǎo)致物價(jià)隨之上國(guó)際油價(jià)不斷攀升，導(dǎo)致物價(jià)隨之上漲。為什么石油價(jià)格會(huì)持續(xù)上漲呢？漲。為什么石油價(jià)格會(huì)持續(xù)上漲呢？ 現(xiàn)在，世界上的許多科學(xué)家正致現(xiàn)在，世界上的許多科學(xué)家正致力于生物燃料方面的研究。力于生物燃料方面的研究。 目前，第一代生物燃料以食用作物目前，第一代生物燃料以食用作物為原料，主要包括玉米、大豆、甘蔗，為原料，主要包括玉米、大豆、甘蔗，用可食用作物制造生物燃料是最簡(jiǎn)單可用可食用作物制造生物燃料是最簡(jiǎn)單可行的，因?yàn)榘堰@些可食用作物轉(zhuǎn)化為燃行的

2、，因?yàn)榘堰@些可食用作物轉(zhuǎn)化為燃料的技術(shù)是現(xiàn)成的。然而，第一代生物料的技術(shù)是現(xiàn)成的。然而，第一代生物燃料并非長(zhǎng)久之計(jì)，原因很簡(jiǎn)單：沒(méi)有燃料并非長(zhǎng)久之計(jì)，原因很簡(jiǎn)單：沒(méi)有足夠的耕地能夠滿足制造生物燃料的原足夠的耕地能夠滿足制造生物燃料的原料需求。料需求。 第二代生物燃料主要以纖維素為原料。第二代生物燃料主要以纖維素為原料。 富含纖維素的原料有很多：木材廢料（鋸富含纖維素的原料有很多：木材廢料（鋸木屑木屑 、木質(zhì)建筑殘片）、農(nóng)業(yè)廢棄物、木質(zhì)建筑殘片）、農(nóng)業(yè)廢棄物（各種植物秸稈）、雜草等。這些作物耕（各種植物秸稈）、雜草等。這些作物耕作成本低、量大，更關(guān)鍵的是，這些作物作成本低、量大，更關(guān)鍵的是，這些

3、作物的種植生產(chǎn)不會(huì)干擾和危及糧食生產(chǎn)。這的種植生產(chǎn)不會(huì)干擾和危及糧食生產(chǎn)。這些作物大多數(shù)能夠在不能用作農(nóng)田的邊際些作物大多數(shù)能夠在不能用作農(nóng)田的邊際土地上快速生長(zhǎng)。還有一些能夠在被廢水土地上快速生長(zhǎng)。還有一些能夠在被廢水或者重金屬污染的土壤中生長(zhǎng)并凈化土壤，或者重金屬污染的土壤中生長(zhǎng)并凈化土壤，如生長(zhǎng)周期較短的灌木柳樹(shù)。如生長(zhǎng)周期較短的灌木柳樹(shù)。思考：纖維素是地球上含量最豐富的思考：纖維素是地球上含量最豐富的多糖類(lèi)物質(zhì)，植物每年產(chǎn)生的纖維素多糖類(lèi)物質(zhì)，植物每年產(chǎn)生的纖維素超過(guò)超過(guò)7070億噸，但卻不會(huì)在地球上大量?jī)|噸，但卻不會(huì)在地球上大量的積累，為什么？的積累，為什么？纖維二糖纖維二糖C C1

4、 1酶、酶、CxCx酶酶葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖葡萄糖纖維素纖維素取二支取二支20mL20mL的試管的試管實(shí)驗(yàn)：纖維素酶分解纖維素的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：纖維素酶分解纖維素的實(shí)驗(yàn)各加入一張濾紙條各加入一張濾紙條各加入各加入pH4.8pH4.8、物質(zhì)的量濃度為、物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L0.1mol/L的醋酸醋酸鈉緩沖液的醋酸醋酸鈉緩沖液11ml11ml和和10ml10ml甲甲 乙乙在乙試管中加入在乙試管中加入1mL1mL纖維素酶纖維素酶兩支試管固定在錐形瓶中，放在兩支試管固定在錐形瓶中，放在140r/min140r/min的搖床上振蕩的搖床上振蕩1h1h結(jié)果：乙試管的濾紙條消失結(jié)果：乙試管的濾紙條消

5、失本實(shí)驗(yàn)的自變量是纖維素酶的有無(wú)，自變本實(shí)驗(yàn)的自變量是纖維素酶的有無(wú)，自變量的操縱方法是：在一支試管中添加適量量的操縱方法是：在一支試管中添加適量（1mL1mL）的纖維素酶溶液，在另一支試管）的纖維素酶溶液，在另一支試管不添加纖維素酶，但需加入等量的緩沖液，不添加纖維素酶，但需加入等量的緩沖液，不能加入蒸餾水，否則會(huì)影響溶液的不能加入蒸餾水，否則會(huì)影響溶液的pHpH。實(shí)驗(yàn)分析：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量是什么？是實(shí)驗(yàn)分析：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量是什么？是如何設(shè)置對(duì)照的？如何設(shè)置對(duì)照的？， 分析書(shū)本分析書(shū)本P29 P29 纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基配方，回答問(wèn)題。配方，回答問(wèn)題。方法一中方

6、法一中NaCl溶液的作用？溶液的作用？過(guò)程見(jiàn)書(shū)過(guò)程見(jiàn)書(shū)四、課題延伸四、課題延伸 為確定得到的是纖維素分解菌，還需要為確定得到的是纖維素分解菌，還需要進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素的發(fā)進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)，纖維素的發(fā)酵方法有酵方法有_和和_。纖維素。纖維素酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙酶的測(cè)定方法一般是對(duì)纖維素酶分解濾紙等纖維素后所產(chǎn)生的等纖維素后所產(chǎn)生的_進(jìn)行定量的進(jìn)行定量的測(cè)定。測(cè)定。葡萄糖葡萄糖液體發(fā)酵液體發(fā)酵固體發(fā)酵固體發(fā)酵課題成果評(píng)價(jià)課題成果評(píng)價(jià) （一）培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是（一）培養(yǎng)基的制作是否合格以及選擇培養(yǎng)基是否篩選出菌落：否篩選出菌落： 對(duì)照的培養(yǎng)基在

7、培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有菌落生長(zhǎng)則說(shuō)對(duì)照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過(guò)程中沒(méi)有菌落生長(zhǎng)則說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落，則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素的微生物則說(shuō)明可能獲得了分解纖維素的微生物（二）分離的結(jié)果是否一致：（二）分離的結(jié)果是否一致： 由于在土壤中細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌和放線菌由于在土壤中細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真菌和放線菌的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細(xì)菌。但由于所的數(shù)量，因此最容易分離得到的是細(xì)菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同，學(xué)生也可能得到真菌和放線菌取土樣的環(huán)境不同，學(xué)生也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結(jié)果。等不同的分離結(jié)果。練習(xí)練習(xí)1、在富含纖維素

8、的環(huán)境中尋找纖維素分解菌，符合下列哪一生物、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(diǎn)？（學(xué)觀點(diǎn)？（ ）A、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn) B、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn)、生物結(jié)構(gòu)與功能整體性觀點(diǎn)C、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn) D、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)、生物發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)2、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（ ） 土壤取樣土壤取樣 梯度稀釋梯度稀釋 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(gè)菌落挑選出單個(gè)菌落A、 B、C、 D、3、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

9、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CBA4. 培養(yǎng)流感病毒時(shí)，應(yīng)選用培養(yǎng)流感病毒時(shí)，應(yīng)選用( )A固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基 B含有多種無(wú)機(jī)鹽的培養(yǎng)液含有多種無(wú)機(jī)鹽的培養(yǎng)液C活的雞胚活的雞胚 D無(wú)菌的牛肉湯無(wú)菌的牛肉湯5微生物（除病毒外）需要從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并通過(guò)微生物（除病毒外）需要從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并通過(guò)代謝來(lái)維持正常的生長(zhǎng)和繁殖。下列有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)的說(shuō)代謝來(lái)維持正常的生長(zhǎng)和繁殖。下列有關(guān)微生物營(yíng)養(yǎng)的說(shuō)法正

10、確的是法正確的是( )A乳酸菌與硝化細(xì)菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的乳酸菌與硝化細(xì)菌所利用的碳源物質(zhì)是相同的 B微生物生長(zhǎng)中不可缺少的一些微量的無(wú)機(jī)物稱為生長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)中不可缺少的一些微量的無(wú)機(jī)物稱為生長(zhǎng)因子因子 C培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度越高對(duì)微生物的增殖越有利培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度越高對(duì)微生物的增殖越有利D生長(zhǎng)因子一般是酶或核酸的組成成分，微生物本身合生長(zhǎng)因子一般是酶或核酸的組成成分，微生物本身合成這些生長(zhǎng)因子的能力往往不足成這些生長(zhǎng)因子的能力往往不足CD6在接種操作的過(guò)程中，不正確的是在接種操作的過(guò)程中，不正確的是( )A要將接種環(huán)灼燒滅菌要將接種環(huán)灼燒滅菌 B取下棉塞后要將試管口灼燒滅菌取下

11、棉塞后要將試管口灼燒滅菌C將接種環(huán)伸入試管內(nèi)，先接觸長(zhǎng)菌多的部位將接種環(huán)伸入試管內(nèi)，先接觸長(zhǎng)菌多的部位 D接種后還要將管口滅菌加塞接種后還要將管口滅菌加塞7高壓蒸氣滅菌的原理是高壓蒸氣滅菌的原理是( )A高壓使細(xì)菌高壓使細(xì)菌DNA變性變性 B高壓使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固變性高壓使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固變性C高溫燙死細(xì)菌高溫燙死細(xì)菌 D高溫使細(xì)菌高溫使細(xì)菌DNA變性變性CB8下列屬于菌落特征的是下列屬于菌落特征的是( ) 菌落的形狀菌落的形狀 菌落的大小菌落的大小 菌落的多少菌落的多少 隆起程度隆起程度 顏色顏色 有無(wú)莢膜有無(wú)莢膜 A B C D9能排除培養(yǎng)基是否有雜菌污染的方法是能排除培養(yǎng)基是否有雜菌污染的方

12、法是( ) A將未接種的培養(yǎng)基放在實(shí)驗(yàn)桌上培養(yǎng)將未接種的培養(yǎng)基放在實(shí)驗(yàn)桌上培養(yǎng) B將未接種的培養(yǎng)基放在窗臺(tái)上培養(yǎng)將未接種的培養(yǎng)基放在窗臺(tái)上培養(yǎng)C將未接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng)將未接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng) D將已接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng)將已接種的培養(yǎng)基放在恒溫箱中培養(yǎng)BC 根據(jù)根據(jù)用途用途分分選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì), ,以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng)以抑制不需要的微生物的生長(zhǎng), ,促進(jìn)所需要的促進(jìn)所需要的微生物的生長(zhǎng)微生物的生長(zhǎng)鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或在培養(yǎng)基中加入某種指示劑或化學(xué)藥品化學(xué)藥品, ,用以鑒別不同種類(lèi)的微

13、生物。用以鑒別不同種類(lèi)的微生物。例如：伊紅和美藍(lán)例如：伊紅和美藍(lán), ,和大腸桿菌的代謝產(chǎn)物結(jié)合和大腸桿菌的代謝產(chǎn)物結(jié)合, ,使菌落呈黑色（老教材說(shuō)法：深紫色使菌落呈黑色（老教材說(shuō)法：深紫色, ,帶有金帶有金屬光澤）屬光澤）, , 鑒別大腸桿菌鑒別大腸桿菌方法一中方法一中NaCl溶液的作用？溶液的作用？ 漂洗作用，洗去與纖維素結(jié)合不牢漂洗作用，洗去與纖維素結(jié)合不牢的剛果紅，以免出現(xiàn)的透明圈不夠清晰。的剛果紅，以免出現(xiàn)的透明圈不夠清晰。用這方法可以判斷酶活力的大小，實(shí)際用這方法可以判斷酶活力的大小，實(shí)際上剛果紅是結(jié)合到培養(yǎng)基的多糖底物，上剛果紅是結(jié)合到培養(yǎng)基的多糖底物，但分解纖維素的細(xì)菌可以產(chǎn)生纖

14、維素酶，但分解纖維素的細(xì)菌可以產(chǎn)生纖維素酶，能分解這個(gè)多糖底物成為單糖，這樣剛能分解這個(gè)多糖底物成為單糖，這樣剛果紅就不能結(jié)合上去了，氯化鈉溶液就果紅就不能結(jié)合上去了，氯化鈉溶液就可以使結(jié)合不牢的剛果紅洗去，這樣就可以使結(jié)合不牢的剛果紅洗去，這樣就留下大大小小的透明圈，大的透明圈當(dāng)留下大大小小的透明圈，大的透明圈當(dāng)然分解纖維素的能就強(qiáng)！然分解纖維素的能就強(qiáng)！ 酵母膏實(shí)際上是酵母膏實(shí)際上是膏狀的酵母抽提物膏狀的酵母抽提物，酵，酵母抽提物是國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定名稱。母抽提物是國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定名稱。 酵母抽提物以酵母為原料，采用自溶法酵母抽提物以酵母為原料，采用自溶法或加酶水解法工藝，經(jīng)分離、脫色（或