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文檔簡介

分解纖維素的微生物的分離第1頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

一、課題背景

閱讀課本27頁基礎知識部分第一、二段,回答下列問題:1.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類物質。植物的根、莖、葉等器官都含有大量的纖維素。其中棉花是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物。(一)纖維素與纖維素酶第2頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

纖維素是一種由葡萄糖首尾相連而成的高分子化合物,是含量最豐富的多糖類物質。纖維素能被土壤中某些微生物分解利用,這是因為它們能夠產(chǎn)生纖維素酶。草食性動物是怎樣消化食物中纖維素的?

胃中生活著大量分解纖維素的微生物,能產(chǎn)生纖維素酶,將纖維素分解成葡萄糖。第3頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

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。纖維素纖維二糖葡萄糖C1酶Cx酶葡萄糖苷酶2.纖維素酶的組成及作用?第4頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三3、纖維素的分解能分解纖維素的微生物有各種細菌、真菌和少數(shù)放線菌。方法:濾紙崩潰法4、纖維素酶活性的測定實驗:第5頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三濾紙崩潰法體會纖維素酶作用的實驗:第6頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三①取二支20mL的試管實驗:纖維素酶分解纖維素的實驗②各加入一張濾紙條③各加入pH4.8,物質量為0.1mol/L的醋酸-醋酸鈉緩沖液11ml和10ml甲乙④在乙試管中加入1mL纖維素酶⑤兩支試管固定在錐形瓶中,放在140r/min的搖床上振蕩1h⑥結果:乙試管的濾紙條消失

討論:乙試管的濾紙條為什么會消失?甲試管的作用是什么?第7頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

纖維素酶是一種,一般認為它至少包括三種組分,即、

CX酶和,前兩種酶使纖維素分解成,第三種酶將纖維二糖分解成。復合酶C1酶葡萄糖苷酶

是自然界中纖維素含量最高的天然產(chǎn)物,纖維素的分解需要在的催化作用下完成。棉花纖維素酶基礎知識填空:纖維二糖葡萄糖第8頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三下列生物能分解纖維素的是()①人②兔③牛④蘑菇⑤纖維桿菌A.①②③④⑤B.②③⑤C.②③④⑤D.③⑤C第9頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三(二)纖維素分解菌的篩選1、篩選纖維素分解菌的方法是______________。該方法可以通過________反應直接篩選。剛果紅染色法顏色閱讀課本課本28頁相關部分,回答下列問題:第10頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三2、其原理是:剛果紅可以與纖維素形成____________,當纖維素被_________分解后,紅色復合物無法形成,出現(xiàn)以_____________為中心的________,我們可以通過____________來篩選纖維素分解菌。紅色復合物纖維素酶纖維素分解菌

透明圈是否產(chǎn)生透明圈剛果紅染色法:這種方法能夠通過顏色反應直接對微生物進行篩選第11頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三練一練: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第12頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三2.利用剛果紅染色法可以篩選出纖維素分解菌,下列說法錯誤的是A.剛果紅能與纖維素形成紅色復合物B.剛果紅能與纖維二糖形成紅色復合物C.剛果紅不能與葡萄糖形成紅色復合物D.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第13頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三第14頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三土壤取樣選擇培養(yǎng)梯度稀釋將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上挑選產(chǎn)生透明圈的菌落(操作流程)(此步可省略)

三、實驗操作第15頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

本實驗流程與課題2中的實驗流程有哪些異同?

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以后,再將菌液涂布到選擇培養(yǎng)基上?!寂詸谒伎碱}〗第16頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三①分布環(huán)境:1、土壤取樣:富含纖維素的環(huán)境中操作步驟

生物與環(huán)境的互相依存關系,在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高,因此從這種土壤中獲得目的微生物的幾率要高于普通環(huán)境。②原因:第17頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三③實例:樹林中多年落葉形成的腐殖土,多年積累的枯枝敗葉等。④討論:如果找不到合適的環(huán)境,可以將濾紙埋在土壤中,將濾紙埋在土壤中有什么作用?你認為濾紙應該埋在土壤中多深?

將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對集中,實際上是人工設置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應將濾紙埋于深約10cm左右的土壤中。第18頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三〖旁欄思考題〗為什么要在富含纖維素的環(huán)境中找纖維素分解菌?在富含纖維素的環(huán)境中纖維素分解菌的含量相對提高〖旁欄思考題〗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?將濾紙埋在土壤中能使纖維素分解菌相對聚集,實際上是人工設置纖維素分解菌生存的適宜環(huán)境。一般應將紙埋于深約10cm的腐殖土壤中。第19頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三1、纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基屬于______(固體、液體)培養(yǎng)基,原因是____________________?!举Y料二】選擇培養(yǎng)液體沒有添加瓊脂成分第20頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三2、選擇培養(yǎng)

增加纖維素分解菌的濃度,以確保能夠從樣品中分離所需要的微生物。①目的:②制備選擇培養(yǎng)基:③操作:

將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中,將錐形瓶固定在搖床上,在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1~2天,直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復選擇培養(yǎng)。第21頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三培養(yǎng)基成分分析培養(yǎng)基組成提供主要的營養(yǎng)物質纖維素粉5g碳源(能源)NaNO31g氮源、無機鹽KCl0.5gNa2HPO4·7H2O1.2gKH2PO40.9gMgSO4

·7H2O0.5g無機鹽酵母膏0.5g生長因子、碳源、氮源水解酵素0.5g氮素、生長因子溶解后,蒸餾水定容至1000mL水第22頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三3、該培養(yǎng)基對微生物________(具有,不具有)選擇作用。如果具有,其選擇機制是_______________________________________________________。以纖維素粉為唯一碳源,能分解纖維素的微生物可以大量繁殖

具有第23頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三按照課題1的稀釋操作方法,將選擇培養(yǎng)后的培養(yǎng)基進行等比稀釋101~107倍。4、梯度稀釋101102103104105106第24頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三5.將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上(1)制備鑒別培養(yǎng)基:(2)涂布平板:將稀釋度為104~106的菌懸液各取0.1ml涂布到平板培養(yǎng)基上,30℃倒置培養(yǎng)。第25頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三若設置一個對照實驗說明選擇培養(yǎng)的作用,應控制的變量是將__________改為_________。你能否設計一個對照實驗,說明選擇培養(yǎng)基的作用?葡萄糖纖維素粉第26頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三〖思考2〗實驗流程中“選擇培養(yǎng)”的目的是什么?其目的是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。第27頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

參照課本29頁旁欄中的比例配置,回答下列問題a.旁欄中的配方是液體培養(yǎng)基還是固體培養(yǎng)基?為什么?b.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?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,所以能分解纖維素的微生物可以大量繁殖第28頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三〖旁欄思考題〗為什么選擇培養(yǎng)能夠“濃縮”所需的微生物?在選擇培養(yǎng)的條件下,可以使那些能夠適應這種營養(yǎng)條件的微生物得到迅速繁殖,而那些不適應這種營養(yǎng)條件的微生物的繁殖被抑制,因此可以起到“濃縮”的作用第29頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三【資料三】剛果紅染色法方法一:先培養(yǎng)微生物,再加入剛果紅進行顏色反應方法二:在倒平板時就加入剛果紅第30頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

方法一

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)點是這樣顯示出的顏色反應基本上是纖維素分解菌的作用。

方法二

缺點一是由于培養(yǎng)基中還含有淀粉類物質,可以使能產(chǎn)生淀粉酶的微生物出現(xiàn)假陽性反應;缺點二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。優(yōu)點是操作簡便,不存在菌落混雜問題。第31頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三比較項目分解尿素的細菌纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基原理培養(yǎng)基類型目的將細菌涂布在只有尿素做氮源的選擇培養(yǎng)基上將細菌涂布在只有纖維素粉做碳源的選擇培養(yǎng)基上固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基篩選菌株選擇培養(yǎng)第32頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三選擇培養(yǎng)的操作方法將土樣加入裝有30ml選擇培養(yǎng)基的錐形瓶中,將錐形瓶固定在搖床上,在一定溫度下震蕩培養(yǎng)1~2天,直至培養(yǎng)液變渾濁。也可重復選擇培養(yǎng)。思考:據(jù)“搖床”、“震蕩”分析纖維素分解菌的異化作用類型?四、操作提示第33頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

1.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

對照的培養(yǎng)基在培養(yǎng)過程中沒有菌落生長則說明培養(yǎng)基制作合格。如果觀察到產(chǎn)生透明圈的菌落,則說明可能獲得了分解纖維素的微生物。

2.分離的結果是否一致

由于在土壤中細菌的數(shù)量遠遠高于真菌和放線菌的數(shù)量,因此最容易分離得到的是細菌。但由于所取土樣的環(huán)境不同,不同同學也可能得到真菌和放線菌等不同的分離結果。

五、結果分析與評價第34頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三

為了確定分離得到的是纖維素分解菌,還需要進行_____________實驗,纖維素酶的發(fā)酵方法有______發(fā)酵和______發(fā)酵。纖維素酶測定方法是對纖維素酶分解濾紙等纖維素所產(chǎn)生的________含量進行定量測定。發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶

液體

固體

葡萄糖

六、課題延伸第35頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三分解纖維素的微生物的分離纖維素酶種類、作用、催化活力剛果紅染色篩選原理實驗設計土壤取樣選擇培養(yǎng)涂布培養(yǎng)梯度稀釋前置染色法后置染色法課堂總結挑選出產(chǎn)生透明圈的菌落第36頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三D1、下列材料中纖維素含量最高的是()A.楊樹B.小麥

C.玉米D.棉花第37頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三C2、纖維素酶能夠分解()A.纖維素的微生物

B.淀粉的微生物

C.纖維素

D.淀粉第38頁,共43頁,2023年,2月20日,星期三B

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